【正文】 變?yōu)檫壿?時，也才能對數字信號產生影響。從模擬信號轉向PWM可以極大地延長通信距離。第三章 系統硬件設計本系統由集成溫度傳感器、單片機、LED數碼管、三極管驅動電路及一些其他外圍器件組成。系統的框圖結構如下：通過修改程序可方便實現系統升級。具有以下標準功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統繼續(xù)工作。圖32 AT89C51單片機引腳圖（1） 與MCS51產品指令系統完全兼容（2） 4K字節(jié)可重擦寫FLASH閃速存儲器（3） 1000次擦寫周期（4） 全靜態(tài)工作：0Hz24MHz（5） 三級程序存儲器鎖定（6） 1288位內部RAM（7） 32個可編程I/O口線（8） 2個16位定時器/計數器（9） 6個中斷源（10） 可編程串行UART通道（11） 低功耗閑置和掉電模式 VCC：供電電壓。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的低八位。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（計時器0外部輸入） T1（計時器1外部輸入） /WR（外部數據存儲器寫選通） /RD（外部數據存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的PSEN信號將不出現。注意加密方式1時，EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。最小系統包括單片機及其所需的必要的電源、晶振、復位等部件，能使單片機始終處于正常的運行狀態(tài)。AT89C51是片內有ROM/EPROM的單片機，因此，這種芯片構成的最小系統簡單﹑可靠。時鐘電路復位電路AT89C51I/0口圖33 單片機最小系統原理框圖1. 時鐘電路在AT89C51單片機內部有一振蕩電路，只要在單片機的XTAL1(18)和XTAL2(19)引腳外接石英晶體(簡稱晶振)，就構成了自激振蕩器并在單片機內部產生時鐘脈沖信號。單片機時鐘電路的設計原理圖如圖34所示圖34 AT89C51內部時鐘電路2. 復位電路復位是單片機的初始化操作，除了進入系統的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復位鍵以重新啟動。s才能完成復位操作。圖35為上電自動復位電路，只要VCC上升時間不超過1ms，通過在VCC和RESET引腳之間加一個10181。圖35 AT89C51復位電路DS18B20是美國DALLAS半導體器件公司推出的單總線數字化智能集成溫度傳感器。 ms和750 ms內完成9位和12位的數字量，并且從DS18B20讀出的信息或寫入DS18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫，溫度變換功率來源于數據總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源，因而使用DS18B20可使系統結構更趨簡單可靠性更高。 DS18B20數字溫度傳感器采集現場溫度，經過單片機處理后顯示當前溫度值，并與設定溫度值的上下限值作比較，若高于設定上限值或低于設定下限值則控制風速進行調整。所有鎖存器共用一個鎖存使能（LE）端和一個輸出使能（OE）端。每一位數碼管的a,b,c,d,e,f,g和dp端都各自連接在一起，用于接收單片機的P0口產生的顯示段碼。本系統采用動態(tài)掃描方式。CPU從字段輸出口送出字型碼時，所有數碼管接收到相同的字型碼，但究竟是哪個數碼管亮，則取決于COM端。在輪流點亮數碼管的位掃描過程中，每位數碼管的點亮時間極為短暫。動態(tài)方式的優(yōu)點是十分明顯的，即耗電省，在動態(tài)掃描過程中，任何時刻只有一個數碼管是處于工作狀態(tài)的。下圖是該模塊電路：圖38 風扇驅動模塊本設計選用獨立式鍵盤接法，實現方法是利用單片機I/O口讀取口的電平高低來判斷是否有鍵按下。當有鍵按下時，此I/O 口與地短路迫使I/O 口為低電平。在軟件中通過軟件延時來消除按鍵的機械抖動。由于單片機的工作頻率高達12MHz，在執(zhí)行程序時不斷將當前溫度和設定動作溫度進行比較判斷，當超過設定溫度值范圍時及時的轉去執(zhí)行超溫處理和欠溫處理子程序，控制風扇實時的切換到關閉、弱風、大風三個狀態(tài)。主程序流程圖如圖41所示。DS18B20每一步操作都要遵循嚴格的工作時序和通信協議。圖42 DS18B20程序流程圖程序實現的功能是將從DS18B20讀取的二進制溫度值轉換為七段碼在LED上顯示出來。具體流程圖如圖43第一位送位選給低第一位送形延時10ms顯示第二位送位選給低第三位送位選給低第四位送位選給低第二位送形第三位送形第四位送形延時10ms顯示延時10ms顯示延時10ms顯示結束圖43 數碼管顯示電路流程圖硬件設計上為通過3個按鍵，由按鍵掃描子程序KEYSCAN子程序提供軟件支持。再按一次設置鍵K2，進入溫度下限設置狀態(tài)，此時按下“加”鍵K2，加一，按下“減”鍵K3，減1。再按一次設置鍵K3退出上下限溫度設置狀態(tài)。在本系統中風扇電機的轉速可實現兩級調速。當外界溫度低于設置溫度時，電機不轉動或自動停止轉動；當外界溫度高于設置溫度時，電機的轉速升高或是自動開始轉動。當環(huán)境溫度低于設置溫度時，電機停止轉動；當環(huán)境溫度高于設置溫度時，單片機對應輸出口輸出不同占空比的PWM信號，控制電機開始轉動，系統還能動態(tài)的顯示當前溫度和當前的檔位，并能通過鍵盤調節(jié)當前的設置溫度。首先考慮的是溫度檢測電路，該部分是整個系統的首要部分，首先要檢測到環(huán)境