【正文】 低電平則無效?！裰噶?4：顯示開關(guān)控制。D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍?！裰噶?5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)?！裰噶?6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F：低電平時顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符?！裰噶?7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。●指令 8：DDRAM 地址設(shè)置?！裰噶?9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF:為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙?！裰噶?10：寫數(shù)據(jù)?！裰噶?11：讀數(shù)據(jù)。 單片機(jī)與主機(jī)的接口模塊器件選擇子站（單片機(jī)）負(fù)責(zé)采集溫度數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的處理，通過接口電路把傳感器編號以及相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)。AT89S52 具有片內(nèi)串行接口，在串行口控制寄存器 SCON 的控制下，可以方便地工作在移位寄存器方式、波特率可變的 8 位異步通信方式、波特率固定 9 位異步通信方式和波特率可變的 9 位異步通信方式中。由于AT89S52 的串行口為 TTL 電平，而上位機(jī)（主機(jī)）的串行口為 RS232 電平，因此在本設(shè)計中采用 MAX232 電平轉(zhuǎn)換接口電路。其引腳圖如圖 316 所示。圖 316 MAX232 引腳圖該產(chǎn)品是由德州儀器公司(TI)推出的一款兼容 RS232 標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232 電平是10v～+10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓 ttl 電平0～+5v,max232 就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含 2 驅(qū)動器、2 接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F 電平。該器件符合 TIA/EIA232F 標(biāo)準(zhǔn)，每一個接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5VTTL/CMOS 電平。每一個發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F 電平。MAX232 獲得正負(fù)電源的另一種方法在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，我們時常要用到數(shù)/模(D/A)或者模/數(shù)(A/D)變換以及其它的模擬接口電路，這里面要經(jīng)常用到正負(fù)電源，例如：9V,9V；12V,12V。這些電源僅僅作為數(shù)字和模擬控制轉(zhuǎn)換接口部件的小功率電源。在控制板上，我們有的只是 5V 電源，可又有很多方法獲得非 5V 電源。(1)外接；(2)DCDC 變換.MAX232 是 TTLRS232 電平轉(zhuǎn)換的典型芯片，按照芯片的推薦電路，取振蕩電容為uF 的時候，若輸入為 5V，輸出可以達(dá)到14V 左右，輸入為 0V,輸出可以達(dá)到 14V，在扇出電流為 20mA 的時候，處處電壓可以穩(wěn)定在+12V 和12V。因此，在功耗不是很大的情況下，可以將 MAX232 的輸出信號經(jīng)穩(wěn)壓塊后作電源使用。內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分：第一部分是電荷泵電路。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v 和12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由 11114 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。其中 13 腳(R1IN)、12 腳(R1OUT)、11 腳(T1IN)、14 腳(T1OUT)為第一數(shù)據(jù)通道。8 腳(R2IN)、9 腳(R2OUT)、10 腳(T2IN)、7 腳(T2OUT)為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、T2OUT 送到電腦 DB9 插頭；DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、R2OUT 輸出。第三部分是供電。15 腳 GND、16 腳 VCC(+5v)。主要特點(diǎn)是：(1)單 5V 電源工作(2)LinBiCMOSTM 工藝技術(shù)(3)兩個驅(qū)動器及兩個接收器(4)177。