【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字，從而簡(jiǎn)化了程序，節(jié)約了單片機(jī)的 IO開(kāi)銷。譯碼為編碼的逆過(guò)程。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過(guò) 來(lái)。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 74LS47 是輸出低電平有效的七段字形譯碼器 。與數(shù)碼管配合使用。價(jià)格貴 單片機(jī)方案 電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文 11 單片機(jī) （常用英文字母的縮寫 MCU表示）是微型機(jī)的一個(gè)主要分支，它在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)使把 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入 /輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)具有如下特點(diǎn)： 有優(yōu)異的性能價(jià)格比； 1 集成度高、體積小、有很高的可靠性； 2 控制功能強(qiáng)； 3 低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品； 4 外部總線增加了 I2C、 SPI 等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)； 5 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了 。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。單片機(jī)廣泛應(yīng)于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域傳統(tǒng)。 利用單片機(jī)的智能性，可方便地實(shí)現(xiàn)具有智能的電子鐘設(shè)計(jì)。單片機(jī)均具有時(shí)鐘振蕩系統(tǒng)，利用系統(tǒng)時(shí)鐘借助微處理器的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)電子鐘功能。然而系統(tǒng)時(shí)鐘誤差較大，電子鐘的積累誤差也可能較大，所以可以通過(guò)誤差修正軟件加以修正，或者在設(shè)計(jì)中加入高精度時(shí)鐘日歷芯片，以精確時(shí)間。另外很多功能不同的單片機(jī)是兼容的，這就更便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多功能性 。 單片機(jī)方案設(shè)計(jì)框圖： 圖 24 單片機(jī)方案設(shè)計(jì)框圖 電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文 12 芯片選擇 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后 備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力 。 使用時(shí)鐘芯片 DS1302。它是 一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能 。 （ 12864）進(jìn)行顯示。 MD12864C1 漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置 8192 個(gè)中文漢字（ 16X16 點(diǎn)陣）、 128個(gè)字符（ 8X16 點(diǎn)陣）及 64X256 點(diǎn)陣顯示 RAM（ GDRAM）。 主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性 : 電源： VDD ~+5V(內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓 )； 顯示內(nèi) 容： 128 列 64 行 顯示顏色：灰膜 顯示角度： 6： 00鐘直視 LCD 類型： STN 與 MCU 接口： 8位或 4位并行 /3位串行 配置 LED 背光 多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等 18B20 測(cè)溫 DS18B20是美國(guó) DALLAS半導(dǎo)體公司繼 DS1820之后最新推出的一種數(shù)字化單總線器件。屬于新一代適配微處理器的改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： （ 1） 采用 DALLAS 公司獨(dú)特的單線接口方式： DS18B20 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； （ 2）在使用中不需要任何外圍元件； （ 3）可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓范圍： +～ +； 電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文 13 （ 4）測(cè)溫范圍： 55～ +125℃。固有測(cè)溫分辨率為 ℃。當(dāng)在 10℃～ +85℃范圍內(nèi)，可確保測(cè)量誤差不超過(guò) ℃，在 55～ +125℃范圍內(nèi)，測(cè)量誤差也不超過(guò) 2℃； （ 5）通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字讀數(shù)方式； （ 6）用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值； （ 7）支持多點(diǎn)的 組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫 （ 8）負(fù)壓特性，即具有電源反接保護(hù)電路。當(dāng)電源電壓的極性反接時(shí)，能保護(hù) DS18B20不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但此時(shí)芯片無(wú)法正常工作； （ 9） DS18B20 的轉(zhuǎn)換速率比較高，進(jìn)行 9位的溫度值轉(zhuǎn)換只需 ； （ 10）適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)； （ 11）內(nèi)含 64 位激光修正的只讀存儲(chǔ) ROM，扣除 8位產(chǎn)品系列號(hào)和 8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 (CRC)之后，產(chǎn)品序號(hào)占 48 位。出廠前產(chǎn)品序號(hào)存入其 ROM 中。在構(gòu)成大型溫控系統(tǒng)時(shí)，允許在單線總線上掛接多片 DS18B20[6]。 目前在單片機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用比較廣泛的微處理器芯片主要為 8XC5X 系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)均采用標(biāo)準(zhǔn) MCS51 內(nèi)核，硬件資源相互兼容，品類齊全，功能完善，性能穩(wěn)定，體積小，價(jià)格低廉，貨源充足，調(diào)試和編程方便，所以應(yīng)用極為廣泛。 AT89S52 單片機(jī)是一款低功耗，低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8KB（可經(jīng)受 1000 次擦寫周期）的 FLASH 可編程可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ EPROM），器件采用CMOS 工藝和 ATMEI 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)器（ NURAM）技術(shù)制造，其輸出引腳 和指令系統(tǒng)都與 MCS51 兼容。片內(nèi)的 FLASH 存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程器來(lái)編程。