溫度顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題目 :溫度顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 院 系： 控制 工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 1209101033 姓 名： 王瑤 指導(dǎo)教師： 張開(kāi)生 (教授 ) 2016 年 4 月 摘 要 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 著大 眾的生活水平不斷的向上提升，以及現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展。人們?cè)絹?lái)越關(guān)注和自己相關(guān)的物理環(huán)境因素。其中，環(huán)境溫度是一項(xiàng)和我們的生活密切相關(guān)的因素，例如我們?cè)谠缟掀鸫驳臅r(shí)候都會(huì)看看天氣預(yù)報(bào)來(lái)了解自己所處的地區(qū)的天氣狀況，以及實(shí)時(shí)的溫度，從而來(lái)決定自己一天的穿著和出行計(jì)劃。同時(shí)，時(shí)刻了解我們的環(huán)境溫度還在很多生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著巨大的作用。比如農(nóng)業(yè)中的溫室大棚，我們就需要時(shí)刻了解大棚的溫度。工業(yè)生產(chǎn)也是一樣，我們需要時(shí)刻監(jiān)測(cè)工廠的生產(chǎn)溫度。正因?yàn)榄h(huán)境溫度和我們息息相關(guān)，而且有著重要的作用。所以本次設(shè)計(jì)就制作了一個(gè)溫度顯 示系統(tǒng)。 經(jīng)過(guò)前期的硬設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。以及后期的仿真調(diào)試。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了：利用片機(jī)對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，然后通過(guò) 晶顯示模塊實(shí)時(shí)的顯示溫度，同時(shí)通過(guò)外置的獨(dú)立按鍵進(jìn)行溫度上限和溫度下限的實(shí)時(shí)設(shè)定，在采集了溫度之后進(jìn)行實(shí)時(shí)的比較，如果超過(guò)設(shè)定的溫度上限值或者低于設(shè)定的溫度下限值，就你用蜂鳴器和 進(jìn)行組合報(bào)警提示。 在本次設(shè)計(jì)中，主要用到了 片機(jī)， 成溫度傳感器，晶顯示模塊，獨(dú)立按鍵調(diào)節(jié)，蜂蜜器和 合報(bào)警模塊。進(jìn)過(guò)前期的大量設(shè)計(jì)和中期的軟件仿真。從整體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)到分塊的軟件和硬件設(shè)計(jì)，采用分塊獨(dú)立設(shè)計(jì)，后期整合的方式進(jìn)行。保證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高效和可靠性。在大量的測(cè)試和實(shí)際的軟件仿真測(cè)試之后得出結(jié)論。本文所采用的硬件和軟件設(shè)計(jì)方式是正確可靠的。能夠?qū)崿F(xiàn)我們最初的目的，實(shí)時(shí)顯示溫度并在超過(guò)溫度設(shè)定值的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警。 關(guān)鍵詞： 單片 機(jī)， 溫度采集 ， 液晶顯示 s s to of 文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is a to we in at to in so as to a At to is a of a in of we to of is we to of of we an So of of a of to at by an of in if a or ED In ED A of to of of of of is a of is of in is To of in of 錄 摘 要 . I . 文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 V 第 1 章 緒 論 . 6 計(jì)的目的 . 7 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 7 次設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù) . 8 第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 . 