30V 輸入電平(5)低電源電流：典型值是 8mA(6)符合甚至優(yōu)于 ANSI 標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA232E 及 ITU 推薦標(biāo)準(zhǔn) (7)ESD 保護(hù)大于 MILSTD883(方法 3015)標(biāo)準(zhǔn)的 2004 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)根據(jù)以上第二章所選的總體方案確定的思路，下面將進(jìn)行具體的系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖見圖 41。圖 41 總體結(jié)構(gòu)圖數(shù)字式溫度傳感器主要是采集每個測試點(diǎn)的溫度值，在其內(nèi)部將采集到的溫度值轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，送入單片機(jī)進(jìn)行集中處理。在本系統(tǒng)中因為只是一個模擬樣機(jī)，單片機(jī)有足夠的 I/O 口，所以三個溫度傳感器可以直接接入單片機(jī)，占用單片機(jī)的三個I/O 口，將數(shù)字式的溫度值的送入單片機(jī)處理后通過 LCD 顯示。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計最小系統(tǒng)如圖 42 所示：Y112MC330PC430P1122C510US1SW SPSTRETVCCRXDTXDDQ1B0B1B2B3RSRWEB7A0A1A2A3A4A5A6A7XTAL1XTAL2XTAL1XTAL2VCCVCCP101 P112P123 P134P145 P156P167 P178RST9 30/RXD1031/TXD11 32/INT01233/INT113 34/T01435/T115 36/WR1637/RD17XTAL119 XTAL218VSS20VCC 40P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32EA 31ALE 30PSEN 29P20 21P2122P22 23P23 24P2425P25 26P26 27P2728AT89S52U2RETRDR11KDQ2DQ3圖 42 最小系統(tǒng)圖目前的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)只能夠仿真單片機(jī)，卻沒有給用戶提供一個通用的最小系統(tǒng)。由設(shè)計的要求，只要求很小集成度的最小系統(tǒng)應(yīng)用在一些小的控制單元。其應(yīng)用特點(diǎn)是:(1)全部 I/O 口線均可供用戶使用。 (2)有一定內(nèi)部存儲容量（有 8KB 地址空間） 。 (4)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。其中有 4 個雙向的 8 位并行 I/O 端口，分別記作 P0、PPP3，都可以用于數(shù)據(jù)的輸出和輸入，P3 口具有第二功能為系統(tǒng)提供一些控制信號。時鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所必須的時鐘控制信號，內(nèi)部電路在時鐘信號的控制下，嚴(yán)格地按時序指令工作。單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片的引腳 XTAL1，輸出端為 XTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。電路中的微調(diào)電容通常選擇為 30pF 左右，該電容的大小會影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶體的振蕩頻率為 12MHz。把 EA 腳接高電平，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲器，但在 PC 值超過 0FFFH(4Kbyte 地址范圍)時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)。采用最簡單的外部按鍵復(fù)位電路。按鍵自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的來實現(xiàn)的。 DSISB2O 的接口電路DS18B20 有兩種供電方式，采用寄生電源方式和外部電源方式。在寄生電源的方式下，DS18B20 的 VDD 端和 GND 端都接地，只用一根單總線和主機(jī)通信及獲取電源。單總線上接 的上拉電阻和 DS18B20 芯片的寄生電源形成充放電路；外接電源的方式下，DS18B20 的 VDD 端外接一個+3V～+5V 的電源，GND 接地?？梢娂纳娫捶绞娇梢允〉粢桓娫淳€，大大降低布線成本，但是當(dāng)總線上節(jié)點(diǎn)較多且同時進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換時，容易造成供電不足且所需的轉(zhuǎn)換時間較長。外接電源方式穩(wěn)定可靠，測量速度較快。所以本系統(tǒng)采用外接電源供電方式。其接口電路如圖 43 所示。VCC123J2CON3123J3CON3123J4CON3DQ1 DQ2 DQ3 R12* R13*+ C1247ufC11104圖 43 DS18B20 接口電路圖 電源電路因為單片機(jī)工作電源為+5V，且底層電路功耗很小，采用 7805 三端穩(wěn)壓電源即可滿足要求。它屬于 X78XX 系列的三端正電源穩(wěn)壓電路，7805 的封裝形式為 T0220，如圖 44 所示。