山东科技大学学士学位论文 系统电路及软件实现
即可从中断停止处重新开始温度循环显示。同时，开机上电后，若无任何操作，则时间从程序设计的时间开始计时，每过一秒钟加一，读取温度值时停止，由于时间值是从专用的日历时钟芯片中获得的，所以停止定时器A再返回时并不会影响时间的显示。 3.2单元电路原理图 3.2.1芯片原理图 如图3.2所示为MSP430F449芯片及其外围电路原理图。其中XTAL1、XTAL2分别为单片机提供正常工作时钟脉冲。 P4.3P4.4P4.5P4.6P4.750494847464544434241403938373635343332313029282726S33S32S31S30S29S28S27S26S25S24S23S22S21S20S19S18S17S16S15S14U0VCCC2410uF/16V+C27104P2.3/TB2P1.3/TBOUTH/SVSOUTP22BCLLKKACCLLKP11..54//TTAB1C//SMKP2.1/TB0P2.0/TA2P1.7/CA1P1.6/CA0P1.1/TA0/MCLKP4.2COM0COM1COM2COM3R03R13R23R33DVcc2DVss2P4.1P4.0P3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0P2.7P2.6P2.5P2.4P.4/S1//SS3367P45./4UCOLMK1P4.3/SIMO1/S3851525354555657585960616263646566676869707172737475P4.6/S35P4.7/S34S33S32S31S30S29S28S27S26S25S24S23S22S21S20S19S18S17S16S15S14P4.2/STE1/S39COM0P5.2/COM1P5.3/COM2P5.4/COM3R03P5.5/R13P5.6/R23P5.7/R33DVcc2DVss2P4.1/URXD1P4.0/UTXD1P3.7/TB6P3.6/TB5P3.5/TB4P3.4/TB3P3.3/UCLK0P3.2/SOMI0P3.1SIMO0P3.0/STE0P2.7/ADC12CLKP2.6/CAOUTP2.5/URXD0P2.4/UTXD0MSP430F449S13S12S11S10S9S8S7S6S5S4S3S2P5.0/S1P5.1/S0VREF-/VeREF-VeREF+XOUT/TCLKXINVREF+P6.7/A7/SVSinP6.6/A6P6.5/A5P6.4/A4P6.3/A3DVcc1AVssDVss1AVcc25S1324S1223S1122S1021S920S819S718S617S516S415S314S213P5.012P5.111VREF-10VeREF+9XOUT8XIN7VREF+6P6.75P6.64P6.53P6.42P6.31DVcc1C18XOUTXIN15PXTAL1 C19C23C2610uF10415PTDO/TDIXT2IN767778798081828384858687888990919293P6.09495P6.196P6.2AVssDVss19798AVcc19090TSDTI/NMIRTMSP0/A0T6C.KP6.1/A1P6.2/A2P1.2/TA1P1.0/TA0XT2OUTVCCR1910R1410C25104C2210uF/16VP2.3P2.2P2.1P2.0P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2XTP21O.1UTP1.0XT2INXTAL2 C2015PC2115PC13104C1510uF/16V 图 3.2 MSP430F449芯片及其外围电路原理图 3.2.2 DS18B20电路原理图 如图3.3所示为温度传感器与单片机的连接电路图。图中每一个I/OEXT_VCCIC2RH5RL36AA123VDD32 R2240C9R3510 100uF/16VC10224C11 C12104山东科技大学学士学位论文 系统电路及软件实现 口上都连接了一个温度传感器，程序实现中只需执行Skip ROM命令后即可对所有在线器件进行操作；为典型的单总线制，允许与一个I/O口相连的线上连接多个器件，开机后需逐个上电获取64bit序列号，并存储到数组中。当需要使用时，通过发送匹配ROM命令并发送对应器件的64bit序列号，从而实现对相应器件的操作。本次设计均采用寄生电源供电，如前所述，为保证电路的正常运行，温度值的精确获取，尽量采用电源供电方式。 