【文章內(nèi)容簡介】 ，開關(guān)部分和電源部分組成。低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具備 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器STC89C52由STC公司生產(chǎn)。STC89C52利用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，在此基礎(chǔ)上那個做了許多的創(chuàng)新使得芯片擁有傳統(tǒng)51單片機沒有的功能。單芯片上，有8 位CPU 與在系統(tǒng)可編程的Flash，這樣STC89C52就可以為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供高靈活、有用的解決方案。具有8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16 位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，容許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機完全停止工作，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。STC89C52器件參數(shù)如下：，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；：～（5V單片機）/～（3V 單片機）；：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051 的0～80MHz，實際工作頻率可達48MHz；； 字節(jié)RAM；（32 個），復(fù)位后為：P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻；（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（RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片； 功能； 個16 位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、TT2； 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；11. 通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART；12. 工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級）/0～75℃（商業(yè)級）；13. PDIP封裝。STC89C52 單片機的工作模式：掉電模式：典型功耗,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序空閑模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4mA～7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備： STC89C52引腳圖單片機外圍需要一個復(fù)位電路，它的功能是：確認單片機工作的起始狀態(tài)，完成單片機的啟動過程。系統(tǒng)上電時為單片機提供復(fù)位信號，直到系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，系統(tǒng)再撤消復(fù)位信號。為保險起見，電源部分穩(wěn)定后還要通過延時才撤銷復(fù)位信號，如此可以避免電源插頭或者電源開關(guān)分合過程當(dāng)中引發(fā)的抖動繼而影響復(fù)位。單片機系統(tǒng)的復(fù)位方式有自動復(fù)位和手動復(fù)位按鈕復(fù)位。該系統(tǒng)采用手動復(fù)位按鈕，一樣擁有自動復(fù)位功能的復(fù)位模式。時鐘電路：單片機18引腳和19引腳外接晶振及點容，單片機工作頻率取決于晶振XT的頻率，STC89C52單片機的工作頻率在2~33MHz范圍以內(nèi)，此系統(tǒng)選用單片機內(nèi)部方法產(chǎn)生時鐘信號，用于外接一個12MHz石英晶體振蕩器和2個30pF微調(diào)電容，組成相對穩(wěn)定的的自激振蕩器，脈沖直接發(fā)送到內(nèi)部時鐘電路。： STC89C52單片機最小系統(tǒng) HMC5883L傳感器模塊1．工作原理霍尼韋爾三軸傳感器HMC5883L磁阻傳感器電路通過使用特殊輔助電路來測量磁場。提供電源，傳感器能夠?qū)⒘繙y軸方向上的所有入射磁場轉(zhuǎn)換為一種差分電壓輸出。磁阻傳感器是由一個鎳鐵(坡莫合金)薄膜放置在硅片上，并構(gòu)組成一個帶式電阻元件。只要存在磁場，跨電橋輸出電壓就會因為橋式電阻元件的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。磁阻元件兩兩對齊，構(gòu)成一個聯(lián)合的感應(yīng)軸(引腳圖上的箭頭所示)，跟著磁場在感應(yīng)方向上不持續(xù)增強，電壓也會正向增加。