8 統(tǒng)理論分析 . 9 計(jì)的總體組成 . 9 統(tǒng)的硬件模塊 . 10 統(tǒng)的軟件模塊 . 11 第 3 章 控制器件選擇 . 12 片機(jī)的組成和特點(diǎn) . 12 運(yùn)算器 . 12 控制器 . 12 主要寄存器 . 13 片機(jī)介紹 . 14 片機(jī)特點(diǎn) . 15 片機(jī)資源介紹 . 16 片機(jī)定時(shí)器介紹 . 18 第 4 章 數(shù)據(jù)采集器的選擇 . 19 同傳感器的比較 . 19 度傳感器 . 20 感器簡(jiǎn)介 . 20 感器工作方式介紹 . 21 初始化 . 21 寫(xiě)操作 . 21 讀操作 . 22 感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式 . 22 第 5 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) . 24 片機(jī)系統(tǒng)電路 . 24 位電路的設(shè)計(jì) . 24 片機(jī)的晶振電路 . 25 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 感器電路 . 26 統(tǒng)電路的設(shè)計(jì) . 26 晶顯示電路的設(shè)計(jì) . 27 特點(diǎn) . 28 腳介紹 . 28 蜂鳴器和 警電路的設(shè)計(jì) . 29 第 6 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) . 30 統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)所使用的編程環(huán)境介紹 . 30 程序模塊設(shè)計(jì) . 31 時(shí)中斷函數(shù)的設(shè)計(jì) . 31 算函數(shù)設(shè)計(jì) . 32 示函數(shù)程序流程 . 32 鳴器和 警流程圖 . 33 據(jù)采集流程圖 . 33 鍵清除流程圖 . 34 第 7 章 仿真設(shè)計(jì) . 35 真軟件介紹 . 35 次設(shè)計(jì)的仿真圖設(shè)計(jì) . 36 主要參考文獻(xiàn) . 37 附 錄 一 設(shè)計(jì)電路圖 . 38 附 錄 二 仿真電路圖 . 38 附 錄 三 設(shè)計(jì)源程序 . 39 致 謝 . 55 第 1 章 緒 論 在人們的生活中，很多環(huán)境因素總是在實(shí)時(shí)的影響著大家。例如實(shí)時(shí)的天氣狀況，實(shí)時(shí)的環(huán)境溫度，空氣質(zhì)量等。我們總是希望可以對(duì)我們所在的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的了解，這來(lái)是因?yàn)槿擞兄焐那?知欲。同時(shí)，知道我們身邊的環(huán)境因素對(duì)我們做出決定也有買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 著重要的參考作用，例如今天的天氣好，你可能會(huì)選擇外出郊游，但是今天如果是下雨天，你可能就會(huì)選擇在家中休息。溫度對(duì)我們的重要性是不言而喻的。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)溫度的感知都是來(lái)自于經(jīng)驗(yàn)和自身的感覺(jué)。而如今，利用新型的科學(xué)技術(shù)，我們可以確切的知道我們的環(huán)境溫度。本文就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)環(huán)境溫度采集顯示系統(tǒng)，同時(shí)還加入了溫度設(shè)定和報(bào)警功能。 本設(shè)計(jì)采用了 片機(jī)作為系統(tǒng)的采集和控制中樞部分。利用 環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后單 片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，計(jì)數(shù)出實(shí)時(shí)的環(huán)境溫度。然后將數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊 行溫度的實(shí)時(shí)顯示。同時(shí)本次設(shè)計(jì)還在顯示的基礎(chǔ)上加入了溫度報(bào)警功能。通過(guò)外置的 3 個(gè)獨(dú)立按鍵。我們可以設(shè)定一個(gè)溫度上限報(bào)警值和一個(gè)溫度下限報(bào)警值。只要我們的系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)不在我們?cè)O(shè)定的范圍內(nèi)。