多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要在日?？蒲泻蜕钪?，出于平安、方便等方面的需要，在很多工程及研究領(lǐng)域都需要用到數(shù)據(jù)采集器的產(chǎn)品。多路數(shù)據(jù)采集器是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)一體化高科技產(chǎn)品，具有平安性高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過不斷的開展，單片機(jī)以其體積小、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于家電、工業(yè)過程控制、儀器儀表、智能武器、航空和空間飛行器等領(lǐng)域。本文以單片機(jī)的功能、特性和使用方法為根底，介紹了多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)，硬件電路設(shè)計(jì)，軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試，以及PCB板的具體制作。本文從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，以ATMEL公司所生產(chǎn)的89系列單片機(jī)AT89S52為核心設(shè)計(jì)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含系統(tǒng)硬件和軟件兩大局部。硬件局部包含單片機(jī)主控電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、顯示電路。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包含多路數(shù)據(jù)采集主程序、溫度采集子程序。在程序設(shè)計(jì)時(shí)使用單片機(jī)C語言，并用KeilC51軟件進(jìn)行編譯和軟硬件仿真。在硬件電路制作過程中，使用Protel99SE設(shè)計(jì)制作PCB板，然后分別對各局部電路焊接，再進(jìn)行性能和功能測試。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示等功能，其結(jié)構(gòu)簡單、本錢低，具有一定的市場前景。關(guān)鍵詞：主控電路；溫度采集；電壓采集；顯示電路；制作調(diào)制AbstractIndailyscientificresearchandlife,Stemmingfromsafe,isconvenientandsoontheaspectneed,Allneedtouseinverymanyprojectsandtheresearchareatothedataacquisitionproduct。Themultichanneldataacquisitioniscollectioncomputertechnology,theelectronictechnologyintegrationhightechproduct,Hasthesecuritytobehigh,Meritandsooneasytooperate。Afterunceasingdevelopment,Themonolithicintegratedcircuitbyitsvolumesmall,thefunctionisstrongandthepriceinexpensivemerit，Widelyappliesintheelectricalappliances,domainandsooncommercialruncontrol,instrumentmeasuringappliance,intelligentweapon,aviationandspatialflightvehicle。Widelyappliesintheelectricalappliances,domainandsooncommercialruncontrol,instrumentmeasuringappliance,intelligentweapon,aviationandspatialflightvehicle，Introducedthemultichanneldataacquisitionsystemprincipleofworkandthecharacteristic，Hardwarecircuitdesign,Softwaredesignanddebugging，AswellasPCBboardconcretemanufacture。Thisarticleembarksfromtheeconomicalpracticalangle，89seriesmonolithicintegratedcircuitsAT89S52produceswhichbyATMELCorporationisthecoredesignmultichanneldataacquisitionsystem.Thissystemcontainsthesystemhardwareandthesoftwaretwomajorpart.Thehardwarepartiallycontainsthemonolithicintegratedcircuithosttocontroltheelectriccircuit,thea/dconversionelectriccircuit,thedisplaycircuit.Thesystemsoftwaredesigncontainsthemultichanneldataacquisitionmasterroutine,thetemperaturegatheringsubroutine。WhenprogrammingusesthemonolithicintegratedcircuitClanguage，AndsoftwarecarriesonthetranslationandthesoftwareandhardwaresimulationwithKeiltheC51。Inhardwareelectriccircuitmanufactureprocess,UsesProtelthe99SEdesigntomanufacturethePCBboard，Thenseparatelytoeachpartofelectriccircuitswelding，Againcarriesontheperformanceandthefunctiontest。Thisdataacquisitionsystemhasfunctionandsoondataacquisition,dataprocessing,datadisplay，Itsstructuresimple,thecostislow,HasthecertainmarketprospectKeywords：Thehostcontrolstheelectriccircuit；emperaturegathering；voltagegathering,Displaycircuit；Manufacturemodulation目錄引言………………………11系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)………11.1單片機(jī)系統(tǒng)簡介………11.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)…………21.2.1系統(tǒng)總體指標(biāo)………2系統(tǒng)方案………22硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)………32.1硬件系統(tǒng)的電路構(gòu)成…………………42.1.1主控電路……………42.1.2溫度采集電路………82.1.3電壓采集電路……………………132.1.4顯示電路…………153系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)………163.1編程語言的選擇………163.2工作流程圖…………184電路設(shè)計(jì)、制作、調(diào)制……………184.1Protel99se簡介………184.2設(shè)計(jì)原理圖和PCB圖…………………194.3焊接和調(diào)制…………225結(jié)果分析……………236結(jié)論…………………23謝辭……………………25參考文獻(xiàn)………………26附錄……………………27引言單片機(jī)(SingleChipMicrocomputer)以其體積小、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于家電、工業(yè)過程控制、儀器儀表、智能武器、航空和空間飛行器等領(lǐng)域。近30年來，世界上各大電氣廠商、測控技術(shù)企業(yè)和機(jī)電行業(yè)都競相把單片機(jī)作為其產(chǎn)品更新、智能化的重要工具。目前世界上單片機(jī)年產(chǎn)量已達(dá)十多億片，通常是當(dāng)年微處理器產(chǎn)量的4～5倍以上。其數(shù)量之大和應(yīng)用面之廣，是其它任何類型的計(jì)其機(jī)所無法比較的。單片機(jī)是應(yīng)工業(yè)測控需要而誕生的。它把計(jì)算機(jī)最根本的功能電路，如CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、I/0接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等集成到一塊芯片上，形成單片形態(tài)的計(jì)算機(jī)。單片機(jī)通常以最小系統(tǒng)運(yùn)行，在家用電器中和常用的智能儀器儀表中常常可以“單片〞工作。而在工業(yè)測控的系統(tǒng)中，目前還需要在單片機(jī)的根底上外擴(kuò)存儲器、I/O接口以及一些外圍電路，形成功能更強(qiáng)、更完善的系統(tǒng)。單片機(jī)在目前的開展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢：〔1〕可靠性及應(yīng)用水平越來越高，和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向；〔2〕所集成的部件越來越多；NS(美國國家半導(dǎo)體)公司的單片機(jī)已把語音、圖像部也集成到單片機(jī)中，也就是說，單片機(jī)的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬用機(jī)。