U7DS18B20DS18B20U8DS18B20DS18B20U9DS18B20DS18B20U10DS18B20DS18B20U11DS18B20DS18B20U12DS18B20DS18B20U13DS18B20DS18B20U14DS18B20DS18B20DQGNDDGQNDDQGNDDGQNDDQGNDDGQNDDQGND123123123123123123123P4.6+5R30R31R32R33R34R35R36R37P4.0P4.1P4.2P4.3P4.4P4.5+5U15DS18B20DS18B20U16DS18B20DS18B20P4.7123DQGNDVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCDQGNDR2510K123123DQGNDVCCVCCP5.0VCCOCMJ48B 74LS24812345678910GND1A82A73A64A55A46A37A28A19DIR1074LS24574LS249GND1A82A73A64A55A46A37A28A19DIR10B820B719B618B517B416B315B214B113G12VCC1120191817161514131211P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7VCCR40R41VCCR42R43100K100K100K100K100K100K100K100K74LS2453.2.3液晶电路原理图 如图3.4所示为液晶显示电路原理图。该电路为混合电压系统，液晶74LS245显示模块OCMJ4x8B需5V电压，单片机需3.3V电压，I/O口的最大逻辑电平是3.3V，不可以直接相连，所以必须通过电平转换实现电平的匹配，这里采用TI的双向驱动器74LS245来实现电平的转换。 74LS245P2.2P2.1LED-LED+VssVddDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7BUSYREQRESNCIR1IR2OCMJ4*8BOCMJ48B图3.3 温度传感器与单片机的连接电路图 123456789101112131415161718键盘扫描接口电路R44R45R46R47123456P2.078910B820B719B618B517B416B315B214B113G12VCC1120191817161514131211S33 PPPPPPP+5U15DS18B20DS18B20U16DS18B20DS18B20DQGNDR2510K山东科技大学学士学位论文 系统电路及软件实现 123P5.0123DQGNDVCCVCCVCCOCMJ48BLED-LED+VssVddDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7BUSYREQRESNCIR1IR2OCMJ4*8BOCMJ48B12345678910111213141516171874LS24812345678910GND1A82A73A64A55A46A37A28A19DIR10B820B719B618B517B416B315B214B113G12VCC1120191817161514131211P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7VCCP+574LS24574LS245LED-LED+VssVddDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7BUSYREQRESNCIR1IR2OCMJ4*8BOCMJ48B1234567891011121314151617181234567891012345674LS24574LS249201918171615R47100KS1S2S3S4S5S6S7S8P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7R46100KR45100KOCMJ48BR30R31R32R33R34R35R36R37R40R41VCCR42R43100K100K100K100K100K100K100K100K键盘扫描接口电路R44R45P5.0VCCP4.012345P4.16P2.07891074LS24574LS249GND1A82A73A64A55A46A37A28A19DIR1074LS245B820B719B618B517B416B315B214B113G12VCC1120191817161514131211VCCU7DS18B20DS18B20R46R47123123123123123123123123P2.2P2.1DQGNDVCC+5R2510KU8DS18B20DS18B20VCCU15DS18B20DS18B20DGQNDVCC74LS24574LS24512374LS248DQGNDP4.2U9DS18B20DS18B20DQGNDVCC DS1302GND1A82A73A64A55A46B820B719B618B517B416B315GND1A82A73A64A55A46A37A28A19DIR10B820B719B618B517B416B315B214B113G12VCC1120191817161514131211P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7VCC图3.4 液晶显示电路原理图 P4.3VCCU16DS18B20DS18B20U10DS18B20DS18B203.2.4 DS1302日历时钟芯片电路原理图 123DGQNDVCCDQGNDP4.4U11DS18B20DS18B20DQGNDVCCP4.5U12DS18B20DS18B20DS1302的VCC2在单电源与电池供电的系统中提供电能并为低电源提P4.6VCCU13DS18B20DS18B20DGQNDDQGND供低功率的电池备份。