單片機(jī)就會(huì)啟動(dòng)蜂鳴器和 進(jìn)行報(bào)警。從而通知 人們進(jìn)行必要的操作，例如開(kāi)電暖氣進(jìn)行加熱或者開(kāi)空調(diào)進(jìn)行降溫等操作。 這種方式可以避免人們以往的盲目或者靠感覺(jué)進(jìn)行溫度控制的方式。 計(jì)的目的 因?yàn)榄h(huán)境溫度對(duì)我們有著十分 重要的影響，所以我們 需要清楚的知道問(wèn)所處的環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度。在我們需要進(jìn)行溫度的精確控制的時(shí)候，如果我們還是靠著以往的那種憑感覺(jué)，靠經(jīng)驗(yàn)的方式進(jìn)行。在現(xiàn)代社會(huì)看來(lái)是一種十分落后的方式方法了。所以本設(shè)計(jì)的目的就是開(kāi)發(fā)出一套可以準(zhǔn)確的顯示我們的環(huán)境溫度，并且可以進(jìn)行溫度的設(shè)定報(bào)警的系統(tǒng)。比如我們家中有小孩子，在孩子很小的時(shí)候，不會(huì)表達(dá)自身的感受。而大人對(duì)小孩子的加衣服或者吹風(fēng)都靠經(jīng)驗(yàn)的話，顯然是不科學(xué)的一種方式。本系統(tǒng)就將取代人們靠感覺(jué)，憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷環(huán)境溫度這一種不科學(xué)的 方式 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 經(jīng)過(guò)前期大量的資料查閱和文獻(xiàn)閱讀 ，以及使用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行資料收集后得知，目前國(guó)內(nèi)外的溫度采集顯示還處在一個(gè)剛剛出現(xiàn)的階段。大家都還是在探索的過(guò)程中。所以出現(xiàn)的方案和使用領(lǐng)域也是五花八門。隨著智能手機(jī)的出現(xiàn)和大量使用，溫度采集和顯示這一個(gè)功能在很多智能手機(jī)上也開(kāi)始出現(xiàn)了，借由第三方的 手機(jī)本身的傳感器例如紅外傳感器，溫度傳感器等?？梢栽谑謾C(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)的溫度采集和顯示。而使用買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 整個(gè) 系統(tǒng) 軟件 設(shè)計(jì) 硬件 設(shè)計(jì) 仿真 設(shè)計(jì) 的溫度采集方式目前也有很多種，例如使用數(shù)字集成的穩(wěn)定傳奇，使用模擬的金屬傳感器，利用紅外采集空氣溫度的方式。在不同的領(lǐng)域也有著不同的方案選擇，比如有的領(lǐng)域就需要非接觸的 測(cè)量方式，有的就可以采用接觸的測(cè)量方式。 總的來(lái)看，很多溫度采集顯示系統(tǒng)還都是停留在溫度的采集和簡(jiǎn)單的顯示上，功能顯得比較單一。 次設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù) 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 總體方案的設(shè)計(jì)和確定，硬件部分的設(shè)計(jì)，軟件部分的設(shè)計(jì)，仿真電路的設(shè)計(jì)。通過(guò)幾個(gè)方面來(lái)完成本次需要達(dá)到的設(shè)計(jì)目的：完成一個(gè)基于 51 單片機(jī)的額溫度顯示和報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)框圖如圖 1示： 圖 1統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)框圖 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：使用 片機(jī)作為系統(tǒng)的采集和控制中樞部分。利用 為 環(huán)境溫度傳感器，將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，計(jì)數(shù)出實(shí)時(shí)的環(huán)境溫度。然后將數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊 行溫度的實(shí)時(shí)顯示。通過(guò)外置的 3 個(gè)獨(dú)立按鍵。 可以設(shè)定一個(gè)溫度上限報(bào)警值和一個(gè)溫度下限報(bào)警值。只要我們的系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)不在我們?cè)O(shè)定的范圍內(nèi)。