【正文】 器 82H 83H 00～ 59 0 10MIN MIN 時寄存器 84H 85H 01～ 12 00～ 23 12/24 0 10/（ A/P） HR HR 日寄存器 86H 87H 01～ 28，2 31 0 0 10DATE DATE 月寄存器 88H 89H 01～ 12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01～ 07 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 01～ 99 10YEAR YEAR 寫保護寄存器 8EH 8FH WP 0 0 0 0 慢充電寄存器 90H 91H TCS TCS TCS TCS DS DS RS RS 時鐘突發(fā)寄存器 BEH BFH 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技術與儀器專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 19 圖 210 時鐘電路圖 在主電路圖中接 在 P0口處有一個排阻 RP1，由于 P0口沒有內接上拉電阻，為了為 P0口外接線路有確定的高電平，所以要接上排阻 RP1，以確保有 P0口有穩(wěn)定的電平。需要注意的是，第一個數據位在命令字節(jié)的最后一位之后的第一個下降沿被輸出。如果有額外的 SCLK周期，它們將被忽略。 （ 4） 日歷、時鐘寄存器與 控制字對照表、日歷、時鐘寄存器命令字、取值范圍以及各位內容對照表。 （ 2） DS1302主要性能有：時實時鐘能計算 2100年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年的調整能力；讀 /寫時鐘或 RAM 數據時，有單字節(jié)和多字節(jié)傳送兩種方式；與 DS1202/TTL 兼容。時鐘 /RAM的讀 /寫數據以一字節(jié)或多達 31 字節(jié)的字符組方式通信。 （ 1） 我們時鐘電路選擇的芯片是 DS1302，其內含一個實時時鐘 /日歷和 31字節(jié)靜態(tài) RAM，可以通過串行接口與單片機通信。電路圖 見圖 29： 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技術與儀器專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 17 圖 29外圍擴充存儲電路圖 因為此系統(tǒng)需要記錄測量發(fā)生的時間，所以需要時鐘芯片來記錄不同人在不同時間的監(jiān)測數據，因此我們在系統(tǒng)中加入了時鐘芯片。在應用中要保存一些參數和狀態(tài)，據了解基于 EEPROM 的存儲芯片是一種很好的選擇。 ③由于應用硬件削抖還需要外加器件，成本相對較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時削抖的方法。 ②軟件削抖的基本原理是當檢測出鍵盤閉合時，先執(zhí)行一個延時子程序產生數毫秒的延時，待接通時 的前沿抖動消失后再判別是否有健按下。 （ 3） 鍵盤抖動的消除：抖動的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。各根 I/O口線之間不會相互影響。電路圖 見圖 28： 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技術與儀器專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 16 圖 28按鍵電路圖 （ 2） 獨立式按鍵是直接用 I/O 口線構成的 單個按鍵電路。鍵盤分為：獨立式和矩陣式兩類，每一類按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。 由于 我所使用的是 8位 ADC0832,所以本系統(tǒng)的精度為： 10ppm/256=。在第 3 個脈沖下沉之前 DI 端應輸入 2位數據用于選擇通道功能 。此時芯片開始轉換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端 CLK 輸入時鐘脈沖，DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數據信號。當 ADC0832 未工作時其CS 輸入端應為高電平，此時芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的電平可任意。 單片機對 ADC0832 的控制原理： 正常情況下 ADC0832 與單片機的接口應為 4條數據線，分別是 CS、 CLK、 DO、DI。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。其內部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V之間。 ⑧ Vcc/REF電源輸入及參考電壓輸入（復用）。 ⑥ DO數據信號輸出，轉換數據輸出。 ④ GND 、 芯片參考 0電位（地）。 ② CH0模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。C to +85176。C to +70176。300nA/ppm4 20mA(甲醛模塊 ) 分辨率 ppm 溫度范圍 20℃ to 45℃ 壓力范圍 大氣壓 177。 （ 2） 由于 ADC0832 模數轉換器具有 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉換、輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容、 5V電源供電時輸入電壓在 0～ 5V之間、工作頻率為250KHZ 、轉換時間為 32微秒、一般功耗僅為 15MW等優(yōu)點，適合本系統(tǒng)的應用，所以我們采用 ADC0832 為模數轉換器件。這類型 ADC 的分辨率和采樣速率是相互牽制的。逐次逼近型ADC包括 1個比較器、一個模數轉換器、 1個逐次逼近寄存器（ SAR）和 1個邏輯控制單元。 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技術與儀器專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 13 表 23 傳感器參數表 （ 1） 實現 A/D 轉換的基本方法很多，有計數法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉換法。 甲醛傳感器由甲醛探頭和 CH20 傳感器組成。 （ 2） 甲醛傳感器的選擇 甲醛傳感器由甲醛探頭 CH20 傳感器組成。 然而選擇多路模擬開關時必須考慮以下的幾個因素：通道數量、切換速度、開關電阻和器件的封裝形式。電路圖 見圖26： 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技術與儀器專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 12 圖 26復位電路圖 (1)從傳感器過來的電壓信號，必須放大，濾波，采集，轉換才能被 MCU 識別和 處理。選擇合理的充電常數，就能保證在開關按下時是 RST端有兩個機器周期以上的高電平從而使 AT89C52 內部復位。 本設計中復位電路采用的是開關復位電路，開關 S9未按下是上電復位電路，上電復位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電（導通）狀態(tài)，故 RST腳的電壓與 VCC相同。 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技術與儀器專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 11 圖 25上電復位電路圖 RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2個機器周期），單片機就可以進行復位操作。