【正文】 能： 8k Flash，512 RAM， 32 位I/O 接口線，內(nèi)置4KB EEPROM，三個16 位 定時器/計(jì)數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)和全雙工串行口。 晶振回路為STC89C52單片機(jī)正常工作需要的時鐘電路創(chuàng)造穩(wěn)定的工作頻率這是晶振回路的目的。根據(jù)STC89C52對單片機(jī)時鐘周期的要求。晶振回路電容、陶瓷諧振器晶振兩部分組成。擔(dān)當(dāng)單片機(jī)的時鐘源。他內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，這個放大器的輸入和輸出端分別是引腳XTAL1與XTAL0,在XTAL1和XTAL0端口接上時鐘電源即可構(gòu)成時鐘電路。本設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部時鐘產(chǎn)生方式。在XTAL0和XTAL1兩端跨接晶振，和內(nèi)部的反相器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。他發(fā)出的時鐘脈沖可以直接送入單片機(jī)內(nèi)定的時控制各部件。電容C2和C1對頻率有微調(diào)整作用。電容C2和C1應(yīng)安裝在單片機(jī)芯片旁邊，為了減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。晶振電路如圖31所示 圖31 晶振電路江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 復(fù)位電路電路正常工作需要供電電源為5V177。5%，～。因?yàn)槲C(jī)電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，所以在電源上電時，復(fù)位信號才可以被撤除，微機(jī)電路才能開始正常工作。復(fù)位電路第二功能是手動復(fù)位。手動復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平，一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。復(fù)位電路如圖32所示： 圖32復(fù)位電路溫度傳感器是將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，型號有很多，數(shù)字式溫度傳感器常用的有DS18B20等。此設(shè)計(jì)采用的是DS18B20。DS18B20是一種一線式數(shù)字溫度傳感器，也是世界上第一片支持“ 一線總線”接口的溫度傳感器, 在其內(nèi)部使用了在板(ONBOARD)專利技術(shù)。被測溫度用擴(kuò)展符號的16位數(shù)字量方式串行輸出，多個DS18B20可并聯(lián)到三根或者兩根線上，CPU只要一根端口線就能和諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口比較少，所以可以節(jié)省大量的引線和邏輯電路。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖34所示，主要由四部分組成：溫度傳感器，64位ROM、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH與TL、配置寄存器。DQ為數(shù)字信號輸入∕輸出端；GND為電源地；VCC為外接供電電源[5]。圖33 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖DS18B20中的溫度傳感器可以完成對溫度的測量，用十六位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃/lsb形式表達(dá)，其中S為符號位。DS18B20主要特性如下：①適應(yīng)更寬的電壓范圍,電壓范圍：～,在寄生電源方式下可以由數(shù)據(jù)線供電。②獨(dú)一無二的單線接口方式, DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與的雙向通訊。③DS18B20可以支持多點(diǎn)組網(wǎng)的功能,多個DS18B20能并聯(lián)在唯一的三線上,實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫等。當(dāng)DS18B20正在執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換或從高速暫存器EPPROM傳送數(shù)據(jù)時，這個電流可能會引起連接單總線的弱上拉電阻的不可接受的壓降，這需要更大的電流，而此時Cpp（寄生電源儲能電容）無法提供，為了保證DS18B20有充足的供電，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝數(shù)據(jù)到EEPROM操作時，必須給單總線一個上拉電阻，根據(jù)距離遠(yuǎn)近可以適當(dāng)調(diào)節(jié)阻值，距離近時減小阻值，否則DS18B20將無法復(fù)位。硬件電路如圖34所示。圖34 DS18B20接線圖在外部電源供電方式下, DS18B20工作電源由VCC引腳接人, 不存在電源電流不足的問題, 可以保證轉(zhuǎn)換的精度, 同時在總線上理論可以掛接多個DS18B20傳感器, 組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng)。 報警電路設(shè)計(jì)報警電路的功能是指在AT89C52單片機(jī)的控制下達(dá)到聲光報警或解除報警的目的。