【正文】 0 1 1 1 共陰字碼段 77H B 0 1 1 1 1 1 0 0 共陰字碼段 7CH C 0 0 1 1 1 0 0 1 共陰字碼段 39H D 0 1 0 1 1 1 1 1 共陰字碼段 5EH E 0 1 1 1 1 0 0 1 共陰字碼段 79H F 0 1 1 1 0 0 0 1 共陰字碼段 71H 顯示電路整體設計 顯示電路如圖 35 所示，圖中 RP1 為電阻盒，相當于 8 個獨立的電阻的一端接在一起并接電源，另外一端分別接出引線，在顯示電路中作為上拉電阻。 數(shù)碼管顯示碼是表述二進制數(shù)與數(shù)碼管所顯示字符的對應關系的，如表 31 22 所示。 圖 34 一位共陰極數(shù)碼管引腳圖 從 LED 數(shù)碼的結構可以看出，不同筆段的組合就何以構成不同的字符，例如筆段 b、 c 被點亮時，就可以顯示數(shù)字 1：當筆段 a、 b、 c 被點亮時，就可以顯示數(shù)字 7；只要控制 7 個發(fā)光二極管按一定要求亮與滅，就能顯示出十六進制字符 0~F。若內(nèi)部 8 個發(fā)光二極管的陽極連在一起接電源正極，就成為共陽極數(shù)碼管；若 8 個發(fā)光二極管的陰極連在一起接地，測稱為共陰極數(shù)碼管。 七段 LED 數(shù)碼管的原理 LED 數(shù)碼管顯示器由 8 個發(fā)光二極管中的 7 個長條發(fā)光二極管（稱七筆段）按 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 順序組成“ 8”字形，另一個點形的發(fā)光二極管放在右下方，用來顯示小數(shù)點。由于本設計需要較多的端口用于其它的功能因此采用占用端口少的動態(tài)掃描顯示的辦法。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 / W R16P 3. 5/ T 115U180 C 5 1S R C F I LE = te x 2C230 n FC310 u f 復位 R920 0R160 0R210 k 圖 33 硬件復位電路 顯示電路的設計 顯示電路概述 示功能與硬件關系極大，在這里我們使用的是七段數(shù)碼管顯示，通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)掃描。 值得注意的是，在設計當中使用到了硬件復位電路和軟件復位兩種功能，由上面所述的硬件復位之后的各狀態(tài)可知，寄存器的值都恢復到了初始值，而前面的功能介紹中提到了倒計時時間的記憶功能，該功能實現(xiàn)的前提條件就是不能對單片機進行硬件復位，所以設定了軟件復位功能。由于單片機是高電平復位，所以上電復位時，接通電源即可，當上電后， 20 由于電容 C1 開始緩緩充電，則圖中電路由 5V 電源到電容到電阻 R1 和地之間形成一個通路，由于在 R1 上產(chǎn)生電壓降，則單片機的 RST 腳上為高電平，經(jīng)過一段時間后電容的電充滿，此時 C1 處可視為斷路，單片機 RST腳處電壓逐漸降為 0V，即處于穩(wěn)定的低電平 狀態(tài)，此時單片機完成上電復位，程序從 0000H 開始執(zhí)行。 復位電路設計 單片機的第 9 腳 RST 為硬件復位電路，只要在該端加上持續(xù) 4 個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復位，復位后單片機的各個狀態(tài)都恢復到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖 33 所示。 單片機工作時，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期，其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù)，時鐘信號頻率常用 fosc 表示。電路中兩個電容 C C2 的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振；二是對振蕩器的頻率進行微調(diào)。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 / W R16P 3. 5/ T 115U180 C 5 1S R C F I LE = te x 2X112 M H ZC130 n FC230 n FC310 u f 圖 32 外部振蕩電路 一般選用石英晶體振蕩器。 6． KeilC與 Proteus連接仿真調(diào)試 單擊仿真運行開始按鈕 ，我們能清楚地觀察到每一個引腳的電 17 頻變化，紅色代表高電頻，藍色代表低電頻。 5． Proteus的設置 進入 Proteus的 ISIS，鼠標左鍵點擊菜單“ Debug”， 選中“ use romote debuger monitor”，如圖所示。設置好的情形如圖所示，點擊“ OK”按鈕即可。 再點擊“ Setting”按鈕，設置通信接口，在“ Host”后面添上“ ”，如果使用的不是同一臺電腦，則需要在這里添上另一臺電腦的 IP地址 (另一臺電腦也應安裝 Proteus)。 16 在出現(xiàn)的對話框里在右欄上部的下拉菜單里選中“ Proteus VSM Monitor一 51 Driver”。并為該項目加入 KeilC源程序。 （步驟 1和 2只需在初次使用設置。 KeilC 與 Proteus 連接調(diào)試 1． 