而在单片机内部时,接到反相运算放大器输出端 (3)控制引脚
控制引脚有ALE/PROG、EA/VPP、RST/VPD和PSEN等4种形式。
(A).RST/VPD(9脚):复位,高电平有效,单片机的掉电保护或上电复位引脚。在它的上面加上2个周期的高电平,就会让它复位,它的内部各个部分都恢复到原位,就像长跑运动员都会到起点一样,程序就会从头开始执行,单片机内部全部清零。当正常的情况下,它为低电平。
如果由于某些原因是单片机正常供电的电源不能正常工作了,那么就有可能使存在随机存储器里的数据丢掉。VPD就是在单片机不能正常通电时,提供一个应急电源。接上VPD后,就可以保证随机存储器中的数据不会因断电而消失,保证了存储的安全性。
(B).ALE/ PROG (30脚):当访问外部存储器时(程序和数据存储器),它一个机器周期内两次把信号输出,来作为低8位锁存信号。
(C).PSEN(29脚): 低电平有效,用来扩展外部存储器。扩展外部程序存储器时,由PSEN通知芯片,表示要从芯片中读取指令。对于内部存储器,PSEN无效,悬空。 (D).EA/VPP(31脚):EA为第一功能端,外部程序存储器能不能进行访问的控制端口。当EA端为高电平时,单片机会按着由内到外的顺序执行程序,先执行片内的程序指令,如果超出了片内的范围,就会执行片外存储器的程序指令,如果EA为0时,只执行外部存储器的程序指令,片内的不起作用。VPP作为此引脚的第二功能,对片内存储器进行编程时,该引脚接入编程电压 (4)输入/输出(I/O)引脚
(A).P0口(39脚~22脚):由P0.0~P0.7 口组成,当它作为输入/输出接口使用时,要必须要加上拉电阻,才能正常工作。当接扩展I/O口时,P0口为地址总线和数据总线的分时间的复合使用的端口。
(B).P1口(1脚~8脚):P1.0~P1.7口,有第一功能和第二功,在此就不赘述了。值得一提的是第二功能,一般只用P1.1和P1.0,而对于FLASH进行程序校验和编程时,可以用到P1.5、P1.6、P1.7。
(C).P2口(21脚~28脚):P2.0~P2.7口,一般可用作准双向I/O口,不需要像P0口那样加上拉电阻,因为它内部自己具有电阻。
(D).P3口(10脚~17脚):P3.0~P3.7口。它有两个功能,第一个功能和P2口完全一样,第二功能见下表
表3 P3口第二功能的定义 引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
综合上面所介绍的,可以归纳出下面两点:
1).它许多引脚基本上都具备第2功能,这样就简化了引脚。
2).它对外呈现3总线的形式,P0口作为数据总线,由P2、P1口作为地址总线。
第2功能 RXD(串行数据输入口) TXD(串行数据输出口) INT0(外部中断0输入) INT1(外部中断1输入) T0(计数器0外部计数的输入) T1(计数器1外部计数的输入) WR(外部RAM写选通输出) RD(外部RAM读选通输出) (四)温度传感器测量温度的原理及流程
斜坡累加器 预 置 计数比较器 低温度系数 振 荡 器 减法计数器 预 置 减到0 温度寄存器 高温度系数 振 荡 器 减法计数器 图3 测温原理内部装置
减到0 初始化 DS18B20 跳过ROM 匹配 温度变换 延时1S 数码管显示 转换成显示码 读暂存器 跳过ROM 匹配 图4 DS18B20测温流程
(五)温度传感器电路
DS18B20是美国的一家公司发明的,它是在模拟的基础上开发的数字温度传感器。它的集成度很高,本设计采用这个传感器有下面的原因:
(1)系统的特性:测温范围是-55℃~+125℃ ,测温的精度为士0.5℃;精度是9到12位,而且是可变的,并且能够二进制串行输出; 12位精度转换的最长时间是750ms;可以超低功耗的工作。
(2)系统复杂称度: 本设计采用的温度传感器是一个单总线形式的元器件,一条总线上可以接许多个传感器,接法十分方便,只连接单片机的一个引脚,测温时不需要任何的外部元器件。
(3)系统成本:体积特别小,而成本也非常低,只有十几块钱。所以它的应用特别广泛。
如下图所示,它的结构非常简单只有三个引脚:电源引脚VDD、数据传输端口DQ 、 GND。DS18B20有两种供电方式:数据线供电、外部供电。对于第一种供电方式,DS18B20总线的上拉电阻由单片机的任意一个I/O接口来完成。 本次设计我采用的是外部供电方式的温度传感器,它的原理图在下面,其中3脚接5V的电源,2脚接一个4.7V的上拉电阻,电阻另一端连接到3脚,并且接到单片机的P1.0口上,1脚则是接地就行。
图5 温度传感器接口
(六)系统电源电路的设计
选择LM2596来完成我本次设计的电源部分,它是属于降压型的,集成度也很高,输出电流3A,输入24V的电压,而输出只有5V,稳定性非常好,负载调节特性能力非常强,线性性能相对来说也是比较好的。
本器件有一些优点:在正常工作的情况下,振荡频率误差很小,它是小于±15%的,输出电压的误差在±4%以下;具有良好的自我保护电路,正常情况下, 80μA的待机电流,就可以完全达到从外部断电的效果,既方便又省电。 电源电路设计如下图10所示。
图6 系统电源模块
(七)LCD显示电路
下图是液晶显示屏LCD1602原理图,它的接法如下: 1脚VSS:电源地。 2脚VDD:电源正极。
3脚VO:液晶显示对比度调节端。 4脚RS:数据/命令选择端。 5脚RW:读写选择端。 6脚E:使能信号。
7~14脚D0~D7:数据口。
15脚:背光电源正极。 16脚:背光电源负极。
图7 液晶显示接口电路
(八)串口通讯电路
采用MAX232A作为转换芯片,来完成通讯电路,它与MAX232内部原理基本上是一样的,只是外接电容不同而已。它的主要特点是: