基于單片機的溫度采集系統(tǒng)設計畢業(yè)設計

1、<p>　　基于單片機的蔬菜大棚溫度采集系統(tǒng)設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代信息技術的飛速發(fā)展，溫度測量控制系統(tǒng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及人們的日常生活中扮演著一個越來越重要的角色，它對人們的生活具有很大的影響，所以溫度采集控制系統(tǒng)的設計與研究有十分重要的意義。</p><p>　　本設計以AT

2、89C51單片機為核心的溫度采集系統(tǒng)的工作原理和設計方法。溫度信號由溫度芯片DS18B20采集，并以數(shù)字信號的方式傳送給單片機。文中介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測電路、溫度顯示電路。單片機通過對信號進行相應處理，從而實現(xiàn)溫度顯示的目的。文中還著重介紹了軟件設計部分，在這里采用模塊化結構，主要模塊有：數(shù)碼管顯示程序、溫度信號處理程序、超溫報警程序。</p><p>　　溫室大棚是如今植物栽培生產(chǎn)中必不可

3、少的設施之一，不同種類蔬菜對溫度及濕度等生長所需條件的要求也不盡相同，為它們提供一個更適宜其生長的封閉的、良好的生存環(huán)境，以提早或延遲花期，最終將會給我們帶來巨大的經(jīng)濟效益。</p><p>　　關鍵詞：溫度采集；AT89C51；DS18B20；</p><p>　　Design of the Temperature Acquisition System Based on the SCM

4、in the Greenhouse</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rapid development of modern information technology, temperature acquisition system in industry, agriculture and people

5、9;s daily life plays a more and more important role; it to people's life has a great influence, so the temperature gathering the design of control system and research have very important significance.</p><

6、p>　　This design as the core of the AT89C51 temperature control system of the working principle and design method. Temperature signal chipDS18B20collection by the temperature, and the way to digital signal transfer to

7、the microcontroller. The paper introduces the hardware part of the control system, including: temperature detection circuit, temperature control circuit, temperature display circuit. SCM through to signal processed, so a

8、s to achieve the purpose of temperature control. This paper has mai</p><p>　　Greenhouse canopy is now planting plant production of one of the indispensable facilities, different kinds of vegetables such as t

9、emperature and humidity conditions needed for growth of demand is endless also and same, provide them with a more suitable for the growth of the closed, good living environment, and to delay or early flowering, will even

10、tually bring the huge economic benefits.</p><p>　　Keywords: temperature acquisition ；AT89C51; DS18B20;</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引 言1</b></p>&

11、lt;p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　1.1 課題研究背景2</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 該課題研究的主要內(nèi)容3</p><p>　　第二章 總體設計方案4</p><p>　　2.1 系統(tǒng)方案選擇4<

12、;/p><p>　　2.1.1 溫度測量的選擇5</p><p>　　2.1.2 顯示電路的選擇5</p><p>　　2.1.3 系統(tǒng)各模塊的最終方案5</p><p>　　2.2 方案的總體設計電路圖6</p><p>　　第三章 硬件設計7</p><p>　　3.1 單片機AT89

13、C517</p><p>　　3.1.1 簡介7</p><p>　　3.1.2 單片機最小系統(tǒng)10</p><p>　　3.2 溫度傳感器DS18B2011</p><p>　　3.2.1 簡介11</p><p>　　3.2.2 DS18B20溫度傳感器與單片機的接口電路14</p>&l

14、t;p>　　3.3 LED數(shù)碼顯示模塊設計14</p><p>　　3.3.1 LED簡介14</p><p>　　3.3.2 LED與單片機接口電路15</p><p>　　3.4 報警器的設計16</p><p>　　3.5 與上位機通信的接口電路17</p><p>　　3.5.1 RS232接口

15、介紹18</p><p>　　3.5.2 MAX232資料簡介18</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設計20</p><p>　　4.1 Keil軟件概述20</p><p>　　4.2 主程序21</p><p>　　4.3 讀出溫度子程序21</p><p>　　4.4 溫度

16、轉換命令子程序22</p><p>　　4.5 計算溫度子程23</p><p>　　4.6 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序24</p><p>　　第5章 調(diào)試與仿真25</p><p>　　5.1 Proteus 簡介25</p><p>　　5.2 調(diào)試與仿真25</p><p>　　第6

