武汉理工大学《单片机应用实习》报告
1 基本原理
1.1基本原理及原理框图
单片机最小系统，是指用最小的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路、按键输入、显示输出等。单片机接口电路主要用来连接计算机和其他外部设备。 本次设计主要完成的扩展电路包括键盘显示电路、数字温度计两大模块。其原理框图如下图1.1所示： 数码管显震荡电路 示 s 复位电路 矩阵键盘 STC89C52 温度采集 图1.1总原理框图 1.2 STC89C52结构功能介绍
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能COMOS8位微处理器，又称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
STC89C52具有8K在系统可编程存储器。具有以下配置：8KFlash，512字节RAM，32I/O口线，定时器，内置4KBROM，三个16位定时器、计数器，一个6向量2级中断结构，双全工串行口。STC89C52引脚图如下：
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图1.2 STC89C52引脚图
STC89C52芯片共40引脚，各引脚功能如下： VCC（40引脚）：电源电压 VSS（20引脚）：接地 RST复位端
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0口内部上拉电阻有效。在Flash ROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX @DPTR”指令）时，P2送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX @R1”指令）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。
P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。P3口除作为一般I/O口外，还有其他一些复用功能。
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2 方案论证
2.1 数字温度计方案
方案一：采用热敏电阻103.利用热敏电阻一类的感温器件的感温效应，然后将随被测温度变化的电压或者电流采集过来，进行A/D转换后，传到51单片机，利用51单片机对这些采集过来的数据进行处理，并最终将测量的温度显示在LED数码管之上。
方案二：利用DS18B20采集温度。利用专门感应温度的温度传感器DS18B20感应温度，然后用51单片机的系统读取该温度传感器的温度，最终将温度显示在数码管上，同时利用串口通信将温度信号发送出去。
方案一利用热敏电阻的感温特性，测量结果可能与实际相差较大，方案二采用了数字温度传感器DS18B20，使得电路分析数字化，其调试过程变得简单，更是因为采用了单片机，使得电路大部分功能都可以由软件完成，这使得硬件电路非常简单，功能却非常完善。所以选择方案二。
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3 硬件设计
硬件电路主要由复位电路、振荡电路、数码管显示电路、矩阵键盘电路和串口电路等组成。各单元模块电路如下：
3.1复位电路
单片机的置位和复位都是为了把电路初始化到一个确定的状态一般来说单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态而在单片机内部复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。 单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。 复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。其电路图如图2.1所示。 +5VC310uFR510k 图3.1 复位电路 3.1.1上电复位 STC89系列单片及为高电平复位通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC再连接一个电阻到GND由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位随后回归到低电平进入正常工作状态这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。
3.1.2按键复位
按键复位就是在复位电容上并联一个开关当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平而且由于电容的充电会保持一段时间的高电平来使单片机复位.
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