单片机最小系统实习报告 - 图文(4)

武汉理工大学《单片机应用实习》报告

如上图所示，上电后，由于电容 C1 充电，时 RST 持续一段时间高电平。当单片机已在运行中时，按下复位键也能使 RST 持续一段时间高电平，从而实现开关复位操作。通常 C110～30ufR110kΩ。

3.4 显示电路

本次需要采用6个数码管，若单独采用数码管连线时比较麻烦，故设计采用 6 位一体的共阴极数码管，若使 6 个数码管显示正常时间，必须采用采用数码管的动态扫描方式，即每一时刻只有一个数码管点亮，采用软件延时和人眼的视觉暂留效果， 使人眼看到的数码管是同时点亮的。因此需要用6个端口控制数码管的位选，即决定哪个数码管点亮。每个数码管的8个数据口控制数码管的段选，即决定数码管显示什么字符。考虑到数码管采用动态扫描方式，即循环扫描数码管的 6 位，并将显示字符送入段选位，我们采用P0口控制数码管的8个段选位，并采用 74HC04 实现数码管驱动及数据锁存功能。

3.5矩阵键盘电路

其工作原理是从0列开始顺序行扫描即该行输出为0。每扫描一行读入列线数据从0开始列检查找该行输出为0的列若无则顺序扫描下一行并检查其各列若找到某列线为0则该列与检查行交叉的按键为被按下的键。从0行0列开始顺序将按键编号就可以按扫描的值得到按键的值。本设计使用的是4个独立按键其功能设置为时间的显示、时间的设置、温度的显示和数字频率的显示。其电路原理图如图3.4所示。

此外还要消除按键在闭合或断开时的抖动。消除抖动的方法可采用消抖电路RS触发器闩锁电路硬件消除抖动也克采用延时方式软件消除抖动延时后再重读以跳过抖动期。在矩阵键盘中通常采用软件消除抖动。

本设计中主要使用了独立键盘故电路图中简要的画出了44的矩阵键盘和4个独立按键。

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P24P25P26P27P20P21P22P23 图3.4 矩阵键盘

3.6 温度采集电路

由于采用温度采集芯片 DS18B20，温度采集电路比较简单。数字温度计的温度采集组要是由 DS18B20 进行，它可以采用两种供电，一种是采用电源供电方式，此时 DS18B20 的 1 脚接地，2 脚作为信号线，3 脚接电源。

另一种是寄生电源供电方式，为保证在有效的 DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个电阻来完成对总线的上拉。本次采用的是寄生电源供电方式。DS18B20 的 2 脚接单片机的P3.2 口。单片机从 DS18B20 的 DQ 引脚读取温度值之后，经过一定的处理显示在液晶屏上。 温度采集电路如图 3-5 所示。 +5VU39.0VCCDQGND321DS18B20 图3.5 温度采集电路

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3.7串口通信电路

串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。

串口通信的概念非常简单串口按位bit发送和接收字节。尽管比按字节byte的并行通信慢但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时规定设备线总常不得超过20米并且任意两个设备间的长度不得超过2米而对于串口而言长度可达1200米。

典型地串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成1地线2发送3接收。由于串口通信是异步的端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。

MAX232是电平转换芯片。1970年美国电气学会规定“RS232”串口通信协议。规定逻辑“1”-5— -15V逻辑“0”5— 15V 。噪声容限为2V。要实现利用串口与单片机进行通信就要进行电平转换把标准转化成单片机可以识别的。MAX220–MAX249都是电平转换芯片在单片机最小系统中使用MAX232。其电路原理图如图3.6所示。

C41C1+1112109T1INR1OUTT2INR2OUT0.1nF3C1-T1OUTR1INT2OUTR2INVS+VS-C2+4C2-14137826U216273849P1DCDDSRRXDRTSTXDCTSDTRRIC6MAX2320.1nFC70.1nF+5VERRORCOMPIMC50.1nF5 图3.6 串口通信电路

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3.8总设计电路

U4:F974LS0481110U4:DU4:E74LS041374LS0412574LS046U4:CC2C130pF30pFU4:A174LS042U4:B374LS04+5V3938373635343332212223242526272810111213141516174X1RP112345678910K+5VCRYSTALU119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD18XTAL2C3910uFR510k293031RSTPSENALEEA+5V12345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C52C410.1nF3C1-T1OUTR1INT2OUTR2INVS+VS-C2+4C2-14137826U216273849P1DCDDSRRXDRTSTXDCTSDTRRIU39.0VCCDQGND3211112109C1+T1INR1OUTT2INR2OUTDS18B20C6MAX2320.1nFC70.1nF+5VERRORCOMPIMC50.1nF5 图3.7总设计电路

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4 软件设计

4.1 软件介绍

4.1.1设计软件Protel

PROTEL是Altium公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。

Protel 99采用全新的管理方式，即数据库的管理方式。Protel 99 是在桌面环境下第一个以独特的设计管理和团队合作技术为核心的全方位的印制板设计系统。所有Protel99设计文件都被存储在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计编辑窗口。

Protel 99软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点，内部界面与Protel 98大体相同，新增加了一些功能模块。Protel公司引进了德国INCASES公司的先进技术，在Protel99中集成了信号完整性工具，精确的模型和板分析，帮助你在设计周期里利用信号完整性分析可获得一次性成功和消除盲目性。

本次设计采用的是Altium Dsigner进行电路原理图的绘制。

4.1.2 程序编写软件Keil

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍

本次设计编程主要使用Keil软件进行编程。

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