單片機(jī)就會(huì)啟動(dòng)蜂鳴器和 第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 在我們進(jìn)行功能設(shè)計(jì)之前，我們需要首先對(duì)我們的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行完整的方案設(shè)計(jì)，只有在總體的方案設(shè)計(jì)完成之后，我們才可以按照我們的總體方案進(jìn)行具體的功能設(shè)計(jì)。 這樣的方法是高效的也是科學(xué) 的方法。 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 統(tǒng)理論分析 在我們進(jìn)行系統(tǒng)的硬件，軟件和仿真設(shè)計(jì)之前，我們需要首先進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的理論分析，只有在理論分析可行之后。我們才可以開(kāi)始具體的設(shè)計(jì)方案的執(zhí)行過(guò)程。 首先我們需要明確我們?cè)O(shè)計(jì)需要達(dá)到的目的是：使用 片機(jī)作為系統(tǒng)的采集和控制中樞部分。利用 為環(huán)境溫度傳感器，將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，計(jì)數(shù)出實(shí)時(shí)的環(huán)境溫度。然后將數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊行溫度的實(shí)時(shí)顯示。通過(guò)外置的 3 個(gè)獨(dú)立按鍵。 可以設(shè)定一個(gè)溫度上限報(bào)警值和一個(gè)溫度下限報(bào)警 值。只要我們的系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)不在我們?cè)O(shè)定的范圍內(nèi)。單片機(jī)就會(huì)啟動(dòng)蜂鳴器和 進(jìn)行報(bào)警。 這其中。 為集成的溫度傳感器，在讀取上采用的是總線操作模式。而顯示器件和蜂鳴器以及 獨(dú)立按鍵都是簡(jiǎn)單的 I/經(jīng)過(guò)上面的理論分析，我將本次設(shè)計(jì)分為了以下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)： 1、單片機(jī)系統(tǒng)的使用。 2、 數(shù)據(jù)讀取。 3、 晶顯示模塊的操作。 4、普通 I/O 口的讀取操作。 5、系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)。 6、仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 在以上幾個(gè)方面存在著先后的順序，我們應(yīng)該是先進(jìn)行了仿 真設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)，在仿真中進(jìn)行模塊程序的仿真，在通過(guò)仿真之后。我們?cè)龠M(jìn)行模塊的硬件設(shè)計(jì)工作。 計(jì)的總體組成 在上面的分析中可以知道。本次設(shè)計(jì)所采用的器件具體有哪些。已經(jīng)各個(gè)模塊需要實(shí)現(xiàn)的具體功能是什么。所以我們可以很輕松的得到本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體組成框圖應(yīng)該是如下圖 2示： 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 數(shù)據(jù)獲取 數(shù)據(jù)顯示 實(shí)時(shí)提示 電源電路 單片機(jī) 完整 系統(tǒng) 圖 2統(tǒng)的總體組成框圖 在上面的系統(tǒng)總體組成框圖中。完整的系統(tǒng)作為核心任務(wù)存在，各個(gè)子系統(tǒng)或者說(shuō)模塊為核心任務(wù)而存在。 在服務(wù)整個(gè)系統(tǒng)功能的時(shí)候，各個(gè)子系統(tǒng)還需要相互的 配合，完成各自任務(wù)的同時(shí)還需要照顧到整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。 統(tǒng)的硬件模塊 設(shè)計(jì)中使用了大量的電子器件， 例如單片機(jī)，溫度傳感器，蜂鳴器， 立按鍵和液晶顯示器等等。不同的元件在系統(tǒng)中都有著不同的作用，各個(gè)元件分擔(dān)著自己所承擔(dān)的獨(dú)立模塊任務(wù)， 每個(gè)器件的選擇和有機(jī)組合而形成本設(shè)計(jì)功能執(zhí)行的物理元素，只有我們合理的安排和設(shè)計(jì)好每個(gè)元器件，我們才能獲得系統(tǒng)有效和正確工作的前提。硬件的正確工作才能保證我們后期的軟件調(diào)試可以正常有序的進(jìn)行。 