17、章 結論與展望28</p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p>　　附錄A :電路原理圖繪制31</p><p>　　附錄B：一篇引用的英文文獻及翻譯32</p><p>　　附錄C：主要參考文獻的

18、題錄及摘要40</p><p><b>　　附錄D:程序42</b></p><p><b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖2-1 整體系統(tǒng)框圖5</p><p>　　圖2-2 大棚內(nèi)部采集系統(tǒng)結構5</p><p>　　圖2-3總體方案電路圖7<

19、;/p><p>　　圖3-1單片機AT89C2051引腳9</p><p>　　圖3-2 單片機最小系統(tǒng)11</p><p>　　圖3-3 DS18B20內(nèi)部結構12</p><p>　　圖3-4 DS18B20 測溫原理圖14</p><p>　　圖3-5 DS18B20與單片機的接口電路15</p>

20、;<p>　　圖3-6 LED與單片機的接口電路16</p><p>　　圖3-7蜂鳴器電路圖18</p><p>　　圖3-8 MAX232芯片的引腳連線圖20</p><p>　　圖3-9 與上位機通信的接口電路圖20</p><p>　　圖4-1主程序流程圖22</p><p>　　圖4-

21、2讀溫度流程圖23</p><p>　　圖4-3 溫度轉換流程圖24</p><p>　　圖4-4計算溫度流程圖24</p><p>　　圖4-5顯示數(shù)據(jù)刷新25</p><p>　　圖5-1溫度低于15 ℃的仿真圖27</p><p>　　圖5-2溫度高于15℃低于45℃時的仿真圖27</p>

22、<p>　　圖5-3溫度高于15℃低于50℃的仿真圖28</p><p>　　圖5-4 溫度高于50℃的仿真圖28</p><p><b>　　表格清單</b></p><p>　　表3-1 DS18B20字節(jié)定義12</p><p>　　表3-2 DS18B20溫度轉換時間表12</p>

23、;<p>　　表3-3一部分溫度對應值表14</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　蔬菜的生長與溫度息息相關，對于蔬菜大棚來說，最重要的一個管理因素是溫度控制。溫度太低，蔬菜就會被凍死或則停止生長，所以要將溫度始終控制在適合蔬菜生長的范圍內(nèi)。如果僅靠人工控制既費時費力, 效率低，又容易發(fā)生差錯，為此，在現(xiàn)代化的蔬菜大棚管理中

24、通常有溫度自動控制系統(tǒng)，來監(jiān)控采集大棚內(nèi)各個角落的溫度變化情況，以控制蔬菜大棚溫度，適應生產(chǎn)需要。要時刻對蔬菜大棚的溫度進行測量，就離不開溫度傳感器。</p><p>　　傳統(tǒng)的繼電器調(diào)溫電路簡單實用 ,但由于繼電器動作頻繁 ,可能會因觸點不良而影響正常工作?？刂祁I域還大量采用傳統(tǒng)的PID控制方式,但PID控制對象的模型難以建立,并且當擾動因素不明確時,參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍存在的問題。而采用數(shù)字溫度傳感器DS18

25、B20，因其內(nèi)部集成了A/D轉換器，使得電路結構更加簡單，而且減少了溫度測量轉換時的精度損失，使得測量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器DS18B20只用一個引腳即可與單片機進行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機更加具有擴展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器DS18B20做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實用性。</p><p><b>　

26、　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景</p><p>　　中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須走現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)這條道路，隨著國民經(jīng)濟的迅速增長，農(nóng)業(yè)的研究和應用技術越來越受到重視，特別是溫室大棚已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)就是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進行檢測和控制。例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在農(nóng)業(yè)種植問題中

27、，溫室環(huán)境與生物的生長、發(fā)育、能量交換密切相關，進行環(huán)境測控是實現(xiàn)溫室生產(chǎn)管理自動化、科學化的基本保證，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，結合作物生長發(fā)育規(guī)律，控制環(huán)境條件，使作物達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。大棚內(nèi)的溫度、濕度與二氧化碳含量等參數(shù)，直接關系到蔬菜和水果的生長。國外的溫室設施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標準，但是價格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應的測