原因是其內(nèi)部已集成了各種應(yīng)用電路；〔3〕功耗越來越低；〔4〕與模擬電路的結(jié)合越來越多；1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)1．1單片機(jī)系統(tǒng)簡介要用增加硬件的方法減輕軟件的負(fù)擔(dān)。因此，設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)候，要對硬件和軟件都要有足夠單片機(jī)要組成一個完整的工業(yè)調(diào)控系統(tǒng)，通常有兩個內(nèi)容，即單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置。系統(tǒng)擴(kuò)展是指單片機(jī)內(nèi)部的根本單元不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外擴(kuò)展相應(yīng)的電路或器件。大多數(shù)的單片機(jī)都有可供外部擴(kuò)展的三總線結(jié)構(gòu)(DB，AB，CB)。51系列單片機(jī)由P0口構(gòu)成8位數(shù)據(jù)總線，P2、P0口構(gòu)成16位地址總線，可供外部擴(kuò)展成64KB程序存儲器和64KB數(shù)據(jù)存儲器。系統(tǒng)配置是指為了滿足系統(tǒng)功能要求而配置的各種接口電路。例如，要構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)，必須配置傳感器接口。它需要根據(jù)對象的不同選用不同的信號放大、A／D轉(zhuǎn)換、脈沖整形放大、信號濾波等等電路。而要構(gòu)成伺服系統(tǒng)時(shí)那么必須配置伺服控制接口。當(dāng)然，通常還必須有人機(jī)接口，有時(shí)還要有網(wǎng)絡(luò)接口等。系統(tǒng)配置與控制對象和操作者密切相關(guān)。要用單片機(jī)構(gòu)成一個滿足對象測控要求的用戶系統(tǒng)．在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)上有兩個層次的任務(wù)：即由單片機(jī)最小系統(tǒng)通過系統(tǒng)擴(kuò)展構(gòu)成能滿足測控對象要求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，稱為單片機(jī)系統(tǒng)；根據(jù)用戶及對象的技術(shù)要求，通過系統(tǒng)配置各種接口電路，以構(gòu)成與對象相關(guān)的系統(tǒng)，那么稱為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。事實(shí)上，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)組成包含硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩局部。而硬件和軟件之間的相互關(guān)系既密切又制約。設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)很關(guān)鍵的階段就是確定它們之間的相互關(guān)系。有時(shí)，我們可以對軟件提出一些要求而簡化硬件的投入，但有時(shí)有的知識，并且對所控制的對象有深刻的認(rèn)識。要從總體上權(quán)衡硬件和軟件的可以和可能，合理劃分其負(fù)擔(dān)，以得到一個最正確的方案，綜上所述本次設(shè)計(jì)可按以下發(fā)方案進(jìn)行。1.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1.2.1系統(tǒng)總體指標(biāo)設(shè)計(jì)課題要求利用所學(xué)的單片機(jī)和數(shù)字模擬電路知識制作一個由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一路實(shí)現(xiàn)0—5V直流電壓采集、處理、存儲、顯示：一路實(shí)現(xiàn)溫度、采集、處理、存儲、顯示。采用開關(guān)控制輸出通道號。1.2.2系統(tǒng)方案基于以上的具體設(shè)計(jì)要求考慮，本工程就利用單片機(jī)和相應(yīng)的一些數(shù)字模擬電路來實(shí)現(xiàn)這些設(shè)想，完成一個基于單片機(jī)，構(gòu)成具有上述具體功能的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。電壓采集：把“單片機(jī)系統(tǒng)板〞區(qū)域中的P0端口的P0.0－P0.7用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示〞區(qū)域中的ABCDEFGDP端口上，作為數(shù)碼管的驅(qū)動。把“單片機(jī)系統(tǒng)板〞區(qū)域中的P2端口的P2.0－P2.3用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示〞區(qū)域中的T1T2T3T4端口上作為數(shù)碼管的位段選擇。把“單片機(jī)系統(tǒng)板〞區(qū)域中的P1端口的P1.0－P1.7用8芯排線連接到“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊〞區(qū)域中的D0D1D2D3D4D5D6D7端口上，A/D轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)據(jù)輸入到單片機(jī)的P1端口把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊〞區(qū)域中的VREF端子用導(dǎo)線連接到“電源塊〞區(qū)域中的VCC端子上；把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊〞區(qū)域中的A2A1A0端子用導(dǎo)線連接地端；把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊〞區(qū)域中的ST端用導(dǎo)線連接到“單片機(jī)系統(tǒng)〞區(qū)域中的P3.0端；把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊〞區(qū)域中的OE端用導(dǎo)線連接到“單片機(jī)系統(tǒng)〞區(qū)域中的P3.1端；把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊〞區(qū)域中的EOC端用導(dǎo)線連接到“單片機(jī)系統(tǒng)〞區(qū)域中的P3.2端；把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊〞區(qū)域中的CLK端子用導(dǎo)線連接到“單片機(jī)系統(tǒng)〞區(qū)域中的P3.3端，把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊〞區(qū)域中的IN0端用導(dǎo)線連接到“1路可調(diào)壓模塊〞區(qū)域中的RP1端；ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部存放器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，說明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否那么，說明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時(shí)鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號必須由AT89S52提供，通常使用頻率為500KHZ.溫度采集本方案是由DS18B20芯片實(shí)現(xiàn)溫度的采集和模擬量與數(shù)據(jù)量的轉(zhuǎn)變，這樣一個DS18B20就實(shí)現(xiàn)了熱電阻和ADC0809的功能，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過一個單總線傳送到單片機(jī)AT89S52的.P3.6口上，經(jīng)過單片機(jī)的處理，先把一位位的數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件的匯成一個個字節(jié)，在通過對DS18S20寫到AT89S52里面，最后通過單片機(jī)的P0端口P0端口的P0.0－P0.7輸出數(shù)據(jù)量和P2端的P2.0-P2.3控制四合一高亮動態(tài)數(shù)碼管顯示。這就可以充分的利用了AT89S52的FLASH的特性，隨時(shí)根據(jù)用戶的選擇安裝相應(yīng)的控制軟件?；谝陨系脑O(shè)計(jì)思路，初步確定硬件系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖1--1所示。圖1圖1—1系統(tǒng)框圖AT89S52AT89S52單片機(jī)時(shí)鐘電路復(fù)位電路電壓采集電路溫度采集電路LED顯示器驅(qū)動電路4位LED顯示器2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)以上系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思的具體要求，開始著手對硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。硬件和軟件是單片機(jī)控制系統(tǒng)的兩個重要方面，硬件是根底，軟件是關(guān)鍵，但兩者又是可以相互轉(zhuǎn)化的。