【文章內容簡介】 1口： P1口是內部上拉的雙向 I/O，口，向 P1口寫入 1時， P1口被內部上拉為高電平可用作輸入口。當作為輸入腳時，被外部拉低的 P1口會因為內部上拉而輸出電流。 P1口第二功能： T2（ ）：定時 /計數(shù)器 2的外部計數(shù) /時鐘輸出 T2EX():定時 /計數(shù)器 2重裝載 /方向控制 2128 I/O P2口： P2口是帶內部上拉的雙向 I/O口，向 P2口寫入 1時， P2口被內部上拉為高電平，可用作輸入口。當作為輸入腳時，被外部拉低的 P2口會因為內部上拉而輸出電流 (見 DC電氣特性 )。在訪問外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)時分別作為地址高位字節(jié)和 16位地址(MOVX@DPTR)，此時通過內部強上拉傳送 1。當使用 8位尋址方式 (MOV@Ri)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ,P2口發(fā)送 P2特殊功能寄存器的內容。 濱州學院本科畢業(yè)設計（論文） 7 續(xù)表 名稱 管腳 類型 功能 1017 I/O P3口： P3口是帶內部上拉的雙向 I/O口，向 P3口寫入 1時， P3口被內部上拉為高電平，可用作輸入口。當作為輸入腳時，被外部拉低的 P3口會因為內部上拉而輸出電流 (見 DC 電氣特性 )。 P3 口還具有以下特殊功能： RxD()：串行輸入口 TxD()：串行輸出口 INT0()：外部中斷 0 INT1()：外部中斷 T0()：定時器 0外部輸入 T1()：定時器 1外部輸入 WR()：外部數(shù)據(jù)存儲器寫信號 RD()：外部數(shù)據(jù)存儲器讀信號 RST 9 I 復位： 當晶振在運行中，只要復位管腳出現(xiàn) 2個機器周期高電平即可復位，內部有擴散電阻連接到 Vss，僅需要外接一個電容到 Vcc即可實現(xiàn)上電復位。 PSEN 29 O 程序存儲使能： 當執(zhí)行外部程序存儲器代碼時， PSEN每個機器周期被激活兩次，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時PSEN無效，訪問內部程序存儲器時 PSEN無效。 XTAL1 19 I 晶體 1：反相振蕩放大器輸入和內部時鐘發(fā)生電路輸入 。 濱州學院本科畢業(yè)設計（論文） 8 續(xù)表 名稱 管腳 類型 功能 XTAL2 18 O 晶體 2：反相振蕩放大器輸出 。 EA/Vpp 31 I 外部尋址使能 /編程電壓：在訪問整個外部程序存 儲器時， EA必須外部置低。如果 EA為高時，將執(zhí)行內部程序，除非程序計數(shù)器包含大于片內 FLASH的地址。該引腳在對 FLASH編程時接 5V/12V編程電壓 (Vpp)。如果保密位 1已編程， EA在復位時由內部鎖存。 ALE 30 O 地址鎖存使能：在訪問外部存儲器時，輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況下， ALE輸出信號恒定為1/6振蕩頻率。并可用作外部時鐘或定時，注意每次訪問外部數(shù)據(jù)時一個 ALE脈沖將被忽略。 ALE可以通過置位 SFR的 ，置位后 ALE只能在執(zhí)行MOVX指令時被激活。 硬件結構特點 指標及特點：該熱電偶采用 S 型鉑銠 — 鉑熱電偶。測溫儀的測量范圍在 800—1600℃之間。使用＋ 12V 和＋ 5V 電源。采用 4 位共陰極 LED 顯示。 核心部分： CPU采用內帶 4K 電擦寫 EP2ROM 的 89C51 單片機，它是一種低功耗、高性能的 8位 CMOS 微處理芯片，是目前單片機中性能價格比較優(yōu)良的控制芯片，而且與使用最廣泛的 51 系列完全兼容，工作范圍寬，具有加密功能 [6]。 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采 用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 硬件連接電路如圖 所示。 濱州學院本科畢業(yè)設計（論文） 9 圖 微機化儀表框圖 數(shù)碼顯示電路：在顯示電路中采用 4 位共陰極 LED 靜態(tài)顯示， LED 驅動器為74LS164。 靜態(tài)顯示就是顯示驅動電路具有輸出鎖存功能，單片機將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再管，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時再傳送一次新數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用 很少的 CPU 時間。 缺點是使用元件多，線路比較復雜。共陰極 LED 數(shù)碼管顯示如圖 和圖 。 X腳是共陰極，當在它的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 DP 加上正向電壓時，各段發(fā)光二極管就點亮 [1]。 圖 共陰極顯示原理圖 圖 管腳分布 抗干擾電路：應 用 MAX705 搭構該測溫儀表的看門狗電路。看門狗電路實際是+12V電源 AD590 S 型鉑銠 —鉑熱電偶 I/V 放大 A/D轉換 ADC 0809 A T 8 9 C 5 1 4 LED 74LS164 報警 +5V電源 MAX705 0t t 鍵盤 濱州學院本科畢業(yè)設計（論文） 10 一個可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，當程序正常運行時，每隔一段時間將單穩(wěn)電路觸發(fā)一次，使其經常處于非穩(wěn)定狀態(tài)。