28、控軟件。而當今大多數(shù)對大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的檢測與控制都采用人工管理，這樣不可避免的有測控精度低、勞動強度大及由于測控不及時等弊端，容易造成不可彌補的損失，結果不但大大增加了成本，浪費了人力資源，而且很難達到預期的效果。因此，為了實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學化并提</p><p>　　目前，隨著蔬菜大棚的迅速增多，人們對其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產(chǎn)效率，對大棚的自動化程度要求也越來越高。由于單片機及

29、各種電子器件性價比的迅速提高，使得這種要求變?yōu)榭赡堋?lt;/p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　溫室是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長創(chuàng)造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊Ｋ圆晒飧采w材料作為全部或部分結構材料，可在冬季或其他不適宜露地植物生長的季節(jié)栽培植物。溫室生產(chǎn)以達到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進生長發(fā)育，防治病蟲害及提高質(zhì)量、產(chǎn)量等為目的。而溫室設施的關

30、鍵技術是環(huán)境控制，該技術的最終目標是提高控制與作業(yè)精度。</p><p>　　國外對溫室環(huán)境控制技術研究較早，始于20世紀70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進行指示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制計算機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界各國的溫室控制技術發(fā)展很快，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。 </p>

31、<p>　　從國內(nèi)外溫室控制技術的發(fā)展狀況來看，溫室環(huán)境控制技術大致經(jīng)歷三個發(fā)展階段:　　</p><p>　?。?）手動控制。這是在溫室技術發(fā)展初期所采取的控制手段，其時并沒有真正意義上的控制系統(tǒng)及執(zhí)行機構。生產(chǎn)一線的種植者既是溫室環(huán)境的傳感器，又是對溫室作物進行管理的執(zhí)行機構，他們是溫室環(huán)境控制的核心。通過對溫室內(nèi)外的氣候狀況和對作物生長狀況的觀測，憑借長期積累的經(jīng)驗和直覺推測及判斷，手動調(diào)節(jié)溫室內(nèi)

32、環(huán)境。種植者采用手動控制方式，對于作物生長狀況的反應是最直接、最迅速且是最有效的，它符合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律。但這種控制方式的勞動生產(chǎn)率較低，不適合工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，而且對種植者的素質(zhì)要求較高。</p><p><b>　?。?）自動控制。</b></p><p>　　這種控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長所需環(huán)境的目標參數(shù)，計算機根據(jù)傳感器的實際測量值與事先設定的

33、目標值進行比較，以決定溫室環(huán)境因子的控制過程，控制相應機構進行加熱、降溫和通風等動作。計算機自動控制的溫室控制技術實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化，適合規(guī)?；a(chǎn)，勞動生產(chǎn)率得到提高。通過改變溫室環(huán)境設定目標值，可以自動地進行溫室內(nèi)環(huán)境氣候調(diào)節(jié)，但是這種控制方式對作物生長狀況的改變難以及時做出反應，難以介入作物生長的內(nèi)在規(guī)律。目前我國絕大部分自主開發(fā)的大型現(xiàn)代化溫室及引進的國外設備都屬于這種控制方式。</p><p><b

34、>　?。?）智能化控制。</b></p><p>　　這是在溫室自動控制技術和生產(chǎn)實踐的基礎上，通過總結、收集農(nóng)業(yè)領域知識、技術和各種試驗數(shù)據(jù)構建專家系統(tǒng)，以建立植物生長的數(shù)學模型為理論依據(jù)，研究開發(fā)出的一種適合不同作物生長的溫室專家控制系統(tǒng)技術。溫室控制技術沿著手動、自動、智能化控制的發(fā)展進程，向著越來越先進、功能越來越完備的方向發(fā)展。由此可見，溫室環(huán)境控制朝著基于作物生長模型、溫室綜合環(huán)境因

35、子分析模型和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的溫室信息自動采集及智能控制趨勢發(fā)展。</p><p>　　1.3 該課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本設計以AT89C51單片機的溫度測量和控制系統(tǒng)為核心來對蔬菜大棚溫度進行實時巡檢。單片機能獨立完成各自功能，同時能根據(jù)主控機的指令對溫度進行定時采集。測量結果不僅能在本地顯示，而且可以利用單片機的串行口和總線通信協(xié)議能把溫室中的溫度參數(shù)及時上傳至上位機，并

