【文章內(nèi)容簡介】 ,控制核心 STC12C5A60S2 單時鐘 /機器周期 (IT)單片機有 32 個 I/O 口 ,其外部晶振為 12MHz,一個指令周期為1/ ,其最小系統(tǒng)主要包括 :復(fù)位電路 ,震蕩電路等 ,電路如下圖 所示 。 圖 單片機最小電路圖 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 溫度傳感器 本次設(shè)計中所采用的溫度傳感器是 美國達(dá)拉斯 (DALLAS)半導(dǎo)體公司推出的應(yīng)用單總線技術(shù)的 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 。 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線 方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有 LTM8877， LTM8874 等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。 在此次設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)中 ， 采用的是多路測溫電路 ， 所以DS18B20 溫度傳感器與主控單片機的連接方式如下圖 所示 。 圖 外部供電方式的多點測溫電路圖 LCD 顯示器 在此設(shè)計中需要顯示設(shè)定溫度的上下限 ， 并且還要同時顯示多路溫度傳感器所測得溫度值 ， 所以此次的 LCD 顯示器選用的是 12864 型號 。 其引腳 及連接 如圖 所示 。 帶中文字庫的 12864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個 1616 點漢字，和 128 個 168點 ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互 圖形界面?？梢燥@示 84 行 1616 點陣的漢字 ， 也可完成圖形顯示 ， 低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 LCD 的基本特性 : 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 （ VDD:++） :12864 點 ，提供 8192 個 1616 點陣漢字 (簡繁體可選 ) 128 個 168 點陣字符 時鐘頻率 ： STN、半透、正顯 方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS ： 6 點 ：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10 ：串行、并口可選 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ，簡化軟件設(shè)計 : 0℃ +55℃ ,存儲溫度 : 20℃ +60℃ 圖 LCD12864 液晶管腳圖 系統(tǒng)調(diào)試所用軟件簡述 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件。 Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機的軟件， Keil 提供了包括 C 編譯器 、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(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（ uVision）將這些部份組合在一起。 KEIL 軟件簡單易學(xué)，能對程序進(jìn)行編譯，連接等。 Keil 軟件簡介 Keil C51 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、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(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（ uVision）將這些部分組合在一起。運行 Keil 軟件需要哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 WIN9 NT、 WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍 。 Keil C51 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。另外重要的一點，只要看一 下編譯 后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 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。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它 它 編輯 編輯器 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及 C51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件 (.ABS)。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn) 行 源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 Keil 軟件調(diào)試過程 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件。 Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機的軟件， Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(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（ uVision）將這些部份組合在一起。 Keil 軟件簡單易學(xué)，能對程序進(jìn)行編譯，連接等。下面是我用 KEIL 對程序進(jìn)行調(diào)試的過程 。 圖 KEIL 調(diào)試文件建立 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 工程的建 立：建立一個 .C 的文件 ， 同時再建立一個和前面的文件名一樣的文件夾 ,選擇好 CPU， 使用 STC12C5A60S2， 同時設(shè)好晶振頻率 ， 我們用的是 12MHZ， 如 上 圖 。 建立好文件后，就可以進(jìn)行編譯、鏈接、運行。編譯窗口如下 。 圖 編譯檢查 編譯后顯示 0 個錯誤，有兩個警告，但是不影響程序的下載，使用STC 下載軟件進(jìn)行下載之后程序就存儲在 STC12C5A60S2 的 ROM 中，通過單片機來運行程序就可以方便檢查出硬件出現(xiàn)的錯誤。等所以硬件都無誤之后，將所有程序模塊整合起來就可以實現(xiàn)所要的功能 。 KEIL 使用時注意事 項 1. 仿真器標(biāo)配 的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振 。 2. 仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng) 。 3. 