假若 KeilC 與 Proteus 均已正確安裝在 C:\Program Files 的目錄里，C:\ProgramFiles\LabcenterElectronics\Proteus6Professional\MODELS\VDM5 復制到 C:\Program Files\keilC\C51\BIN 目錄中。單擊工作區(qū)左下角的運行按鈕 ，并對 相應的按鍵進行操作，看是否滿足系統(tǒng)要求。如果有錯誤，對話框會告訴我們是哪一行出現(xiàn)了問題，可惜的是，點擊出錯的提示，光標不能跳到出錯地方，但是能告訴出錯的行號。點擊對話框的“ NEW”按鈕，在出現(xiàn)的對話框輸入 test，點擊打開；軟件會提示：沒有該文件是否創(chuàng)建，點擊“是”，就會出現(xiàn) test 的記事本，在里面輸入源共陰七段極數(shù)碼管 DPY_7SEG_DP 7CC 電源 POWER 地 GROUND 溫度傳感器 DS18B20 電容 CAP 晶振 CRYSTAL 按鈕 BUTTON 80C51 單片機 80C51 電阻盒 RP1 發(fā)光二極管 LED 手動按鈕 SWITCH 電阻 RES 15 程序，點擊保存，關閉。 4. 軟件的加載。如果你想讓 ISIS 自動定出走線路徑，只需左擊另一個連接點。 3. 元器件的連線。選擇的元器件在工作界面以粉紅色的框圖進行示意，我們選準器件的位置點擊左鍵放置，右鍵退出。該設計所用到的元器件對照表如表 C1。包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。總之，該軟件是單片機仿真實用軟件，功能極其強大。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全 13 速、單步、設置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。目前支持的單片機類型有： 68000 系列、 8051系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11系列以及各種外圍芯片。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 Protues 仿真軟件簡介 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。按閉合“溫度設定”開關進入預期溫度的設定，按“加 1℃”，“減 1℃”按鈕來加減溫度。圖中有兩個七段共陰數(shù)碼管，它的字段碼信號端口接到單片機的 ~ 口，公共端接單片機的 和 口。還有兩個發(fā)光二極管分別是“實時溫度”和“設定溫度”，表示當前數(shù)碼管顯示的是實時溫 度還是設定溫度，若“實時溫度”的發(fā)光二極管點亮表示數(shù)碼管顯示的實時溫度，若“設定溫度”的發(fā)光二極管點亮則表示數(shù)碼管當前顯示的是設定溫度。如果“ HEAT”燈點亮表示加熱器在工作；如果“ COOL”燈點亮表示制冷器在工作。溫度傳感器接到單片機的 口。如果在硬件電路設計就預留出一些 I/O 端口，雖然當時空著沒 12 用，那么要用的時候就能派上用場了。在樣機研制出來后進行現(xiàn)場試用時，往往會發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的。只要在硬件電路設計初期考慮到這一點，就應該為系統(tǒng)將來升級留有足夠的 RAM 空間，哪怕多設計一個 RAM 插座，暫時不插芯片也好。如果有大批數(shù)據(jù)需要處理，則應配置足夠的 RAM，如 626 62256 等。如果系統(tǒng)配置了外部 RAM，則建議多留一些空間。 4. RAM 空間。 3. 程序空間。在設計硬件電路時， 要考慮到將來修改擴展的方便。只要技術準備充分，硬件設計的大量返工是比較少的，軟件設計的任務是貫徹始終的，到中后期基本上都是軟件設計任務，隨著集成電路計數(shù) 器 的飛速發(fā)展，各種功能很強的芯片不斷出現(xiàn)，使硬件電路的集成度越來越高，硬件設計的工作量在整個項目中所占的比重逐漸下降，為使硬件電路設計盡可能合理，應注意以下幾個方面： 1. 盡可能采用功能強的芯片，以簡化電路 。在說明系統(tǒng)流程時，結合本設計的內(nèi)容，指出了參數(shù)設置的方法和意義。 本章小結 本章主要講述了恒溫箱的工作原理和本設計系統(tǒng)的工作流程。若再想查看預期溫度顯示需再次按下“溫度顯示切換”按鍵。 。 。將存儲的實時攝氏溫度與設定的預期溫度經(jīng)行比較。單片機通過與溫度傳感器進行通信，獲取實時溫度信息，并將所獲取的溫度信息數(shù)據(jù)轉化為攝氏溫度的形式存儲起來。要退出調(diào)節(jié)狀態(tài)，斷開“溫度設定”開關即可。如果想調(diào)節(jié)預期的溫度，先閉合“溫度設定”開關，進入調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時會顯示設定的溫度值，如果想加一攝氏度就按下“加1℃”鍵，如果想減一攝氏度就按一下“減 1℃”鍵，溫度 LED 顯示器上會顯示改變后的溫度，調(diào)整范圍為 0~99℃。并且系統(tǒng)能夠顯示實時的溫度和設定的預期溫度。 ，當按下顯示切換鍵后能顯示幾秒鐘的預期溫度。 ，以正常調(diào)節(jié)溫度。 系統(tǒng)需求分析 。 單片機整個恒溫箱的核心，內(nèi)部電路設計用匯編語言編寫。顯示實時溫度時，表示顯示的是實時溫度的發(fā)光二極管點亮。如果溫度一樣則不開啟加熱或制冷設備。 時 鐘80C51 單 片