為了提高系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)在滿足系統(tǒng)精度和速度要求根底上進(jìn)可能把硬件功能改。用軟件來實(shí)現(xiàn)。對于硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，涉及單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)方面的知識，單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)是指僅使用單片機(jī)內(nèi)部資源輔以必須的外圍電路所構(gòu)建的簡單的應(yīng)用系統(tǒng)。它包括兩方面的內(nèi)容：單片機(jī)的選擇和單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過單片機(jī)的選擇，最大限度滿足應(yīng)用系統(tǒng)對硬件資源的要求。最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)那么是指單片機(jī)最根本的、最通常的外圍電路設(shè)計(jì)，如時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等。任何一個復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)都是以最小應(yīng)用系統(tǒng)為根底，通過“搭接〞外部功能模塊的方法實(shí)現(xiàn)的。下面先介紹基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。2.1硬件系統(tǒng)的電路構(gòu)成硬件系統(tǒng)的電路由單片機(jī)主控電路、溫度采集電路、電壓采集電路、LED驅(qū)動驅(qū)動電路、顯示電路等這幾個主要局部構(gòu)成。見附錄一2.1.1主控電路由單片機(jī)AT89S51、振蕩電路、復(fù)位電路等構(gòu)成。見附錄一〔1〕單片機(jī)的選擇考慮到硬件電路的簡單化和本錢，以及選材和調(diào)試的方便性等因素，本次設(shè)計(jì)選用ATMEL公司的AT89S052單片機(jī)作為微處理器。ATMEL公司創(chuàng)立于1984年，總部位于美國加利福尼亞州圣何塞市，在北美及歐洲都擁有制造工廠。ATMEL公司在全世界范圍內(nèi)設(shè)計(jì)、制造并推出基于先進(jìn)邏輯的混合信號永久性存儲器及射頻〔RF〕半導(dǎo)體，同時(shí)也是使用CMOS、BiCMOS、SiGe及高壓BCDMOS工藝的系統(tǒng)級整合半導(dǎo)體解決。方案的主要供給商。同時(shí)，ATMEL擁有廣泛的基于80S51結(jié)構(gòu)的微控制器，包括可在線編程的FLASH版本，OTP版本以及ROM版本。同時(shí)還提供先進(jìn)的片上外設(shè)功能，如CAN總線控制器，USB控制器，MP3解碼器，以及智能卡接口。本次設(shè)計(jì)所用到的AT89S52單片機(jī)內(nèi)含4KB快閃程序存儲器，其編程和擦除完全用電實(shí)現(xiàn)，而且4KB的容量完全能夠滿足本次設(shè)計(jì)所用的編程，免去了對存貯器及IO口擴(kuò)展的麻煩；AT89S52單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為0~24kHz，并且其價(jià)格低廉，大批量采購的價(jià)格在10元以內(nèi)。因此，用AT89S52加上相應(yīng)的時(shí)鐘和復(fù)位電路就組成了，本次設(shè)計(jì)所需的單片機(jī)最小系統(tǒng)。以下結(jié)合本次設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，簡單介紹AT89S52單片機(jī)的主要功能特性及其管腳說明：①主要功能特性與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz三級加密程序存儲器32個可編程I/O口線三個16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個中斷源全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式掉電后中斷可喚醒看門狗定時(shí)器雙數(shù)據(jù)指針掉電標(biāo)識符②管腳說明：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到復(fù)位為止。P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1〞時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1〞時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流〔IIL〕。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入〔P1.0/T2〕和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入〔P1.1/T2EX〕，具體如表1--1所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。表1—1P1口功能說明表引腳號第二功能P1.0T2〔定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入〕，時(shí)鐘輸出P1.1T2EX〔定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制〕P1.5MOSI〔在系統(tǒng)編程用〕P1.6MISO〔在系統(tǒng)編程用〕P1.7SCK〔在系統(tǒng)編程用〕P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1〞時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流〔IIL〕。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器〔例如執(zhí)行MOVX@DPTR〕時(shí)，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址〔如MOVX@RI〕訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動4TTL邏輯電平。對P3端口寫“1〞時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流〔IIL〕。P3口亦作為AT89S52特殊功能〔第二功能〕使用，如表1--2所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號。表1—2P3口功能說明表引腳號第二功能P3.0RXD〔串行輸入〕P3.1TXD〔串行輸出〕P3.2INT0(外部中斷0)P3.3INT0(外部中斷0)P3.4T0〔定時(shí)器0外部輸入〕P3.5T1〔定時(shí)器1外部輸入〕P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)RST:復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。看門狗計(jì)時(shí)完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊存放器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號〔ALE〕是訪問外部程序存儲器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳〔PROG〕也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1〞，ALE操作將無效。這一位置“1〞，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令時(shí)有效。否那么，ALE將被微弱拉高。這個ALE使能標(biāo)志位〔地址為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。PSEN:外部程序存儲器選通信號〔PSEN〕是外部程序存儲器選通信號。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端?！?〕時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路如圖2—1所示時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。單片機(jī)AT89S52的時(shí)鐘信號可以由兩種方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號；另一種為外部方式，時(shí)鐘信號由外部引入?？紤]到本次設(shè)計(jì)對時(shí)間的要求不是很高，所以選用內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖。AT89S52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳X1和X2分別為放大器的輸入端和輸出端。該放大器與作為反響元件的片外晶體或陶瓷諧振器(簡稱晶振)一起構(gòu)成自激振蕩器。89S52單片機(jī)雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件，如電路圖所示。外接晶振以及電容C2和C3構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，這種方式就是內(nèi)部時(shí)鐘方式。如果振蕩器已起振，那么在X2引腳上輸出3v左右的正弦波。振蕩頻率f取決于晶振的頻率。