【正文】 RST引腳的高電平將逐漸下降。：（ 上電復(fù)位電路圖）RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就可以進行復(fù)位操作。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為12MHz時，C1為22uF， ；振為6MHz時，C1為22uF，R1為1。本設(shè)計中復(fù)位電路采用的是開關(guān)復(fù)位電路，開關(guān)S9未按下是上電復(fù)位電路，上電復(fù)位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電（導(dǎo)通）狀態(tài)，故RST腳的電壓與VCC相同。隨著電容的充電，RST腳上的電壓才慢慢下降。選擇合理的充電常數(shù)，就能保證在開關(guān)按下時是RST端有兩個機器周期以上的高電平從而使AT89C52內(nèi)部復(fù)位。開關(guān)按下時是按鍵手動復(fù)位電路，RST端通過電阻與VCC電源接通，通過電阻的分壓就可以實現(xiàn)單片機的復(fù)位。電路圖如下所示： （ 復(fù)位電路圖） 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡介⑴ 實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的基本方法很多，有計數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉(zhuǎn)換法。由于逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換具有速度，分辨率高等優(yōu)點，而且采用這種方法的ADC芯片成本低，所以我們采用逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。逐次逼近型ADC包括1個比較器、一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器、1個逐次逼近寄存器（SAR）和1個邏輯控制單元。逐次逼近型是將采樣信號和已知電壓不斷進行比較，一個時鐘周期完成1位轉(zhuǎn)換，依次類推,轉(zhuǎn)換完成后，輸出二進制數(shù)。這類型ADC的分辨率和采樣速率是相互牽制的。優(yōu)點是分辨率低于12位時，價格較低，采樣速率也很好。⑵ 由于ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換、輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容、5V電源供電時輸入電壓在05V之間、工作頻率為250KHZ 、轉(zhuǎn)換時間為32 微秒、一般功耗僅為15MW等優(yōu)點，適合本系統(tǒng)的應(yīng)用，所以我們采用ADC0832為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。：⑶ ADC0832 具有以下特點：　　 8位分辨率；　　 雙通道A/D轉(zhuǎn)換；　　 輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；　　 5V電源供電時輸入電壓在05V之間； 工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為32us；（ 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖） 一般功耗僅為15mW；　　 8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝；　　 商用級芯片溫寬為0176。C to +70176。C，工業(yè)級芯片溫寬為?40176。C to +85176。C；芯片接口說明：　　 /CS 片選使能，低電平芯片使能；　　 CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用；　　 CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用；　　 GND 芯片參考0 電位（地）；　　 DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制；　　 DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；　　 CLK 芯片時鐘輸入；　　 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）；ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在05V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。 按鍵選擇與簡介⑴ 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機對話功能，該功能即能隨時發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和LCD連接顯示運行狀態(tài)和運行結(jié)果。鍵盤分為：獨立式和矩陣式兩類，由于本系統(tǒng)只有 4個控制命令，所需按鍵較少，所以本系統(tǒng)選擇獨立式按鍵。：（ 按鍵電路圖）⑵ 獨立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路。每個獨立式按鍵占有一根I/O口線。各根I/O口線之間不會相互影響。在此電路中，按鍵輸入端采用低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開時，I/O口線有確定的高電平，（AT89C52 .P1口內(nèi)部接有上拉電阻）所以就不需要再接上拉電阻。⑶ 鍵盤抖動的消除：抖動的消除大致可以分為硬件削除抖動和軟件削抖。