在双电源系统中VCC2提供主电源，VCC1连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DQDS1302由VCC2GND或VCC1与VCC2两者中的较大者供电。当VCC2大于VCC1+0.2V时，VCC2给DS1302供电。当小于时，DS1302由VCC1供电。X1，X2连接32.768KHZ的石英晶振，为芯片提供实时的电脉冲。与CPU的连接仅需要三条线，即R40R44100KR43100KR42100KR41100KVCCU14DS18B20DS18B20SCLK（7）、I/O(6）、RST（5）。如图3.5所示。 100KVCC键盘扫描接口电路P4.7VCCVCC21234X1X2GNDVCC1SCLKCE/RSTI/O6587P6.5P6.6P6.4图3.5 DS1302日历时钟芯片电路原理图 XTAL4C406uFC416uFDS1302DS1302 34 2020U8DS18B20DS18B20U9DS18B20DS18B20U10DS18B20DS18B20U11DS18B20DS18B20U12DS18B20DS18B20U13DS18B20DS18B20U14DS18B20DS18B20DGQNDDQGNDDGQNDDQGNDDGQNDDQGNDDQGNDVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCP6.5P6.6786P6.453123123123123123123123VCC1VCC2P4.1P4.2P4.3P4.4P4.5P4.6P4.7123GNDX1X23.2.5 独立式键盘电路 U16DS18B20DS18B20+5U15DS18B20DS18B20DQGNDR2510K采用独立式键盘，分别连接P1.0-P1.7，并利用I/O口的中断功能，唤醒休眠的CPU。无键按下时均为高电平，若有键按下，则为低电平。 74LS24812312345678910123DQGND由于其他外围器件多采用串行数据传输，单片机接口剩余较多，所以VCCXTAL4C406uFC416uFVCCVCCGND1A82A73A64A55A46A37A28A19DIR1074LS24574LS249B820B719B618B517B416B315B214B113G12VCC1120191817161514131211P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7VCCR40R41VCCR42R43100K100K100K100K100K100K100K100KS1S2S3S4S5S6S7S8474LS245键盘扫描接口电路R44R45R46123456P2.078910GND1A82A73A64A55A46A37A28A19DIR1074LS245B820B719B618B517B416B315B214B113G12VCC1120191817161514131211R4774LS245P2.2P2.1图3.6 矩阵式键盘 注：在绘制完电路图，生成网络表后，若要生成对应电路的印制板图，则需要对各元器件的封装进行设置。电子元器件的封装实际是指零件焊接到电路板时的外观和焊点的位置，目前的封装主要有针脚式和表面贴片式（SMT），本次设计中所使用的相关元件的封装主要有： 电阻：RESx；封装属性为AXIAL0.3-AXIAL0.7，其中0.3指电阻在板上的焊盘间的距离为300mil（1mil=0.0254mm），一般用AXIAL0.4； 电容：对于无极性电容：CAP；RAD0.1-RAD0.4，一般用RAD0.1；对于电解电容：ELETROI，RB.1/.2-RB.5/1.0，其中.1/.2为电容尺寸，“.1”为焊盘间距，“.2”为电容圆筒的外径指电容大小。一般<100uF用RB.1/.2，100uF-470uF用RB.2/.4，>470uF用RB.3/.6 ； 二极管：封装属性为DIODE-0.4(小功率）DIODE-0.7(大功率）其中0.4-0.7指二极管长短，一般用DIODE0.4（发光二极管为RB.1/.2）；
电源稳压块：有78、79两个系列，常见的封装属性有TO126h和TO126v；
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DS1302CE/RI/SOTDS1302系统电路及软件实现 山东科技大学学士学位论文 SCLKDS1302P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0 山东科技大学学士学位论文 系统电路及软件实现
单排多针插座:CON、SIP；双列直插元件：DIPxx，两排间距离是300mil，焊盘间的距离是100mil；
注意：电路软件不能硬性定义焊盘名称或管脚名称，引脚的名称不对应，就要修改PCB与SCH之间的差异，最直接的方法是在网络表中改成与电路板元件外形一样的名称，顺序要一致。
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