36、與設定值進行比較，與設定值不符時采取相應的處理措施，以實現(xiàn)恒溫環(huán)境。</p><p>　　在設計的過程中充分考慮到性價比和精度，在選用低價格、通用元件的的基礎上，盡量滿足設計要求，并使系統(tǒng)具有高的精度。本控制系統(tǒng)以單片機的控制為核心，實時監(jiān)測大棚環(huán)境的溫度，并設定了這兩個參數(shù)的上下限定值，并具有相應的報警系統(tǒng)，當超過設定的限定值時，單片機控制報警系統(tǒng)進行報警。當參數(shù)值恢復到設定值范圍內(nèi)時，控制又恢復檢測狀態(tài)。從而

37、使環(huán)境的溫度在一定的范圍內(nèi)得到控制。</p><p>　　本設計主要內(nèi)容包括以下幾個方面：</p><p>　　1．選擇適合的傳感器，設計相應的信號采集和處理電路。</p><p>　　2．掌握AT89C51單片機的主要功能和特性，以其為核心設計控制系統(tǒng)。</p><p>　　3．設計簡單的人機對話接口系統(tǒng)，如顯示、報警等。</p>

38、;<p>　　4．實現(xiàn)單片機與上位機的通信。</p><p>　　第二章 總體設計方案</p><p>　　2.1 系統(tǒng)方案選擇</p><p>　　整個系統(tǒng)采用模塊化設計，硬件結構由傳感器和單片機、LED數(shù)碼管、蜂鳴器等裝置組成，傳感器將物理參量轉換為電壓并完成信號的調(diào)理，再送人模數(shù)轉換器ADC0809 ,由下位單片機AT89C51讀取，單片機將數(shù)據(jù)

39、通過總線送給上位機，上位機設有顯示功能，根據(jù)預先設置的參數(shù)決定要采取的措施，并將信息傳給下位機，由鍵盤強制控制。蔬菜大棚溫度采集系統(tǒng)的組成基于兩個方面：單棟蔬菜大棚溫度采集系統(tǒng)和集約化生產(chǎn)連棟蔬菜大棚溫度采集系統(tǒng)。后者建立在前者的基礎上，前者適于我國農(nóng)村個體經(jīng)營的現(xiàn)狀。對于單棟蔬菜大棚溫度采集系統(tǒng)，設置了獨立的控制和顯示等功能，并設置了RS-232 和 RS-485通訊接口，便于和上位機通信，實現(xiàn)集散控制系統(tǒng)，其模式如圖下。另外，在設計

40、過程中考慮到農(nóng)生產(chǎn)的特點，每個系統(tǒng)的各部分接口都作了模塊化設計，并增加備用接口和功能，便于大蔬菜棚生產(chǎn)重建和生產(chǎn)場地的變化，也增加了系統(tǒng)的通用性，擴大了適用范圍。整個蔬菜大棚溫度采集系統(tǒng)框圖如下圖2-1。</p><p>　　圖2-1 整體系統(tǒng)框圖</p><p>　　根據(jù)題目要求系統(tǒng)模塊分可以劃分為：鍵盤模塊，溫度測量模塊，顯示電路模塊，報警模塊。為實現(xiàn)各模塊的功能，分別做了幾種不同的方

41、案并進行了論證。</p><p>　　圖2-2 大棚內(nèi)部采集系統(tǒng)結構</p><p>　　由于本設計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到A/D轉換電路，感溫電路比較麻煩。大棚內(nèi)部采集系統(tǒng)結構圖如下圖2-2。</p>

42、<p>　　2.1.1 溫度測量的選擇</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　由于本設計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到A/D轉換電路，感溫電路比較麻煩。</p

43、><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　進而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設計中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉換，就可以滿足設計要求。</p><p>　　從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設計也比較

44、簡單，故采用了方案二</p><p>　　2.1.2 顯示電路的選擇</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　使用靜態(tài)顯示，此方法不用另加外界驅(qū)動直接與單片技術出口相連，不需要單獨的程序來完成顯示。但占用I/O口多。</p><p><b>　　方案二：</b></p

45、><p>　　使用動態(tài)顯示，節(jié)省了I/O輸出口，但此方法需要加外加外部驅(qū)動以此增加輸出電流來更好的驅(qū)動數(shù)碼管顯示，電路簡單，成本稍高，需要特定的編程來完成動態(tài)刷新。</p><p>　　本設計中使用的是動態(tài)顯示，因為沒有太多的輸出口來完成靜態(tài)顯示，故選動態(tài)顯示。</p><p>　　2.1.3 系統(tǒng)各模塊的最終方案</p><p>　　根據(jù)以上分

