【正文】 圖 21 AT89C51 引腳圖 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器、 1000 次擦寫周期、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32個(gè)可編程 I/O 口線 、三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 、 八個(gè)中斷源 、全雙工 UART 串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時(shí)器 、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符。 :供電電壓 ：接地 —— 振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端 —— 振蕩器反相放大器的輸出端 —— 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 —— 片外程序存儲(chǔ)器訪問 允許信號(hào)。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地），如果 EA 端為高電平（接Vcc 端），則 CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 口 ,P2 口 —— P1， P2 是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。運(yùn)行時(shí)通過 P1 口控制驅(qū)動(dòng)電路的工作，將數(shù)據(jù)送到數(shù)碼管，顯示相應(yīng)的段碼，為了達(dá)到減少功耗或滿足端口對(duì)最大電流的限制，應(yīng)加上一限流電阻。 —— 口控制數(shù)碼管的位選，使六個(gè)數(shù)碼管輪流顯示數(shù)據(jù)，等于 0 時(shí)位選三極管導(dǎo)通，等于 1 時(shí)位選三極管截止。 單片機(jī)系統(tǒng)的晶振電路 晶振就是我們所需要的一種理想結(jié)構(gòu) ，使 用晶振和電容可以組成一個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò) ,系統(tǒng)硬件組成與實(shí)現(xiàn)方法 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 利用單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘 ,就可以產(chǎn)生一個(gè)和晶振頻率一樣的時(shí)鐘信號(hào) 。本設(shè)計(jì)的晶振電路圖如下圖 22 所示： 圖 22 晶振電路原理圖 單片機(jī)的復(fù)位電路 復(fù)位電路的目的就是在上電的瞬間提供一個(gè)與正常工作狀態(tài)下相反的電平。一般利用電容電壓不能突變的原理，將電容與電阻串聯(lián)，上電時(shí)刻，電容沒有充電，兩端電壓為零，此時(shí)，提供復(fù)位脈沖，電源不斷的給電容充電，直至電容兩端電壓為電源電壓，電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 其復(fù)位電路如圖右圖 23所示： 圖 23 復(fù)位電路圖 LCD1602 液晶顯示屏 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣 型液晶模塊。它由若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。 引腳功能及接口方式 管腳功能： 1腳： VSS 為 電源地 2腳： VCC 接 5V 電源正極 3腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高 4腳： RS 為 寄存器 選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器 、低電平 0 時(shí)選擇 指令寄存器 圖 24 LCD1602 引腳圖 5 腳： RW 為讀寫信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作 6腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端 5 7～ 14腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端 15～ 16 腳： 空腳 或背燈電源， 15 腳背光正極， 16 腳 背光負(fù)極。 1602 在本設(shè)計(jì)中的接口方式如下圖 25所示： 圖 25 液晶的接口方式 LED1602 的內(nèi)部控制器 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令，液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的 ，如表 21 所示為 LCD1602 控制命令表 表 21 1602 控制命令表 指令 1：清顯示，指令碼 01H，光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，返回到地址 00H 位置 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM或DDRAM） 1 0 向 DDRAM或 CGRAM中寫數(shù)據(jù) 11 從 CGRAM或 DDRAM讀數(shù) 1 1 從 DDRAM或 CGRAM中讀出數(shù)據(jù) 系統(tǒng)硬件組成與實(shí)現(xiàn)方法 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 指令 3： 光 標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。 指令 4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有 光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指 令 10：寫數(shù)據(jù)。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 數(shù)字 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器。 DS18B20 通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接受信息，因此在中央處理器和 DS18B20 之間僅需一條連接線（加上地線）。它的測(cè)溫范圍為 55～＋ 125℃，并且在 10～＋ 85℃精度為177。 5℃。 