不同型號的產(chǎn)品，可選擇的頻率范圍有所不同，一般在0.5－12MHz之間。常用的晶振有6MHz、12MHz和11.0592MHz。電容C8和C9主要作用是幫助起振(諧振)，稱其為諧振電容，其值的大小對振蕩頻率也有影響。因此常用調(diào)節(jié)C2或C3的容量大小對頻率進(jìn)行微調(diào)，電容容量通常在20～100pF之間選擇，當(dāng)時(shí)鐘頻率為12MHz時(shí)典型值為30pF。本次設(shè)計(jì)的電路就是選擇12MHz的時(shí)鐘頻率。〔3〕復(fù)位電路復(fù)位電路如圖2--2所示而對于AT89C2051單片機(jī)的復(fù)位電路有兩種，上電自動復(fù)位和人工復(fù)位，人工復(fù)位方式只是將一個按鍵并聯(lián)在上電自動復(fù)位電路上，根據(jù)系統(tǒng)的需要這里選擇人工復(fù)位方式。在電路中，時(shí)間常數(shù)RC越大，上電時(shí)RST端保持高電平的時(shí)間越長，當(dāng)振蕩頻率f＝12MHz時(shí)，典型值C＝4.7uF，R＝10k。想要復(fù)位時(shí)，只要按一下開關(guān)就會在RST端出現(xiàn)一段時(shí)間的高電平，使單片機(jī)復(fù)位。AT89S52的復(fù)位輸入引腳RST提供了初始化的手段，使程序從指定位置開始執(zhí)行，即程序從程序存儲器的0000H單元處開始執(zhí)行。在89S52單片機(jī)時(shí)鐘電路工作之后，只要在RST引腳上出現(xiàn)2個機(jī)器周期以上的高電平，就能確保單片機(jī)可靠復(fù)位。假設(shè)RST保持高電平，AT89S52維持復(fù)位狀態(tài)，只有當(dāng)RST由高電平變?yōu)榈碗娖揭院?，AT89S52才會退出復(fù)位狀態(tài)，程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。對于單片機(jī)的復(fù)位電路，如圖2.1.2所示，只要在RST復(fù)位端接一個電容至VCC和一個電阻至地即可。很多電子產(chǎn)品中，電容器都是必不可少的電子元器件，它在電子設(shè)備中充當(dāng)整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號的旁路、交直流電路的交流耦合等。進(jìn)一步了解電容可使電容在電路中發(fā)揮更好的作用。在加電瞬間，RST端出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平，只要高電平保持時(shí)間足夠長，就可以使單片機(jī)有效地復(fù)位。電容器應(yīng)用在高壓場合時(shí)，必須注意電暈的影響。電暈是由于在介質(zhì)/電極層之間存在空隙而產(chǎn)生的，它除了可以產(chǎn)生損壞設(shè)備的寄生信號外，還會導(dǎo)致電容器介質(zhì)擊穿。在交流或脈動條件下，電暈特別容易發(fā)生。對于所有的電容器，在使用中應(yīng)保證直流電壓與交流峰值電壓之和不的超過直流電壓額定值。RST端在加電時(shí)應(yīng)保持的高電平時(shí)間包括VCC的上升時(shí)間和振蕩器起振的時(shí)間。VCC的上升時(shí)間約為10us，振蕩器起振時(shí)間和頻率有關(guān)，頻率為12MHz時(shí)約為1us。頻率為1MHz時(shí)約為10us，所以一般為了可靠地復(fù)位，RST在上電時(shí)保持20us以上高電平即可。圖2—1復(fù)位電路圖2—2時(shí)鐘外電路2.1.2溫度采集電路溫度采集電路如圖2--3所示本方案是由DS18B20芯片實(shí)現(xiàn)溫度的采集和模擬量與數(shù)據(jù)量的轉(zhuǎn)變，這樣一個芯片DS18B20就實(shí)現(xiàn)了熱電阻和ADC0809的功能，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過一個單總線傳送到單片機(jī)AT89S52的.P3.6口上，經(jīng)過單片機(jī)的處理，先把一位位的數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件的匯成一個個字節(jié)，在通過對DS18S20寫到AT89S52里面，最后通過單片機(jī)的P0端口P0端口的P0.0－P0.7輸出數(shù)據(jù)量和P2端的P2.0-P2.3控制四合一高亮動態(tài)數(shù)碼管顯示。這就可以充分的利用了AT89S52的FLASH的特性，隨時(shí)根據(jù)用戶的選擇安裝相應(yīng)的控制軟件。圖2--3溫度采集電路DS18B20芯片介紹DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)單總線數(shù)字溫度計(jì)，DS1820數(shù)字溫度計(jì)提供9位溫度讀數(shù),指示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入DS1820或從DS1820送出因此從中央處理器到DS1820僅需連接一條線和地讀寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源因?yàn)槊恳籇S1820有唯一的系列號siliconserialnumber因此多個DS1820可以存在于同一條單線總線上這允許在許多不同的地方放置溫度靈敏器件此特性的應(yīng)用范圍包括HVAC環(huán)境控制建筑物設(shè)備或機(jī)械內(nèi)的溫度檢測以及過程監(jiān)視和控制中的溫度檢測DS1820的主要部件DS1820有三個主要的數(shù)據(jù)部件164位激光laseredROM;2溫度靈敏元件和3非易失性溫度告警觸發(fā)器TH和TL器件從單線的通信線取得其電源在信號線為高電平的時(shí)間周期內(nèi)把能量貯存在內(nèi)部的電容器中在單信號線為低電平的時(shí)間期內(nèi)斷開此電源直到信號線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳娙蓦娫礊橹棺鳛榱硪环N可供選擇的方法DS1820也可用外部5V電源供電與DS1820的通信經(jīng)過一個單線接口在單線接口情況下在ROM操作未定建立之前不能使用存貯器和控制操作主機(jī)必須首先提供五種ROM操作命令之一1ReadROM(讀ROM)2MatchROM(符合ROM),3)SearchROM(搜索ROM),4)SkipROM(跳過ROM),或5AlarmSearch(告警搜索)這些命令對每一器件的64位激光ROM局部進(jìn)行操作如果在單線上有許多器件那么可以挑選出一個特定的器件并給總線上的主機(jī)指示存在多少器件及其類型在成功地執(zhí)行了ROM操作序列之后可使用存貯器和控制操作然后主機(jī)可以提供六種存貯器和控制操作命令之一一個控制操作命令指示DS1820完成溫度測量該測量的結(jié)果將放入DS1820的高速暫存便箋式存貯器Scratchpadmemory通過發(fā)出讀暫存存儲器內(nèi)容的存儲器操作命令可以讀出此結(jié)果每一溫度告警觸發(fā)器TH和TL構(gòu)成一個字節(jié)的EEPROM如果不對DS1820施加告警搜索命令這些存放器可用作通用用戶存儲器使用存儲器操作命令可以寫TH和TL對這些存放器的讀訪問通過便箋存儲器所有數(shù)據(jù)均以最低有效位在前的方式被讀DS18B20特點(diǎn)獨(dú)特的單線接口只需1個接口引腳即可通信多點(diǎn)multidrop能力使分布式溫度檢測應(yīng)用得以簡化不需要外部元件可用數(shù)據(jù)線供電不需備份電源測量范圍從-55至+125增量值為0.5等效的華氏溫度范圍是-67F至257F增量值為0.9F以12位數(shù)字值方式讀出溫度在1秒典型值內(nèi)把溫度變換為數(shù)字用戶可定義的非易失性的溫度告警設(shè)置告警搜索命令識別和尋址溫度在編定的極限之外的器件溫度告警情況應(yīng)用范圍包括恒溫控制工業(yè)系統(tǒng)消費(fèi)類產(chǎn)品溫度計(jì)或任何熱敏系統(tǒng)②DS18B20引腳介紹如圖2—4所示圖2—4DS18B2管腳圖表2—1DS18B2管腳說明引腳8腳SOIC引腳PR35符號說明51GND地42DQ單線運(yùn)用的數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳漏極開路見寄生電源一節(jié)33VDD可選VDD引腳有關(guān)連接的細(xì)節(jié)見寄生電源一節(jié)表2—2DS1820命令集指令說明約定代碼發(fā)出約定代碼后單總線的操作溫度變換啟動溫度變換44h讀溫度忙狀態(tài)1讀暫存存儲器從暫存存儲器讀字節(jié)BEh讀9字節(jié)數(shù)據(jù)寫暫存存儲器寫字節(jié)至?xí)捍娲鎯ζ鞯卮?和3處TH和TL溫度觸發(fā)器4Eh寫數(shù)據(jù)至地此2和地此3的2個字節(jié)復(fù)制暫存存儲器把暫存存儲器復(fù)制入非易性存儲器僅地此2和地此343h讀復(fù)制狀態(tài)2重新調(diào)出E2把貯存在非易失性存儲器內(nèi)的數(shù)值重新調(diào)入暫存存儲器溫度觸器E3h讀溫度忙狀態(tài)讀電源發(fā)DS1820電源方式的信號至主機(jī)B4h讀電源狀態(tài)表2—3DS1820命令字?jǐn)?shù)據(jù)位轉(zhuǎn)換時(shí)間9位93.75ms10位187.5ms11位375ms12位750ms(2)DS18B20讀時(shí)序當(dāng)從DS1820讀數(shù)據(jù)時(shí)主機(jī)產(chǎn)生讀時(shí)間片當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至低電平時(shí)產(chǎn)生讀時(shí)間片數(shù)據(jù)線必須保持在低邏輯電平至少1微秒來自DS1820的輸出數(shù)據(jù)在讀時(shí)間片下降沿之后15微秒有效因此為了讀出從讀時(shí)間片開始算起15微秒的狀態(tài)主機(jī)必須停止把I/O引腳驅(qū)動至低電平見圖12在讀時(shí)間片結(jié)束時(shí)I/O引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回至高電平所有讀時(shí)間片的最短持續(xù)期限為60微秒各個讀時(shí)間片之間必須有最短為1微秒的恢復(fù)時(shí)間圖12指出TINRT,TRC和TSAMPLE之和必須小于15s如圖2--5說明通過使TINRT和TRC盡可能小且把主機(jī)采樣時(shí)間定在15s期間的末尾系統(tǒng)時(shí)序關(guān)系就有最大的余地圖2圖2—5讀時(shí)序圖(2)DS18B20寫時(shí)序當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從高邏輯電平拉至低邏輯電平時(shí)產(chǎn)生寫時(shí)間片有兩種類型的寫時(shí)間片寫1時(shí)間片和寫0時(shí)間片所有時(shí)間片必須有最短為60微秒的持續(xù)期在各寫周期之間必須有最短為1微秒的恢復(fù)時(shí)間在I/O線由高電平變?yōu)榈碗娖街驞S1820在15s至60s的窗口之間對I/O線采樣如果線為高電平寫1就發(fā)生如果線為低電平便發(fā)生寫0見圖2--6對于主機(jī)產(chǎn)生寫1時(shí)間片的情況數(shù)據(jù)線必須先被拉至邏輯低電平然后就被釋放使數(shù)據(jù)線。