【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(shí)間（2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)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(shí)，C1為22uF， ；振為6MHz時(shí)，C1為22uF，R1為1。本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用的是開(kāi)關(guān)復(fù)位電路，開(kāi)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(kāi)關(guān)按下時(shí)是RST端有兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平從而使AT89C52內(nèi)部復(fù)位。開(kāi)關(guān)按下時(shí)是按鍵手動(dòng)復(fù)位電路，RST端通過(guò)電阻與VCC電源接通，通過(guò)電阻的分壓就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)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(jiǎn)介⑴ 實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的基本方法很多，有計(jì)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(diǎn)，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(gè)比較器、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、1個(gè)逐次逼近寄存器（SAR）和1個(gè)邏輯控制單元。逐次逼近型是將采樣信號(hào)和已知電壓不斷進(jìn)行比較，一個(gè)時(shí)鐘周期完成1位轉(zhuǎn)換，依次類推,轉(zhuǎn)換完成后，輸出二進(jìn)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(diǎn)是分辨率低于12位時(shí)，價(jià)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(shí)輸入電壓在05V之間、工作頻率為250KHZ 、轉(zhuǎn)換時(shí)間為32 微秒、一般功耗僅為15MW等優(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)：　　 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(shí)輸入電壓在05V之間； 工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)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(jí)芯片溫寬為0176。C to +70176。C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為?40176。C to +85176。C；芯片接口說(shuō)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(hào)輸入，選擇通道控制；　　 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；　　 CLK 芯片時(shí)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(dá)256級(jí)，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(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。 按鍵選擇與簡(jiǎn)介⑴ 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)對(duì)話功能，該功能即能隨時(shí)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(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。鍵盤分為：獨(dú)立式和矩陣式兩類，由于本系統(tǒng)只有 4個(gè)控制命令，所需按鍵較少，所以本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式按鍵。：（ 按鍵電路圖）⑵ 獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。每個(gè)獨(dú)立式按鍵占有一根I/O口線。各根I/O口線之間不會(huì)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(kāi)時(shí)，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(dòng)的消除：抖動(dòng)的消除大致可以分為硬件削除抖動(dòng)和軟件削抖。①硬件削除抖動(dòng)是采用硬件電路的方法對(duì)鍵盤的按下抖動(dòng)及釋放抖動(dòng)進(jìn)行削抖，經(jīng)過(guò)削除抖動(dòng)電路后使按鍵的電平信號(hào)只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。②軟件削除抖動(dòng)的基本原理是當(dāng)檢測(cè)出鍵盤閉合時(shí)，先執(zhí)行一個(gè)延時(shí)子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時(shí)，待接通時(shí)的前沿抖動(dòng)消失后再判別是否有健按下。當(dāng)按鍵釋放時(shí)，也要經(jīng)過(guò)數(shù)毫秒延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后再判別鍵是否釋放。③由于應(yīng)用硬件削除抖動(dòng)還需要外加器件，成本相對(duì)較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時(shí)削除抖動(dòng)的方法。 時(shí)鐘芯片選擇與簡(jiǎn)介因?yàn)榇讼到y(tǒng)需要記錄測(cè)量發(fā)生的時(shí)間，所以需要時(shí)鐘芯片來(lái)記錄不同人在不同時(shí)間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，因此我們?cè)谙到y(tǒng)中加入了時(shí)鐘芯片。對(duì)時(shí)鐘芯片的要求首先是低功耗，其次是編程簡(jiǎn)單，縮短程序開(kāi)發(fā)時(shí)間，實(shí)際上也就縮短了系統(tǒng)用于實(shí)際生產(chǎn)所用的開(kāi)發(fā)周期以及成本，在本系統(tǒng)，我們選擇了DS1302時(shí)鐘芯片。⑴ 我們時(shí)鐘電路選擇的芯片是 DS1302，其內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過(guò)串行接口與單片機(jī)通信。而通信時(shí)，僅需要3個(gè)口線：（1）RES（復(fù)位），（2）I/O數(shù)據(jù)線，（3）SCLK（串行時(shí)鐘）。時(shí)鐘/RAM的讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的字符組方式通信。其工作時(shí)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(shí)時(shí)時(shí)鐘能計(jì)算2100年之前的秒、分、時(shí)、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年的調(diào)整能力；讀/寫(xiě)時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)時(shí)，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(shí)鐘輸入端。⑷ 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對(duì)照表、日歷、時(shí)鐘寄存器命令字、取值范圍以及各位內(nèi)容對(duì)照表。⑸ DS1302數(shù)據(jù)輸入/輸出時(shí)序數(shù)據(jù)輸入是在輸入寫(xiě)命令字的8個(gè)SCLK周期之后，在接下來(lái)的8個(gè)SCLK周期中的每個(gè)脈沖的上升沿輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從0位開(kāi)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(gè)SCLK周期之后，在接下來(lái)的8個(gè)SCLK周期中的每個(gè)脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從0位開(kāi)始。