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本系统中利用内部振荡方式，电路见图3-1，其参数选择如下：fosc=11.0592MHz,C1=C2=30pF 3.1.3 单片机的复位电路硬件设计
复位操作可以使单片机初始化，也可以使死机状态下的单片机重新启动，计算机
┊ 在启动时，都需要复位，使CPU和系统中其它部件都处于一个确定的初始状态，并┊ 从这个状态开始工作。在振荡器正在运行的情况下，复位是靠在RST/Vn或RST引┊ 脚处至少保持2个机器周期(24个振荡器周期)的高电平而实现的。
单片机复位电路包括片内，片外两部分。片外复位信号通过引脚RST加到内部┊
┊ 复位电路上。内部复位电路在每个机器周期S5P2对片外复位信号采样一次，当RST
┊ 引脚出现连续两个机器周期的高电平时，单片机就能完成一次复位。 ┊
RST端的外部复位电路有两种复位操作形式：上电自动复位电路和按键手动电平
┊ 复位电路。在本系统中采用手动电平自动复位。如下图3-4： 单片机复位的工作过程如下： 装 ┊ ┊
（1）上电自动复位电路
对于MCS-51系列来说，最简单的上电复位电路就是由一个电阻和一个电容构成
┊ 的。在系统上电时，经C1与R1充电，使VRST端为高电平，持续时间2T，完成复
┊ 位。电容充电结束后，系统复位结束，开始正常工作。一般为了可靠的复位，RST┊ 在上电时应保持20ms以上的高电平。在图3-3中，RC时间常数越大，上电时RST
订 保持的高电平的时间越长。当晶振频率为12MHz时，典型值为C=10uF，R=8.2kΩ。┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊
（2）按键手动复位电路
按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。按键脉冲复位电路则是利用RC微分
图3-3 上电自动复位电路
┊ 电路产生的正脉冲来实现的，其电路图这里略过。按键电平复位电路是通过是使复位
┊ 端经电阻与Vcc接通来实现的，按下按键，VREST =1.215V 4.2V 持续时间2T,┊ 完成复位。其电路如图3-4： ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
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2 图13-5 AT89C51单片机的最小系统硬件电路原理图 C815pFAC715pFR610K5VC61234567891011121314151617181920B长 春 大 学 汽车数字仪表装置的设计 图3-4 手动电平复位电路 经以上分析设计，有关系统中AT89C51单片机最小系统硬件设计原理图如图3-5┊ 所示。 U1P1.0VCCP1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3p1.5/MOSIP0.4P1.6/MISOP0.5P1.7/SCKP0.6RESTP0.7P3.0/RXDEA/VPPP3.1/TXDALE/PROGP3.2/INT0PSENP3.3/INT1P2.7P3.4//T0P2.6P3.5/T1P2.5P3.6/WRP2.4P3.7/RDP2.3XTA L2P2.2XTA L1P2.1GNDP2.0AT89C51VCC40393837363534333231302928272625242322214.7uFS1ANR710K2Y212M┊ 3.2 信号检测及处理电路的硬件设计 3.2.1 温度传感器DS18B20及其硬件接口电路设计
（1）温度传感器DS18B20简介
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92
线 小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换┊ 精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；┊ 其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联┊ 到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器┊ 的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距┊ 离多点温度检测系统。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
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主要特点有:
1)用户可自设定非易失性的报警上下限温度值。 2 )需要外部组件,能测量-55～+125℃范围内的温度。 3 )-10～+85℃范围内的测温准确度为±0.5℃。
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4 )通过编程可实现9～12位的数字读数方式,可在至多750ms内将温度转换成12b的数字,测温分辨率可达010625℃。
5 )独特的单总线接口方式,与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现与微处理器双向通讯。
温度传感器技术指标
（1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（2）可用数据线供电，电压范围：+3.0～+5.5V。
（3）测温范围：-55～+125℃,在-10～+85℃范围内,精度为±0.5℃固有测温分辨率为0.5℃。