仿真芯片的 31 腳（ /EA）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi) ROM，不能使用片外 ROM；但仿真器外引插針中的 31 腳并不與仿真芯片的 31 腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部 ROM（其 CPU 的 /EA 引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用 。 本章小結(jié) 本章主要論述了此次設(shè)計系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ， 并簡單介紹了設(shè)計中使用的單片機 ， 溫度傳感器等元件的電路連 接 ， 最后還介紹了系統(tǒng)調(diào)試時所使用的軟件及調(diào)試過程 ， 本章主要是總體的論述一番 ， 為后面的設(shè)計做好鋪墊 。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 第 3章 主控 單片機 及溫度傳感器 STC12C5A60S2 單片機簡介 STC12C5A60S2 系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘 /機器周期 (1T)的單片機，是高速 /低功耗 /超強抗干擾的新一代 8051 單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812 倍。內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路 ,2 路PWM,8 路高速 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換 (250K/S),針對電機控制，強干擾場合。 圖 STC12C5A60S2 單片機外形圖 STC12C5A60S2 系列 單片機的主要特點 8051CPU， 1T， 單時鐘 /機器周期 ,指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。 ： STC12C5A60S2 系列工作電壓： （ 5V 單片機）STC12C5A60S2 系列工作電 壓： （ 3V 單片機） 。 ： 0 35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 420MHz 1280 字節(jié) RAM。 I/O 口（ 36/40/44 個），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通8051 傳統(tǒng) I/O 口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，推挽 /強上拉，僅為輸入 /高阻，開漏每個 I/O 口驅(qū)動能力均可達(dá)到 20mA，但整個芯片最大不要超過 55mA。 （在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器 可通過串口（ ）直接 下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 。 EEPROM 功能 (STC12C5A62S2/AD/PWM 無內(nèi)部 EEPROM) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 。 MAX810 專用復(fù)位電路（外部晶體 12M 以下時，復(fù)位腳可直接 1K 電阻到地） 。 :在 口有一個低壓門檻比較器 5V 單片機為，誤差為 +/5%， 單片機為 ，誤差為 +/3%， 2 個時鐘輸出口，可由 T0 的溢出在 ，可由 T1 的溢出在 鐘 。 I/O 口 7 路 ， 傳統(tǒng)的下降沿中斷 或低電平觸發(fā)中斷 ， 并新增支持上升沿中斷的 PCA 模塊， Power Down 模式可由外部中斷喚醒， INT0/,INT1/, T0/,T1/, RxD/, ， CCP0/(也可通過寄存器設(shè)置到 ) ， CCP1/ (也可通過寄存器設(shè)置到 )。 (2 路） /PCA（可編程計數(shù)器陣列 ， 2 路） 也可用來當(dāng) 2 路D/A 使用 也可用來再實現(xiàn) 2 個定時器 也可用來再實現(xiàn) 2 個外部中斷(上升沿中斷 /下降沿中斷均可分別或同時支持 ) 。 , 10 位精度 ADC，共 8 路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá) 250K/S(每秒鐘25 萬次 ) 。 系列有雙串口，后綴有 S2 標(biāo)志的才有雙串口，RxD2/(可通過寄存器設(shè)置到 )， TxD2/(可通過寄存器設(shè)置到) 。 ： 40 +85℃ (工業(yè)級 ) / 0 75℃ (商業(yè)級 )：PDIP40,LQFP44,LQFP48。I/O 口不夠時，可用 2 到 3 根普通 I/O 口線外接 。74HC164/165/595（均可級聯(lián)）來擴展 I/O 口 ， 還可用 A/D 做按鍵掃描來節(jié)省 I/O 口，或用雙 CPU,三線通信，還多了串口。 1280 字節(jié) RAM。 8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K 字節(jié) ...... (2 路 )/PCA(可編程計數(shù)器陣列 ,2 路 ) 也可用來當(dāng) 2 路 D/A 使用 也可用來再實現(xiàn) 2 個定時器 也可用來再實現(xiàn) 2 個外部中斷 (上升沿中斷 /下降沿中斷均可分別或同時支持 )。 STC12C5A60S2 系列 單片機 的優(yōu)點 ， 1 個時鐘 /機器周期 ， 可用低頻晶振 ， 大幅降低 EMI : INT0/, INT1/, T0/, T1/, RxD/,CCP0/(或 ),CCP1/(或 ), EX_LVD/ : 掉電模式 :外部中斷喚醒功耗 ， 支持下降沿 /上升 沿 /低電平和遠(yuǎn)程喚醒適用于電池供電系統(tǒng) ， 如水表 ， 氣表 ， 便攜設(shè)備等 空閑模式 , 正常工作模式 :2mA 7mA /輸出口多 ， 最多有 44 個 I/O 口 ,A/D 做按鍵掃描還可以 節(jié)省 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 很多 I/O ， 無需編程器 ， 無需仿真器 ， 可遠(yuǎn)程升級 STCISP 下載編程器 ， 1 萬片 /人 /天 ， 外部復(fù)位電路可徹底省掉 ， 當(dāng)然也可以繼續(xù)用外部復(fù)位電路 。 STC12C5A60S2 單片機的管腳 圖 單片機管腳圖 ：供電電壓 ：接地 ：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間 ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入 ：來自反向振蕩器的輸 出 當(dāng)將 I/O 設(shè)置為準(zhǔn)雙向口 /弱上拉時 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高 。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流 ，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收 。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P