基于51的频率计和温度计测量系统课程设计(编辑修改稿)

基于51的频率计和温度计测量系统课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

30pF 陶瓷电容帮助起振。 矩阵键盘电路 键盘的工作原理：按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端，矩阵键盘连接方式如图 3 所示，行线通过上拉电阻接到 +5V 电源上。 无按键按RESETXTAL2XTAL1VSSVCCEAALEPSENSTC89C52STC11 21X?C230pFC330pFB1C110uFR110k123456789H1Header_9GNDGNDVCC VCCVCCRXTXTData 武汉理工大学《 Protel 应用》课程设计 5 下时，行线处于高电平的状态，而当有按键按下时，行线电平与此行线相连的列线电平决定。 图 3 矩阵键盘电路图 行列扫描法原理： 第一步，使行线为编程的输入线，列线是输出线，拉低所有的列线 ,判断行线的变化，如果有按键按下，按键按下的对应行线被拉低，否则所有的行线都为高电平。 第二步，在第一步判断有键按下后，延时 10ms 消除机械抖动，再次读取行值，如果此行线还处于低电平状态则进入下一步，否则返回第一步重新判断。 第三步，开始扫描按键位置，采用逐行扫描，每间隔 1ms 的时间，分别拉低第一列，第二列，第三列，第四列，无论拉低哪一列其他三列都为 高电平，读取行值找到按键的位置 ,分别把行值和列值储存在寄存器里。 第四步，从寄存器中找到行值和列值并把其合并，得到按键值，对此按键值进行编码，按照从第一行第一个一直到第四行第四个逐行进行编码，编码值从“ 0000” 至“ 1111”，再进行译码 ,最后显示按键号码。 武汉理工大学《 Protel 应用》课程设计 6 DS18B20 电路 DS18B20 数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域，其电源供电方式 如图 4 所示： 图 4 DS18B20 寄生电源供电 方式电路图 DS1820 虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意：在 DS1820 测温程序设计中，向 DS1820 发出温度转换命令后，程序总要等待 DS1820 的返回信号，一旦某个 DS1820 接触不好或断线，当程序读该 DS1820 时，将没有返回信号 ,程序进入死循环。 这一点在进行 DS1820 硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。 测温电缆线建议采用屏蔽 4 芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接 VCC 和地线，屏蔽层在源端单点接地。 最小系统 IO 口功能及分配 P0 口： P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。 作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL逻辑电平。 对 P0 端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址 /数据复用。 在这种模式下， P0 具有内部上拉电阻。 在 flash 编程时， P0 口用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。 程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口： P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。 对 P1 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使 用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。 P2 口： P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动 4 个 武汉理工大学《 Protel 应用》课程设计 7 TTL 逻辑电平。 对 P2 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器时， P2 口送出高八位地址。 在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送 1。 在使用 8 位地址访问外部数据存储器时， P2 口输出 P2锁存器的内容。 在 flash 编程和校验 时， P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。 对 P3 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。 P3 口亦作为AT89C52 特殊功能（第二功能）使用。 在 flash 编程和校验时， P3 口也接收一些控制信号。 RST:复位输入。 晶振工作时， RST 脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。 看门狗计时完成后， RST 脚输出 96 个晶振周期的高电 平。 特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的DISRTO 位可以使此功能无效。 DISRTO 默认状态下，复位高电平有效。 根据系统设计及各模块的分析得出，单片机的引脚分配如表 1 所示。 表 1 单片机端口分配表 端口 功能 数码管显示 矩阵键盘 数码管通道选择 温度测量 频率测量 武汉理工大学《 Protel 应用》课程设计 8 3 PCB 设计 Altium Designer 电路原理图的设计流程如图 5 所示 图 5 Altium Designer 电路原理图的设计流程 原理图设计 1 点击 File/New/Project/PCB Proiect 出来的结果为： 图 6 工程新建 2 点击 PCB_ProjectPrjPCB 右键，点击 save project 会弹出一个对话框 : 图 7 保存工程 把工程保存在指定的地方。 在文件名里面可以更改工程的名称。 武汉理工大学《 Protel 应用》课程设计 9 3 File/ New/Schematic 然后保存，同样的方式，点右键， save,指定保存路径。 4 对于设计原理图而言，加库非常关键的。 点击右侧那一栏的 libraries，会出来如下对话框： 图 8 库文件预览 然后点击该对话框的 libraries 即可出现： 图 9 安装库 选择 Installed 选项就可看到系统目前装载了哪些公司的库文件。 选择安装的路径，找到 library 文件夹即可找到该 Miscellaneous 和 Miscellaneous 两个集成库，然后选中打开即可添加。 在右侧栏的 library 里面，找到所需的元器件，双击或者点击第三个按键 place+元器件， 即可在放置元器件。 双击原理图里面的元器件即可查看或修改其属性，包括名称，封装，值的大小等等。 也可以在放置元器件时按 Tab 键进行属性设置，同时在放置原件时按空格。