由于輸出只與沿軸方向上的磁阻元件成比例，其余的磁阻電橋也放置在正交方向上，就可以精密測量其余方向的磁場強度。2．電源管理該器件可有兩種不同的供電模式。第一個是為IO接口供電的VDDIO電源。二是VDD電源，內(nèi)部運作，VDDIO的電壓可以類似于VDD電源；單電源模式或者在VDDIO 電壓低于VDD 的情況下，HMC5883L都可以正常運作并能與其他裝置兼容。 HMC5883L內(nèi)部示意圖3．I178。C接口控制該裝置能夠通過IC總線來實現(xiàn)。I2C總線是由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，這類總線用于銜接微控制器和外圍設(shè)備，是微電子通信控制領(lǐng)域普遍使用的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。它是一種同步通信方案，具有接口簡單，控制簡單，小封裝，且通信速率高。下面列舉I2C總線的若干特征: 只要求一條串行數(shù)據(jù)線SDA和一條串行時鐘線SCL這樣兩條總線線路； 每個連接到總線的器件都可以由主機與從機關(guān)系軟件設(shè)定唯一的地址，主機可以作為主機 發(fā)送器或主機接收器。 它是一個真正的多主機總線系統(tǒng)，如果有兩個或更多主機同時初始化數(shù)據(jù)傳輸，那么它的沖突檢測和仲裁功能可以防止數(shù)據(jù)被破壞； 8位串行雙向數(shù)據(jù)傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達100kbit/s，快速模式下可達400kbit/s，； 片上的濾波器可以濾去總線數(shù)據(jù)線上的毛刺波以保證數(shù)據(jù)完整； 連接到同一總線的IC數(shù)量只受總線的最大電容400pF的限制。該裝置將作為從機在一個主機(例如：處理器)的控制下連接總線。該裝置必須符合I2CBus Specification（I2C總線技術(shù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)），作為一個I2C 兼容裝置，該裝置包含一個7bit串行地址，并支持I2C 協(xié)議。這一裝置可以支持快速和標(biāo)準(zhǔn)模式，分別為100kHz和400kHz，不能支持高速模式(Hs)。還需要外接電阻才能支持這些標(biāo)準(zhǔn)和快速模式。要求主機的活動（寄存器的讀取和寫入）優(yōu)先于內(nèi)部活動，例如：測量。這一優(yōu)先次序的安排是為了不讓主機等待，同時IC總線占用的時間比必需的時間長。: HMC5883L的幾種數(shù)據(jù)傳輸模式4. 操作模式該裝置有若干種模式，其主要目的是電源管理以及通過模式寄存器進行控制。連續(xù)測量模式連續(xù)測量模式：連續(xù)測量模式，在客戶所選擇的速率下進行連續(xù)的測量，并所測量的更新數(shù)據(jù)輸出寄存器。如果有必要，數(shù)據(jù)可以從數(shù)據(jù)輸出寄存器重新讀取，但是，如果主機并不能確保在下次測量完成之前可以訪問數(shù)據(jù)寄存器，數(shù)據(jù)寄存器上的舊的數(shù)據(jù)會被新的測量數(shù)據(jù)取代。為了保存測量之間的電流，該裝置被放置在一個類似閑置模式的狀態(tài)，但模式寄存器沒有改變成空閑模式。即MD[n]位不變。配置寄存器A的設(shè)置在連續(xù)測量模式時會影響數(shù)據(jù)輸出速率(比特DO[n]) ，測量配置(bitsMS[n])，和增益(bits GN[n])。所有寄存器在連續(xù)測量模式中保留數(shù)值。 在連續(xù)測量模式下IIC總線可被網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他裝置啟用。單次測量模式:這是預(yù)設(shè)的供電模式。在單測量模式，該裝置進行單次測量并將測量數(shù)據(jù)更新至輸出數(shù)據(jù)寄存中。在完成測量和輸出數(shù)據(jù)寄存器的更新以后，通過設(shè)置MD[n] bits，該裝置被置于閑置模式，模式寄存器變更為閑置模式。配置寄存器的設(shè)置在單一測量模式時影響測量配置(bits MS[n])。在單測量模式中所有寄存器保留數(shù)值。在單測量模式下IIC總線可被網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他裝置啟用。閑置模式:在此模式下，裝置可以通過IIC總線訪問，但主要電源能耗是禁用的，如ADC，放大器，傳感器偏置電流，但不僅限于這些。在空閑模式下所有寄存器保留數(shù)值。在閑置測量模式下IIC總線可被網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他裝置啟用。5．置位/復(fù)位帶驅(qū)動的H橋式電路ASIC包含大型開關(guān)FETs，可以傳輸大而短的脈沖到傳感器的置位/復(fù)位帶。這一置位/復(fù)位帶在很大程度上是一種電阻性負載。并不需要外部去增加外部置位/復(fù)位回路。每次測量時，ASIC會自動完成置位/復(fù)位。