【文章內容簡介】 件，以供調試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 使用獨立的 Keil 仿真器時，注意事項： *仿真器標配 11． 0592MHz 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。 *仿真器上的復位按鈕只復位仿真芯片，不復位目標系統(tǒng)。 *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 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）的目標系統(tǒng)中使用。 信息工程學院畢業(yè)論文（設計） 單片機電子溫度計設計 13 3 數(shù)字溫度計的方案設計 設計方案論證與比較 顯示電路方案 方案一：采用數(shù)碼管動態(tài)顯示 使用七段 LED 數(shù)碼管，采用動態(tài)顯示的方法來顯示各項指標，此方法雖然價格成本低，但是顯示單一，且功耗較大。 方案二：采用 LCD 液晶顯示 采用 1602 LCD 液晶顯示，此方案顯示內容相對豐富，且價格不高。 綜合上述原因，采用方案二，使用 LCD 液晶作顯示電路。 測溫電路方案 方案一 由于本設計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行 A/D 轉換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到 A/D 轉換電路，其中還涉及到電阻與溫度的對應值的計算，感溫電路比較麻煩。而且在對采集的信號進行放大時容易受溫度的影響出現(xiàn)較大的偏差。 方案二 進而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設計中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器 DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉換，電路簡單，精度高，軟硬件都以實現(xiàn)，而且使用單片機的接口便于系統(tǒng)的再擴展，滿足設計要求。 從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，費用較低，可靠性高，軟件設計也比較簡單，故采用了方案二。 系統(tǒng)總體構成圖和系統(tǒng)總電路圖 如圖 31 和圖 32 所示信息工程學院畢業(yè)論文（設計） 單片機電子溫度計設計 14 圖 31 系統(tǒng)總體構成圖 信息工程學院畢業(yè)論文（設計） 單片機電子溫度計設計 15 圖 32 系統(tǒng)總電路圖 4 系統(tǒng)硬件設計 核心處理器的設計 STC89C52 的簡介 對 于單片機的選擇，可以考慮使用 8031 與 8051 系列，由于 8031 沒有內部RAM，系統(tǒng)又需要大量內存存儲數(shù)據(jù)，因而不適用。所以，我們選用 51 系列單片機 STC89C52。 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。在單芯片上，擁 有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器 ，內置 4KB EEPROM， MAX810 復位電路，三個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口。低價位 STC89C52 單片機可應用于許多高性價比的場合，可靈活應用于各種控制領域，對于簡單的測溫系統(tǒng)已經(jīng)足夠。單片機 STC89C52 具有低電壓供電和體積小等特點，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設計使用。系統(tǒng)可用 3 節(jié)電池供電。 STC89C52 單片機的基本組成框圖見圖 41?！?2】 時 鐘 電 路R O M / E P R O M / F l a s h 4 K BR A M 1 2 8 BS F R 2 1 個定 時 個 / 計 數(shù) 器 2C P U總 線 控 制中 斷 系 統(tǒng)5 個 中 斷 源2 個 優(yōu) 先 級串 行 口全 雙 工 1 個4 個 并 行 口X T A L 2 X T A L 1R S TE AA L EP S E NP 0P 1P 2P 3V s sV c c信息工程學院畢業(yè)論文（設計） 單片機電子溫度計設計 16 圖 41 STC89C52 單片機結構圖 由圖 41 可見， STC89C52 單片機主要由以 下幾部分組成： 系統(tǒng)： 8 位 cpu，含布爾處理器； 時鐘電路；總線控制邏輯。 ： 4K 字節(jié)的程序存儲器（ ROM/EPROM/Flash，可外擴至 64KB）； 128 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器（ RAM，可再外擴 64KB）； 特殊功能寄存器 SFR。 ： 中斷系統(tǒng)（ 5 個中斷源， 2 個優(yōu)先級）； 4 個并行 I/O 口； 2 個 16 位定時計數(shù)器； 1 個全雙工異步串行口。 STC89C52 單片機主要特性 1. 一個 8 位的微處理器 (CPU)。 2. 片內數(shù)據(jù)存儲器 RAM(128B)，用以存放可以讀／寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等， SST89 系列單片機最多提供 1K 的RAM。 3. 片內程序存儲器 ROM(4KB)，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。但也有一些單片機內部不帶 ROM/EPROM，如 8031， 8032， 80C31 等。目前單片機的發(fā)展趨勢是將 RAM 和 ROM 都集成在單片機里面，這樣既方便了用戶進行設計又提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 SST 公司推出的 89 系列單片機分別集成了 16K、32K、 64K Flash 存儲器，可供用戶根據(jù)需要選用。 4. 四個 8 位并行 I／ O 接口 P0~P3，每個口既可以用作輸入，也可以用作輸出。 5. 兩個定時器／計數(shù)器，每個定時器／計數(shù)器都可以設置成計數(shù)方式，用以對外部事件進行計數(shù)，也可以設置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結果實現(xiàn)計算機控制。為方便設計串行通信，目前的 52 系列單片機都會提供 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器。 6. 五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在新推出的單片機都不只 5 個中斷源，例如 SST89E58RD 就有 9 個中斷源。 7. 