毕业设计论文基于STC89C52单片机的多功能数字温度计的设计与制作.doc

毕业设计设计题目； 多功能数字温度计的设计与制作系 别 电气工程系应用电子专业技术 班 级 车辆电子092 姓 名 指导老师 完成时间 2011 年12月5日 毕业设计任务书多功能数字温度计的设计与制作二、指导教师：章若冰三、设计内容与要求1.课题概述1）温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。因此提出一种新型的数字式温度测量电路的设计方案,该方案集成了基于AT89S51的两位数码管显示温度测量电路和通过编程的方式来实现实时时钟的显示、修改、定时闹铃等功能的时钟电路2.系统结构框图如下：DS1620温度传感器电源系统AT89S51单片机系统MAXIM7219数码驱动4个按键输入2位数码管显示温度4位数码管显示时间一、 设计内容与要求设计内容：1）温度测量：能够实时显示当前的环境温度2）时钟功能：能够作为时钟使用，显示当前时间3）闹钟功能：能够在设定时间时钟时，作为闹铃发生4）时钟设置功能：能够设定时钟，修改当前时间5）电源电池或直流稳压电源输入：稳压至9V供电6）完成控制器的原理图和PCB板图的设计和制作7）完成软件程序的编写与调试8）对整机的调试，完成指定功能设计要求：1）原理图规范2）PCB板图规范、布局合理3）电路板制作工整、美观4）软件流程图标准5）程序采用结构化设计、可读性强四、设计参考书电力电子技术与应用 高等教育出版社 电机控制技术 北京航空航天大学出版社 模拟电子技术 高等教育出版社 数字电子技术 高等教育出版社 单片机C语言程序设计 北京航空航天大学出版社 单片机原理及应用 中南大学出版社 传感器与检测技术 高等教育出版社五、设计说明书要求(小四、宋体) (以下五号、宋体)第三章 封面第四章 目录第五章 内容摘要(200400字左右，中英文)第六章 引言第七章 正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）第八章 结束语第九章 附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计进程安排序号内容要求完成时间1师生见面,下发毕业设计任务书、布置毕业设计-2011.6.282前期准备完成毕业设计相关资料的收集、设计方案的确定假期3元件选型参数、型号、数量20119154控制板原理图设计-20119305控制板PCB板设计与制作-2011.10.146软件程序编写调试-2011.10.317整机调试完成批定功能201111108毕业设计任务书编写毕业设计说明书在规定时间前上交指导教师处2011.11.259毕业答辩及成绩评定-2011年12月七、毕业设计答辩及论文要求(小四、宋体)(以下五号、宋体)毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。第2章 毕业设计论文要求文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。图纸要求:按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。 摘要本论文介绍的是基于STC89C52单片机数字钟和数字温度计设计，体现模块化设计思想。 论文重点阐述了硬件模块 MCU模块、温度的感应模块、时钟模块、控制模块、 显示模块的设计。 软件同样采用模块化设计， 软件模块中断模块、温度转化模块、 时间调整模块的设计。 温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。 在生产过程中， 为了高效地进行生产， 必须对它的主要参数，如温度、 压力、 流量等进行有效的控制。 温度控制在生产过程中占有相当大的比例。温度测量是温度控制的基础 ，技术已经比较成熟。 传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度 ，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。 我们用一种相对比较简单的方式来测量。DS1620是Dallas公司推出的数字温度测控器件。 TH和TL寄存器中的温度报警限设定值存放在非易失性存储器中， 掉电后不会丢失。通过三线串行接口，完成温度值的读取和TH、TL的设定。关键字 ： 微控制器， 数字控制 ； 温度计，数字钟 STC89C52， DS1620。MAX7219 ABSTRACTthis paper introduce is based on STC89C52 a digital clock and digital thermometer design, reflect modular design thought. The paper mainly describes the hardware module-module, temperature sensing MCU module, clock module, control module, display module design. The software also modular design, software module-interrupt module, temperature into modules, time to adjust module design. The temperature is the production process and scientific experiments common but also one of the important physical parameter. In the production process, in order to highly efficient production, it needs to the main parameters, such as temperature, pressure, and flow rate of effective control. Temperature control in production process occupies a large proportion. Temperature measurement is the basis for the control of temperature, technology has more mature. The traditional measuring temperature elements have thermocouple and two resistance. And thermocouple and heat resistance of the measure is commonly voltage, again