在圖2圖2—6寫時(shí)序圖寫時(shí)間片開始之后的15微秒之內(nèi)拉至高電平對于主機(jī)產(chǎn)生寫0時(shí)間片的情況數(shù)據(jù)線必須被拉至邏輯低電平且至少保持低電平602.1.3電壓采集電路電壓采集電路如圖2--7所示圖2—7電壓采集電路電壓采集電路只要是由ADC0809和單片機(jī)組成ADC0809芯片介紹ADC0809結(jié)構(gòu)如圖2--8所示ADC0809是CMOS的8位A/D轉(zhuǎn)換器，采用逐次逼近式進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。芯片內(nèi)有一個8路模擬開關(guān)，一個比較器，一個帶有樹狀模擬開關(guān)的256R分壓器和一個逐次逼近的存放器等等。因而ADC0809有8路模擬量輸入通道。ALE為地址鎖存信號，高電平有效時(shí)，ADDC、ADDB、ADDA被鎖存，從而可通過對ADDC、ADDB、ADDA三端輸入的地址譯碼，選通8路模擬量輸入〔IN1～I(xiàn)N8〕的任意一路進(jìn)入片內(nèi)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。ADC0809引腳及功能ADC0809外部引腳如圖2--9所示IN0—IN7：8路模擬量輸入端，在多路開關(guān)控制下，任一時(shí)刻只能有一路模擬量實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。A、B、C：多路開關(guān)地址選擇輸入端，當(dāng)取植000—111時(shí)與A/D轉(zhuǎn)換對應(yīng)的通道為IN0—IN7ALE：地址鎖存輸入線，該信號上升沿可將地址選擇信號A、B、C鎖入地址存放器。START：啟動轉(zhuǎn)換輸入線，其上升沿用以清楚A/D內(nèi)部存放器，其下降沿用以啟動內(nèi)部控制邏輯開始A/D轉(zhuǎn)換工作。EOC：轉(zhuǎn)換完畢輸出線，其上出現(xiàn)高電平是表示A/D轉(zhuǎn)換完畢。2-1—2-8〔D7—D0〕：為8位數(shù)據(jù)輸出端，可直接接入微型機(jī)的數(shù)據(jù)端。OE：允許輸出控制端，高電平有效。底電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸出端為高阻態(tài)；高電平時(shí)，將A/D轉(zhuǎn)換后的8位數(shù)據(jù)送出。CLOCK：轉(zhuǎn)換定時(shí)脈沖輸入端。它的頻率決定了A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度，使用頻率小于等于640KHZ，對應(yīng)轉(zhuǎn)換速度大于等于100US。Ref(+),Ref(-)(VREF(+))和(VREF(-))：是內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓輸入端。Vcc為+5V，GND為地。圖2—8ADC0809結(jié)構(gòu)2.1.4顯示電路顯示電路包刮LED驅(qū)動電路和四位數(shù)碼管，如圖2--10所示顯示電路只要又四個8050三極管和四位數(shù)碼管組成，本電路所用于顯示的數(shù)碼管為四合一共陽數(shù)碼管入如圖2--11所示，為選通的數(shù)碼管，而單片機(jī)雖然能產(chǎn)生5V的高電平，但是產(chǎn)生的電流很小，所以需要用到三極管的開關(guān)特性來增大驅(qū)動電流。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)合理的軟件結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)出一個性能優(yōu)良的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟件的根底，必須予以充分重視。由系統(tǒng)的定義，可以把整個工作分解為幾個相對獨(dú)立的操作，根據(jù)這些操作的圖2—10顯示電路圖2—9ADC0809外部引腳圖2—11四位數(shù)碼管管腳圖相互聯(lián)系和時(shí)間關(guān)系，設(shè)計(jì)出一個合理的軟件結(jié)構(gòu)。在程序設(shè)計(jì)方法上，模塊程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用中最常用的程序設(shè)計(jì)技術(shù)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：單個程序模塊的設(shè)計(jì)和調(diào)試比較方便且容易完成，一個模塊可以為多個程序共享；缺點(diǎn)是：各個模塊的連接有時(shí)有一定難度。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不管是利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算，還是進(jìn)行實(shí)時(shí)控制或數(shù)據(jù)處理，首先總是要把所要解決的問題編成程序，然后計(jì)算機(jī)才能根據(jù)所編的程序進(jìn)行操作，所以學(xué)會編制程序是應(yīng)用單片機(jī)的重要件。在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定之后就可以進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。一般程序設(shè)計(jì)過程如下：根據(jù)問題的定義，描述出各個輸入變量和各個輸出變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，即建立數(shù)學(xué)模型。然后根據(jù)系統(tǒng)功能及操作過程，先列出程序簡單功能流程框圖〔粗框圖〕，再對粗框圖進(jìn)行擴(kuò)充和具體化，即對存儲器、存放器、標(biāo)志位等工作單元作具體的分配和說明。把功能流程圖中每一個粗框圖轉(zhuǎn)變?yōu)閷唧w的存儲單元、存放器和I/O口的操作，從而繪制出詳細(xì)的程序流程圖〔細(xì)框圖〕。在完成流程圖設(shè)計(jì)以后，便可編寫程序。單片機(jī)應(yīng)用程序可以采用匯編語言，也可以采用C語言等高級語言。編寫完后均需匯編成機(jī)器碼，經(jīng)調(diào)試正常運(yùn)行后，再固化到非易失性存儲器中去，完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，解決某一問題、實(shí)現(xiàn)某一功能的程序并不是唯一的。評價(jià)它們的質(zhì)量好壞通常有以下幾個標(biāo)準(zhǔn)：〔1〕程序的執(zhí)行時(shí)間?！?〕程序所占用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)?！?〕程序的邏輯性、可讀性。〔4〕程序的兼容性、可擴(kuò)展性?！?〕程序的可靠性。一般來說，一個程序的執(zhí)行時(shí)間越短，占用的內(nèi)存單元越少，其質(zhì)量也就越高。這就是程序設(shè)計(jì)中的“時(shí)間〞和“空間〞的概念。程序設(shè)計(jì)的邏輯性強(qiáng)、層次清楚、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理、便于閱讀也是衡量程序優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)還要保證程序在任何實(shí)際的工作條件下、都能正常運(yùn)行。另外，在較復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)中，必須充分考慮程序的可讀性和可靠性。同時(shí)，程序的可擴(kuò)展性、兼容性以及容錯性等都是衡量與評價(jià)程序優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。下面結(jié)合匯編語言和C語言的各自特性及優(yōu)勢，對編程語言做出選擇。3.1編程語言的選擇程序的編寫涉及到程序語言的選擇，下面就兩種程序編寫語言：匯編語言和C語言進(jìn)行選擇?！?〕C語言的優(yōu)勢單片機(jī)C語言具有以下優(yōu)越性：在不需要完全了解單片機(jī)系統(tǒng)具體硬件的情況下，也能夠編出符合硬件實(shí)際的專業(yè)水平的程序；不同函數(shù)的數(shù)據(jù)實(shí)行覆蓋，有效利用片上有限的RAM空間；程序具有鞏固性：數(shù)據(jù)被破壞是導(dǎo)致程序運(yùn)行異常的重要因素。