首先一次置位脈沖產(chǎn)生后進行測量，然后,一次復(fù)位脈沖產(chǎn)生后進行測量，兩次測量的差值的一半將會被放置在三軸上每根軸的數(shù)據(jù)輸出寄存器上。這樣，在所有測量中傳感器的內(nèi)部偏差和溫度漂移差值就可以被移除/抵消了。5．寄存器訪問。所有地址為8 bits。 寄存器列表地址名稱訪問00配置寄存器 A讀/寫01配置寄存器 B讀/寫02模式寄存器讀/寫03數(shù)據(jù)輸出 X MSB 寄存器讀04數(shù)據(jù)輸出 X LSB 寄存器讀05數(shù)據(jù)輸出 Z MSB寄存器讀06數(shù)據(jù)輸出 Z LSB 寄存器讀07數(shù)據(jù)輸出 Y MSB 寄存器讀08數(shù)據(jù)輸出 Y LSB 寄存器讀09狀態(tài)寄存器讀10識別寄存器 A讀11識別寄存器 B讀12識別寄存器 C讀該裝置使用地址指針來顯示該寄存器地點是被讀取或?qū)懭搿＿@些指針位置從主機發(fā)出到從機并成功獲得的 7 位地址加 1 位讀/寫標(biāo)識符。為了盡量減少主機和裝置之間的溝通，無主機干預(yù)下地址指針自動更新。這個地址指針自動更新有兩個附加的功能。首先訪問12或更高位的訪問指針更新至地址00，其次是訪問達到08，指針回滾到地址03。從邏輯上說，地址指針操作功能如下所示。如果（地址指針= 08），則地址指針= 03否則，如果（地址指針= 12 ） ，則地址指針= 0其他（地址指針） = （地址指針） + 1地址指針本身值無法通過IIC總線讀取。任何企圖讀取無效的地址位置將返回0，而任何無效的地址位置的寫入或在一個有效的地址位置中一個未定義的位均被該裝置忽略。要讓地址指針移動到一個隨機寄存器地址，首先對該寄存器地址發(fā)出“寫”的指令，之后再跟一個無數(shù)據(jù)位。： 傳感器模塊連線圖 LCD1602液晶屏模塊1. 液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA 移動通信工具等眾多領(lǐng)域。移動通信工具等眾多領(lǐng)域。2. 液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（Static ）、單純矩陣驅(qū)動（Simple Matrix ）和主動矩陣驅(qū)動（Active Matrix）三種。3. 液晶顯示器各種圖形的顯示原理:線段的顯示點陣圖形式液晶由 MN個顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由 16字節(jié)，共168=128個點組成，屏上 6416 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū)1024 字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H——00FH 的 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H ）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當(dāng)（3FFH ）=FFH 時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)(000H )=FFH,(001H )=00H,(002H)=00H ，…… （00EH ）=00H，（00FH ）=00H 時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。4. 字符的顯示用 用 LCD 顯示一個字符時比較復(fù)雜，因為一個字符由 68 或 或 88 點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1” ，其它的為“0” ，為“1” 的點亮，為“0”不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對應(yīng)的地址， 設(shè)立光標(biāo)， 在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。LCD1602液晶也叫LCD1602字符型液晶，這是一種專門用來顯示數(shù)字、字母、符號等的點陣型液晶模塊，由若干個57或者511等點陣字符位組成，這其中的每個點陣字符位都可以完全顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形。工業(yè)字符型液晶LCD1602是指顯示的內(nèi)容為16*2，并且能同時顯示兩行，每行16個字符。有兩種常見的LCD1602字符液晶顯示器，一種是藍色背光白色字體顯示，另一種是綠色背光黑色字體顯示。本設(shè)計所用的LCD1602液晶顯示器模塊，顯示屏是綠色背光黑色字體，因為這種顯示器看起來較為清楚。圖 LCD1602引腳圖第1腳：VSS為電源地。第2腳：VDD接5V電源正極。第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。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。