单片机最小系统的设计与制作..doc

设计课题题目： 单片机最小系统的设计与制作 设计任务与要求 自制一套单片机最小系统，具有显示和键盘输入，并设计该系统具有实现时钟、温度 测量。 1．显示日期功能（年、月、日、时、分、秒以及星期）。 2．可通过按键随时调整年、月、日或时、分、秒。 3．可显示温度。 二、系统设计方案 方案一、 最小系统以51单片机为核心，其包括复位电路、晶振电路、按键电路、显示电路等。 外围电路可以利用单片机控制温度传感器DS18B20进行实时的温度检测，并在其中加入DS1302时钟芯片以获取时间，利用按键进行随时的时间调节。 系统框图： DS18B20通过一条I/O接口与单机机相连进行温度的读与写操作，DS1302与I /O接口相连获取时间，通过按键的扫描进行时间的调节，并在LCD1602上显示 。 三、单元电路分析与设计 1．晶振电路 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为30pF。 2.复位电路 复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚RST通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式，此电路系统采用的是按键手动复位电路，高电平时复位。当时钟频率选用12MHz时，C取10μF，R约为1K。 3.按键电路 因为本设计需要的键盘比较少，所以采用独立式键盘。 在键盘的应用中，需要解决键盘消抖的问题，一般使用的是软件消抖的方法。加10k的上拉电阻用来提高抗干扰能力。 ?其中K1是复位键，K2、K3个是调整时间增加、减少的键，K4是切换年、月、日及时、分、秒的显示状态并在所切换的显示状态下配合加减两个键调整时间。 4.LCD1602显示电路 （1）LCD1602主要技术参数：? 显示容量:16×2个字符?芯片工作电压:4.5—5.5V?工作电流:2.0mA(5.0V)?模块最佳工作电压:5.0V?字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm （2）引脚接口说明： 第1脚：VSS为地电源。? 第2脚：VDD接5V正电源。? 第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。?第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。?第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。? 第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。?第7～4脚：D0～D7为8位双向数据线。?第15脚：背光源正极。?第16脚：背光源负极 （3）1602液晶，16*2可显示两行。 1、基本操作时序 读状态 RS=L,RW=H,E=H 读数据 RS=H,RW=H,E=H 写指令 RS=L,RW=L,D0~D7=指令码E=高脉冲 写数据 RS=L,RW=H,E=H, D0~D7=指令码E=高脉冲 2、 RAM地址映射图 00 01 02 03 04 05 06 07….0F 10 ….27 40 41 42 43 45 46 47……4F 50….67 数据指针设置 指令码 功能 80H+地址码（0~27H，40~67H） 设置数据地址指针 5.DS18B20温度采集 DS18B20 最大的特点是单总线数据传输方式，DS18B20 的数据I/O 均由同一条线来完成，。采用外部电源供电方式，外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度监系统 经过单线接口访问DS18B20 。必须遵循如下协议：初始化、ROM 操作命令、存储器操作命令和控制操作。 操作指令 33H 55H CCH F0H ECH 含义 读ROM 匹配ROM 跳过ROM 有哪些信誉好的足球投注网站ROM 报警有哪些信誉好的足球投注网站ROM DS18B20 ROM操作 DS18B20存储器操作 操作指令 4EH BEH 48H 44H B8H B4H 含义 写 读 内部复制 温度转化 重