converted into the corresponding temperature, the method is relatively complex, need more of the external hardware support. We use a relatively simple way to measure. DS1620 Dallas is out with digital temperature measurement and control devices. TH and the register is the alarm limit TL temperature value in nonvolatile, after power off would be lost. Through the three line serial interface, complete the temperature read and TH, TL setting.Key word: micro controller, digital control; The thermometer, a digital clock, STC89C52, DS1620. MAX7219目录 毕业设计任务书I摘要IABSTRACTII第1章绪论31.1 课题研究价值31.2 温度传感器的发展4第2章 设计任务与要求.72.1 设计任务72.2 设计要求7第3章 总体设计方案83.1 多功能数字温度计设计的技术路线83.2 总体设计分析83.3 方案的选择与设计93.4 方案确定10第4章 硬件电路设计104.1 原理分析104.2 温度传感器DS1620的介绍124.3 STC89C52的介绍154.4 MAX7219的介绍264.5 电路原理图30第5章 软件电路设计315.1 软件设计思路315.2 软件驱动程序设计315.3 调试的设备335.4 调试过程：33第6章 程序.。346.1 程序346.2 流程图49第7章 使用说明507.1 使用方法507.2 故障分析50总结与体会52致谢53参考文献54材料清单表55实物图56PCB56总原理图:57第1章 绪论1.1 课题研究价值温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学试验（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）中，有特别重要的意义。传统所使用的温度计通常都是精度为1和0.1的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确等优点，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等，温度计中传感器是它的重要组成部分，它的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。传感器应用极其广泛，目前已经研制出多种新型传感器。但是，作为应用系统设计人员需要根据系统要求选用适宜的传感器，并与自设计的系统连接起来，从而构成性能优良的监控系统。20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1。目前，国外已相继推出多种高速度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是912位A/D转换器，分辨力一般可达0.50.0625。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125，测温精度为±0.2。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例，它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27s、9s。Maxim公司生产的DS1620，DS1620是直接数字输出的温度传感器，采用DS1620不需要在STC89C52系统中扩展A/D转换器，因此可以降低电路的复杂性。DS1620是一片8引脚的片内建有温度测量并转换为数字值的集成电路，他集温度传感、温度数据转换与传输、温度控制等功能于一体。测温范围：-55+125，精度为0.5。该芯片非常容易与单片机连接，实现温度的测控应用，单独做温度控制器使用时，可不用外加其他辅助元件。DS1620可把测得的温度用9位的数据表示出来，同时，本身还有3个温度报警输出，因此在恒温箱、温度计及其它对温度敏感的系统中得到了广泛的应用。1.2 温度传感器的发展温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段：传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；主要是能够进行非电量和电量之间转换；模拟集成温度传感器/控制器；智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。 传统的分立式温度传感器热电偶传感器：热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度；测量范围广，可从-501600进行连续测量,特殊的热电偶如金铁镍铬，最低可测到-269，钨铼最高可达2800。模拟集成温度传感器：集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的，它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一（仅测量温度）、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。智能温度传感器：智能温度传感器(亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU），并且可通过软件来实现测试功能，即智能化取决于软件的开发水平。智能温度传感器包括数字温度传感器和石英温度传感器。数字温度传感器被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。用石英作为温度传感器的数字温度计可实现多种功能：用于热化疗仪中对药液的温度进行测量，能获得较好的测温效果；用于温度检测系统，测温系统可用于各行各业中。比如：可用于温室大棚的温度检测，当温度过高就产生报警信号；在轮胎生产中,进行的温度检测。进入21世纪后，数字温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。提高测温精度和分辨力：20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1。