【正文】 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K在 系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 STC89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位I/O 口線， 看門狗定時(shí)器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復(fù)位電路 ， 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工 串行口 。另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 。 其管腳如圖 所示。 基于 STC89C52 單片機(jī) 最小 系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)包括以下 2 個(gè)部分： 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 STC89C52 管腳圖 復(fù)位 電路 部分 復(fù)位是 STC89C52 的初始化操作，只需給復(fù)位引腳 RST 加上一個(gè)高電平就可以使其復(fù)位， 原理圖 如圖 所示。 圖 最小系統(tǒng)復(fù)位 電路 設(shè)計(jì)原理圖 振蕩電路 每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里面都有震蕩電路， STC89C52 系統(tǒng)既可以選用內(nèi)部震蕩電路，也可以選用外部震蕩電路，本系統(tǒng)選用外部震蕩電路。外部震蕩電路主要基于一個(gè)晶沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 振，該晶振結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路， 產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振 的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快， 本系統(tǒng)中 所 選用的晶振是 。原理圖如圖 所示。 圖 最小系統(tǒng) 震蕩電路 設(shè)計(jì)原理圖 DS18B20接口設(shè)計(jì) DS18B20 是 Dallas 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的數(shù)字化溫度傳感器，是世界上第一片支持“一線總線 ”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可以輕松的 組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量引入全新的概念。新一代的 “DS18B20”體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活，使用戶可以充分發(fā)揮一線總線的長(zhǎng)處 [5]。 DS18B20 支持 “一 線總線 ”接口，測(cè)量溫度范圍為 55℃ ~+125℃ ，在 10℃ ~+85℃范圍內(nèi)，精度為 177?！?。現(xiàn)場(chǎng)溫度范圍以 “一線總線 ”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如設(shè)備控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。 其管腳圖如表 所示。 表 DS18B20管腳說(shuō)明 引腳 符號(hào) 說(shuō)明 1 GND 地 2 DQ 單線應(yīng)用的數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 3 VCC 電源 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 DS18B20 的主要操作過(guò)程及原理 DS18B20 測(cè)溫原理如圖 所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻 率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖 中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò) 程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值。 斜 率 累 加 器計(jì) 數(shù) 器 1比 較預(yù) 置低 溫 度 系 數(shù) 晶 振= 0 溫 度 寄 存 器預(yù) 置計(jì) 數(shù) 器 2高 溫 度 系 數(shù) 晶 振= 0L S B置 位/ 清除加 1停 止 圖 DS18B20 測(cè)溫原理圖 DS18B20 得到的 16 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在兩個(gè) 8 比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實(shí)際 溫度。 例如 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃ 的數(shù)字輸出為沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 0191H， ℃ 的數(shù)字 輸出為 FE6FH， 55℃ 的數(shù)字輸出為 FC90H 。 其溫度數(shù)據(jù)關(guān)系 如表 所示。 表 溫度數(shù)據(jù)關(guān)系 TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT(Binary) DIGITAL OUTPUT(Hex) +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0h +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550h +℃ 0000 0001 1001 0001 0191h +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h +℃ 0000 0000 0000 1000 0008h 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000h ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8h ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5Eh ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6Fh 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90h DS18B20 接口設(shè)計(jì) DS18B20 正常的工作電壓范圍在 3～ V， 本系統(tǒng)采 用 5V 電源 供電。