基于单片机的数字温度计测控仪的设计

基于单片机的数字温度计测控仪的设计内容摘要：

DB++ 文件和 STEP。 DXP 平台：软件集成平台，为所有编辑器和浏览器提供 GUI 支持，用于设计文档预览的设计洞察功能，设计编译器，文件管理，版本控制接口和脚本引擎。 原理图 浏览器：打开、查看及打印原理图文档和器件库。 PCB 浏览器：打开、查看及打印 PCB文档，增加了查看和三维 PCB 文档导航的功能 CAM 文件 浏览器：打开并导入 CAM和机械文件。 原理图 Soft Design 编辑：所有原理图文档和库文件编辑功能 (不包括 PCB项目和免费文件 ), 网表生成。 仿真 VHDL： VHDL 仿真引擎，集成调试器和波形观察器。 支持第三方 ModelSim和 ActiveHDL 功能 . NanoBoard 支持：支持一系列自动配置的、可互换的目标 FPGA 子板（来自所有芯片商）以及插入式外设板，提升整个系统架构的灵活性。 为 FPGA 设 计提供电源监控器。 FPGA 设计 :C 语言定制 FPGA 逻辑开发、 OpenBus、原理图、 VHDL 和 Verilog 设计综合，定制 Wishbone 接口元件 . FPGA 处理器内核 :支持一系列用于 FPGA 的 32bit 软处理器包括： TSK3000A, 四川师范大学成都学院通信原理课程设计 6 Xilinx MicroBlaze174。 , Altera Nios II 174。 , Actel CoreMP7 174。 同时支持 PowerPC (PPC405A) 分离处理器 , Xilinx Virtex II Pro174。 , 和一些老的版本例如 , 8bit 微处理器 (TSK51, TSK52, TSK80 and TSK165)。 处理器内核嵌入式工具：全系列软件开发工具－支持 32－ bit 处理器的 C编译器 /组装器 /源代码调试器 /仿真器即插即用的软件平台搭建器支持硬件更容易。 FPGA 可编程仪器：可用于远程接入的预综合 FPGA 即用仪器，包括定制仪器，终端模拟器，数字 I/O，交点转化，逻辑分析仪，频率发生器，计数器和应用控制面板。 JTAG 软器件支持：实时连接到软器件，如虚拟仪器和运行在 FPGA 内的处理器。 JTAG硬件器件支持 ：对任意 JTAG 器件进行交互式引脚状态监控。 IP 核心设计的复用：支持对第三方 FPGA 的 IP 核心和开发以及对 IP 库的复用。 导入 /导出：支持对 OrCAD， Allegro， PADS， DxDesigner， Cadstar， PCAD， CircuitMaker，Protel 以及更多的软件生成的设计和库数据的导入和导出。 原理图 编辑：所有原理图文档和库文件编辑功能，网表生成。 本节小结 本节主要简单介绍了设计此系统需要用到 Altium Designer 和编译软件 Keil，了解这两种软件发展，功能和初步用法，了解 Altium Designer 的功能模块，以及 keil 的调试功能等，为以后设计打好基础。 相信通过后面的学习会有更深体会。 3 硬件电路设计 单片机控制模块 单片机简介 单片机是是微型计算机的一种，它是将计算机的 CPU,I/O 接口，内存集成在一块硅片上的微型计算机，又称微控制器。 它是典型的嵌入式微控制器，不仅是完成一个逻辑功能的芯片，而是把计算机系统集成到一块小小的芯片上。 它是由存储器，控制器，输入输出设备，运算器构成。 单片机是一种集成电路芯片，它采用了超 大规模的集成电路技术把中央处理器 CPU,只读存储器 ROM，随机存储器 RAM，多种 I/O口，中断系统和定时器 /计数器，系统时钟，系统总线，脉宽调制电路，模拟电路转换器， A/D 转换器等功能，集成在一块小的硅片上，构成一个小而完整的微型计算机系统，在工业和生活中应用非常广泛。 单片机有很多中型号的产品，例如普通型（ 51系列）有 8031， 8051， 89C51， 89S51四川师范大学成都学院通信原理课程设计 7 等，增强型（ 52系列）有 8032， 8052， 89C52， 89S52 等。 它们的结构，引脚和封装基本相同，主要差别在存储器的配置上。 本设计采用的是 89C52作为主控制器。 下面将介绍 89C52。 单片机 89C52 的引脚如图。 图 89C52 单片机的引脚 Vss：接地端。 Vcc：电源端，接 +5V。 XTAL1：接外部晶体的引脚， CHMOS 单片机采用外部时钟信号时由次引脚输入。 XTAL1：接外部晶体的引脚， HMOS 单片机采用外部时钟信号时由次引脚输入。 RST/Vpd：复位信号输入。 VCC 掉电后，该引脚可接备用电源，低功耗条件下保持内部 RAM 中的数据不丢失。 ALE/PROG ： 地址锁存允许。 当单片机访问外部存储器时，该管脚的输出信号 ALE用于锁存 P0 的低 8 位地址。 ALE 输出的频率为时钟振荡频率的 1/6。 对单片机 8751 内EPROM 编程时，编程脉冲由该管脚接入。 PSEN ：程序存储器允许，输出读外部程序存储器的选通信号，指令操作期间， PSEN的频率为晶体振荡频率的 1/6，若次过程中有访问外部存储器的操作， 就会有一个机器周期中的 PSEN 信号将不会出现。 四川师范大学成都学院通信原理课程设计 8 EA /Vpp：当 EA =0，单片机只访问外部程序存储器。 当 EA =1，单片机访问内部程序存储器，若地址超过内部存储器的范围时，单片机将自动访问外部程序存器。 P0 口： P0 口可作为输出 /输入端口，但在应用中常作为数据总线 /地址口用，其低8 位地址与数据线分时使用 P0 端口。 