①硬件削除抖動是采用硬件電路的方法對鍵盤的按下抖動及釋放抖動進行削抖，經(jīng)過削除抖動電路后使按鍵的電平信號只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。②軟件削除抖動的基本原理是當(dāng)檢測出鍵盤閉合時，先執(zhí)行一個延時子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時，待接通時的前沿抖動消失后再判別是否有健按下。當(dāng)按鍵釋放時，也要經(jīng)過數(shù)毫秒延時，待后沿抖動消失后再判別鍵是否釋放。③由于應(yīng)用硬件削除抖動還需要外加器件，成本相對較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時削除抖動的方法。 時鐘芯片選擇與簡介因為此系統(tǒng)需要記錄測量發(fā)生的時間，所以需要時鐘芯片來記錄不同人在不同時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此我們在系統(tǒng)中加入了時鐘芯片。對時鐘芯片的要求首先是低功耗，其次是編程簡單，縮短程序開發(fā)時間，實際上也就縮短了系統(tǒng)用于實際生產(chǎn)所用的開發(fā)周期以及成本，在本系統(tǒng)，我們選擇了DS1302時鐘芯片。⑴ 我們時鐘電路選擇的芯片是 DS1302，其內(nèi)含一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與單片機通信。而通信時，僅需要3個口線：（1）RES（復(fù)位），（2）I/O數(shù)據(jù)線，（3）SCLK（串行時鐘）。時鐘/RAM的讀/寫數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達31字節(jié)的字符組方式通信。其工作時功耗很低，廣泛應(yīng)用于電話，傳真，便攜式儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域。⑵ DS1302主要性能有：實時時鐘能計算2100年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年的調(diào)整能力；讀/寫時鐘或RAM數(shù)據(jù)時，有單字節(jié)和多字節(jié)傳送兩種方式；與DS1202/TTL兼容。 ⑶ DS1302引腳概述：X1,X2：振蕩源，外接32。768KHZ晶振；SCLK：串行時鐘輸入端。⑷ 日歷、時鐘寄存器與控制字對照表、日歷、時鐘寄存器命令字、取值范圍以及各位內(nèi)容對照表。⑸ DS1302數(shù)據(jù)輸入/輸出時序數(shù)據(jù)輸入是在輸入寫命令字的8個SCLK周期之后，在接下來的8個SCLK周期中的每個脈沖的上升沿輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從0位開始。如果有額外的SCLK周期，它們將被忽略。數(shù)據(jù)輸出是在輸出命令字的8個SCLK周期之后，在接下來的8個SCLK周期中的每個脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從0位開始。需要注意的是，第一個數(shù)據(jù)位在命令字節(jié)的最后一位之后的第一個下降沿被輸出。只要RST保持高電平，如果有額外的SCLK周期，將重新發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)，即多字節(jié)傳送。其電路圖如下所示：（） 上拉電阻在主電路圖中接在P0口處有一個排阻RP1 ，由于P0口沒有內(nèi)接上拉電阻，為了為P0口外接線路有確定的高電平，所以要接上排阻RP1，以確保有P0口有穩(wěn)定的電平。電路連接圖如下所示: （） 液晶顯示器簡介對于本系統(tǒng)要有顯示裝置完成顯示功能。顯示器最好能夠顯示數(shù)據(jù)、圖形?？紤]到同種LCD顯示器的屏幕越大體積越大，功耗越大的特點，在同類產(chǎn)品中選用了AMPIRE128X64液晶顯示模塊。該型號顯示器消耗電量比較低，可以滿足系統(tǒng)要求。該類液晶顯示模塊采用動態(tài)的液晶驅(qū)動，可用5V供電。1．AMPIRE128X64液晶模塊引腳說明AMPIRE128X64液晶共有22個引腳，其引腳說明如表33所示： 管腳名稱管 腳 定 義/CSA片選1/CSB片選2VSS數(shù)字地VDD邏輯電源+5VV0對比度調(diào)節(jié)R/S指令數(shù)據(jù)通道R/W讀寫選擇E使能選擇DB0DB7數(shù)據(jù)線CS1片選1CS2片選2/RES復(fù)位信號VEE液晶驅(qū)動電源LED+LED背光正電源LEDLED接地端 (表33 液晶引腳說明圖)AMPIRE128X64液晶顯示模塊與計算機的接口電路有兩種方式。它與單片機的接口方法分為直接訪問方式和間接控制方式。直接訪問方式是把液晶模塊作為存儲器或I/O設(shè)備直接接在單片機的總線上，單片機以訪問存儲器或I/O設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。間接控制方式則不使用單片機的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是利用它的I／0口來實現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián)系。即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機的Pl口連接作為數(shù)據(jù)總線，另外三根時序控制信號線通常利用單片機的P3口中未被使用的I／O口來控制。這種訪問方式不占用存儲器空間，它的接口電路與時序無關(guān)，其時序完全靠軟件編程實現(xiàn)。本系統(tǒng)采用間接控制方式。液晶顯示工作的電路圖如下所示:（ 液晶顯示圖）4 軟件設(shè)計部分軟件設(shè)計主要包括主程序和特定功能的子程序，如溫度采集程序、顯示子程序、鍵盤程序。