uCOS-Ⅱ教學实验系统开发---硬件系统设计.doc

uC/OS-Ⅱ教学实验系统开发---硬件系统设计 摘 要 《嵌入式系统》课程教学需要开发一套课堂教学演示系统，以80C51系列单片机为核心，具备数据采集、数字显示、键盘控制以及串行通信功能，可以开展μC/OS-II嵌入式实时操作系统的原理、系统移植、BSP开发以及嵌入式系统设计与应用开发等教学内容，通过应用案例提升教学效果。根据任务要求，本文设计开发了一套《嵌入式系统》课程教学演示系统的硬件部分。该系统以AT89C52单片机为核心，以数字温度传感器DS18B20为温度传感器，数字显示采用工业字符型液晶1602LCD，以嗡鸣器作为温度阈值报警装置，设计RS-232C串行通信接口支持系统串行通信功能。基于该硬件系统，可以开发一套温度在线实时采集系统，具备温度数值实时显示、温度阈值报警功能，可通过键盘进行系统控制及参数设定，同时基于RS-232C串行接口可进行串行通信。经过系统调试，该硬件系统工作正常，实现了系统要求的各项功能，为应用开发提供了较好的硬件平台。 关键词：嵌入式系统；80C51；教学系统；μC/OS-II Teaching Experiment System Development uC/OS-Ⅱ--- Hardware system design Abstract In order to Embedded Systems course intended to introduce case teaching model, teaching need to develop a test system, the application runs through the embedded system teaching process, to enhance teaching effectiveness. I have to do here is that the teaching demonstration system to be used C8052 Series MCU core, based on uC / OS-II real-time operating system, design a real-time temperature acquisition system with temperature-line detection, LCD display, high and low alarm, RS-232 serial communications. Temperature sensor DS18B20, is a network of available high-precision digital temperature sensor, all-digital output signal with the unique advantages of a single bus; LCD using 1602 model, dual line 16 character; warning device is a buzzer alarm ; RS-232 serial communication PC and the next bi-directional communication. In the debugging process to achieve a temperature acquisition and display, keyboard control and low temperature alarm limit, the buzzer sounds (ringing sound is very small). Keywords: microcontroller; communication; embedded 目 录 1 绪论 1 1.1课题背景 1 1.2课题任务及要求 1 1.3课题内容及安排 2 2 系统总体方案设计 3 3单片机模块 5 3.1单片机89C52各管脚描述 5 3.2时钟电路 7 3.3复位电路 7 3.4外部RAM扩展 8 4 RS-232串行通信 10 4.1 串口基本结构 10 4.2 电平转换电路设计 11 4.3 电路设计 14 5 温度采集 15 5.1 DS18B20工作原理 15 5.2 电路设计 19 6 LCD显示及报警 20 6.1 LCD显示 20 6.2 蜂鸣报警 21 7 键盘设计 23 8 硬件的调试分析 25 8.1串行通信的调试 25 8.2温度采集的调试 26 8.3 报警的调试 27 8.4 调试问题分析 28 结论 29 参考文献 30 致 谢 31 附录