低 8 位地址由 ALE 信号的下降沿锁存到外部地址锁存器中。 而高 8位则由 P2口输出。 P1 口： P1 口的每一个端口都可以作为可编程的输入输出口线。 P2 口： P2 口可以作为输入输出端口使用。 外接 I/O 口与存储器时，又作为系统的地址总线扩展，输出高 8 位地址，与 P0 口一起组成 16位地址总线。 P3 口： P3 口为双功能口。 其第一功能与 P1 口功能相同，但是作为第二功能使用时，其每一位功能如下表。 表 P3 口的第二功能 端口引脚 第二功能 RXD(串行输入线 ) TXD(串行输出线 ) 0INT (外部中断 0 输入线 ) 1INT （外部 中断 1 输入线） T0(定时器 0外部计数脉冲输入 ) T1(定时器 1外部计数脉冲输入 ) WR（外部数据存储器写选通信信号输 入） RD（外部数据存储器写选通信信号输 出） STC89S52 单片机的中断系统，作为计算机重要组成部分的中断系统，其主要目的是实现计算机的资源共享，主要的功能是实现 CPU 与外部设备的速度配合、实时控制、鼓掌技术自动发现处理和人机联系。 STC89S52 单片机的中断系统分为： 6个中断源， 2个中断优先级。 可由程序实现二级中断嵌套。 整个中断系统的结构如表 ： 四川师范大学成都学院通信原理课程设计 9 表 89C52 单片机中断源 中断源符号 名称 中断引起的原因 中断服务程序入口地址 0INT 外部中断 0 电平或下降沿信号 0003H 1INT 外部中断 1 电平或下降沿信号 0013H T0 定时器 0中断 定时 /计数器 0计数回 0或者溢出 000BH T1 定时器 1中断 定时 /计数器 1计数回 0或者溢出 001BH T2 定时器 2中断 定时器 2中断（ TF2 或 T2EX）信号 002BH TI/RI 串行口中断 串行通信接口完成发送或者接受数据 0023H 89C52 的一个中断源对应 IE 寄存器的一位，如果允许该中断源则该位置“ 1”，禁止该中断则相应位置“ 0”。 其还有一个总的中断控制位，其格式如下表所示。 表 中断控制寄存器 EA — ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 中断总控允 /禁 不用 T2 允 /禁 串行口 允 /禁 T1 允 /禁 1INT 允 /禁 T0 允 /禁 0INT 允 /禁 中断请求标志及外部中断方式寄存器 TCON 格式如下表。 四川师范大学成都学院通信原理课程设计 10 表 中断请求标志 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 T1 请求 有 /无 T1工作 有 /无 TO请求 有 /无 T0工作 有 /无 INT0 请求 有 /无 INT 方式 下降沿 INT0 请求 有 /无 INT0请求 下降沿 说明： ● TF1,TF0,IE0,IE1 分别为中断源 T1,T0,INT0,INT1 的中断请求标志，若有中断请求，该中断标志置 1；无中断请求，则置 0。 ● IT0,IT1 分别为中断 INT1,INT1 中断的触发方式选择，若为下降沿则 IT 相应位置1；若选为低电平则置 0。 ● TR1,TR0 为定时器 T1,T0 工作启动和停止的控制位，与中断无关。 89C52 中断优先级分别由 IP 寄存器管理，一个中断源对应一位。 如果对相应位置 1，该中断源优先级最高；若对相应位置 0，则优先级最低。 表 中断优先级管理寄存器格式 — — PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0 无用位 无用位 T2 高 /低 串行口 高 /低 T1 高 /低 INT 高 /低 1 T0 高 /低 INT0 高 /低 若几个中断源在 IP 寄存器相应位同为 1 或 0 时，则由系统内部查询确定优先级，优先响应先查询的中断请求。 CPU 查询的顺序是： INT0 T0 INT1 T1 TI/RI T2 89C52 单片机是通过对中断允许寄存器 IE 的相对应位的设置来实现中断的开放和禁止的。 其控制由总控制和对中断源的控制两级控制组成。 总控制用于决定整个中断系统的开关与否，当整个中断系统关闭 时， CPU 不响应任何中断请求。 对于每个中断源的分别控制，是在总控制开放的前提下，决定特定的中断源开放还是禁止。 定时 /计数器中的核心为可预置初值的 16 位计数器。 当定时 /计数器启动工作后，定时 /计数器从预置的初值开始计数，直至定时 /计数值计满到该工作方式下的最大值时归 0并产生溢出，此时 TFX 为高电平并可以申请中断。 定时脉冲信号来自稳定的系统时钟的分频信号，则称为定时方式，计数脉冲信号来四川师范大学成都学院通信原理课程设计 11 是外部脉冲信号，则称为计数方式。 16 位定时 /计数器分别由两个 8位专用寄存器组成。 它们都分别映射在定时器内部的特殊功能寄存 器中，两个 8位特殊功能寄存器 TMOD和 TCON，用于定时器的管理与控制。 TMOD 是定时器工作方式寄存器，用于定时器工作方式和功能的设置；如下表 ： 表 TMOD 特殊功能寄存器 TMOD GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 89H 门控 开关 计数 /定时 定时方式 门控 开关 计数 /定时 定时方式 T1定时 /计数器 T1 定时 /计数器 方式选择位 M M0 确定四中工作方式，如下表 ： 表 定时 /计。