進(jìn)過(guò)大量的分析和設(shè)計(jì)， 本次系統(tǒng)的硬件組成將如圖 2示進(jìn)行設(shè)計(jì) ： 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 圖 2統(tǒng)的硬件組成框圖 在設(shè)計(jì)好每個(gè)模塊之后，我們就可以得到需要的硬件系統(tǒng)了。所以硬件的組成是本次設(shè)計(jì)中很看重的一個(gè)部分。 統(tǒng)的軟件模塊 通過(guò)和硬件相結(jié)合考慮，我們能知道本次設(shè)計(jì)中的軟件應(yīng)該有哪些部分：獲得 溫度傳感器數(shù)據(jù)的采集函數(shù) ，軟件啟動(dòng)的初始化函數(shù)，按鍵清除函數(shù)，數(shù)據(jù)計(jì)算函數(shù)，定時(shí)中斷函數(shù)，數(shù)據(jù)顯示函數(shù)，報(bào)警函數(shù)。很明顯，本系統(tǒng)的軟件組成框圖應(yīng)該如下所示： 圖 2統(tǒng)的 軟件組成框圖 每一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)，都是由多個(gè)方面所組成的，每個(gè)方面都是成功的關(guān)鍵，沒(méi)有主次之分，只要有一個(gè)方面不正常，那整個(gè)系統(tǒng)的功能就不是正確的。所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要特別注意每個(gè)模塊的正確性。無(wú)論是開(kāi)始的軟件設(shè)計(jì)還是后面的硬件設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)初始化 定時(shí)采集函數(shù) 外部按鍵 計(jì)算顯示 提示和預(yù)警 單片機(jī) 電源電路 溫度 傳感器 液晶顯示 蜂鳴器 和 文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 第 3 章 控制器件選擇 要完成本次設(shè)計(jì)的任務(wù)，我們有很多可以選擇的器件。例如單片機(jī)， 等。但是我們?cè)谶x擇器件的時(shí)候要考慮到器件的成本，開(kāi)發(fā)難度，可靠性，封裝類型等等方面。進(jìn)過(guò)大量的資料查詢和實(shí)際測(cè)試，本設(shè)計(jì)最后采用了單片機(jī)作為核心的控制器件。 單片 機(jī) 也可以 稱單片微控制器 ,它和片上系統(tǒng)不一樣 ,單片機(jī)不但可以進(jìn)行運(yùn)算處理 ,還可以做邏輯控制 ,其包括了輸入輸出端 ,片上 獨(dú)有的存儲(chǔ)單元和 算單元 。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 目前單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)十分成熟，單片的處理位數(shù)從 4 位到 8 位， 16 和 32 位都有。單片的運(yùn)行速度也沖以前的幾 M 到現(xiàn)在的高端單片機(jī)可以運(yùn)行到上百 M。 片機(jī)的組成和特點(diǎn) 目前主流單片機(jī)主要由以下幾個(gè)部分組成： 運(yùn)算器 運(yùn) 算器由運(yùn)算部件 算術(shù)邏輯單元 （ 稱 算術(shù) 累加器和 結(jié)果 寄存器 等 組成。 算術(shù)邏輯單元 作用是 將傳入算術(shù)邏輯單元的數(shù)據(jù)根據(jù)需求進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算 ,這個(gè)運(yùn)算可以是常見(jiàn)的加減乘除算術(shù)操作，也可以是單片機(jī)里面所有的移位和循環(huán)操作，也可以是數(shù)據(jù)的比較例如大小比較。相等比較等。這個(gè)運(yùn)算器和我們常規(guī)理解的運(yùn)算器不是一個(gè)概念。 運(yùn)算器 有兩個(gè)功能： (1) 執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算。 (2) 執(zhí)行各種邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行邏輯測(cè)試，如零值測(cè)試或兩個(gè)值的比較。 單片機(jī)當(dāng)中 運(yùn)算器 的 全部操作都是由 單片機(jī)的 控制器 行 指揮的 。控制信號(hào)可以是運(yùn)算控制，也可以是判決控制 。 控制器 控制器 包括了： 指令寄存器、程序計(jì)數(shù)器、指令譯碼器、操作控制器和時(shí)序發(fā)生器等 部分 ， 控制器 是 單片機(jī)當(dāng)中 發(fā)布命令的 機(jī)構(gòu) ， 負(fù)責(zé)整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的所有操作控制，不管是運(yùn)算還是決策，都是由控制進(jìn)行的 。