假若單片機(jī)檢測實(shí)時溫度大于設(shè)定報警溫度時，通過報警電路向報警器發(fā)出信號，聲音報警電路接收到有效電平后就自動發(fā)出預(yù)置的報警聲，與此同時報警指示燈發(fā)出信號。報警電路結(jié)構(gòu)如圖所示圖35報警電路接線圖 電源電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)溫度測量的電源為直流電源。電源是整個系統(tǒng)的地基，他的穩(wěn)定工作對整個以單片機(jī)為核心的系統(tǒng)的內(nèi)穩(wěn)定工作起著十分重要的作用。～。為了使系統(tǒng)安全穩(wěn)定的工作，還需要設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電源電路。+220V的交流電壓需要經(jīng)過變壓器降到15V左右。經(jīng)過橋式整流電路把交流電轉(zhuǎn)變成直流電。然后的電流經(jīng)過穩(wěn)壓器LM7805輸出穩(wěn)定的+5V電壓。VD1和VD3兩個二極管組成一對橋臂；因?yàn)槎O管的啟動電壓比較小，所以經(jīng)過變壓器的電壓可以使VD1與VD3二極管組成的橋臂在正半周期導(dǎo)通，VD2與VD4 2個二極管組成的橋臂可在負(fù)半周期導(dǎo)通。穩(wěn)壓器LM7805由三個管腳組成的串聯(lián)型降壓式電源芯片。Vin是輸入端，Vout輸出端。經(jīng)穩(wěn)壓器LM7805穩(wěn)壓后，輸出端輸出穩(wěn)定的+5V直流電壓。電源輸出基本不受外輸入變動的干擾。穩(wěn)壓器LM7805電源電路設(shè)計(jì)如圖36所示。圖36電源電路圖 按鍵電路設(shè)計(jì)在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些。列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。①行掃描法行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常見的按鍵識別方法，介紹過程如下： 1)判斷鍵盤中有無鍵按下。將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 2)判斷閉合鍵所在的位置。在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。②高低電平翻轉(zhuǎn)法首先讓P1口高四位為1，低四位為0,。若有按鍵按下，則高四位中會有一個1翻轉(zhuǎn)為0，低四位不會變，此時即可確定被按下的鍵的行位置。 然后讓P1口高四位為0，低四位為1,。若有按鍵按下，則低四位中會有一個1翻轉(zhuǎn)為0，高四位不會變，此時即可確定被按下的鍵的列位置。最后將上述兩者進(jìn)行或運(yùn)算即可確定被按下的鍵的位置。 方法②程序更簡潔，這里使用第二種方法“高低電平翻轉(zhuǎn)法”。硬件連接圖如37所示：圖37 矩陣鍵盤電路 顯示電路設(shè)計(jì) LCD1602簡介液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，因此，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。本系統(tǒng)采用LCD1602液晶顯示模塊，它可以顯示兩行，每行16個字符，采用單+5V電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。LCD1602實(shí)物圖如38所示：圖38 LCD1602實(shí)物圖 LCD1602管腳功能介紹主要管腳介紹：V0：液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度是最弱的，接地電源時對比度是最高的，對比度過高時會產(chǎn)生影響，所以可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。RS：寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器；低電平時選擇指令寄存器。R/W：當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址；當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。E：使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。LCD1602控制指令如表39所示：表32 LCD1602控制指令指令功能清屏清DDRAM和AC值輸入方式設(shè)置設(shè)置光標(biāo)、畫面移動方式顯示開關(guān)控制設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開、關(guān)光標(biāo)、畫面位移光標(biāo)、畫面移動，不影響DDRAM功能設(shè)置工作方式設(shè)置（初始化指令）CGRAM地址設(shè)置設(shè)置CGRAM地址。A5~A0=0~3FHDDRAM地址設(shè)置DDRAM地址設(shè)置讀BF及AC值讀忙標(biāo)志BF值和地址計(jì)數(shù)器AC值寫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM內(nèi)讀數(shù)據(jù)從DDRRAM或CGRAM數(shù)據(jù)讀出清屏指令如表39所示：表33 LCD1602控制指令RS R/WDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 0 0 0 0 1開關(guān)控制指令如表310所示：表310開關(guān)控制指令RS R/WDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 0 1 D C B開關(guān)控制指令功能：設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開、關(guān)。