由 于DS18B20 一線總線的特點(diǎn)，所以我只需用單片機(jī)的一個(gè) I/O 口就能對(duì)其操作 。其連接如圖 所示。 圖 DS18B20 接口設(shè)計(jì) 圖 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 BM100 無(wú)線模塊 接口設(shè)計(jì) BM100 模塊是高度集成半雙工微功率無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，嵌入高速單片機(jī)和高性能射頻芯片。 BM100 模塊采用高效交織糾錯(cuò)算法，具有抗干擾 性強(qiáng) 和高靈敏度等特點(diǎn)。 BM100 模塊提供了多個(gè)頻道的選擇，可在線修改串口速率，發(fā)射功率，通信速率等各種參數(shù)。 BM100 模塊能夠 透明傳輸任何大小數(shù)據(jù)，而用戶無(wú)須編寫(xiě)復(fù)雜的設(shè)置與傳輸程序，同時(shí) 體積 小、 傳輸距離 較遠(yuǎn) ，豐富便捷的配置功能， 使其 能夠應(yīng)用于 非常廣泛的智能化通信領(lǐng)域。 管腳說(shuō)明如表 所示： 表 管腳說(shuō)明（方形孔為 1腳） 管腳 定義 說(shuō)明 1 VCC 電源 +~+8V 2 GND 電源地 3 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送端 4 RXD 串行數(shù)據(jù)接收端 5 SLEEP 休眠控制（輸入） TTL 休眠信號(hào) 低電平休眠 在串口發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)程中， STC89C52 單片機(jī) 發(fā)送數(shù)據(jù) ， 所以 相對(duì)于單片機(jī)而言BM100 無(wú)線模塊相當(dāng)于接收數(shù)據(jù)，因此單片機(jī)的 11 腳（ TXD 腳）與無(wú)線模塊的 4腳相連， 才能完成 串口發(fā)送 ，如圖 所示。 圖 溫度采集子系統(tǒng)無(wú)線模塊接口電路設(shè)計(jì)圖 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 而在接收端無(wú)線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)接收數(shù)據(jù)，因此無(wú)線模塊的 3 腳與單片機(jī)的 10 腳相連，才能完成串口接收，如圖 所示。通過(guò)管腳說(shuō)明可以看出，系統(tǒng)使用 5V電源為其供電，而本系統(tǒng)不使用無(wú)線模塊的睡眠模式，所以對(duì)于 5 管腳只有接高電平才能使其正常工作。 圖 溫度監(jiān)控子系統(tǒng)無(wú)線模塊接口電路 設(shè)計(jì) 圖 溫度 監(jiān)測(cè)與控制子系統(tǒng) 12864 液晶接口設(shè)計(jì) 帶中文字庫(kù)的 12864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線 或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字， 和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 。 利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令， 可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面 ， 可以顯示84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字 ， 也可完成圖形顯示 。 低電壓 、 低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。其引腳說(shuō)明如表 所示： 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 表 12864 液晶引腳說(shuō)明 引腳 名稱 方向 說(shuō)明 引腳 名稱 方向 說(shuō)明 1 VSS GND 11 DB4 I 數(shù)據(jù) 4 2 VDD 電源（ +） 12 DB5 I 數(shù)據(jù) 5 3 VO 懸空 13 DB6 I 數(shù)據(jù) 6 4 RS O H:Data L:Instruction Code 14 DB7 I 數(shù)據(jù) 7 5 R/W O H:Read L:Write 15 PSB O H:Parallel Mode L:Serial Mode 6 E O Enable Signal 16 NC 懸空 7 DB0 I 數(shù)據(jù) 0 17 /RST O 復(fù)位 8 DB1 I 數(shù)據(jù) 1 18 NC 懸空 9 DB2 I 數(shù)據(jù) 2 19 LEDA 背光源負(fù)極（ 0V） 10 DB3 I 數(shù)據(jù) 3 20 LEDK 背光源正極（ +5V） 根據(jù) 其管腳定義，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 單片機(jī)的 P0 口作為數(shù)據(jù)口 ，且加上拉電阻。 P0口作為 I/O 口輸出 時(shí) ， 輸出低電平為 0 ， 輸出高電平為高組態(tài)（并非 5V，相當(dāng)于懸空狀態(tài)）。也就是說(shuō) P0 口不能真正的輸出高電平 給所接的負(fù)載提供電流，因此必須接上 拉電阻，由電源通過(guò)這個(gè)上拉電阻給負(fù)載提供電流。 另外，液晶的 RS 端用 P2^0控制， RW 用 P2^1 控制， E 用 P2^2 控制，再配合適當(dāng)?shù)能浖幊?，就能使液晶正常工作。其接口如圖 所示。 圖 液晶 顯示 接口 電路 設(shè)計(jì)圖 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 報(bào)警 與控制 系統(tǒng)接口設(shè)計(jì) 在報(bào)警與控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了三個(gè) LED 燈進(jìn)行報(bào)警提示和升溫、降溫操作信號(hào)演示 。 報(bào)警燈用 P1^0 控制，降溫操作提示燈用 P1^1 控制，升溫操作提示燈用 P1^2 控制。本設(shè)計(jì)將 LED 正極與電源相連，負(fù)極接到 I/O 口上，當(dāng) I/O 上的電壓由高變低時(shí)， LED 燈將被點(diǎn) 亮。 其接口如圖 所示。 圖 報(bào)警與控制系統(tǒng) 接口 電路 設(shè)計(jì)圖 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) 7805 三端穩(wěn)壓集成電路 有三條引腳，分別是輸入端、接地端和輸出端。 使用 三端穩(wěn)壓 IC 來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。 7805 輸入電壓的范圍在 7~36V，極限電流 1000mA，輸出為