其主要功能有： (1) 從內(nèi)存中取出一條指令，并指出下一條指令在內(nèi)存中的位置。 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 (2) 對(duì)指令進(jìn)行譯碼和測(cè)試，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)，以便于執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作。 (3) 指揮并控制 存和輸入輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。 單片機(jī)當(dāng)中有三種總線：控制總線，數(shù)據(jù)總線和地址總線。這三個(gè)總線通過(guò)內(nèi)部特有的線路和微處理器相互連接起來(lái)，其中，微處理器可以通過(guò)三個(gè)總線和外部接口相互連接起來(lái)，還可以實(shí)現(xiàn)微處理對(duì)各個(gè)算術(shù)器和存儲(chǔ)器的信息交流。 主要寄存器 （ 1）累加器 A 單 片機(jī)當(dāng)中的累加器是一個(gè)高頻使用的寄存器，其主要是負(fù)責(zé)臨時(shí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，包括運(yùn)算前的存儲(chǔ)和運(yùn)算完成之后的結(jié)果都可以保存在這個(gè)寄存器當(dāng)中 。 （ 2）數(shù)據(jù)寄存器 據(jù)寄存器器，從名字上就可以知道，此寄存器主要是數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)的寄存器，但是數(shù)據(jù)寄存器不但有數(shù)據(jù)的緩存功能，還可以是指令的暫時(shí)存儲(chǔ)，在翻譯出來(lái)的指令在送往處理的時(shí)候，可以放在這個(gè)寄存器中進(jìn)行暫時(shí)存儲(chǔ) 。 （ 3）指令寄存器 指令譯碼器 令包括操作碼和操作數(shù)。 單片機(jī)要執(zhí)行程序給定的指令。就必須要知道這條指令對(duì)應(yīng)的操作碼，所以單片機(jī)中有了指令譯碼器和指 令操作寄存器。其中指令翻譯由指令譯碼器進(jìn)行，在翻譯完成之后就將數(shù)據(jù)交給指令寄存器進(jìn)行存儲(chǔ)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)控制總線將操作指令送到相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)當(dāng)中。這個(gè)操作是一條一條進(jìn)行的 。 （ 4）程序計(jì)數(shù)器 片機(jī)運(yùn)行的程序需要使用一個(gè)單獨(dú)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行存儲(chǔ)，這樣才可以保證單片機(jī)的運(yùn)行有序的進(jìn)行。在單片機(jī)復(fù)位的時(shí)候就將這個(gè)存儲(chǔ)器復(fù)位從 0 開(kāi)始，逐步進(jìn)行加一。在每一個(gè)指令操作結(jié)束之后，這個(gè)計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加 1，然后到指令存儲(chǔ)器中去取對(duì)應(yīng)的下一步操作就可以了，所以程序計(jì)數(shù)器保證了單片機(jī)的有序運(yùn)行 。 （ 5）地址寄存器 址再單片機(jī) 中是很重要的一個(gè)概念，不但是每個(gè)存儲(chǔ)器有地址，每個(gè)數(shù)據(jù)有地址，甚至每個(gè)外部接口都是有對(duì)應(yīng)的地址的，在我們使用匯編進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們就需要查手冊(cè)了解每個(gè)有效資源的地址，所以在我們進(jìn)行操作的時(shí)候，地址寄存器是很有必要的。通過(guò)這個(gè)寄存器就可以將需要的地址數(shù)據(jù)發(fā)送到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器中。 上面提到的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和計(jì)數(shù)器還有地址寄存器都是為了給單片機(jī)當(dāng)中很重要的一個(gè)器件 供服務(wù)的， 為中央控制器，需要各個(gè)外設(shè)對(duì)其進(jìn)行服務(wù)，因?yàn)?您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)算器，本身是不具有和外部資源交互的能力的。 