圖 44 7805 的封裝它有一系列固定的電壓輸出，應(yīng)用非常廣泛。每種類型由于內(nèi)部電流的限制，以及過熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，是它基本不損壞。如果能夠提供足夠的散熱片，它們就能夠提供大于 的輸出電流。雖然是按照固定電壓值來設(shè)計的，但是當(dāng)接入適當(dāng)?shù)耐獠科骷?，就能夠獲得不同的電壓和電流。它的特點(diǎn)是:●輸出電流為 ●輸出電壓為 5V；6V；8V；9V；10V；12V；15V；18V；24V●熱過載保護(hù)●短路保護(hù)●輸出晶體管安全工作區(qū)保護(hù)連接電路如圖 45 所示。VCC123J1CON3 1122C1220u1122C2220u+12R51KVCCD1LED123V VGNDINOUTU17805+12CVV1104P圖 45 電源電路輸出電壓對應(yīng)于“XX”值。輸入電壓，即使是紋波電壓中的低點(diǎn)值，都必須高于所需輸出電壓 2V 以上；當(dāng)穩(wěn)壓器遠(yuǎn)離電源濾波時，要求使用 C1；C2 可改善穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng) 顯示電路液晶顯示器是一種將液晶顯示器件,連接器件,集成電路,PCB 線路板,背光源,結(jié)構(gòu)器件裝配在一起的組件。根據(jù)顯示內(nèi)容和方式的不同可以分為,數(shù)顯 LCD,點(diǎn)陣字符 LCD,點(diǎn)陣圖形 LCD,在此設(shè)計中我采用點(diǎn)陣字符 LCD，這里采用常用的 2 行 16 個字的 1602 液晶模塊。連接如圖 46 所示：GN D1 VCC2VO3 RS4RW5 E6DB07 DB18DB29 DB310DB411 DB512DB613 DB714BG VCC15 BG GND16LCD 1602LCD1LCD1602R91KVCCVCCRSRWER10 10KA0A1A2A3A4A5A6A7圖 46 液晶顯示電路1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳接口，其中:第 1 腳：VSS 為地電源第 2 腳：VDD 接 5V 正電源第 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，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器 第 5 腳：RW 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳：E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15～16 腳：空腳。 串口通訊電路MCS51 系列內(nèi)部含有一個可編程全雙工串行通信接口，具有 UART(通用異步接收和發(fā)送器)的全部功能。該接口電路不僅能同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可作為一個同步移位寄存器使用?？蓸?gòu)成雙機(jī)或多機(jī)通信系統(tǒng)，在進(jìn)行異步通信時，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別在各自的時鐘(TCLK 和 RCLK)控制下進(jìn)行，但都必須與字符位數(shù)的波特率保持一致。MCS51 串行口的發(fā)送和接收時鐘可由兩種方式產(chǎn)生，一種是由主機(jī)頻率 fosc經(jīng)分頻后產(chǎn)生，另一種方式由內(nèi)部定時器 T1 或 T2 的溢出率經(jīng) 16 分頻后提供。發(fā)送和接收過程如下：串行口的發(fā)送過程啟動時由一條寫發(fā)送緩沖器的指令把數(shù)據(jù)(字符)寫入串行口的發(fā)送緩沖器 SBUF(發(fā))中，再由硬件電路在寫字符的始、末加上起始位(低電平)、停止位(高電平)及其它控制位(如奇偶位等)，然后再移位脈沖 SHIFT的控制下，低位在前，高位在后，從 TXD 端(方式 0 除外)一位一位地向外發(fā)送。串口的接受與否受制于允許接收為 REN 的狀態(tài)，當(dāng) REN 被軟件置“1”后，允許接收器接收。接收端 RXD 一位一位地接收數(shù)據(jù)，直到收到一個完整的字符數(shù)據(jù)后，控制電路進(jìn)行最后一次移位，自動去掉起始位，使接收中斷標(biāo)志 RI 置“1” ，并向 CPU 申請中斷。CPU響應(yīng)中斷，把接收緩沖器 SBUF(收)的內(nèi)容讀入累加器。TI 和 RI 是由硬件置位的，但需要軟件復(fù)位?！馭BUF 是兩個在物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器，可以同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。兩個只用一個字節(jié)地址 99H，可以通過指令對 SBUF 的讀寫來區(qū)別是對接收緩沖器的操作還是對發(fā)送緩沖器的操作。串行口對外有兩條獨(dú)立的收發(fā)信號線 RXD()、TXD(),因此可以同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全雙工?！馭CON 寄存器用來控制串行口的工作方式和狀態(tài)，可以按位尋址，其字節(jié)地址為98H?！馪CON 中的 SMOD 用來控制波特率增加?！馮MOD 設(shè)置定時器 1 的工作方式，用來產(chǎn)生波特率?！袢绻玫街袛啵瑒t還需要用到