【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 按鍵電平復(fù)位 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路是用來產(chǎn)生 AT89C51 單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào)，AT89C51 本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證工作方式的實(shí)現(xiàn)，AT89C51 在唯一的時(shí)鐘信號(hào)的控制下嚴(yán)格的按時(shí)執(zhí)行指令進(jìn)行工作，時(shí)鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)定性。通常時(shí)鐘由于兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式來為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。AT89C51 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為 XTAL1 和 XTAL2，他們跨接在晶體振蕩器的R ESETS W P BVC CR 12 00ΩR 21 KΩC2 2u F本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個(gè)自激勵(lì)振蕩器。電路中的 C1,C2 的選擇在 30PF 左右，但電容太小會(huì)影響振蕩的頻率，穩(wěn)定性和快速性。晶振頻率為在 ~12MHZ 之間，頻率越高單片機(jī)的速度就越快，但對(duì)存儲(chǔ)器要求就高。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的 NPO 電容，采用晶振頻率為 12MHZ。本次系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)如圖 所示。圖 振蕩電路 CPU 最小系統(tǒng)圖D7 Q7D6 Q6D5 Q5D4 Q4D3 Q3D2 Q2D1 Q1D0STBQ08282A7 CEA6 A10A5 A9A4 A8A3A2A1A0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5WEI/O6 OEI/O8I/O0 611612345678 121314151617181913245678910111213141516212223 19222339373836353433321617Y112MHzRESETSWPBR1200R21KC22uFC130PFC230PF(WR) (RD)PSEN ALEXTAL2RESETXTAL189C51+5Y 11 2 M H zC 13 0 P FC 23 0 P F本科生課程設(shè)計(jì)（論文）12圖 最小系統(tǒng)圖 第 3 章 藥品庫(kù)輸入輸出接口電路電路設(shè)計(jì) DSl8B20 數(shù)字溫度傳感器的選擇目前，在工業(yè)控制的很多領(lǐng)域，溫度監(jiān)控普遍是利用熱敏電阻組成的測(cè)溫電路，經(jīng)過 A／D 與 D／A 轉(zhuǎn)換后實(shí)現(xiàn)測(cè)溫，但是由于熱敏電阻的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致測(cè)溫易受外界干擾、且精度不高。DSl8B20 數(shù)字溫度傳感器是 Dallas 公司生產(chǎn)的 1一 Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單、體積小的特點(diǎn)。因此用他組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在 1 根通信線可以掛很多這樣的數(shù)字溫度傳感器，十分方便。1） DSl8B20 性能特點(diǎn)1．1 DSl8820 特性及引腳分布DSl8820 測(cè)溫范圍在一 55～+125℃；轉(zhuǎn)換精度 9～12 位進(jìn)制數(shù)，可編程確定轉(zhuǎn)換的位數(shù)；測(cè)溫分辨率為 9 位精度為 0．5℃，12 位精度為 0．062 5℃；轉(zhuǎn)換時(shí)間：9 位精度為 93．75 ms、10 位精度為 187．5 ms、12 位精度為 750 ms；內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。DSl8820 采用 TO 一 92 封裝模式.1．2 DSl8B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括溫度傳感器、64 位激光 ROM 單線單口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器、用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值、觸發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、8 位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼發(fā)生器等。2）單總線技術(shù)特性單總線即只有 1 根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換、控制都由這根線完成。