下圖就是單片機(jī)的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)和單片機(jī)主要資源： 圖 3片機(jī)的片上資源框圖 片機(jī)介紹 一種使用兼容 8051 核的 系統(tǒng)可編程芯片， 其可以 工作 的 時(shí)鐘頻率 在幾 幾十 ， 其內(nèi)部的 儲(chǔ)器是專用的程序存儲(chǔ)器，大小根據(jù)不同的系列是有所不同的 ，器件 完全 兼容標(biāo)準(zhǔn) 的 令系統(tǒng) 及 腳 結(jié)構(gòu)， 芯片內(nèi)集成了通用 8 位 中央處理器 和 儲(chǔ)單元 ，具有在系統(tǒng)可編程（ 性， 在使用專用的單片機(jī)程序下載程序通過(guò) 平方式就可以將程序下載到單片機(jī)中 ， 8051 單片機(jī)的時(shí)鐘周期有 12T 和 6T 現(xiàn)在新型的還有 1是時(shí)鐘周期并不影響單片機(jī)的算術(shù)和邏輯兼容性。只是處理器的單周期時(shí)間不一樣而已。 片機(jī) 的實(shí)物如下圖所示： 圖 3 裝實(shí)物圖 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 片機(jī)特點(diǎn) (1)增強(qiáng)型 1T 流水線 /精簡(jiǎn)指令集 結(jié)構(gòu) 8051 2)（ 5V 單片機(jī) ） / 3V 單片機(jī) (3)，相當(dāng)于普通 8051 的 0 8(4)用戶應(yīng)用程序空間 12K / 10K / 8K / 6K / 4K / 2K 字節(jié) (5)片上集成 512 字節(jié) 6)通用 I/O 口（ 27/23 個(gè)），復(fù)位后為： 準(zhǔn)雙向口 / 弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口） 單片機(jī)的通用 有 成四種模式 可以選擇分別為 ：弱上拉，強(qiáng)上拉， 高阻 ，開(kāi)漏這些標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出口狀態(tài)。 每個(gè) 通用 I/O 口 驅(qū)動(dòng)能力 在單獨(dú)使用的時(shí)候都 可達(dá)到 20 是對(duì)于 51 系列單片機(jī)來(lái)說(shuō) 整個(gè)芯片 的 最大 輸入輸出電流 不 應(yīng)該 超過(guò) 557)系統(tǒng)可編程） /應(yīng)用可編程），無(wú)需專用 編程器 可通過(guò)串口（ 接下載 用戶程序 ，數(shù)秒即可完成一片 (8)能 (9)看門狗 (10)內(nèi)部集成 用 復(fù)位電路 （外部晶體 20M 以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路） (11)時(shí)鐘源 ： 普通的 8051 單片機(jī)的外部時(shí)鐘源可以是使用外部晶振， 也可以是外部的時(shí)鐘芯片提供（也可以是信號(hào)發(fā)生器提供），在外部時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)單片的 腳送入單片機(jī)之后，單片機(jī)內(nèi)部的反向放大器可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大整定。從而提供給單片的內(nèi)部時(shí)鐘需求使用。 (12)有 2 個(gè) 16 位 定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 (13)外部中斷 2 路 ,下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷 ,式可由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式 喚醒 (14)4 路） / P C A（可編程計(jì)數(shù)器陣列），也可用來(lái)再實(shí)現(xiàn) 4 個(gè)定時(shí)器或 4 個(gè)外部中斷 (上升沿中斷 / 下降沿中斷均可支持 ) (15)有 能。 10 位精度 8 路 (16)通用異步 串行口 (17)步通信 口，主模式 / 從模式 (18)工作溫度范圍 ： 0 +85 (19)封裝： 小封裝，定貨 ) 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 片機(jī)資源介紹 本設(shè)計(jì)中使用的是 裝，也就是常見(jiàn)的雙列直插式封裝，具體的引腳資源圖如下圖所示： 圖 3片機(jī)引腳資源圖 在上圖中各個(gè)引腳的功能如下 ： 單片機(jī)的供電正電壓接口 。 單片機(jī)的供電地接口 。 ： 為雙向 漏級(jí)開(kāi)路 的 8 位雙向 I/O 數(shù)據(jù) 口， 其中 每 個(gè)引 腳可 以承受 8電流。 