C語言對數(shù)據(jù)進(jìn)行了許多專業(yè)性的處理，防止了運(yùn)行中間非異步的破壞；C語言提供復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型〔數(shù)組、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合、枚舉、指針等〕，極大地增強(qiáng)了程序處理能力和靈活性；提供auto、static、const等存儲類型和專門針對8051單片機(jī)的data、idata、pdata、xdata、code等存儲類型，自動為變量合理地分配地址；提供small、compact、large等編譯模式，以適應(yīng)片上存儲器的大?。恢袛嘈诔绦虻默F(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)，中斷向量表的填寫，是直接與單片機(jī)相關(guān)的，都由C編譯器代辦；提供常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫，以供用戶直接使用；頭文件中定義宏、說明復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和函數(shù)原型，有利于程序的移植和支持單片機(jī)的系列化產(chǎn)品的開發(fā)；有嚴(yán)格的句法檢查，錯誤很少，可容易地在高級語言的水平上迅速地被排除掉；可方便地接受多種實(shí)用程序的效勞：如片上資源的初始化有專門的實(shí)用程序自動生成；再如，有實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)可調(diào)度多道任務(wù)，簡化用戶編程，提高運(yùn)行的平安性等等?！?〕匯編語言的優(yōu)點(diǎn)用助記符表示指令系統(tǒng)的語言稱為符號語言或匯編語言，用匯編語言編寫的程序稱為匯編語言程序。在單片機(jī)領(lǐng)域，匯編語言是目前最廣泛使用的語言，它比機(jī)器語言前進(jìn)了一大步，匯編語言通俗易懂，不易出錯，即使出錯也容易發(fā)現(xiàn)和修改。這給編寫、閱讀和修改程序帶來了很大的方便。因此它是單片機(jī)編程所使用的主要語言之一。采用匯編語言編程與采用高級語言編程相比具有以下優(yōu)越性：占用的內(nèi)存單元和CPU資源少，能直接對硬件進(jìn)行控制；程序簡短執(zhí)行速度快；可直接調(diào)用單片機(jī)的全部資源，并可有效地利用單片機(jī)的專有特性；能準(zhǔn)確地掌握指令的執(zhí)行時(shí)間，適用于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)；通過對上述兩種編程語言的特性及優(yōu)點(diǎn)的了解，同時(shí)考慮到設(shè)計(jì)者本人對C語言程序的理解和應(yīng)用較為熟悉，本次設(shè)計(jì)中系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)編程采用C語言進(jìn)行編寫。3.2工作流程圖工作流程如圖3—1和3--2所示4電路的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試4.1Protel99SE簡介Protel99是由一向注重為印刷板設(shè)計(jì)者們開發(fā)軟件產(chǎn)品的PROTELTECHNOLOGY公司研制。它提供拉一系列的電路設(shè)計(jì)工具，優(yōu)秀的文件管理系統(tǒng)，以及真正的客戶/效勞器電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)。Protel使設(shè)計(jì)人員從繁瑣的電路設(shè)計(jì)中解脫出來，只需一個鼠標(biāo)便可完成原理圖到最終的印刷電路板設(shè)計(jì)的全部過程，從而真正到達(dá)Windows視窗軟件風(fēng)格。Protel99SE采用數(shù)據(jù)庫的管理方式。Protel99SE軟件沿襲了Protel以前版本方便圖3圖3—1主程序流程圖易學(xué)的特點(diǎn)，內(nèi)部界面與Protel99大體相同，新增加了一些功能模塊，功能更加強(qiáng)大。新增的層堆棧管理功能，可以設(shè)計(jì)32個信號層，16個地電層，16個機(jī)械層新增的3D功能讓您在加工印制版之前可以看到板的三維效果。增強(qiáng)的打印功能，使您可以輕松修改打印設(shè)置控制打印結(jié)果。Protel99SE容易使用的特性還表達(dá)在“這是什么〞幫助，按下右上角的小問號，然后輸入所要的信息，可以很快地看到特性的功能，然后用到設(shè)計(jì)中，按下狀態(tài)欄末端的按鈕，使用自然語言幫助參謀。下面就簡單介紹一下用Protel99SE來制作本次設(shè)計(jì)的簡單過程。4.2設(shè)計(jì)原理圖和PCB圖根據(jù)以下步驟可正確的作出本次設(shè)計(jì)的原理圖和PCB圖。圖3—1子主程序流程圖〔1〕選擇好SCH，PCB等文件的名字〔用英文，數(shù)字〕，加上擴(kuò)展名?！?〕原理圖：先設(shè)計(jì)好刪格大小，圖紙大小，選擇公制，加好庫元件。按電路功能模塊畫原理好圖，元件和線的畫法應(yīng)讓人很容易看清楚原理，盡量均勻，美觀，元件里面不要走線，注意不要在管腳中間走線。最好不要讓兩個元件管腳直接相連，畫完后可以自動編號〔特殊要求例外〕，然后加上對應(yīng)標(biāo)稱值，最好把標(biāo)稱值改為紅色，粗體，這樣可以和標(biāo)號區(qū)分開。最好把標(biāo)號和標(biāo)稱值放在適宜位置，一般左邊為標(biāo)號，右邊為標(biāo)稱值，或上面為標(biāo)號，下面沒標(biāo)稱值。在設(shè)計(jì)過程中要注意習(xí)慣性保存！首先保證原理圖是完全正確的，進(jìn)行ERC檢查無錯，然后打印核對。其次最好能搞清楚電路原理，對上下壓；大小電流；模擬，數(shù)字；大小信號；大小功率分塊，以便在后面布局時(shí)方便?！?〕制作PCB元件庫：對于標(biāo)準(zhǔn)庫和自己的常用庫里面沒有的元件封裝進(jìn)行制作，要注意畫俯視圖，注意尺寸，焊盤大小，位置，號，內(nèi)孔大小，方向。名字用英文，容易看為好，最好有標(biāo)明對應(yīng)的尺寸，以便下次用時(shí)查找〔可以使用名字和對應(yīng)尺寸對應(yīng)的表格形式保存〕。對于常用的二極管，三極管應(yīng)該注意標(biāo)號的表示方法，最好在自己庫里面有常用系列的二極管，三極管封裝，對發(fā)光二極管LED，RAD0.1，RB.1/.2等常用而標(biāo)準(zhǔn)庫有的元件封裝應(yīng)該都在自己庫里面有。像本次設(shè)計(jì)中所用按鍵的元件封裝都必須自制?！?〕生成網(wǎng)絡(luò)表：在原理圖里面加好封裝，保存，ERC檢查，生成元件清單檢查。生成網(wǎng)絡(luò)表。〔5〕建立PCB：選擇好公制，捕獲和可見刪格大小，按要求設(shè)計(jì)好外框〔向?qū)Щ蜃约寒嫛?，然后放好固定孔的位置，大小?.0mm的螺絲可以用3.5mm的內(nèi)孔焊盤，2.5的可以用3的內(nèi)孔〕，邊緣的先改好焊盤，孔大小，位置固定。添加好需要用到的庫?！?〕布局：調(diào)用網(wǎng)絡(luò)表，調(diào)入元件，修改局部焊盤大小，設(shè)置好布線規(guī)那么，可以改變標(biāo)號的大小，粗細(xì)，隱藏標(biāo)稱值。然后先把需要特殊位置的元件放好并瑣定。然后根據(jù)功能模塊布局，〔可以用SCH里面選擇過度到PCB里面選擇的方式〕，一般不用X，Y進(jìn)行元件的翻轉(zhuǎn)，而是用空格旋轉(zhuǎn)，或L鍵，〔因?yàn)橛行┰遣荒芊D(zhuǎn)的，如集成塊，繼電器等〕。對于一個功能模塊先放中心元件，或大元件，然后放旁邊的小元件，〔比方集成塊先放，然后放直接和集成塊兩管腳直接相連的元件，再放和集成塊一個管腳相連的元件，而且類似的元件盡量放在一起，比較美觀也要考慮后面連線的方便性〕。當(dāng)然一些特殊關(guān)系的元件先放，比方一些濾波電容和晶振等需要靠近某些元件的先放好。還有會干擾的元件先整體考慮要離遠(yuǎn)點(diǎn)。上下壓模塊要間隔6.4mm以上。要注意留出散熱片，接插件，固定架的位置。一些不能布線的地方可以用FILL。還要考慮散熱，熱敏元件。電阻，二極管的放置方式：分為平放與豎放兩種：①、平放：當(dāng)電路元件數(shù)量不多，而且電路板尺寸較大的情況下時(shí)平放較好；對于1/4W以下的電阻平放時(shí),兩個焊盤間的距離一般取4/10英寸，1/2W的電阻平放時(shí)，兩焊盤的間距一般取5/10英寸；二極管平放時(shí)，1N400X系列整流管,一般取3/10英寸；1N540X系列整流管，一般取4～5/10英寸。②、豎放：當(dāng)電路元件數(shù)較多，而且電路板尺寸不大的情況下，一般是采用豎放，豎放時(shí)兩個焊盤的間距一般取1～2/10英寸。〔7〕布線：先設(shè)置好規(guī)那么里面的內(nèi)容，VCC，GND大功率等大電流的線可以設(shè)置的寬點(diǎn)〔〕，一般1mm可以通過1A的電流。對于大電壓的線間距可以設(shè)置大點(diǎn)，一般1mm為1000V。設(shè)置好了，先布VCC，GND等一些比較重要的線。注意各個模塊的區(qū)分。對單面板最好可以加一些條線。加過孔，不一定橫平豎直，集成塊的焊盤間一般不走線，大電流的寬線可以在solder層畫上線，以便后面上錫；走線用45度角。〔8〕手工修改線：修改一些線的寬度，轉(zhuǎn)角，補(bǔ)淚地或包焊盤〔單面板必須做〕，覆銅，處理地線。〔9〕檢查：DRC，EMC等檢查，然后可以打印檢查，網(wǎng)絡(luò)表比照。進(jìn)行元件清單檢查。〔10〕加型號〔一般在絲網(wǎng)成〕。〔11〕布線與布線注意的問題：①、電位器的調(diào)節(jié)一般是順時(shí)針為加大〔電壓，電流等〕。②、高頻〔>20MHz〕一般是多點(diǎn)接地。小于10MHz或者小于1MHz單點(diǎn)接地。其余為混合接地。③、根據(jù)需要，不是所有器件都要按標(biāo)準(zhǔn)封裝，可以是跨接或立接的焊接。④、在印制板布線時(shí)，應(yīng)先確定元器件在板上的位置，然后布地線，電源線。