46、析，結合器件和設備等因素，確定如下方案：</p><p>　　1．采用AT89C51單片機作為控制器，分別對溫度采集、數(shù)碼管顯示、蜂鳴器的控制。</p><p>　　2．溫度測量模塊采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20。此器件經(jīng)軟件設置可以實現(xiàn)高分辨測量。</p><p>　　3．顯示數(shù)碼管顯示實時溫度值。</p><p>　　4．蜂鳴器對高于或

47、低于上下限的溫度進行報警。</p><p>　　2.2 方案的總體設計電路圖</p><p>　　溫度計電路設計總體設計方框圖如圖1所示，控制器采用單片機AT89C51，溫度傳感器采用DS18B20，用4位LED數(shù)碼管以并口循環(huán)點亮來實現(xiàn)溫度顯示。</p><p>　　其中，P1.0至P0.7口連四個數(shù)碼管的abcdefg，dp口。</p><p

48、>　　P2.0至p2.3分別作為四個數(shù)碼管的片選端</p><p>　　P2.4口連溫度傳感器的串行數(shù)據(jù)口</p><p>　　設計的電路主要有三部分組成：51單片機、LED數(shù)碼管液晶顯示模塊、溫度采集如下圖 2-3。</p><p>　　圖2-3總體方案電路圖</p><p><b>　　第三章 硬件設計</b>

49、</p><p>　　3.1 單片機AT89C51</p><p><b>　　3.1.1 簡介</b></p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。

50、AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 <

51、;/p><p><b>　　主要特性：</b></p><p>　　·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ·壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個

52、16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。</p><p>　　·單片機AT89C2051的引腳圖如圖3-1</p><p>　　圖3-1 單片機AT89C2051引腳</p><p><b>　　管腳說明：</b></p&g

53、t;<p>　　VCC：供電電壓。GND：接地。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，當P1 口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上

54、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。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。

55、這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于

56、外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　振蕩特性：</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向

57、放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p><b>　　芯片擦出：</b></p><p>　　整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處

58、于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 </p><p>　　3.1

59、.2 單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　單片機工作的時間基準是由時鐘電路提供的，在單片機的XTAL1和XTAL2兩個管腳接一只晶振及兩只電容就構成了單片機的時鐘電路，電路中電容器C1和C2對振蕩器頻率有微調(diào)作用，通常?。?0±10）pF石英晶體選擇6MHz或12MHz都可以。</p><p>　　單片機的RST管腳為主機提供了一個外部復位信號輸入口。復位信號是高電平有效，高電平

60、有效的持續(xù)時間為2個機器周期以上。單片機的復位方式可由手動復位方式完成。電阻、電容器的參考值R1=10kΩ 、C1=10uF、C2=0.01uF。</p><p>　　由時鐘電路、復位開關和電源部分組成。如下圖3-2。</p><p>　　圖3-2 單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　3.2 溫度傳感器DS18B20</p><p><

61、b>　　3.2.1 簡介</b></p><p>　　DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積

62、小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設備數(shù)字測溫和控制領域。</p><p>　　技術性能描述：獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0~5.5Ｖ；零待機功耗；溫度以9或12位數(shù)字；用戶可定義報警設置；報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；負電壓特性，電源極性接反時，溫度

63、計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作DS18B20采用3腳PR－35封裝或8腳SOIC封裝，其內(nèi)部結構框圖如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 DS18B20內(nèi)部結構</p><p>　　64位ROM的結構開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器TH和TL

64、，可通過軟件寫入戶報警上下限。</p><p>　　DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結構為8字節(jié)的存儲器，結構如圖3-3所示。頭2個字節(jié)包含測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第5個字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉換分辨率。DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精

65、度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如表3-1所示。低5位一直為1，TM是工作模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式，DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶要去改動，R1和Ｒ0決定溫度轉換的精度位數(shù)，來設置分辨率。如下表3-1：</p><p>　　表3-1　DS18B20字節(jié)定義</p><p>　　由表3-1可見，DS18B20溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的

66、溫度數(shù)據(jù)轉換時間越長。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。</p><p>　　高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。</p><p>　　當DS18B20接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1、2字節(jié)。

