基于单片机的数字测速仪设计(3)

2019-04-21 17:20

相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管,共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阳极为低电平时,相应字段就不亮[9]。

第三章 多点温度采集系统的硬件电路的设计

3.1 多点温度采集系统的硬件模块划分

多点温度采集系统的硬件模块划分如图3.1所示。

图3.1多点温度采集系统的硬件模块 如下

他由51单片机、显示模块和DS18B20模块组成,其各个部分详细说明(1)51单片机:多点温度采集系统的核心控制器。

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(2)DS18B20温度采集模块:采集当前各个点的温度数据。 (3)1602液晶显示器:显示用户当前各个采集点的温度信息。

3.3.1 51单片机

AT89C51单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择,最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。引脚图如图3.2所示

图3.2 AT8951引脚

VCC :电源 GND :地

P0 口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。在 flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。

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P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX),具体如下表所示。在flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。

P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR)时,P2 口送出高八位地址。在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址(如MOVX @RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。P3口亦作为AT89C51特殊功能(第二功能)使用,如下表所示。在flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。 引脚号第二功能如表3.1所示

表 3.1 引脚号第二功能

P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 RXD(串行输入) TXD(串行输出) INT0(外部中断0) INT1(外部中断1) T0(定时器0外部输入) 9

P3.5 P3.6 P3.7

T1(定时器1外部输入) WR(外部数据存储器写选通) RD(外部数据存储器写选通) RST:复位输入。晶振工作时,RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。

PSEN:外部程序存储器选通信号(PSEN)是外部程序存储器选通信号。

EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令,EA必须接GND。为了执行内部程序指令,EA应该接VCC。在flash编程期间,EA也接收12伏VPP电压。

XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端[4]。

3.3.2 DS18B20传感器

DS18B20是拉达斯(Dallas)公司出品的数字温度传感器,其使用1-wire总线接口,该器件的主要技术特点如下。

(1)工作电压范围广。3~5.5V,并且可以使用寄生电容供电方式。 (2)集成度高。所有的应用模块都集中在一个和普通三极管大小相同的芯片内,应用过程中不需要任何外围器件,使用1-wire总线接口和51单片机进行数据通信。

(3)温度测量范围大。可测量温度区间为-55~125℃,其中在-10~85℃的区间内测量精度为0.5℃。

(4)测量分辨率可变。测量分辨率可以设置为9~12位,对应的最小温度刻度为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃.

(5)转换速度快。在9为精度时最快,耗时93.75ms,在12位精度时则需要750ms。

(6)支持多个设备。支持在同一条1-wire总线上接挂多个DS18B20器件形成多点测试,在数据传输过程中可以跟随CRC校验。 DS18B20引脚封装结构 如图3.3所示

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图3.3 DS18B20的引脚封装图

(1)VCC:电源输入引脚,如果使用寄生供电方式,该引脚直接链接到GND。

(2)GND:电源地引脚。

(3)DQ:数据输入/输出引脚。

DS18B20内部有一个64位的ROM空间用于存放序列号,序列号由8位产品种类编号(0x28)、48位产品序列号和8位CRC校验位组成,每一个DS18B20都有一个唯一的序列号,可用于区别其他的DS18B20。

DS18B20可以将温度转换成两个字节的数据,可以配置设定为9~12为精度,表10.7是12位精度的数据存储结构,其中S为符号位,当温度高于0℃是S为0,此后11位数据直接乘以温度分辨率0.0625,则为实际温度;当温度低于0℃是S为1,此时后11位数据为温度数据的补码,需要取反加一之后再乘与温度分辨率才能得到实际的温度。

DS18B20的温度分辨率只和采样的精度位数有关,9位采样精度时对应的分辨率为0.5℃,10位为0.25℃,11位为0.125℃,12位为0.625℃。用两

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