在安排高速信號線時(shí)，最好考慮低速信號線。元?dú)饧奈恢冒措娫措妷?，?shù)字模擬，速度快慢，電流大小等分組。平安的條件下，電源線應(yīng)盡量靠近地。減小差摸輻射的環(huán)面積，也有助于減小電路的交流干擾。當(dāng)需要在電路板上布置快速，中速，低速邏輯電路時(shí)，高速的應(yīng)放在靠近邊緣連接器范圍內(nèi)，而低速邏輯和存儲器，應(yīng)放在遠(yuǎn)離連接器范圍內(nèi)。這樣對共阻抗偶合，輻射和交擾的減小都是有利的。同時(shí)也要注意接地的重要性。最后把所有文件作個備份。本次基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理圖和PCB印刷板圖見附錄頁。4.3焊接和調(diào)制〔1〕焊接做出正確的PCB圖后，如用熱轉(zhuǎn)印法泡制電路板，那么要用熨斗把PCB圖轉(zhuǎn)印到單層印制銅板上，并用三氯化鐵泡制好后，用打孔機(jī)把所需的插元器件的孔打好，再用焊錫把元器件焊接好才能完成電路板的根本制作。焊接電路板時(shí)應(yīng)細(xì)心，并掌握好焊接要領(lǐng)，才不至于造成虛焊，把不該連的兩線之間接上等錯誤。下面就簡單介紹一下焊接過程中體會到的要領(lǐng)。①、保持烙鐵頭的清潔。因?yàn)楹附訒r(shí)烙鐵頭長期處于高溫狀態(tài)，外表很容易氧化而形成一層黑色雜質(zhì)，使烙鐵頭失去加熱作用。因此，要隨時(shí)在烙鐵架上蹭去雜質(zhì)，或用棉絲把烙鐵頭上的氧化物擦干凈。②、烙鐵頭要要拿穩(wěn)，不能抖動，最好將45度左右的角度進(jìn)行焊接，且以烙鐵頭一面去接觸焊點(diǎn)，這樣傳熱面大，焊接快而好。焊接時(shí)不要只接觸一個點(diǎn)，更不要將烙鐵頭在焊點(diǎn)上來回移動或用力下壓。以免損壞元件和印刷線。③、焊接時(shí)應(yīng)扶穩(wěn)焊件，特別是焊點(diǎn)凝固過程中不能晃動焊件，否那么容易造成虛焊。④、焊錫不要太多，能包住焊接頭即可，每個焊點(diǎn)能一次焊成最好，如果需要再次焊接時(shí)一定要等兩次焊錫融化前方可移開烙鐵頭。⑤、助焊劑。過量的松香將延長加熱時(shí)間〔松香融化，揮發(fā)需要帶走熱量而降低焊工作效率，而加熱時(shí)間缺乏時(shí)又容易夾雜到焊錫中形成“夾渣〞缺陷。對使用松香芯的焊錫來說根本不用再涂松香。因?yàn)檫x用了發(fā)光二極管，所以制板時(shí)特別注意到以下幾點(diǎn)事項(xiàng)：首先要正確彎折管腳。彎折管腳應(yīng)在焊餡之前進(jìn)行、不能在焊到電路板上后再進(jìn)行。而且要注意正確操作：用鉗子夾住管腳根部。保持管腳根部固定不動，然后再將管腳彎成所需的形狀。然后要正確焊接。焊接條件要求：溫度260度，時(shí)間在3s之內(nèi)。焊接時(shí)應(yīng)用鑷子夾住管腳的根部以利散熱。焊接點(diǎn)要遠(yuǎn)離管子的樹脂包裝根部，并勿使管子受力。禁忌焊接溫度過高和焊接時(shí)間過長?！?〕調(diào)制一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過方案論證、硬件設(shè)計(jì)、印制板的布圖、加工和焊接包括軟件的編制，通常不可能一次成功，不可防止的要出現(xiàn)一些錯誤，這就要靠調(diào)試來解決。調(diào)試的次序一般是先易后難，后面的調(diào)試應(yīng)盡可能采用以前調(diào)好的電路，各單元電路〔或稱作單元模塊〕都調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)總調(diào)。對于本設(shè)計(jì)電路，其硬件電路可以按如下步驟進(jìn)行。①、硬件電路總體檢查在一塊電路試驗(yàn)板上，焊接好電路，按實(shí)際電路圖插好元器件，連好線。在接上電源之前，用萬用表粗略檢查電路的正確性，尤其是要檢查電源和地之間的電阻。對于本次設(shè)計(jì)來說。確保電源和地?zé)o故障之后，再通電，然后檢查各電源+5V電壓數(shù)值的正確性。排除可能出現(xiàn)的故障后，再進(jìn)行各單元電路調(diào)試。②、單元電路調(diào)試單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試：首先按照前面設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)和電源，焊接并插上相應(yīng)的元器件，連好線，檢查無誤后，接上電源，用示波器測試單片機(jī)的時(shí)鐘波形。假設(shè)時(shí)鐘波形和頻率正確，那么進(jìn)行下一步檢查。然后切斷電源，空出單片機(jī)AT89S52的位置，并在此位置上插入仿真器的20芯仿真頭。連好相應(yīng)線，檢查正確無誤后，接上電源，然后啟動仿真器，檢查復(fù)位等電路的正確性。5結(jié)果分析本系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試后可以實(shí)現(xiàn)對電壓、環(huán)境溫度的采集和顯示。溫度采集調(diào)制情況，當(dāng)用一個熱源〔例如電烙鐵，人體等〕或冷源〔例如冰塊等〕貼近溫度傳感器件時(shí)，LCD的顯示值就會發(fā)生上升或下降。溫度采集數(shù)據(jù)如表5—1所示表5—1溫度采集數(shù)據(jù)單位：0C實(shí)際溫度值顯示值20.019.921.221.021.921.722.522.023.123.223.423.625.625.726.326.326.826.827.527.428.828.929.029.40C之間，但是由于所設(shè)計(jì)的顯示電路精度有限，程序使用了16×4的數(shù)組，LED顯示的溫度值呈現(xiàn)的上升或下降，DS18B20測溫范圍是-550C--+1250C，DS18B20在出廠時(shí)默認(rèn)為12位轉(zhuǎn)換精確度，DS18B20工作在9位、10位、11位和12位模式時(shí)溫度分辨率依次分別為0.50C、0.250C、0.1250C、0.06250C?？捎孟率龇椒ǐ@得更高的分辨力。首先，讀取溫度值，將〔LSB〕從讀取的值中截去，這個值叫做TEMP_READ。然后讀取計(jì)數(shù)器中剩余的值，這個值是門周期結(jié)束后保存下的值〔COUNT_REMAIN〕。最后，將用到在這個溫度下每度的計(jì)數(shù)值〔COUNT_PER_C〕。于是可以用下面的公式計(jì)算實(shí)際溫度值：溫度采集系統(tǒng)的分辨率可以精確到0.040C，滿足設(shè)計(jì)要求。LED對輸入信號的反響是很快的，響應(yīng)時(shí)間在毫秒級范圍，但是當(dāng)溫度改變時(shí)，LED的顯示會有一定時(shí)間的延遲，這是因?yàn)樵谲浖绦蛟O(shè)計(jì)中時(shí)序處理上的問題，由于環(huán)境和電路的限制，DS18B20以及LED的延遲在500ms左右。電壓采集調(diào)制情況，電壓采集數(shù)據(jù)如表5—2所示表5--2電壓采集數(shù)據(jù)單位：V第一次測量得到的數(shù)據(jù)第一次測量得到的數(shù)據(jù)輸入電壓值顯示電壓值輸入電壓值顯示電壓值5.005.025.005.024.504.524.534.564.004.014.004.033.523.543.503.523.063.073.003.012.712.712.502.522.202.222.002.021.501.511.501.511.001.001.001.000.500.510.500.490.000.000.000.00分析上表得到電壓顯示誤差在0.01-0.03V，由于環(huán)境和電路的限制等因素造成誤差?，F(xiàn)所對存在誤差分析如下：一個n位A/D轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換表達(dá)式是〔5-1〕式中n——n位A/D轉(zhuǎn)換器；VR+、VR-——基準(zhǔn)電壓源的正、負(fù)輸入；VIN——要轉(zhuǎn)換的輸入模擬量；B——轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)字量。即當(dāng)基準(zhǔn)電壓源確定之后，n位A/D轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)字量B與要轉(zhuǎn)換的輸入模擬量VIN呈正比。例如：一個8位A/D轉(zhuǎn)換器，設(shè)VR+=5.02V，VR=0V，計(jì)算當(dāng)VIN分別為0V、2.5V、5V時(shí)所對應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)字量。解：把數(shù)代入公式〔5-1〕0V、2.5V、5V時(shí)所對應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)字量分別為00H、80H、FFH。此種A/D轉(zhuǎn)換器的常用品種有普通型8位單路ADC0801～ADC0805、8位8路ADC0808/0809、8位16路ADC0816/0817等，混合集成高速型12位單路AD574A、ADC803等?！?〕分辨率分辨率是指A/D轉(zhuǎn)換器對微小輸入信號變化的敏感程度。分辨率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)對輸入量微小變化的反響越靈敏。通常用數(shù)字量的位數(shù)來表示，如8位、10位、12位等。分辨率為n，表示它可以對滿刻度的1/2n的變化量作出反響。即：分辨率=滿刻度值/2n〔2〕A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度可以用絕對誤差和相對誤差來表示所謂絕對誤差，是指對應(yīng)于一個給定數(shù)字量A/D轉(zhuǎn)換器的誤差，其誤差的大小由實(shí)際模擬量輸入值和理論值之差來度量。絕對誤差包括增益誤差，零點(diǎn)誤差和非線性誤差等。相對誤差是指絕對誤差與滿刻度值之比，一般用百分?jǐn)?shù)來表示，對A/D轉(zhuǎn)換器常用最低有效值的位數(shù)LSB〔LeastSignificantBit)〕來表示，1LSB=1／2n。