硬件電路設(shè)計技術(shù)報告-文庫吧
2025-09-04 13:04 本頁面
【正文】 TO92 封裝或 8 腳的 SOIC 封裝，如圖所示。各引腳的功能：GND 為電壓地； DQ 為單數(shù)據(jù)總線； VDD 為電源電壓； NC 為空引腳。 DSl8B20 工作原理及應(yīng)用 DS18B20 的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩 個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解 18B20 的內(nèi)部存儲器資源。18B20 共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是： （ 1） ROM 只讀存儲器，用于存放 DS18B20ID 編碼，其前 8 位是單線系列編碼（ DS18B20 的編碼是 19H），后面 48 位是芯片唯一的序列號，最后 8 位是以上 56 位的 CRC 碼（冗余校驗）。數(shù)據(jù)在出廠時設(shè)置不由用戶更改。 DS18B20 共 64 位 ROM。 （ 2） RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20 共 9 個字節(jié) R 每個字節(jié)為 8 位。如圖所示。第 2 個字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 3 和第 4 字節(jié)是高溫觸發(fā)器TH 和低溫觸發(fā)器 TL 的易失性拷貝，第 5 個字節(jié)為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率， DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。以上字節(jié)內(nèi)容每次上電復位時被刷新。配置寄存器字節(jié)各位的定義如圖所示。低 5 位一直為 1， TM 是工作模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式， DS18B20 出廠時該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動； R1 和 R0 用來設(shè)置分數(shù)。 4. 鍵盤 觸點式開關(guān)按鍵（機械式開關(guān)），按鍵按照接口原理為非編碼鍵盤，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)鍵盤的識別。非編碼鍵盤按連接方式可分為獨立式和矩陣式兩種，其它工作都主要由軟件完成。這次實驗使用的是矩陣式鍵盤。 按鍵的輸入原理： 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，通常使用機械觸點式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。也就是說，它能提供標準的 TTL 邏輯電平，以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。此外，除了復位按鍵有專門的復位電路及專一的復位功能外，其它按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。 當所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時，計算機應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能。因此，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。 對于一組鍵或一個鍵盤，通過接口電路與單片機相連。單片機可以采用查詢或中斷方式了解有無按鍵輸入并檢查是哪一個按鍵按下，若有鍵按下則跳至相應(yīng)的鍵盤處理程序處去執(zhí)行，若無鍵按下則繼續(xù)執(zhí)行其他程序。 按鍵的特點與去抖： 機械式按鍵再按下或釋放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來。其抖動過程如圖所示，抖動時間的長短與開關(guān)的機械特性有關(guān)，一般為 5 ～ 10 ms。從圖中可以看出，在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導致判斷出錯。即按鍵一次按下或釋放被錯誤地認為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸點機械抖動所致的檢測誤判，必須采取去抖動措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。一般來說，在鍵數(shù)較少時，可采用硬件去抖，而當鍵數(shù)較多時，采用軟件去抖。（ 本學習板采用軟件去抖方式）。軟件去抖的流程圖如圖所示。 圖 1 從按鍵的去抖流程圖我們可以知道，檢測到有鍵按下時，應(yīng)延時等待一段時間（可調(diào)用一個 5ms~10ms的延遲子程序），然后再次判斷按鍵是否被 按下，若此時判斷按鍵仍被按下，則認為按鍵有效，若此時判斷按鍵沒有被按下，說明為按鍵抖動或干擾，應(yīng)返回重新判斷。鍵盤真正被按下才可進行相應(yīng)的處理程序，此時基本就算實現(xiàn)了按鍵輸入，進一步的話可以判斷按鍵是否釋放。 3*4 鍵盤的工作原理： 3*4 的矩陣式鍵盤由 4 根行線和 3 根列線交叉構(gòu)成，按鍵位于行列的交叉點上，這樣就構(gòu)成了 12 個按鍵。其中交叉點的行列線是不連接的，當按鍵按下的時候，此交叉點處的行線和列線導通。行線通過上拉電阻接到 VCC 上。當無鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)；當有鍵按下時，行、列線在交點導通 ，此時，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這是識別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤中的每條行線與 4 條列線相交，交點的按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，鍵分析時必須將行線、列線信號配合起來作適當處理，才能確定閉合鍵的位置。 5. 控制部分 AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位 單片機 ，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫 1000 次的 Flash 只讀 程序存儲器 ，器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng) 及 80C51 引腳 結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位 中央處理器 和 ISP Flash 存儲單元 。AT89S51 具有完整的輸入輸出、 控制端口、以及內(nèi)部程序存儲空間。與我們通常意義上的微機原理類似，可以通過外接 A/D， D/A 轉(zhuǎn)換電路及運放 芯片 實現(xiàn)對傳感器傳送信息的采集，且能夠提供以點陣或 LCD液晶及外接按鍵實現(xiàn)人機交互，能對內(nèi)部眾多 I/O 端口連接步進電機對外圍設(shè)備進行精確操控，具有強大的工控能力。 主要性能特點 4k Bytes Flash 片內(nèi) 程序存儲器 ； 128 bytes 的 隨機存取 數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）； 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口； 2 個 中斷優(yōu)先級 、 2 層 中斷
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