因此， AT89S52 是一種功能強(qiáng)，靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，可方便的應(yīng)用在各個(gè)控制領(lǐng)域。 AT89S52 具有以下主要性能： 1. 8KB 可改編程序 Flash 存儲(chǔ)器； 2. 全靜態(tài)工作： 0—— 24Hz； 3. 256 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； 4. 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口； 5. 8 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)； 3個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器； 電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文 14 6. 可編程串行通道； 7. 片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 此外， AT89S52 是用靜態(tài)邏輯來(lái)設(shè)計(jì)的，其工作頻率可 下降到 0Hz，并提供兩種可用軟件來(lái)選擇的省電方式 —— 空閑方式（ Idle Mode）和掉電方式（ Power Down Mode）。在空閑方式中， CPU 停止工作，而 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時(shí)鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，只保存片內(nèi) RAM 中的內(nèi)容，直到下一次硬件復(fù)位為止。 語(yǔ)音報(bào)時(shí)方案 語(yǔ)音芯片是特定的固定標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以通過(guò)單片機(jī)最少一個(gè) IO 口控制多達(dá) 32 段聲音任意調(diào)用和組合的語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)芯片。通常最常用的控制方式是采用了模擬串行的控制方式（ 3個(gè) IO）。如需要播放第幾個(gè)地址的內(nèi)容就發(fā)送幾個(gè)脈沖，可以快速的控制多達(dá) 32 段地址的任意組合。 3 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、 /EA=1 組成。 圖 31最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中央處理器 ： 電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文 15 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM) 8052 內(nèi)部有 128 個(gè) 8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專 用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表 。 圖 32 單片機(jī) 8052的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 8052 共有 4096 個(gè) 8位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 8052 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn) 定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8052 共有 4組 8位 I/O 口 (P0、 P P2或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口： 8052 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文 16 以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： 8052 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 時(shí)鐘電路： 8052 內(nèi)置最高頻率 達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8052單片機(jī)需外置振蕩電容。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一 。 8052 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖 4。此外， RESET/Vpd還是一復(fù)用腳， Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失 圖 33 上電自動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位電路圖 圖 34 內(nèi)部和外部 時(shí)鐘方式圖 電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文 17 Pin30:ALE/ 當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可 以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器， ALE會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。 如果單片機(jī)是 EPROM，在編程其 間， 將用于輸入編程脈沖。 Pin29: 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)， PC 的 16 位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0和 P2 口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù) 放到 P0 口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。 顯示器 液晶顯示模塊概述 MD12864C1漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置 8192 個(gè)中文漢字（ 16X16 點(diǎn)陣）、 128個(gè)字符（ 8X16 點(diǎn)陣）及 64X256 點(diǎn)陣顯示 RAM（ GDRAM）。 主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性 : 電源： VDD ~+5V(內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓 )； 顯示內(nèi)容： 128 列 64 行 顯示顏色：灰膜 顯示角度： 6： 00鐘直視 LCD 類型： STN 與 MCU 接口： 8位或 4位并行 /3位串行 配置 LED 背光 多種軟件功能：光 標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等 外形尺寸 外觀尺寸： 93 70 視域尺寸： 73 39mm 模塊引腳說(shuō)明 電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文 18 表 2模塊引腳說(shuō)明 時(shí)鐘芯片 1302 DS1302 時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 結(jié)構(gòu) DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 大于Vcc1+ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。 X1 和電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文 19 X2是振蕩源，外接 晶振。 RST是復(fù)位 /片選線，通過(guò)把 RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方法。當(dāng) RST為高電平時(shí)