【正文】 串口通信51單片機(jī)的額串口是全雙工的，在本仿真中實(shí)現(xiàn)了這一功能。矩陣鍵盤采用掃描的方式檢測，流程如下。，方便查看串口狀態(tài)。從第一排至下一次為輸入；溫度；串口；清零、0、清除、復(fù)位。矩陣鍵盤是4X4的大小，與P2口連接。位選信號通過反相器（74HC04）與P1口連接。圖六 串口通信幀的結(jié)構(gòu)3硬件設(shè)計本次設(shè)計電路圖見下圖七：圖八 設(shè)計總電路圖系統(tǒng)由51單片機(jī)，數(shù)碼管，反相器，排阻，矩陣鍵盤，DS18B20，指示燈等部件構(gòu)成。串口工作在方式3，即SM0=1，SM1=1，每一幀9位，無奇偶校驗(yàn)。串口通信也跟計時器一樣有很多的模式,因此我們還要設(shè)置SCON寄存器來指定采用哪一種方式進(jìn)行通信,而在通信的過程中,我們還要設(shè)定通信的波特率,不然的話,單片機(jī)是沒辦法進(jìn)行采樣的,這樣也不會得到正確的結(jié)果了。串行通訊的距離可以從幾米到幾千米；根據(jù)信息的傳送方向，串行通訊可以進(jìn)一步分為單工、半雙工和全雙工三種。一條信息的各位數(shù)據(jù)被逐位按順序傳送的通訊方式稱為串行通訊。當(dāng)只有一個從機(jī)設(shè)備時，系統(tǒng)可按單節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作；當(dāng)有多個從機(jī)設(shè)備時，系統(tǒng)則按多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作。單總線適用于單主機(jī)系統(tǒng)，能夠控制一個或多個從機(jī)設(shè)備。4溫度傳感器采用的單總線的DS18B20。計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。DS18B20工作原理 DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由2s 減為750ms。 　　DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 　　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。 DS1820溫度傳感器介紹　DS18B20的主要特性 　　、適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電 　　、獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊 　　、 DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫 　　、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) 　　、溫范圍－55℃～+125℃，在10～+85℃時精度為177。隨著現(xiàn)代儀器的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化正成為傳感器發(fā)展的一個重要方向。下圖四為數(shù)碼管的內(nèi)部原理圖： 圖四 數(shù)碼管內(nèi)部原理圖溫度傳感器是各種傳感器中最常用的一種，早期使用的是模擬溫度傳感器，如熱敏電阻，隨著環(huán)境溫度的變化，它的阻值也發(fā)生相應(yīng)線性變化，用處理器采集電阻兩端的電壓，然后根據(jù)某個公式可以計算當(dāng)前環(huán)境溫度。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管。再由這一對行列值可以求出閉合鍵所在的位置。 先將行線作為輸出線, 列線作為輸入線, 行線輸出全“0”信號, 讀入列線的值, 那么在閉合鍵所在的列線上的值必為0；然后從列線輸出全“0”信號，再讀取行線的輸入值，閉合鍵所在的行線值必為 0。（2）線反轉(zhuǎn)法。（1） 逐行掃描法。圖3 矩陣鍵盤鍵掃描就是要判斷有無鍵按下，當(dāng)掃描到有鍵按下時再進(jìn)行下一步處理，否則退出鍵盤處理程序。通過編碼識別不同的按鍵，再通過軟件查表，查出該鍵的功能，轉(zhuǎn)向不同的處理程序。矩陣鍵盤每個按鍵都有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識別這個按鍵的編碼。鍵通常是一種常開型按鈕開關(guān)，常態(tài)下鍵的兩個觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，按下鍵時它們才閉合（短路）。當(dāng)按鍵較多時接成矩陣的形式，可以節(jié)省口線。當(dāng)晶振頻率為12MHz時，最高計數(shù)頻率不超過1/2MHz，即計數(shù)脈沖的周期要大于2 ms。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數(shù)器加1，更新的計數(shù)值在下一個機(jī)器周期的S3P1期間裝入計數(shù)器。設(shè)置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。設(shè)置為定時器模式時，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機(jī)器周期計數(shù)（1個機(jī)器周期等于12個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。51單片機(jī)最小系統(tǒng)起振電容CC3一般采用15~33pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機(jī)越近越好P0口為開漏輸出，作為輸出口時需加上拉電阻，阻值一般為10k。硬件將自動清“0” 此位IDLE_WDT看門狗“IDLE”模式位，當(dāng)設(shè)置為“1”時，看門狗定時器在“空閑模式”計數(shù)；當(dāng)清“0”該位時，看門狗在“空閑模式”時不計數(shù)PS2，PS1，PS0看門狗定時器預(yù)分頻值表三 “看門狗”定時器寄存器的功能表 單片機(jī)最小系統(tǒng)51單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容C1的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時間，一般采用10~30uF，51單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時間越短。