单片机数字式多路温度采集系统设计(原理图+电路板图+源程序) 第3页
图8 多点温度采集电路
2.2单片机控制电路设计
单片机控制电路核心是单片机芯片，其加上工作基本电路，就可以展开控制工作。
2.2.1单片机芯片选择
MCS8031和AT89C51[2]都具有4个8位I/O接口，但MCS8031没有内部程序存储器，需要外接，增加了电路的复杂性；AT89C2051和AT89C51都具有Flash ROM，可以省去外接程序存储器；但AT89C2051接口少，不利于功能扩展；故选用AT89C51。毕业论文
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http://www.751com.cn/ AT89C51单片机内部结构及主要性能特点：40个引脚，双列直插式封装；有4个8位I/O接口；有全双工增强型UART,可编程串行通信；2个16位定时/计数器；5个中断源，2个中断优先级；有片内时钟振荡器（全静态工作方式，0～24 MHz）；有128字节内部RAM，4KB Flash ROM（可以擦除1000次以上，数据保存10年）；电源控制模式灵活（时钟可停止和恢复，空闲模式，掉电模式）。
2.2.2 AT89C51单片机工作基本电路设计
AT89C51单片机正常工作，必须连接基本电路。基本电路包括晶振电路[3]和复位电路[4]。
（1）晶振电路
单片机的时钟信号通常有两种产生方式：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。内部时钟方式是利用单片机内部的振荡电路产生时钟信号。外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。本设计采用内部时钟方式，电路如图9中所示。
在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），作为单片机内部振荡电路的负载，构成自激振荡器，可在单片机内部产生时钟脉冲信号。C1和C2可以稳定振荡频率，并使快速起振。本电路选用晶振12MHz，C1=C2=30pF。
（2）复位电路
复位是使单片机处于某种确定的初始状态。单片机工作从复位开始。在单片机RST引脚引入高电平并保持2个机器周期，单片机就执行复位操作。复位操作有两种基本方式：一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位。本设计采用后一种复位电路。电路如图9中所示。
当RST获得高电平，随着电容C3的充电，RST引脚的高电平将逐渐下降。若该高电平能保持足够2个机器周期，就可以实现复位操作。选择C3=10µF，R1=10KΩ。
综上所述，单片机控制电路如图9所示。
图9 单片机控制电路
2.3输入控制电路设计
输入控制电路由按键及其接口构成，键盘是单片机最简单的输入设备。常用键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘。
本系统的输入控制简单，采用独立式键盘及接口电路[5]。输入电路由2个按钮开关、2个10欧的限流电阻组成；键扫描识别采用软件查询的方法。电路如图10所示，各键功能如表2所示。
图10 按键输入控制电路
表2 各键功能
按键 键名 功能
S1 第一路温度 按键按下，LED数码显示管显示第一路温度。
S2 第二路温度 按键按下，LED数码显示管显示第二路温度。
2.4显示电路设计
显示电路采用LED数码管显示。LED数码显示管有静态显示方式和动态显示方式，本系统采用串行输出[6]的静态显示方式。利用4片串转并芯片74LS164将控制器输出的串行数据转换成并行数据输出，用来驱动4位LED数码显示管显示数据。
2.4.1 LED数码显示管静态显示工作原理
LED显示器工作于静态显示方式时，各位的阴极（或阳极）选择线连接在一起并接地（或+5V）；每位的段码线分别与1个8位的锁存器输出连接。各LED显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地导通或截止，直到送入另一个字符的段码为止。静态显示可以得到较高的显示亮度。静态显示有并行输出和串行输出两种方式。并行输出显示的十进制位数多时，需要并行I/O接口芯片的数量较多。串行输出可以大大节省单片机的内部资源。毕业论文
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2.4.2显示电路结构
显示电路由单片机AT89C51的P3.0端作数据输出，连接到低位74LS164的数据输入引脚端，其余3片74LS164的数据输入端分别接到它前面一位74LS164的数据输出端的最高位引脚端。单片机AT89C51的P3.1、P1.4端分别接到一个与门电路的输入端，与门电路的输出端分别与每片74LS164的输出允许控制端相连接。每片74LS164的输出端分别连接到一个数码显示管。显示电路结构图如图11所示。
图11 显示电路图
2.4.3显示电路工作过程
AT89C51单片机工作在串行口方式0下（移位寄存器方式），P3.0（RXD）为数据输出端，P3.1（TXD）为移位脉冲输出端，P1.4为74LS164允许输出控制端。串行口发送缓冲区的数据在移位脉冲的作用下，一位一位地从P3.0口移入到74LS164中，并在控制信号的控制作用下，通过LED数码显示管显示。2.5报警控制电路设计报警控制电路采用压电式蜂鸣器作发声体，用三极管对蜂鸣器发声进行控制。
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