其中：D表示顯示開關(guān)：D=1為開，D=0為關(guān)；C表示光標(biāo)開關(guān)：C=1為開，C=0為關(guān)；B表示閃爍開關(guān)：B=1為開，B=0為關(guān)。光標(biāo)、畫面位移指令如表311所示：表311 光標(biāo)、畫面位移指令RS R/WDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 1 S/C R/L * *光標(biāo)、畫面位移指令功能：光標(biāo)、畫面移動，不影響DDRAM。其中： S/C=1：畫面平移一個字符位；S/C=0：光標(biāo)平移一個字符位；R/L=1：右移；R/L=0：左移。功能設(shè)置指令如表312所示：表312 功能設(shè)置指令RS R/WDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 1 DL N F * *功能設(shè)置指令功能：工作方式設(shè)置（初始化指令）。其中：DL=1，8位數(shù)據(jù)接口；DL=0，四位數(shù)據(jù)接口；N=1，兩行顯示；N=0，一行顯示；F=1，5180。11點(diǎn)陣字符；F=0，5180。7點(diǎn)陣字符。讀寫控制時序如表313所示：表313讀寫控制時序R/WRSE功能00下降沿寫指令代碼10高電平讀忙標(biāo)志和AC碼01下降沿寫數(shù)據(jù)11高電平讀數(shù)據(jù)LCD1602引腳詳解：第1腳：GND為電源第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0是液晶對比度調(diào)整端，接正極對比度弱，接負(fù)極時對比度高。第4腳：RS是寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：RW是讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。第6腳：E（或EN）端為使能（enable）端。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。此處為P0口輸出，因?yàn)镻0口的電壓過于微弱，所以添加上拉電阻使其能夠驅(qū)動LCD液晶顯示屏。溫度顯示模塊的電路圖如圖314所示：圖314 溫度顯示模塊電路圖 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于單片機(jī)的工作電源為+5V，而且底層電路功耗較小。因此在單片機(jī)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用輸出電壓值為固定的集成穩(wěn)壓器，做為穩(wěn)壓器件。這種穩(wěn)壓器只有輸出、輸入和公共引出端三個端口。它采用三端穩(wěn)壓片7805制作輸出為+5V的電源，為單片機(jī)提供正常的工作電源。三端穩(wěn)壓器由基準(zhǔn)電壓電路、啟動電路、取樣比較放大電路、保護(hù)電路與調(diào)整電路等部分組成。此設(shè)計(jì)中采用的直流穩(wěn)壓電路如圖315所示，其中7805起到電壓變化作用。圖中極性電容CC8被用于儲備功率，當(dāng)電源開關(guān)時也能起到緩沖的效果。C11與C12用于濾波，在這基礎(chǔ)上，還可以增加二極管D5和D6，分別連接在7805的1端與3端，與此形成反饋，當(dāng)電路中出現(xiàn)短路德情況時，能對電路起到保護(hù)作用。而且，還可以接一個大約400歐姆的電阻與一個發(fā)光二極管，目的是為了檢測電路是否能通電。此設(shè)計(jì)出于簡化電路，電路系統(tǒng)原理圖如圖315所示：圖315 電路系統(tǒng)原理圖 控制執(zhí)行單元設(shè)計(jì)控制執(zhí)行單元所完成的功能是根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果而決定的，單片機(jī)對應(yīng)的I/O輸出高電平或者低電平，控制繼電器的通斷，達(dá)到控制電爐的啟動與停止，然而I/O口的輸出電流僅僅為20mA，不能夠驅(qū)動繼電器，同時也為了能提高它的驅(qū)動能力與抗干擾能力，就此設(shè)計(jì)了繼電器驅(qū)動電路，在此控制電路中是由三極管Q2和電阻R13組成的放大電路，而二極管D2則構(gòu)成泄放回路，以備在系統(tǒng)斷電時能迅速將繼電器自感電動勢迅速拉低，起到保護(hù)的作用。通過繼電器的閉合控制大功率設(shè)備的開和關(guān)，以此達(dá)到自動控制的目的。 繼電器驅(qū)動電路設(shè)計(jì) 固態(tài)繼電器的分類和工作原理固態(tài)繼電器是一種無觸點(diǎn)電子開關(guān)，由芯片、膜固定電阻網(wǎng)絡(luò)和分立元器件組成，采用混合工藝組裝來實(shí)現(xiàn)控制回路和負(fù)載回路的電隔離，由固態(tài)器件實(shí)現(xiàn)負(fù)載的通斷切換功能，內(nèi)部沒有任何可動部件。雖然市場上的固態(tài)繼電器型號規(guī)格眾多，但是它們的工作原理是相似的。主要是由負(fù)載電路，驅(qū)動電路和控制電路三部分組成的。固態(tài)繼電器的驅(qū)動電路包括隔離耦合電路、功能電路和觸發(fā)電路三部分。隔離耦合電路，目前多采用光電耦合器和高頻變壓器