常用的上電復位電路如 下 圖所示。 ② 復位電路原理 當在 89C52單片機的 RST引腳引入高電平并保持 2個機器周期時，單片機內部就執(zhí)行復位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)）。 （ 2）復位電路 ① 復位的意義 單片機開始工作的時候，必須 處于一種確定的狀態(tài)，否則，不知哪是第一條程序和如 何開始運行程序。 本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內部時鐘方式。內部時鐘方式即在單片機的外部接一個晶振電路與單片機里面的振蕩器組合作用產生時鐘脈沖信號，外部時鐘方式是把外部已有的時鐘信號引入到單片機內，此方式常用于多片 89C52單片機同時工作，以便于各單片機的同步，一般要求外部信號高電平的持續(xù)時間大于 12MHz的方波。 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技術與儀器專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 9 介紹完以上的單片機系統(tǒng)的核心芯片之后，我們采用 AT89C52來實現一個單片機系統(tǒng)能運行起來的需求最小的系統(tǒng)，電路圖 見圖 23： 圖 23單片機最小系統(tǒng)圖 上圖由晶振電路和復位電路， AT89C52 芯片組成，構成最小的單片機系統(tǒng)， 下面詳細介紹其中的兩個電路 。 j)XTAL1：振蕩器反相放大器及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。如 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFH）， 端必須保持低電平（接地）。在次期間，當訪問外部數據存儲器，將跳過兩次 信號。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE禁止位無效。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH單元的 D0位復位，可禁止 ALE操作。要注意的是：每 當訪問外部數據存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。 ALE/ ：當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時， ALE(地址鎖存允許 )輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 g)RST：復位輸入。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。 Flash編程或校驗時， P2亦接收高位地址和一些控制信號。 在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數據存儲器（例如執(zhí)行 MOVDPTR指令）時， P2 口送出高 8 位地址數據。表 21 為 和 的第二功能 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技術與儀器專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 7 表 21 e)P2口： P2是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。 與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時 /計數器 2 的外部計數輸入（ ）和輸入 ()，參見表 21。對端口寫 “1” ，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 在 Flash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動 8個 TTL邏輯門電路，對端口P0寫 “1” 時，可作為高阻抗輸入端用。 b)GND：地 。 AT89C52有PDIP、 PQFP/TQFP及 PLCC等三種封裝形式，以適應不同產品的需求。掉電方式保存 RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復位。同時， AT89C52可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 主要性能參數： ? 與 MCS51產品指令和引腳完全兼容 ? 8K字節(jié)可重擦寫 FLASH閃存存儲器 ? 1000次寫 /擦循環(huán) ? 時鐘頻率： 0Hz— 24MHz ? 三級加密存儲器 ? 256字節(jié)內部 RAM ? 32個可編程 I/O口線 ? 3個 16 位定時 /計數器 ? 6個中斷源 ? 可編程串行 UART通道 圖 22 引腳圖 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技術與儀器專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 6 ? 低功耗的空閑和掉電模式 ? 片內振蕩器和時鐘電路 AT89C52有 40個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內含 2個外中斷口， 3個 16位可編程定時計數器 ， 2個全雙工串行通信口， 2個讀寫口線， 片內振蕩器及時鐘電路 ， 引腳圖見 22。 基于本系統(tǒng)設計內容的需要 ， 綜合考慮后，我們選擇單片機 ATME公司的 AT89C52為控制核心；主要基于考慮 AT89C52是一個低電壓 ， 高性能 CMOS 8位單 片機 ， 片內含 8k bytes的可反復擦寫的 Flash只讀程序存儲器和 256 bytes的隨機存取數據存儲器（ RAM） 、 6 個中斷源； 時鐘頻率 024MHz； 器件采用高密度、非易失性存儲技術生產， 并 兼容標準 MCS51指令系統(tǒng) ， 功能強大 。 （ 3） 單片機選擇 ① 本系統(tǒng)采用單片機為控制核心。近年來，單片機的生產廠家在單片機設計上采用了各種提高可靠性的新技術，主要表現在一下幾點： a)EFT(Electrical Fast Transient)技術 ； b)低噪音布線技術及驅動技術 ； c)采用低頻時鐘 。歸納起來，它是沿著兩條路發(fā)展的： ① 改進集成電路制造工藝，提高芯片的工作速度，降低工作電壓和降低功耗： ② 在保留共同的 CPU體系結構，最基本的外設裝置（如異步串行口，定時器等）和一套公用的指令系統(tǒng)的基礎上，根據不同的應用領域，把不同的外設裝置集成到芯片內，在同一個家族內繁衍滋生出各種型號的單片機 。 （ 2） 單片機的發(fā)展與趨勢 由于單片機具有以上特點，因此在工業(yè)控制、數據采集、智能儀器儀表、智能化設備和各種家用電器等領域得到廣泛的應用。 ⑤ 一般單片機內無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，只放置有用戶調試好的應用程序。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中具有極豐富的條件分支轉移指令、 I/O口的邏輯操作以及位處理功能。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入 /輸出管腳，很容易構成各種規(guī)模的計算機應用系統(tǒng)。 ③ 易擴展。 ② 可靠性好。這種超大規(guī)模集成電路芯片即稱為單片微型計算機，通常簡稱單片機。 微型計算機的基本機構是由中 央處理器、儲存器、和 I/O設備構成的。而工業(yè)控制、儀器儀表、家電產品等市場廣闊，要求PC機技術與之相適應。 廣西工學院電子信息與控制工程系測控技