STC系列單片機(jī)內(nèi)部自帶了看門狗，通過對相應(yīng)的特殊功能寄存器的設(shè)置就可實(shí)現(xiàn)看門狗的應(yīng)用。特殊功能寄存器在STC89C52RC片內(nèi)存儲器中，80H～FFH共128個單元位特殊功能寄存器（SFR）單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)“看門狗”功能。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，必須接GND。當(dāng)AT89C51RC從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，在每個機(jī)器周期被激活兩次，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不被激活。這個ALE使能標(biāo)志位（地址位8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOV指令時有效。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。在Flash編程時，此引腳也用作編程輸入脈沖。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效?？撮T狗計時完成后，RST引腳輸出96個晶振周期的高電平。P3口除作為一般I/O口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表所示： 引腳號復(fù)用功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）（外部中斷0）（外部中斷1）T0（定時器0的外部輸入）T1（定時器1的外部輸入）外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通表二 P3口引腳功能表RST（9引腳）：復(fù)位輸入。P3做輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。在對Flash ROM編程和程序校驗(yàn)期間，P2也接收高位地址和一些控制信號。在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“MOVX DPTR”指令）時，P2送出高8位地址。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。 引腳號功能特性T2（定時器/計數(shù)器2外部計數(shù)輸入），時鐘輸出T2EX（定時器/計數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）P2端口（～，21～28引腳）：P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P1口作輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式）4個TTL輸入。驗(yàn)證時，要求外接上拉電阻。此時，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動8個TTL負(fù)載，對端口P0寫入“1”時，可以作為高阻抗輸入。7. ISP（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8. 具有EEPROM功能9. 具有看門狗功能10. 共3個16位定時器/計數(shù)器。4）利用仿真軟件完成系統(tǒng)仿真工作5）在單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件上實(shí)現(xiàn)任務(wù)3中規(guī)定的功能2 基本原理 STC89C52單片機(jī)介紹STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時鐘/機(jī)器周期和6時鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。（4）數(shù)據(jù)通信將兩個單片機(jī)最小系統(tǒng)通過串口連接起來，其中一個作為主系統(tǒng)，另一個作為輔系統(tǒng)。（2）溫度顯示通過功能選擇鍵選擇溫度檢測、顯示后，LED顯示溫度值。（4）串口串行通信利用51的串口實(shí)現(xiàn)串行通信接口電路。（2）顯示電路由6個7段LED數(shù)碼管組成的顯示電路。1）利用PROTEL等軟件進(jìn)行硬件設(shè)計；2）利用Keil uV2軟件完成應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計；3）利用PROTEUS軟件進(jìn)行仿真設(shè)計；4）完成單片機(jī)最小系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)電路板的焊接；5）對電路進(jìn)行調(diào)試；6）利用stcisp軟件完成在系統(tǒng)編程、下載，并完成系統(tǒng)軟件調(diào)試；7）題目由指導(dǎo)教師提供；8）要求每個學(xué)生單獨(dú)完成硬件軟件設(shè)計、仿真、焊接、調(diào)試任務(wù)；9）寫出實(shí)習(xí)報告，實(shí)習(xí)報告主要包括以下內(nèi)容：目錄、摘要、關(guān)鍵詞、基本原理、方案論證、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計(帶流程圖、程序清單)、仿真結(jié)果、實(shí)物運(yùn)行結(jié)果照片、結(jié)論、參考文獻(xiàn)等；10）實(shí)習(xí)完成后通過答辯；11）答辯時交實(shí)習(xí)報告電子文檔，通過答辯后根據(jù)修改意見修改并打印、裝訂成冊。 本文主要介紹了基于AT89C51單片機(jī)的一個鍵盤和顯示系統(tǒng)、串口通信系統(tǒng)，詳細(xì)描述了以單片機(jī)最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用Proteus進(jìn)行電路設(shè)計，利用Keil C51 uVision2集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行軟件程序的編寫，并進(jìn)行電路焊接、電路仿真和電路調(diào)試的過程。《武漢理工大學(xué)單片機(jī)應(yīng)用》實(shí)習(xí)報告實(shí)習(xí)任務(wù)書學(xué)生姓名：