在 引腳 寫(xiě) 1 時(shí)， 對(duì)應(yīng)的引腳就被 被定義為高阻輸入。 在常規(guī)的使用過(guò)程中 應(yīng)該配合外部的上拉或者下拉電阻進(jìn)行使用，這樣才能提供正確的 平的邏輯電壓 。 ： 除了 提供內(nèi)部的上拉電阻之外， 51 系列單片機(jī)的其余幾個(gè)數(shù)據(jù)口都是提供了內(nèi)部上拉電阻的。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就可以省去外部的上拉或者下來(lái)電阻了。同意，是雙向 8 位數(shù)據(jù)口。 緩沖器能接收輸出 4電流。 ： 和 一樣。 也是內(nèi)部提供上拉電阻的雙向 8 位 I/O 口， 可以買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 接收和 輸出 4 個(gè) 電流， 樣，在程序?qū)懭?1 的時(shí)候， 對(duì)應(yīng)的引腳都是進(jìn)入可檢測(cè)狀態(tài)，既可以作為輸出電壓，同時(shí)也可以被外部的電壓拉低，例如我們常用的按鍵功能就是這一個(gè)功能的體現(xiàn) 。 同時(shí)在作為 測(cè)的時(shí)候， 有不同，一個(gè)是作為控制線，一個(gè)數(shù)作為數(shù)據(jù)的檢測(cè)線。 ： 樣是一組內(nèi)部提供上拉電阻的，雙向 8 位數(shù)據(jù)輸入輸出口。其各個(gè)引腳同樣可以承受輸入和 輸出 4 個(gè) 電流。 其普通功能和 樣，在希爾高電平 1之后都是可以作為輸出和檢測(cè)的。在實(shí)際使用中，基礎(chǔ)功能都是一樣的，同時(shí) 作為 程的控制或者數(shù)據(jù)引腳但是 編程的指示引腳，在進(jìn) 行 程的時(shí)候進(jìn)行 爍提示和校驗(yàn)。同時(shí) 還提供了一些特殊的第二功能。 片機(jī)的 一些特殊功能 ，如下表所示： 表 引腳 的特殊功能 引腳 第二功能 信號(hào)名稱 行數(shù)據(jù)接收 行數(shù)據(jù)接收 外部中斷 0 申請(qǐng) 外部中斷 1 申請(qǐng) 0 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 的外部輸入 1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入 R 外部 選通 D 外部 選通 單片機(jī)的 復(fù)位輸入 引腳 。當(dāng)振蕩器復(fù)位 單片機(jī)的同時(shí) ， 需 要保持 腳 至少 兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 地址鎖存允許控制端。 當(dāng) 需要 訪問(wèn) 單片機(jī) 外部存儲(chǔ)器時(shí)， 該引腳用于輸出控制信號(hào)，從而控制外部的存儲(chǔ)器。達(dá)到選擇和控制的目的 。 同時(shí)，該引腳在未被禁止使用的情況下是在不斷輸出脈沖的，脈沖的頻率根據(jù)外部振蕩器的不同而不同。本身不具有頻率調(diào)節(jié)的功能。這個(gè)頻 率是外部振蕩器頻率的六分之一頻率。是穩(wěn)定跟隨的。 外部程序訪問(wèn)信號(hào)端，通俗的解釋就是在我們使用外部的存儲(chǔ)器的時(shí)候們?cè)谕獠看鎯?chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)的時(shí)候，該引腳就會(huì)輸出對(duì)應(yīng)的有效信號(hào)。在訪問(wèn)完畢之后就會(huì)停止信號(hào)的輸出，值得注意的是，這個(gè)信號(hào)和常規(guī)的一對(duì)一信號(hào)不同。該引腳的信買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 號(hào)是一次產(chǎn)生雙倍的有用信號(hào)，也就是說(shuō)，如果一次有效訪問(wèn)，在訪問(wèn)期間會(huì)輸出兩個(gè)脈沖信號(hào)。 外部允許端口。低電平使能。上電為若下拉，所以我們?cè)诓恍枰L問(wèn)外部的存儲(chǔ)器的時(shí)候需要將這個(gè)引腳外接為高電平。不然就會(huì)默認(rèn)進(jìn)入外部訪問(wèn)的功能，但是如果沒(méi)有外部存儲(chǔ)器，單片機(jī)就會(huì)進(jìn)入懸空狀態(tài)。 單片機(jī)內(nèi)部放大器的輸入端 。 單片機(jī)內(nèi)部放大器的輸 出 端 。 別為反向放大器的輸入 引腳 和輸出 引腳 。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩 。 外部振蕩，其中使用外部振蕩的時(shí)候， 石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 同時(shí)如果采用的是外部時(shí)鐘信號(hào)輸入單片機(jī)，例如使用信號(hào)源驅(qū)