（4）通过编程可实现9～12位的数字读数方式。 （5）用户可自设定非易失性的报警上下限值。
（6）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。
（7）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 DS18B20的内部结构
DS18B20内部功能模块,主要由4部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非易失性的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,他可以看作是该DS18B20的地址序列码,每个DS18B20的64位序列号均不相同。高低温报警触发器TH和 TL ,配置寄存器均由一个字节的E2PROM组成,使用一个存储器功能命令可对TH,TL或配置寄存器写入。配置寄存器中R1,R0决定温度转换的精度位数:R1R0=“00”,9 位精度,最大转换时间为93175ms;R1R0=“01”,10位精度,最大转换时间为18715ms;R1R0=“10”,11位精度,最大转换时间为375ms;R1R0=“11”,12位精度,最大转换时间为750ms;未编程时默认为12位精度。
DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂2存RAM和一个非易失性的可电擦除ERAM ,后者存放高温和低温触发器TH,TL和结构寄存器。暂存存储器包含了8个连续字节,前两个字节是测得的温度信息,第1个字节的内容是温度的低8位,第2个字节是温度的高8位。第3个和第4个字节是TH,TL的易失性拷贝,第5个字节是结构寄存器的易失性拷贝,这3个字节的内在每一次上电复位时被刷新。第6、7、8个字节用于内部计算。第9个字节是冗余检验字节,校验前面所有8个字节的CRC码,可用来保证通信正确。
（2）DS18B20与单片机的硬件接口设计
DS18B20与AT89C51的接口电路图如图3-6所示，其中DS18B20工作在外部电源供电方式，单片机AT89C51采用P3.3和DS18B20通信。
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图3-6 DS18B20与单片机的连接电路
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通过预先对DS18B20可编程温度传感器的编程,完成转换位数,精度,高、低温报警触发器TH , TL的温度设置。进入测温模式后,DS18B20可编程温度传感器将所测的温度值直接转换成数字量,通过其独有的单总线协议,实现与单片机的数据传输,完成数据采集。再结合软件及相应外围电路进行实时监控。 3.2.2 测速传感器及其硬件接口电路设计
(1)测速传感器简介
在本系统中采用轴向磁极方式设置磁体。将它和霍尔开关电路组合起来可以构成
┊ 旋转传感器。转轴每转l圈，霍尔传感器发出8个脉冲。测速传感器的工作原理是将┊ 霍尔开关和磁铁分别安装在车架、车轮的适当位置，其产生的脉冲信号输入到单片机┊ 的P3.2端，单片机对其进行计数．算出速度、里程并输出到LCD显示器，实现车速、订 里程的数字显示。 ┊ ┊ ┊
(2) 基于速度传感器的车速计算过程 1）测量车速脉冲周期
本设计中使用定时器2通道的捕获功能来检测车速脉冲（下降沿有效）。将连续
┊ 两次的捕获到的定时器计时值相减，便可以获取一个完整脉冲的计时时间（周期）。┊ 为了加快中断进程，避免中断占用系统太多时间，在中断程序只是先将两次捕获的值线 分别保存，并通过标志位（收到新车速脉冲标志）去通知后台程序进行处理。 ┊
由于A44E属于开关型的霍尔器件．其工作电压范围比较宽(4．5～18V)．其输
可以直接接到单片机的I／O端口上，而且其最高检测┊ 出的信号符合11乙电平标准，┊ 频率可达到lMHz。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
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霍尔传感器集成芯片A44E有信号转换、电压放大、整形输出等功能。为增加其
┊ 抗干扰能力，通过光偶后送人P3.2引脚。接口电路如图3-7。
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图 3-7 霍尔传感器与单片机的连接电路
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┊ 3.2.3 液晶显示模块硬件设计
本文介绍的TCl602A是一种16字×2行的字符型液晶显示模块，其显示面积为TCl602A的引脚功能和内部结构
TCl602A的引脚排列，它有16个引脚可与外界相连。各引脚功能如下： l脚Vss：接地； 2脚Vdd：接+5V电源；
3脚V。：对比度调整端，LCD驱动电压范围为Vdd～V。当V。接地时，对比4脚RS：寄存器选择端，RS为O时，选择命令寄存器IR；Rs为1时，选择数5脚R/W：读写控制端，R/W为1时，选择读出；R/W为0时，则选择写入； 6脚Enable：使能控制端，Enable为1时，使能；Enable为0，禁止； 7脚-14脚D0-D7：数据总线； 15脚I点D+：背景光源，接+5V； 16脚LED一：背景光源，接地。
TCl602A的内部结构如图3-8所示，它主要由DDRAM、CGROM、CGRAM、IR、
┊ 64．5×13.8mm。
┊ 度最强； 线 据寄存器DR；
┊ DR、BF、AC等大规模。集成电路组成。