需要注意的是，第一個(gè)數(shù)據(jù)位在命令字節(jié)的最后一位之后的第一個(gè)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(gè)排阻RP1 ，由于P0口沒(méi)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(jiǎn)介對(duì)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(diǎn)，在同類產(chǎn)品中選用了AMPIRE128X64液晶顯示模塊。該型號(hào)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(dòng)態(tài)的液晶驅(qū)動(dòng)，可用5V供電。1．AMPIRE128X64液晶模塊引腳說(shuō)明AMPIRE128X64液晶共有22個(gè)引腳，其引腳說(shuō)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(duì)比度調(diào)節(jié)R/S指令數(shù)據(jù)通道R/W讀寫(xiě)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(hào)VEE液晶驅(qū)動(dòng)電源LED+LED背光正電源LEDLED接地端 (表33 液晶引腳說(shuō)明圖)AMPIRE128X64液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式。它與單片機(jī)的接口方法分為直接訪問(wèn)方式和間接控制方式。直接訪問(wèn)方式是把液晶模塊作為存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備直接接在單片機(jī)的總線上，單片機(jī)以訪問(wèn)存儲(chǔ)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(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是利用它的I／0口來(lái)實(shí)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(jī)的Pl口連接作為數(shù)據(jù)總線，另外三根時(shí)序控制信號(hào)線通常利用單片機(jī)的P3口中未被使用的I／O口來(lái)控制。這種訪問(wèn)方式不占用存儲(chǔ)器空間，它的接口電路與時(shí)序無(wú)關(guān)，其時(shí)序完全靠軟件編程實(shí)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(jì)部分軟件設(shè)計(jì)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(jì)的部分程序見(jiàn)附錄 。 Proteus軟件介紹Prpteus軟件是英國(guó)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(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。Proteus的元器件、連接線路等和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)，這在一定程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能。隨著科技的發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門重要的前期設(shè)計(jì)手段。Proteus具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過(guò)程的統(tǒng)一的特點(diǎn)，可使設(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。在單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用中，Proteus能獲得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。Proteus軟件由ISIS和ARES兩個(gè)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(jì)其中的原理圖編輯和PCB布線就是在這個(gè)軟件環(huán)境中完成的，至于軟件設(shè)計(jì)，則是采用proteus軟件中的ISIS和Keil uVision進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。 Keil C軟件介紹單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil C軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)MCS51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)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(kù)管理和一格功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。運(yùn)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(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要一點(diǎn)，只要看下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。5 系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路是圍繞如何實(shí)現(xiàn)低功耗展開(kāi)。控制功耗，必須從內(nèi)部著手。對(duì)于數(shù)字化的測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇采樣周期，在一個(gè)采樣周期內(nèi)，迅速地測(cè)量溫濕度，然后進(jìn)入電流消耗較低的“休息”狀態(tài)，就可以大幅度地減小整個(gè)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(shí)消耗的電流為Is=1mA，采樣周期為TA=1s，非測(cè)量狀態(tài)的電流消耗為Ib=，整個(gè)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(shí)消耗的電流對(duì)整個(gè)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(dá)到降低功耗的目的?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面入手：（1）、減小Ib，減小休息時(shí)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(shí)，工作的元件要盡量降低功耗，選擇電流消耗較小的型號(hào)。（3）、減小Ts，減小工作時(shí)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(jī)是采用CMOS工藝的低功耗8位單片機(jī)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(yùn)行，工作電流為24mA。在空閑方式下運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行，如果單片機(jī)處在空閑方式或掉電方式下，需要時(shí)才進(jìn)人正常運(yùn)行狀態(tài)，就可以大大減少單片機(jī)的功耗?？臻e方式時(shí)，CPU停止工作，而RAM、串行口、計(jì)數(shù)器/定時(shí)器和中斷系統(tǒng)仍在工作，CPU內(nèi)部的狀態(tài)(程序計(jì)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(lái)。使用中斷或復(fù)位可以把CPU從空閑狀態(tài)喚醒進(jìn)人正常狀態(tài)。掉電方式時(shí)，片內(nèi)振蕩器停止工作，所有的運(yùn)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(shí)不改變片內(nèi)RAM的內(nèi)容。單片機(jī)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(shí)間越長(zhǎng)，功耗就越大。通常在速度要求不高的測(cè)控系統(tǒng)中選擇6MHz晶振頻率。這不但降低了功耗，還增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 分塊間斷供電在一個(gè)系統(tǒng)中，并非電路的各部分都同時(shí)有效地工作，而給不工作的電路加上電壓，