一個全雙工 UART(通用異步接收發(fā)送器 )的串行 I／ O 口，用于實現(xiàn)單片機之間 或單機與微機之間的串行通信。 8. 片內振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調電容需要外接。最高允許振蕩頻率為 12MHz。 SST89V58RD 最高允許振蕩頻率達 40MHz，因而大大的提高了指令的執(zhí)行速度。 【 3】 STC89C52 單片機管腳圖 STC89C52 單片機管腳 如圖 42 所示 信息工程學院畢業(yè)論文（設計） 單片機電子溫度計設計 17 圖 42 STC89C52 單片機管腳圖 部分引腳說明： XTAL1 和 XTAL2： XTAL2(18 腳 )：接外部晶體和微調電容的一端；在 8051 片內它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。若需采用外部時鐘電路時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。要檢查 8051/8031 的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有脈沖信號輸出。 XTAL1(19 腳 )：接外部晶體和微調電容的另一端；在片內它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時鐘 時，該引腳必須接地。 RST,ALE,PSEN 和 EA： RST/VPD(9 腳 )： RST 是復位信號輸入端，高電平有效。當此輸入端保持備用電源的輸入端。當主電源 Vcc 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時，將＋ 5V 電源自動兩個機器周期 (24個時鐘振蕩周期 )的高電平時，就可以完成復位操作。 RST 引腳的第二功能是 VPD,即接入 RST 端，為 RAM 提供備用電源，以保證存儲在RAM 中的信息不丟失，從而合復位后能繼續(xù)正常運行。 ALE/PROG(30 腳 )：地址鎖存允許信號端。當 8051 上電正常 工作后， ALE 引腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率 fOSC 的 1/6。 CPU 訪問片外存儲器時， ALE 輸出信號作為鎖存低 8 位地址的控制信號。平時不訪問片外存儲器時， ALE 端也以振蕩頻率的 1/6 固定輸出正脈沖，因而 ALE 信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。如果想確定 8051/8031 芯片的好壞，可用示波器查信息工程學院畢業(yè)論文（設計） 單片機電子溫度計設計 18 看 ALE 端是否有脈沖信號輸出。如有脈沖信號輸出，則 8051/8031 基本上是好的。 ALE 端的負載驅動能力為 8 個 LS 型 TTL(低功耗甚高速 TTL)負載。此引腳的第二功能 PROG 在對片內帶有 4KB EPROM 的 8751 編程寫入 (固化程序 )時，作為編程脈沖輸入端。 PSEN(29 腳 )：程序存儲允許輸出信號端。在訪問片外程序存儲器時，此端定時輸出負脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。此引肢接 EPROM 的 OE 端 (見后面幾章任何一個小系統(tǒng)硬件圖 )。 PSEN 端有效，即允許讀出 EPROM／ ROM 中的指令碼。 PSEN 端同樣可驅動 8 個 LS 型 TTL 負載。要檢查一個 8051/8031 小系統(tǒng)上電后 CPU 能否正常到 EPROM／ ROM 中讀取指令碼，也可用示波器看PSEN 端有無脈沖 輸出。如有則說明基本上工作正常。 EA/Vpp(31 腳 )：外部程序存儲器地址允許輸入端 /固化編程電壓輸入端。當EA 引腳接高電平時， CPU 只訪問片內 EPROM/ROM 并執(zhí)行內部程序存儲器中的指令，但當 PC(程序計數(shù)器 )的值超過 0FFFH(對 8751/8051 為 4K)時，將自動轉去執(zhí)行片外程序存儲器內的程序。當輸入信號 EA 引腳接低電平 (接地 )時， CPU 只訪問外部 EPROM/ROM 并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令，而不管是否有片內程序存儲器。對于無片內 ROM 的 8031 或 8032,需外擴 EPROM，此時 必須將EA 引腳接地。此引腳的第二功能是 Vpp 是對 8751 片內 EPROM 固化編程時，作為施加較高編程電壓 (一般 12V～ 21V)的輸入端。 /輸出端口 P0/P1/P2/P3： P0 口 (～ ， 39~32 腳 )： P0 口是一個漏極開路的 8 位準雙向 I/O 口。作為漏極開路的輸出端口，每位能驅動 8 個 LS 型 TTL 負載。當 P0 口作為輸入口使用時，應先向口鎖存器 (地址 80H)寫入全 1,此時 P0 口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。作輸入口使用時要先寫 1,這就是準雙向口的含義。在 CPU 訪問片 外存儲器時， P0 口分時提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復用總線。在此期間，P0 口內部上拉電阻有效。 P1 口 (～ ， 1~8 腳 )： P1 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位準雙向 I/O口。 P1 口每位能驅動 4 個 LS 型 TTL 負載。在 P1 口作為輸入口使用時，應先向 P1 口鎖存地址 (90H)寫入全 1,此時 P1 口引腳由內部上拉電阻拉成高電平。 P2 口 (～ ， 21~28 腳 )： P2 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位準雙向 I/O口。 P 口每位能驅動 4 個 LS 型 TTL 負載。在訪問片外 EPROM/RAM 時， 它輸出高 8 位地址。 P3 口 (～ ， 10~17 腳 )： P3 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位準雙向 I/O口。 P3 口每位能驅動 4 個 LS 型 TTL 負載。 P3 口與其它 I/O 端口有很大的區(qū)別，它的每個引腳都有第二功能，如下： ： (RXD)串行數(shù)據(jù)接收。 ： (RXD)串行數(shù)據(jù)發(fā)送。 ： (INT0)外部中斷 0 輸入。 ： (INT1)外部中斷 1 輸入。 信息工程學院畢業(yè)論文（設計） 單片機電子溫度計設計 19 ： (T0)定時 /計數(shù)器 0 的外部計數(shù)輸入。 ： (T1)定時 /計數(shù)器 1 的外部計數(shù)輸入。 ： (WR)外部數(shù)據(jù) 存儲器寫選通。 ： (RD)外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。 80C51 單片機的中斷系統(tǒng) 80C51 系列單片機的中斷系統(tǒng)有 5 個中斷源， 2