DS18B20 的引腳及接口方式 引腳功能： 電壓地 單數(shù)據(jù)總線 電源電壓 空引腳 如圖 26為本設(shè)計(jì)中 DS18B20 的接口方式圖 ： 圖 26 DS18B20 接口方式圖 DS18B20 功能命令集 7 在主機(jī)發(fā)出 ROM 命令以訪問某個(gè)指定的 DS18B20， 接著就可以發(fā)出 DS18B20 支持的某個(gè)功能命令。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出 DS18B20 暫存器，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換以及判斷從機(jī)的供電方式。 DS18B20 功能命令集如表 22 所示： 表 22 DS18B20 功能命令集 注： EEPROM 期間，主機(jī)必須在單總線上允許強(qiáng)上拉，并且在此期間總線上不能進(jìn)行其它數(shù)據(jù)傳輸。 ，主機(jī)能夠在任何時(shí)候中斷數(shù)據(jù)傳輸。 ，必須寫入全部的三個(gè)字節(jié)。 DS18B20 復(fù)位應(yīng)答關(guān)系及讀寫方式 DS18B20 每一次通信之前必須進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位的時(shí)間、等待時(shí)間、回應(yīng)時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格按時(shí)序編程，圖 27 為 DS18B20 的復(fù)位應(yīng)答圖： 圖 27 DS18B20 復(fù) 位及應(yīng)答圖 系統(tǒng)硬件組成與實(shí)現(xiàn)方法 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 DS18B20 的數(shù)據(jù)讀寫是通過時(shí)序處理位和命令字來確認(rèn)信息交換的。寫時(shí)序分為寫“ 0”和寫“ 1”，時(shí)序如圖 7。在寫數(shù)據(jù)的前 15uS 總線需要是被控制器拉置低電平，而后則將是芯片對(duì)總線數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間，采樣時(shí)間在 15~60uS，采樣時(shí)間內(nèi)如果控制器將總線拉高則表示寫“ 1”，如果控制器將總線拉低則表示寫“ 0”。每一位的發(fā)送都應(yīng)該有一個(gè)至少 15uS 的低電平起始位，隨后的數(shù)據(jù)“ 0”或“ 1”應(yīng)該在 45uS 內(nèi)完成。整個(gè)位的發(fā)送時(shí)間應(yīng)該保持在 60~120uS，否則不能保證通信的正常。如圖 28 為DS18B20 的寫 時(shí)序圖： 圖 28寫時(shí)序圖 讀時(shí)序時(shí)控制時(shí)的采樣時(shí)間應(yīng)該更加的精確才行，讀數(shù)據(jù)也是必須先由主機(jī)產(chǎn)生至少 1uS 的低電平，表示讀時(shí)間的起始。隨后在總線被釋放后的 15uS 中 DS18B20 會(huì)發(fā)送內(nèi)部數(shù)據(jù)位，這時(shí)控制如果發(fā)現(xiàn)總線為高電平表示讀出“ 1”，如果總線為低電平則表示讀出數(shù)據(jù)“ 0”。每一位的讀取之前都由控制器加一個(gè)起始信號(hào)。如圖 29 為DS18B20 的讀時(shí)序圖： 圖 29 讀時(shí)序圖 時(shí)鐘芯片 DS1302 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷和 31 9 字節(jié) ,靜態(tài) RAM 通過簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘、日歷電路提供秒分時(shí)日期月年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整時(shí)鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式。 DS1302 工作時(shí)功耗很低保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 1mW。 DS1302 是由 DS1202 改進(jìn)而來增加了以下的特性雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng) Vcc1 為可編程涓流充電電源附加七個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)器它廣泛應(yīng)用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。 DS1302 的引腳功能及接口方式 DS1302芯片引腳圖如圖 210所示： 圖 210引腳圖 ：主電源； Vcc2：備份電源。 在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302由 Vcc1或 Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+， Vcc2給 DS1302供電。當(dāng) Vcc2小于 Vcc1時(shí)，DS1302由 Vcc1供電 ， 上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc， RST必須保持低電平。 ：串行時(shí)鐘， 輸入 。 控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出 ， 只有在 SCLK為低電平時(shí)，才能將 RST置為高電平。 ：三線接口時(shí)的雙向數(shù)據(jù)線 。 如果在傳送過程中 RST置為低電平，則會(huì)終止此次 數(shù)據(jù)傳送 ， I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 ：輸入信號(hào)，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。 該引腳有兩個(gè)功能：第一， CE開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次， CE提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā? :復(fù)位腳， RST是復(fù)位 /片選線 。 通過把 RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的 數(shù)據(jù)傳送 。 RST輸入有兩種功能： 一、 RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入 移位寄存器 ； 二、 RST提供終止單字節(jié)或系統(tǒng)硬件組成與實(shí)現(xiàn)方法 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方法。 X2:振蕩源，外接 。