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2.2 单片机系统设计
在工业测控领域中，单片机被称作智能测控系统的“大脑”，占据了核心位置的地位。在电子设计竞赛中，往往设计的对象也都是智能测控系统，当然单片机系统的设计成了系统设计中一个至关重要的环节。本设计运用到了AT89C51的复位电路，时钟电路及I/O口，即单片机的最小系统电路[9]。
图8 单片机最小系统
2.3 键盘电路设计
系统设计的另一重要任务是设计人机交互接口，键盘以按键的形式来设置控制功能或数据，是人机交互的最基本途径。键盘分为两大类：编码键盘和非编码键盘。
编码键盘：由硬件逻辑电路完成必要的按键识别工作与可靠性措施。每按一次键，键盘自动提供被按键的读数，同时产生一个选通脉冲通知微处理器，一般还具有反弹跳和同时按键保护功能。这种键盘易于使用，但硬件比较复杂，对于主机任务繁重的情况，采用8279可编程键盘管理接口芯片构成编码式键盘系统是很实用的方案。
非编码键盘：只简单的提供键盘的行列与矩阵，其他操作如键的识别，决定按键的读数等仅靠软件完成，故硬件较为简单，但占用CPU较多时间[10]。主要有独立式按键结构和矩阵式按键结构。
本设计的键盘电路主要包括日期/温度显示切换与日期调整电路、报警温度上下限设置电路以及温度循环显示和指定通道显示切换电路。其中日期/温度显示切换与日期调整电路如图9所示，通过开关控制可以实现温度与实践的切换显示，通过下面的5个按键可以实时调整日期与时钟。报警温度上下限设置电路如图10所示，按一下报警上下限设定键可以进入报警温度上下限设定界面，通过加、减按键可以调整报警温度值。温度循环显示和指定通道显示切换电路如图11所示，通过SW5切换可以实现温度的巡检或是单路查询，SW4实现1~6路和7~8路的切换查询，SW2实现1~6的切换查询，SW3实现7~8路的切换查询。
图9 日期/温度显示切换与日期调整电路图
图10 报警温度上下限设置电路图
图11 温度循环显示和指定通道显示切换电路图
2.4 显示电路设计
显示电路部分相当于整个系统的“橱窗”，它将系统的功能形象地展示了出来。显示模块在我们日常生活中很常见，例如电子表的数码管显示屏、电视机的液晶显示屏、广场上大型的显示屏等等。液晶显示器主要有LCD12864和LCD1602，由于本系统不需要显示很多的字符，所以用LCD1602就完全可以完成系统任务。
2.4.1 LCD1602引脚分布及功能
（1）LCD1602液晶显示屏共有14个引脚，其引脚名称及引脚编号的对应关系如图12所示。
图12 LCD1602液晶显示模块引脚分布图
（2）引脚功能如表1所示。
表1 LCD1602液晶显示模块引脚功能
引脚 符号 引脚功能 引脚 符号 引脚功能
1 VSS 电源地 5 RW 读/写选择
2 VDD 电源正极 6 E 使能信号
3 VEE 液晶显示偏压 7-14 D0-D7 数据线
4 RS 数据/命令选择
2.4.2 单片机与液晶显示器LCD的接口电路
本设计中，LCD1602与单片机AT89C51的P0口相连，由于P0口做通用I/O口时需要在片外接上拉电阻，故在单片机和LCD1602之间连接了一个排阻以增加驱动电流。LCD与单片机的接口电路如图13所示。
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