【正文】 2 與 TTL 電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換，變換電路選用有德州儀器公司（TL）推出的一款兼容 RS232 標(biāo)準(zhǔn)的芯片 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)器、2 個(gè)接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5V TTL/CMOS 電平。每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F 電平。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案：9 / 40①單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)程序由主程序和中斷子程序組成的。主程序負(fù)責(zé)對(duì)來自上位機(jī)的命令進(jìn)行解析并執(zhí)行讀溫度值、存儲(chǔ)溫度值、輸出控制等等，中斷服務(wù)程序只負(fù)責(zé)單片機(jī)和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。②上位機(jī)程序設(shè)計(jì)由單片機(jī)采集的測(cè)試點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度，通過 MAX232 傳輸?shù)缴衔粰C(jī) PC，利用在 Visual Basic 的通信控件 Msm 屬性設(shè)置和事件響應(yīng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)串行通信，在上位機(jī)中，完成溫度傳感器 64 位激光 ROM 讀取并顯示、實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、曲線繪制、歷史數(shù)據(jù)查詢，其中在數(shù)據(jù)查詢功能中，設(shè)計(jì)了時(shí)間查詢、溫度查詢等功能。 系統(tǒng)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)： 單片機(jī)最小系統(tǒng)（1）AT89C51 管腳圖如下：AT89C51 封裝引腳圖引腳說明： ①電源引腳 Vcc（40 腳）：典型值＋5V。 Vss（20 腳）：接低電平。 ②外部晶振 XX2 分別與晶體兩端相連接。當(dāng)采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，X2 接振蕩信號(hào)，X1 接地。10 / 40 ③輸入輸出口引腳： P0 口：I/O 雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1” 。 P1 口：I/O 雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1” 。 P2 口：I/O 雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1” 。 P3 口：I/O 雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1” 。 ④控制引腳： RST/Vpd、ALE/PROG、PSEN、EA/Vpp 組成了 MSC51 的控制總線。 RST/Vpd（9 腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端（高電平有效） 。 第二功能：加+5V 備用電源，可以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù) RAM 信息不丟失。 ALE/PROG(30 腳）：地址鎖存信號(hào)輸出端。 第二功能：編程脈沖輸入。 PSEN（29 腳）：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。 EA/Vpp(31 腳）：外部程序存儲(chǔ)器使能端。 第二功能：編程電壓輸入端（+21V） 。（2）單片機(jī)最小系統(tǒng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)11 / 40（3） 復(fù)位電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)上電時(shí)，當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí)，只要持續(xù)給出 RST 引腳連個(gè)機(jī)器周期的高電平，便可完成系統(tǒng)復(fù)位。外部復(fù)位電路是為內(nèi)部復(fù)位電路提供兩個(gè)機(jī)器周期以上的電平而設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)采用上電自動(dòng)復(fù)位，上電瞬間電容器上的電壓不能突變，RST 上的電壓是 Vcc 上的電壓與電容器上的電壓之差，因而 RST 上的電壓與 Vcc 上的電壓相同。隨著充電的進(jìn)行，電容器上的電壓不斷上升，RST 上的 電壓就隨著下降，RST 腳上只要保持 10ms 以上高電平，系統(tǒng)就會(huì)有效復(fù)位。電容 C 可取 10~33uF，電阻 R 可取 ~10kΩ。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，C 取10uf,R 取 10kΩ。（4）振蕩電路：XTAL1 腳和 XTAL2 腳分別構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，外接石英晶振或陶瓷晶振以及補(bǔ)償電容 CC2 選 47uF 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。當(dāng)外接石英晶振時(shí)，電容CC2 選 30Pf177。10pF；當(dāng)外接陶瓷振蕩器時(shí)，電容 CC2 選 47uF177。10uF。系統(tǒng)中，外接電 CC2 的大小會(huì)影響振蕩器頻率的穩(wěn)定度、起振時(shí)間及溫度穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶振和電容應(yīng)靠近單片機(jī)芯片，以便減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定可靠工作。在本硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為保證串行通行波特率的誤差，選擇了 的標(biāo)準(zhǔn)石英晶振，電容 CC2 為 30pF。（3） EA接高電平，選用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。（4） 單片機(jī)編程 顯示電路數(shù)碼管顯示電路部分如圖：12 / 40顯示部分采用四位一體共陰數(shù)碼管，為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì) 8 段。因此為 LED 顯示器提供的編碼正好是一個(gè)字節(jié)。 共陰數(shù)碼管碼表? 0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d ,? 0 1 2 3 4 5? 0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c ,? 6 7 8 9 A B? 0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00? C D E F 無顯示靜態(tài)顯示方式LED 顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用 CPU 時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。動(dòng)態(tài)顯示 13 / 40動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 本設(shè)計(jì)采用四位一體共陰數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。 串行通信電路由于串口用的是 TTL 電平，和 RS232 電平不同，因此，單片機(jī)和 PC 通信時(shí)需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，常用的 IC 是 MAX232,連接圖如下圖所示，其中 MAX232 供電腳為＋5V。采用了三線制連接串口，也就是說和計(jì)算機(jī)的 9 針串口只連接其中的 3 根線：第 5 腳的 GND、第 2腳的 RXD、第 3 腳的 TXD。這是最簡(jiǎn)單的連接方法，但是對(duì)我們來說已經(jīng)足夠使用了，電路如下圖所示，MAX232 的第 10 腳和單片機(jī)的 11 腳連接，第 9 腳和單片機(jī)的 10 腳連接。MAX232 串口通信電路圖（9 孔串口接頭） DS18B20 溫度傳感器電路DS18B20 溫度傳感器是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20 的性能特點(diǎn)如下：（1）獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。14 / 40（2）DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)測(cè)溫；（3）無須外部器件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)；（4）可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ；（5）零待機(jī)功耗；（6）溫度以9或12位數(shù)字，℃、℃、℃和℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫；（7）用戶可定義報(bào)警設(shè)置；（8）報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；（9）負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；（10）測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以一線總線串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力DS18B20 采用 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其引腳排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖以及測(cè)溫原理圖如下所示：引腳排列電路連接如下圖：15 / 40 恒壓電源電路本設(shè)計(jì)的供電電路主要變壓器、整流橋、濾波電路和 78L05 芯片組成。電源供電電路如圖所示：系統(tǒng)供電電源總體電路圖 單片機(jī)與 PC 機(jī)串口連接電路：目前RS232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。圖29 RS232引腳圖16 / 40收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地，如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器時(shí)是2腳相對(duì)7腳（信號(hào)地）的電平，DB25各引腳定義參見圖29。典型的RS232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5～+15V，負(fù)電平在5～15V電平。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS232電平再返回TTL電平。接