軟件設(shè)計的部分程序見附錄 。 Proteus軟件介紹Prpteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件工具。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。Proteus的元器件、連接線路等和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應(yīng)，這在一定程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學(xué)的功能。隨著科技的發(fā)展，“計算機仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計部門重要的前期設(shè)計手段。Proteus具有設(shè)計靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點，可使設(shè)計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險。在單片機開發(fā)應(yīng)用中，Proteus能獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用。Proteus軟件由ISIS和ARES兩個軟件構(gòu)成，其中ISIS是原理圖編輯與仿真軟件，ARES是布線編輯軟件。本次系統(tǒng)的硬件設(shè)計其中的原理圖編輯和PCB布線就是在這個軟件環(huán)境中完成的，至于軟件設(shè)計，則是采用proteus軟件中的ISIS和Keil uVision進行聯(lián)合調(diào)試。 Keil C軟件介紹單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于MCS51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil C軟件是目前最流行開發(fā)MCS51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil C即可看出。Keil C提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一格功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。運行Keil C軟件需要Pentium或以上的CPU,16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。Keil C是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。Keil C軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要一點，只要看下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。5 系統(tǒng)低功耗設(shè)計 設(shè)計思路系統(tǒng)設(shè)計的總體思路是圍繞如何實現(xiàn)低功耗展開?？刂乒?，必須從內(nèi)部著手。對于數(shù)字化的測量系統(tǒng)，通過適當(dāng)?shù)剡x擇采樣周期，在一個采樣周期內(nèi)，迅速地測量溫濕度，然后進入電流消耗較低的“休息”狀態(tài)，就可以大幅度地減小整個系統(tǒng)的電流的消耗。假設(shè)采樣可以在Ts=10ms之內(nèi)完成，采樣時消耗的電流為Is=1mA，采樣周期為TA=1s，非測量狀態(tài)的電流消耗為Ib=，整個系統(tǒng)的平均電流消耗為：I平均=（TsIs+（TATs）Ib）/TA=Ib+Ts/TA（IsIb）=從公式中得出，在Ts/TA采樣時消耗的電流對整個系統(tǒng)的平均電流影響并不很大，只要恰當(dāng)?shù)剡x擇Ib，Is，Ts，TA就可以達到降低功耗的目的?？梢詮囊韵聨讉€方面入手：（1）、減小Ib，減小休息時的電流消耗，方法一是盡量減少在“休息”狀態(tài)下還要工作的模塊數(shù)量，二是選用低功耗元器件。（2）、減小Is,采樣時，工作的元件要盡量降低功耗，選擇電流消耗較小的型號。（3）、減小Ts，減小工作時間，完成采樣后盡快結(jié)束工作。（4）、增大TA，加大采樣周期，盡量多“休息”，使系統(tǒng)的響應(yīng)變慢。 AT89C52的低功耗措施AT89C52單片機是采用CMOS工藝的低功耗8位單片機芯片，具有正常、空閑、掉電三種工作狀態(tài)。，在工作電壓5V的正常狀態(tài)下運行，工作電流為24mA。在空閑方式下運行時，工作電流為3mA，在掉電方式下，工作電流為50uA?？臻e和掉電方式都可以用軟件選擇運行，如果單片機處在空閑方式或掉電方式下，需要時才進人正常運行狀態(tài)，就可以大大減少單片機的功耗?？臻e方式時，CPU停止工作，而RAM、串行口、計數(shù)器/定時器和中斷系統(tǒng)仍在工作，CPU內(nèi)部的狀態(tài)(程序計數(shù)器、堆棧指針、程序狀態(tài)字、累加器、片內(nèi)RAM的狀態(tài))完整地保留下來。使用中斷或復(fù)位可以把CPU從空閑狀態(tài)喚醒進人正常狀態(tài)。掉電方式時，片內(nèi)振蕩器停止工作，所有的運行狀態(tài)都停止了，只加電維持片內(nèi)RAM內(nèi)容不被破壞。解除掉電工作方式，只能用硬件復(fù)位的方法，復(fù)位時不改變片內(nèi)RAM的內(nèi)容。單片機的功耗隨主振頻率的提高而增加，頻率越高，CMOS管處于放大區(qū)的時間越長，功耗就越大。通常在速度要求不高的測控系統(tǒng)中選擇6MHz晶振頻率。這不但降低了功耗，還增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 分塊間斷供電在一個系統(tǒng)中，并非電路的各部分都同時有效地工作，而給不工作的電路加上電壓，