當由于外界干擾或其它 不正常狀態(tài)使用程序進入死循環(huán)或飛逸時，則 監(jiān)控程序不再觸發(fā)單穩(wěn)，單穩(wěn)“翻轉”，于是產生一個正脈沖加到復位端 使系統(tǒng)復位。起到了斷電保護和提高了儀表的抗干擾能力。 硬件看門狗電路： 硬件看門狗是指集成化的或集成在單片機內的專用看門狗電路，它實際上是一個特殊的定時器，當定時時間到，發(fā)出溢出脈沖。從實現(xiàn)角度上看，該方式是一種軟件與片外專用電路相結合的技術，硬件電路連接好以后，在程序中適當?shù)夭迦胍恍┛撮T狗復位的指令，保證程序正常運行時看門狗不溢出；而當程序運行異常時，看門狗超時發(fā)出溢出脈沖，通過單片機的 RESET 引腳使單 片機復位。為增加系統(tǒng)可靠性 ，本設計中使用 了可編程看門狗監(jiān)控 E2PROM 芯片 X25045。 X25045 是美國 Xicor 公司推出的帶 EPROM 的 μ P 控制電路 X25043/X25045 系列芯片。 X25045 引腳圖如圖 。管腳的說明： SO —— 串行輸出 SI —— 串行輸入 SCK —— 串行時鐘輸入 VSS —— 地 VCC —— 電源電壓 RESET —— 復位輸出 當系統(tǒng)發(fā)生故 障時 ， 在一定的超時周期后 ， X25045 看門狗將發(fā)出 RESET 信號 ，使系統(tǒng)復位 ， 正常工 作 。 X25045 亦符合 SPI 總線標準 ， 連線簡單 ， 方便。 主要特點如下：看門狗定時器對微控器提供了獨立的保護系統(tǒng)；利用低 VCC 檢測電路，可以保護系統(tǒng)使之免受低電壓狀況的影響；存儲器部分是 CMOS 的串行E2PROM， 它內部按 512 8 來組織， 10萬次寫入次數(shù)： 100 年數(shù)據(jù)儲存。 圖 X25045管腳 X25045 包括一個 8 位指令寄存器。它可通過 SI 輸入來訪問，數(shù)據(jù)在 SCK 的上升沿由時鐘同步輸入。 在整個工作期內，必須是低電平且輸入必須是高電平 。 X25045X 25045CSSOWPV SS__ VRE SETSCKSICC濱州學院本科畢業(yè)設計（論文） 11 監(jiān)視總線，如果在預置的時間周期內沒有總線的活 動，那么它將提供 RESET 輸出。 鍵盤：有時 因為生產要求，需要重新設定和更改上下限報警值或者也其它控制參數(shù)。 所以該設計也可以補加鍵盤。 報警：設計中有上下限報警。報警顯示為一個 LED 紅燈。當被測溫度低于下限或高于上限時，報警紅燈亮，顯示報警。 冷端補償電路 冷端補償電路應用 AD590 溫度傳感器，連接補償電路如 圖 [8]。 AD590 溫度傳感器是一種已經 IC 化的溫度感測器，它會將溫度轉換為電流 。 其規(guī)格如下： 線性電流輸出： 1μ A/K，正比于熱力學溫度。 寬溫度范圍： 55～ +150℃。 精度高：激 光校準精度到177。 5℃。 電源范圍寬： +4～ +30V 圖 冷端補償電路 + 12V 10K 50K 10K 100K 12V V I 10K 10K 100K 0V K10uA)T2 7 3(V 2 ??? + 6V 濱州學院本科畢業(yè)設計（論文） 12 AD590 只需單電源工作，抗干擾能力強，要求的功率很低。 輸出電流值說明如下： 其輸出電流是以 絕對溫度零度（ 273℃ ）為基準，每增加 1℃ ，它會增加 1μA 輸出電流，因此在室溫 25℃ 時，其輸出電流 Iout=（ 273+25） =298μA。 電路分析： AD590 的輸出電流 I=（ 273+T） μA（ T 為攝氏溫度），因此測量的電壓 V 為（ 273+T） μA10K=（ +T/100） V。為了將電壓測量出來又 要 使輸出電流 I 不分流出來，我們使用電壓跟隨器其輸出電壓 V2 等于輸入電壓 V。 由于一般電源供應 較 多器件之后，電源是帶雜波的，因此我們使用齊納二極管作為穩(wěn)壓元件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓 V1 需調整至 。 接下來我們使用差動放大器其輸出 Vo 為（ 100K/10K） （ V2V1） =T/10， 如果現(xiàn)在為攝氏 28℃ ，輸出電壓為 ，輸出電壓接 A/D 轉換器，那么 A/D 轉換 輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線形比例關系。 A/D 轉換器 ADC0809 ADC0809 是一種 8 路模擬輸入逐次比較型 A/D 轉換器，由于價格適中，與單片機的接口、軟件操作均比較簡單，目前在 8位單片機系統(tǒng)中有著廣泛的使用。片內由 8 路模擬多路開關、地址鎖存器與譯碼器、 8位 A/D 轉換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖 器組成。 引腳功能如下 [2]： 28— 21為 八根數(shù)據(jù)三態(tài)輸出端， IN0IN7為八根單片模擬量輸入端； A1A3:三根地址譯碼輸入端，以選擇 8 路模擬量輸入通道中的一路； 五根轉換邏輯控制信號端： START:A/D 轉換啟動信號輸入端，可用 作 片選信號端； EOC：轉換結束信號輸入端，可用作中斷申請信號； ALE:地址所存允許輸入端，用作多路開關的使能信號； ：輸出允許輸入端，用來打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，以輸出當前的 A/D