第三章 各单元模块的硬件设计
的读写数据。在一些型号的单片机中，P2口还可以配合P1口传送内部EPROM的12位地址中的4位地址。
P3口：P3口引脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，当P3口写入1后，它们被内部上拉为高电平，它也可以作为普通的I/O口使用，传送用户的输入输出数据，P3口也作为一些特殊功能端口使用，如图3-1所示。 P3.0：RXD（串行数据接受口），P3.1：TXD（串行数据发送口） P3.2：INT0 (外部中断0输入)，P3.3：INT1（外部中断1输入） P3.4：T0（计数器0计数输入），P3.5：T1（计时器1外部输入） P3.6：WR（外部RAM写选通信号）P3.7：RD（外部RAM读选通信号）
图3-1 AT89C52单片机
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平状态。
ALE/PROG：地址锁存允许/编程线，当访问片外存储器时，在P0.7～P0.0引脚线上输出片外存储器低8位地址的同时还在ALE/PROG线上输出一个高电位脉冲，其下降沿用于把这个片外存储器低8位地址锁存到外部专用地址锁存器，以便空出P0.7～P0.0引脚线去传送随后而来的片外存储器读写数据。在不
8
琼州学院本科毕业论文 (设计)
访问片外存储器时，单片机自动在ALE/PROG线上输出频率为1/6晶振频率的脉冲序列。
PSEN:外部程序存储器ROM的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，
每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的
PSEN信号将不出现。
EA/VPP：允许访问片外存储器/编程电源线，当EA保持低电平时，则在此
期间允许使用片外程序存储器，不管是否有内部程序存储器。当EA保持高电平时，则允许使用片内程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1和XTAL2：片内震荡电路输入线，这两个端子用来外接石英晶体和微电容，即用来连接单片机片内OSC的定时反馈回路。
3.1.4 LED数码管简介
本系统选用五个LED数码管来进行温度显示。LED又称为数码管，它主要有8段发光二极管组成的不同组合，其中a～g为数字和字符显示段，dp为小数点的显示，通过a～g这7个发光二极管点亮的不同组合，可以显示0～9和A～F共16个数字和字母。LED数码管可以分为共阴极和共阳极两种结构，如图3-2（a）和图3-2（b）所示。共阴极结构把8个发光二极管阴极连接在一起，共阳极结构是把8个发光二极管阳极连接在一起。通过单片机引脚输出高低电平，可使数码管显示相应的数字或字母，这种使数码管显示字形的数据称字形码，又称段选码。
数码管引脚 a.共阴极 b.共阳极
图3-2 七段LED数码管
9
第三章 各单元模块的硬件设计 表3-1 七段LED的段选码表
显示字符 共阴极段码 共阳极段码 显示字符 共阴极段码 共阳极段码 0 1 2 3 4 5 6 7
一个共阴极数码管接至单片机的电路，要想显示“7”，须a、b、c这3个显示段发光（即这3个字段为高电平）只要在P0口输入00000111（07H）即可。这里07H即为数字7的段选码。字形与段选码的关系见表3-1所示。
3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 8 9 A B C D E F 7FH 6FH 77H 7FH 39H 3FH 79H 71H 80H 90H 88H 83H C6H A1H 86H 8EH 3.2电路设计
3.2.1 开关复位与晶振电路
在单片机应用系统中，出单片机本身需要复位以外，外部扩展I/O接口电路也需要复位，因此需要一个包括上电和按钮复位在内的系统同步复位电路。单片机上的XTAL1和XTAL2用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接单片机内OSC的定时反馈回路。笨设计中开关复位与晶振电路如图3-3所示，当按下按键开关S1时，系统复位一次。其中电容C1、C2为33pF，C3为10uF，电阻R2、R3阻值为10k，晶振频率为12MHz。
10
琼州学院本科毕业论文 (设计)
图3-3 系统复位与晶振电路
3.2.2 独立按键连接电路
按键包括两个独立按键S2和S3，一端与单片机的P1.3和P1.4口连接，另一端接地，当按下任一键时，P1口读取低电平有效。系统上电后，进入按键扫描子程序，以查询的方式确定各按键，完成温度初值的设定。其中按键S2为加按键，每按一次，系统对最初设定值加一，按键S3为减按键，每按下一次，系统对初定值进行减一计算。其连线图如图3-4所示。
11
第三章 各单元模块的硬件设计
图3-4 独立按键连接电路
3.2.3 数码管显示电路
本设计制作中选用5位共阴极数码管作为显示模块，它和单片机硬件的接口如图3-5所示。其中前3位数码管DS1、DS2、DS3用于显示温度传感器实时检测采集到的温度，可精确到0.1摄氏度，显示范围为0～99.9摄氏度；后2位数码管DS4、DS5用于显示系统设置的初值温度，只能显示整数的温度值，显示范围为0～99摄氏度。5位数码管的段选a、b、c、d、e、f、g、dp线分别与单片机的P0.0～P0.7口连接，其中P0口需要接一10K的上拉电阻，以使单片机的P0口能够输出高低电平。5位数码管的位选W1～W5分别与单片机的P2.0～P2.4口相连接，只要在P2.0～P2.4口任一位中输出低电平，则选中与该位相连的数码管。
12