67、單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625℃／LSB形式表示。</p><p>　　當符號位S=0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位S=1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。</p><p>　　表是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。如下表3-2</p><p>

68、;　　表3-2 DS18B20溫度轉換時間表</p><p>　　DS18B20完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內(nèi)容作比較。若Ｔ＞TH或T＜TL，則將該器件內(nèi)的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應。因此，可用多只DS18B20同時測量溫度并進行報警搜索。</p><p>　　在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（CRC）。主機ROM的前

69、56位來計算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比較，以判斷主機收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。</p><p>　　DS18B20 的測溫原理如圖3-4 所示. 圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯變，所以產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2 的脈沖輸入。圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20 對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖

70、進行計數(shù)，進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定，每次測量前，首先將-55℃所對應的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1、溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在-55℃所對應的一個基數(shù)值。</p><p>　　圖3-4 DS18B20 測溫原理圖</p><p>　　減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器1的預置值減到0時，溫度寄存器的值將加

71、1，減法計數(shù)器１的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器計數(shù)到0時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)器門仍未關閉就重復上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。如下表3-3：</p><p>　　另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要

72、。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初使化DS18B20（發(fā)復位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。</p><p>　　表3-3　一部分溫度對應值表</p><p>　　3.2.2 DS18B20溫度傳感器與單片機的接口電路</p><p>　　DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時DS18B20的1

73、腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖3-5 所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。</p><p>　　當DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10us。采用寄生電源供電方式時VDD端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。<

74、/p><p>　　圖3-5 DS18B20與單片機的接口電路</p><p>　　3.3 LED數(shù)碼顯示模塊設計</p><p>　　3.3.1 LED簡介</p><p>　　LED數(shù)碼管是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點，還

75、有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，led數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 　　</p><

76、;p>　　靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進位驅(qū)動器進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8=40根I/O埠來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機可用的I/O口才32個呢。故實際應用時必須增加驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬體電路的復雜性。 　　</p>&l

77、t;p>　　動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示

78、的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。透過分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O總線，而且功耗更低。&l

79、t;/p><p>　　3.3.2 LED與單片機接口電路</p><p>　　LED液晶顯示電路采用4位七段共陽LED數(shù)碼管構成，通過編程實現(xiàn)逐個點亮各個數(shù)碼管，電路圖如下3-6：</p><p>　　圖3-6 LED與單片機的接口電路 </p><p>　　3.4 報警器的設計</p><p>　　蜂鳴器是一種

80、一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。</p><p>　　蜂鳴器的電路圖形符號 蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”表示。</p><p>　　壓電式蜂鳴器,壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。</

81、p><p>　　多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后（1.5~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。</p><p>　　壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。</p><p>　　電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由

82、振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。</p><p>　　接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。</p><p>　　由于自激蜂鳴器是直流電壓驅(qū)動的，不需要利用交流信號進行驅(qū)動，只需對驅(qū)動口輸出驅(qū)動電平并通過三極管放大驅(qū)動電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音，很簡單，這里就不對自激蜂鳴器進行說明了。這里只

83、對必須用1/2duty 的方波信號進行驅(qū)動的他激蜂鳴器進行說明。 </p><p>　　單片機驅(qū)動他激蜂鳴器的方式有兩種：一種是PWM 輸出口直接驅(qū)動，另一種是利用I/O 定時翻轉電平產(chǎn)生驅(qū)動波形對蜂鳴器進行驅(qū)動。 </p><p>　　PWM 輸出口直接驅(qū)動是利用PWM 輸出口本身可以輸出一定的方波來直接驅(qū)動蜂鳴器。在單片機的軟件設置中有幾個系統(tǒng)寄存器是用來設置PWM 口的輸出的，可以設

84、置占空比、周期等等，通過設置這些寄存器產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形之后，只要打開PWM 輸出，PWM 輸出口就能輸出該頻率的方波，這個時候利用這個波形就可以驅(qū)動蜂鳴器了。比如頻率為2000Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動，可以知道周期為500μs，這樣只需要把PWM 的周期設置為500μs，占空比電平設置為250μs，就能產(chǎn)生一個頻率為2000Hz 的方波，通過這個方波再利用三極管就可以去驅(qū)動這個蜂鳴器了。 </p><p&g