主機(jī)或從機(jī)通過一個(gè)漏極開路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線，以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)能本科生課程設(shè)計(jì)（論文）13夠釋放總線，而讓其他設(shè)備使用總線。所有的單總線器件都要遵循嚴(yán)格的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性，基本的通信過程如下：主機(jī)通過拉低單總線至少 480 ps 產(chǎn)生 Tx 復(fù)位脈沖；然后由主機(jī)釋放總線，并進(jìn)入 Rx 接收模式。主機(jī)釋放總線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一由低電平跳變?yōu)楦唠娖降纳仙?；單總線器件檢測(cè)到該上升沿后，延時(shí) 15～60 弘 s；單總線器件通過拉低總線 60～240 ps 產(chǎn)生應(yīng)答脈沖；主機(jī)接收到從機(jī)的應(yīng)答脈沖后，說明有單總線器件在線，然后主機(jī)就可以開始對(duì)從機(jī)進(jìn)行 ROM 命令和功能命令操作。3）基于 DSl8B20 高精度數(shù)字溫度傳感器基于 DSl8B20 高精度數(shù)字溫度傳感器可以完成如下的功能：(1)采用采用 AT89S51 單片機(jī)和 DSl8B20 溫度傳感器通信，控制溫度的采集過程和進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；(2)提供 DSl8B20 的使用外圍電路、溫度顯示 LED 電路以及 DSl8B20 和單片機(jī)的通信接口電路；(3)利用發(fā)光二極管指示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，DSl8B20 溫度傳感器內(nèi)置溫度上下限；(4)編寫 C51 程序，完成單片機(jī)對(duì)溫度數(shù)據(jù)的采集過程以及與 DSl8820 數(shù)據(jù)傳輸過程的控制。其引腳如圖 所示。圖 DSl8B20 引腳圖 晶閘管輸出接口控制電路設(shè)計(jì)該控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控藥品庫(kù)的溫度，溫度檢測(cè)點(diǎn) 4 點(diǎn)，并配有 4 個(gè)晶閘管輸出控制點(diǎn)，可控制加熱設(shè)備，溫度檢測(cè)范圍10℃~60℃，精度 ℃。根據(jù)設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)通過 P2 口的四個(gè)口（~）輸出高低電平，從而控制溫度加熱VCC1I/O2GND2VCCGNDP1718B20VCC本科生課程設(shè)計(jì)（論文）14器加熱與否，已達(dá)到控制藥品庫(kù)溫度的目的，圖 為晶閘管控制電路。圖 晶閘管控制電路線路的核心器件是一個(gè)雙向可控晶閘管 BCR，當(dāng)我們調(diào)節(jié)限位器 W 時(shí)，就改變了電容器 c2 的充放電速率，c1 兩端交流電壓經(jīng)過加熱電阻觸發(fā)雙向可控硅BCR 導(dǎo)通,因而改變了 BCR 的導(dǎo)通角，是加熱電阻兩端電壓隨之變化，從而可以達(dá)到控制室內(nèi)溫度的目的。BCR 可用 1A/400 的雙向可控硅，如國(guó)產(chǎn) KS14 型和 TLC221B 型等。W 可選用WS0,5W1100，K163 型有機(jī)實(shí)芯電位器。 報(bào)警電路設(shè)計(jì)通過鍵盤控制電路可預(yù)設(shè)溫度閾值，當(dāng)實(shí)測(cè)濕度值超出了預(yù)設(shè)值，單片機(jī)則控制發(fā)光二極管閃爍、揚(yáng)聲器發(fā)出的連續(xù)報(bào)警聲，直到通過調(diào)控使得當(dāng)前環(huán)境的濕度進(jìn)入正常預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)解除聲光報(bào)警。K R2170R3470BCRGW100K人人人人220QNPLSpeakrVDU65locE本科生課程設(shè)計(jì)（論文）15 聲光報(bào)警電路 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì) 鍵盤控制鍵盤電路是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用的人機(jī)接口電路，在單片機(jī)組成的測(cè)控系統(tǒng)及智能化儀器中，用得最多的是非編碼鍵盤。為了完成預(yù)定濕度值的設(shè)置，系統(tǒng)中設(shè)置了4個(gè)按鍵，S1為啟動(dòng)/停止鍵，用來控制系統(tǒng)的啟停；SS3為加1和減1鍵，設(shè)置濕度的上下值；S4為保存鍵，將設(shè)置的溫濕度上下限值保存于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。按鍵電路設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要考慮的就是去抖動(dòng)問題。這里考慮到系統(tǒng)的硬件簡(jiǎn)化和成本沒有采用硬件去抖，而采用軟件去抖。在程序設(shè)