例如，對于一個8位0-5V的A/D轉(zhuǎn)換器，如果其相對誤差為±1LSB，那么其絕對誤差為±19.5mV，相對百分誤差為0.39％。一般來說，位數(shù)n越大，其相對誤差〔或絕對誤差〕越小。6結(jié)論在這幾個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過理論和實(shí)踐的相結(jié)合，我學(xué)到了許多新的知識和理論,為以后在實(shí)際工作中的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的根底。首先自己通過查閱和翻譯有關(guān)方面的書籍、資料和設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試電路板，使我在總結(jié)大學(xué)四年所學(xué)的許多根底和專業(yè)知識的根底上，很好地鍛煉了自己的動手能力和實(shí)踐能力,進(jìn)一步穩(wěn)固了對電子電路分析和設(shè)計(jì)的根本方法。這其中包括：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和指標(biāo)查找有關(guān)資料，初選電路；通過調(diào)查研究，設(shè)計(jì)計(jì)算，確定硬件電路方案；設(shè)計(jì)電路的整個過程中，在硬件電路方面我更加熟悉了三極管和單片機(jī)的使用。選擇元件，安裝電路，用適宜的程序語言編寫相關(guān)程序并進(jìn)行調(diào)試，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果做出相應(yīng)的改良，寫出畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。其次，對單片機(jī)的具體應(yīng)用有了更加深入的了解，特別是在結(jié)合課堂上所學(xué)的有關(guān)單片機(jī)的理論知識，通過自己實(shí)際動手操作，對AT89S52的性能及其工作原理有了進(jìn)一步的了解。軟件方面，在充分熟悉AT89S52的工作原理的情況下，利用C語言，寫出了符合此次設(shè)計(jì)要求的程序。在設(shè)計(jì)中，通過對多種軟件的應(yīng)用，加深了對KeilC及Protel99SE的認(rèn)識使用和對C語言編程的進(jìn)一步了解。通過這次設(shè)計(jì)，也掌握了不少Protel99SE的應(yīng)用技巧，用Protel99SE制作電路板的過程中，我有以下幾點(diǎn)體會：〔1〕在元器件的布局方面，應(yīng)該把相互有關(guān)的元件盡量放得靠近一些，例如，時(shí)鐘發(fā)生器、晶振、CPU的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，在放置的時(shí)候應(yīng)把它們靠近些。對于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路開關(guān)電路等，應(yīng)盡量使其遠(yuǎn)離單片機(jī)的邏輯控制電路和存儲電路〔ROM、RAM〕，如果可能的話，可以將這些電路另外制成電路板，這樣有利于抗干擾，提高電路工作的可靠性?！?〕盡量在關(guān)鍵元件，如ROM、RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實(shí)際上，印制電路板走線、引腳連線和接線等都可能含有較大的電感效應(yīng)。大的電感可能會在Vcc走線上引起嚴(yán)重的開關(guān)噪聲尖峰。防止Vcc走線上開關(guān)噪聲尖峰的唯一方法，是在Vcc與電源地之間安放一個0.1uF的電子去耦電容。如果電路板上使用的是外表貼裝元件，可以用片狀電容直接緊靠著元件，在Vcc引腳上固定。最好是使用瓷片電容，這是因?yàn)檫@種電容具有較低的靜電損耗〔ESL〕和高頻阻抗，另外這種電容溫度和時(shí)間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯。在調(diào)試電路的時(shí)候，遇到的問題最多，從電路的最前面一點(diǎn)一點(diǎn)測試芯片管腳的電壓值，每一局部電路都應(yīng)實(shí)現(xiàn)自己的功能，才能得出最終的結(jié)果，到達(dá)目標(biāo)。我認(rèn)為調(diào)試電路不但要熟悉根底電路知識，還要有相當(dāng)?shù)恼{(diào)試經(jīng)驗(yàn)，但電路出現(xiàn)問題的時(shí)候應(yīng)該大膽的做嘗試，在這方面我比較欠缺，我會在以后的工組學(xué)習(xí)中盡量彌補(bǔ)自己的弱點(diǎn)。由于我是第一次使用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)就是采用了AT89S52單片機(jī)的最小應(yīng)用設(shè)計(jì)。通過不斷調(diào)試，掌握了一些電路調(diào)試的一般規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)一般故障，能通過“觀察，判斷，試驗(yàn)，再判斷〞的根本方法去解決；能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果獨(dú)立地進(jìn)行分析，評價(jià)。掌握常用電子儀器和專用電路實(shí)驗(yàn)箱的使用方法和測試技能等等總的來說，我覺得本設(shè)計(jì)還沒有完全符合實(shí)際使用的功能，雖然能夠進(jìn)行溫度、電壓采集和顯示，這還需要進(jìn)一步完善，進(jìn)行5路以上的數(shù)據(jù)采集，采用無線發(fā)射和接受數(shù)據(jù)，我也這方面進(jìn)行過制作，但是沒有成功，只要原因是面自己掌握的知識也有很限。謝辭本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從開題到方案的設(shè)計(jì)和具體電路試驗(yàn)的實(shí)施始終是在導(dǎo)師徐亞寧精心指導(dǎo)和周密安排下進(jìn)行的，徐亞寧老師對系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)特別是相應(yīng)軟件的編寫提出了很好的建議，起到了至關(guān)重要的作用。在本次設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程中，周躍軍同學(xué)給了很大的幫助。另外在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，系領(lǐng)導(dǎo)，學(xué)校本次畢業(yè)設(shè)計(jì)表示了極大的關(guān)心和支持；在此，我謹(jǐn)向徐亞寧老師以及所有給予我關(guān)心和幫助的老師和同學(xué)們表示衷心感謝！在桂林電子科技大學(xué)學(xué)習(xí)的四年時(shí)間里，我得到了許多老師和同學(xué)們的關(guān)心和助，使我掌握了許多科學(xué)文化知識和專業(yè)技能。感謝老師對我多年來的培養(yǎng)，畢業(yè)在即，謹(jǐn)向所有老師、同學(xué)們致以崇高的敬意和衷心的感謝！參考文獻(xiàn)[1]何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.[2]謝自美.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測試[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.[3]李群芳，黃建.單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2002.[4]黃冰，覃偉年，黃知超.微機(jī)原理及應(yīng)用[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2003.[5]康杰.電子元?dú)饧喢魇謨訹M].地震出版社,1998.[6]江國強(qiáng).現(xiàn)代數(shù)字邏輯電路[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.[7]吳炳勝.80C51單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京:冶金出版社,2003.[8]趙子?jì)?趙輝,王洪君等.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].濟(jì)南:山東大學(xué)出版社,2003.[9]譚家玉,鄭大宇等.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.[10]StanleyG.BurnsPaulR.Bond.PRINCIPLESOFELECTRONICCIRCUITS[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.[11]王衛(wèi)東.模擬電子電路根底[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2003.[12]PhilipEAllen,DouglasRHolberg.CMOSAnalogCircuitDesign[M].NewYork:PublishingHouseofElectronicsIndustry,1980:170~203.附錄一原理圖附錄二PCB圖附錄三主程序〔電壓采集〕#include<AT89X51.H>插入8051單片機(jī)的預(yù)定義文件#include<ds18b20.h>插入DS18B20單片機(jī)的預(yù)定義文件#defineSTP3_0#defineOEP3_1#defineEOCP3_2#defineCLKP3_3unsignedcharcodedispbitcode[]={0xf8,0xf4,0xf2,0xf1};unsignedcharcodedispcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,