85、t;　　而利用I/O 定時翻轉電平來產(chǎn)生驅(qū)動波形的方式會比較麻煩一點，必須利用定時器來做定時，通過定時翻轉電平產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形，這個波形就可以用來驅(qū)動蜂鳴器了。比如為2500Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動，可以知道周期為400μs，這樣只需要驅(qū)動蜂鳴器的I/O 口每200μs 翻轉一次電平就可以產(chǎn)生一個頻率為2500Hz，占空比為1/2duty 的方波，再通過三極管放大就可以驅(qū)動這個蜂鳴器了。 </p><p&g

86、t;　　由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機的I/O 口是無法直接驅(qū)動的，所以要利用放大電路來驅(qū)動，一般使用三極管來放大電流就可以了。</p><p>　　蜂鳴器報警接口電路的設計需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過MCS-51的1根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需19mA的驅(qū)動電流，可以使用TTL系列集成電路7406或7407低電平驅(qū)動也可以使用一個晶體管驅(qū)動。</p><

87、p>　　單片機P1.7接晶體管基極輸入端，當P1.7輸出高電平時，晶體管導通過壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V電壓而鳴叫；當P1.7輸出低電平，晶體管截止，蜂鳴器停止發(fā)音。其電路圖如下圖3-7：</p><p>　　圖3-7 蜂鳴器電路圖</p><p>　　下面是蜂鳴器100ms下的程序：</p><p>　　SOUND: SETB P1.7</p>

88、<p>　　MOV R4，#64H</p><p>　　LOOP: MOV R3，#0F9H</p><p>　　LOOP1:DJNZ R3，LOOP1</p><p>　　DJNZ R4，LOOP</p><p>　　CLR P1.7</p><p><b>　　RET<

89、/b></p><p>　　如果要想發(fā)出更大聲音，可以采用功率大的揚聲器作為發(fā)音器，這時要采用相應的功率驅(qū)動器。按照設計要求，當溫度低于下限或高于上限時，應具有報警功能。這樣就可以用一只蜂鳴器作為三極管VT1的集電極負載，當VT1導通時，蜂鳴器發(fā)出鳴叫聲；VT1截止時，蜂鳴器不發(fā)聲。</p><p>　　3.5 與上位機通信的接口電路</p><p>　　微型

90、計算機中的中的信號電平是TTL電平，即>=2.4V表示“1”，<=0.5V表示“0”。在通信過程中如果DTE(數(shù)據(jù)終端設備)和DCE(數(shù)據(jù)通信設備)之間仍采用這個電平傳送數(shù)據(jù),那么在兩者距離增大時很可能會使信號源點的邏輯“1”電平在到達目的點時衰減到0.5V以下，從而使通行失敗。因此，為了提高數(shù)據(jù)通信的可靠性并消除線路上各種早噪聲影響，RS-232C標準中規(guī)定信號源點的邏輯“0”（空號）電平范圍為+5V~+15V，邏輯“1”

91、（傳號）電平范圍為-5V~-15V；目的點的邏輯“0”為+3V~+15V，邏輯“1”為-3V~-15V。噪聲容量為2V。</p><p>　　RS-232C由于發(fā)送器和接收器之間具有公共信號地，不能使用雙端信號，因此，共模噪聲回耦合到信號系統(tǒng)中，這迫使RS-232C使用較高傳輸電壓的主要原因。</p><p>　　3.5.1 RS232接口介紹</p><p>　　

92、RS232接口是1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準。</p><p>　　它的全名是“數(shù)據(jù)終端設備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設備（DCE）之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術標準”該標準規(guī)定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。DB25的串口一般只用到的管腳只有2（RXD）、3（TXD

93、）、7（GND）這三個，隨著設備的不斷改進，現(xiàn)在DB25針很少看到了，代替他的是DB9的接口，DB9所用到的管腳比DB25有所變化，是2（RXD）、3（TXD）、5（GND）這三個。因此現(xiàn)在都把RS232接口叫做DB9。</p><p>　　由于RS232接口標準出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點：</p><p>　?。?）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL

94、電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。</p><p>　　（2）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps；因此在“南方的老樹51CPLD開發(fā)板”中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個原因。</p><p>　?。?）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。</p><p&g

95、t;　?。?）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在50米左右。</p><p>　　RS-232C規(guī)定的邏輯電平與一般微處理器、單片機的邏輯電平是不一致的。因此，在實際應用時，必須把微處理器的信號電平（TTL電平）轉換為RS-232C電平，或者對兩者進行逆轉換。這兩種轉換是由專用電平轉換芯片實現(xiàn)的。</p><p>　　3.5.2 MAX232資料簡介</p&

96、gt;<p>　　設計中用到的MAX232芯片是電平轉換芯片。該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標準的芯片。由于電腦串口RS232電平是-10v +10v，而一般的單片機應用系統(tǒng)的信號電壓是ttl電平0 +5v,MAX232就是用來進行電平轉換的,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/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標準，每一個接收器將TIA/EIA-2

97、32-F電平轉換成5-V TTL/CMOS電平。每一個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉換成TIA/EIA-232-F電平。</p><p>　　1．單5V電源工作 </p><p>　　2． LinBiCMOSTM工藝技術 </p><p>　　3． 兩個驅(qū)動器及兩個接收器</p><p>　　4． ±30V輸入電平

98、 </p><p>　　5． 低電源電流：典型值是8mA</p><p>　　6． 符合甚至優(yōu)于ANSI標準 EIA/TIA-232-E及ITU推薦標準V.28</p><p>　　7． ESD保護大于MIL-STD-883（方法3015）標準的2000V4.2.3復位電路的設計</p><p>　　MAX232芯片是MAXIM公司生產(chǎn)的，

99、包含兩路接收器和驅(qū)動器的IC芯片，適用于各種EIA-232C和V.28/V.24的通信接口。MAX232芯片內(nèi)部有一個電源電壓變換器，可以把輸入的+5V電源電壓變換成為RS-232C輸出電平所需的+-10V電壓。所以，采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需單一的+5V電源就可以了。對于沒±12V電源的場合，其適應性更強。加之其價格適中，硬件接口簡單，所以被廣泛采用。工作電路如圖3-8。圖中上半部分電容C1、C2、C3、C4，及V+，

100、V-是電源變換電路部分。在實際應用中，器件對噪聲很敏感。因此，Vcc必須要對地加去耦電容C5，其值為0.1uF。電容C1、C2、C3、C4取同樣數(shù)值的鉭電解電容0.1uF/16V，用以提高抗干擾能力，在連接時必須盡量靠近器件。</p><p>　　圖3-8 MAX232芯片的引腳連線圖</p><p>　　下半部分為發(fā)送和接收部分。實際應用中，T1IN和T2IN可直接接TTL/CMOS電平

101、的單片機ADuC812的串行發(fā)送端TxD；R1OUT，R2OUT可直接接TTL/CMOS電平的單片機ADuC812的串行發(fā)送端RxD；T1OUT，T2OUT可直接接PC機的RS-232串口的接收端RxD；R1IN，R2IN可直接接PC機的RS-232串口的發(fā)送端TxD。</p><p>　　現(xiàn)從MAX232芯片中兩路發(fā)送接收中任選一路作為接口。要注意其發(fā)送、接收的引腳要對應。如使T1IN接單片機ADuC812的發(fā)

102、送端TxD，則PC機的RS-232的接收端RxD一定要對應接T1OUT引腳。同時，R1OUT接單片機ADuC812的RxD引腳，則PC機的RS-232的發(fā)送端TxD對應接R1IN引腳，其接口電路如圖3-9所示。</p><p>　　圖3-9 與上位機通信的接口電路圖</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設計</p><p>　　系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序

103、，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。</p><p>　　4.1 Keil軟件概述</p><p>　　單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于MCS-51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨

104、著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些部份組合在一起。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑

105、的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。。</p><p>　　Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識： </p><p><b>　　1．系統(tǒng)概述 </b></p><p>　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語

106、言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。 </p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細介紹

107、Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 </p><p>　　2．Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結構 </p><p>　　C51工具包的整體結構，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51

108、編譯器編譯生成目標文件。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標文件。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。 </p><p>　　仿真芯片的31腳已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi)ROM，不能使用片外ROM；但仿真

109、器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部ROM的目標系統(tǒng)中使用。</p><p>　　1、安裝好了Keil軟件以后，我們打開它。</p><p>　　2、 我們先新建一個工程文件，點擊“Project->New Project…”菜單。</p><p>　　3、選擇工程文件要存放的路徑 ,輸入工程文件名 xdch