目前，国外已相继推出多种高速度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是912位A/D转换器，分辨力一般可达0.50.0625。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125，测温精度为±0.2。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例，它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27s、9s。增加测试功能：新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。例如，DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟（RTC），使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能，利用芯片内部256字节的E2PROM存储器，可存储用户的短信息。另外，智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。智能温度传感器都具有多种工作模式可供选择，主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式，有的还增加了低温极限扩展模式，操作非常简便。对某些智能温度传感器而言，主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率(典型产品为MAX7219)，分辨力及最大转换时间(典型产品为DS1624)。智能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的。典型产品有DS1620、TCN75、LM76、MAX7219。智能温度控制器适配各种微控制器，构成智能化温控系统；它们还可以脱离微控制器单独工作，自行构成一个温控仪。总线技术的标准化与规范化：目前，智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、Emboss总线和dpi总线。温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。可靠性及安全性设计：传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术，其噪声容限低，抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度传感器(例如TMP03/04、LM74、LM83)普遍采用了高性能的式A转换器，它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号，再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术，来提高有效分辨力。式AD转换器不仅能滤除量化噪声，而且对外围元件的精度要求低；由于采用了数字反馈方式，因此比较器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。这种智能温度传感器兼有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。为了避免在温控系统受到噪声干扰时产生误动作，在AD7416/7417/7817、LM7576、MAX66256626等智能温度传感器的内部，都设置了一个可编程的“故障排队(fault queue)”计数器，专用于设定允许被测温度值超过上、下限的次数。仅当被测温度连续超过上限或低于下限的次数达到或超过所设定的次数n(n=14)时，才能触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的，故障计数器就复位而不会触发中断端。这意味着假定n=3时，那么偶然受到一次或两次噪声干扰， 都不会影响温控系统的正常工作。LM76型智能温度传感器增加了温度窗口比较器 非常适合设计一个符合ACPI(Advanced Configuration And Power Interface，即“先进配置与电源接口”)规范的温控系统。这种系统具有完善的过热保护功能，可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU及主电路的温度。微处理器最高可承受的工作温度规定为H，台式计算机一般为75，高档笔记本电脑的专用CPU可达100。一旦CPU或主电路的温度超出所设定的上、下限时， INT端立即使主机产生中断，再通过电源控制器发出信号，迅速将主电源关断起到保护作用。此外，当温度超过CPU的极限温度时, 也能直接关断主电源，并且该端还可通过独立的硬件关断电路来切断主电源，以防主电源控制失灵。上述三重安全性保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。为防止因人体静电放电(ESD)而损坏芯片。一些智能温度传感器还增加了ESD保护电路，一般可承受10004000V的静电放电电压。通常是将人体等效于由100PF电容和1.2K欧姆电阻串联而成的电路模型，当人体放电时，TCN75型智能温度传感器的串行接口端、中断比较器信号输出端和地址输入端均可承受1000V的静电放电电压。最新开发的智能温度传感器(例如MAX6654、LM83)还增加了传感器故障检测功能，能自动检测外部晶体管温度传感器(亦称远程传感器)的开路或短路故障。MAX6654还具有选择“寄生阻抗抵消”(Parasitic Desistance Cancellation，英文缩写为PRC)模式，能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差，即使引线阻抗达到100欧姆，也不会影响测量准确度。远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。 第2章 设计任务与要求.2.1设计任务1查阅相关文献资料，了解数字温度计程序的原理，能够运用C语言进行数字温度计的设计与制作。2设计基于C语言的数字温度计的控制系统硬件部分，画出控制系统硬件框图，设计数字温度计的控制系统的软件部分，首先根据数字温度计所需的具体功能设计好程序流程图，包括控制流程图、控制时序图、梯形图程序设计；根据设计的程序流程图写出代码，并进行代码编译的调试。3根据总体的方案设计，包括完成的硬件部分和软件部分来选择合适的元器件；根据硬件电路图进行硬件电路板的制作并调试硬件。4把设计好的软件代码烧入硬件中，然后进行总体调试，直至原先预定要实现的功能完全实现为止。5设计出系统方框图、单元图、原理总图；画出控制程序流程图，以及编写完整的程序代码；撰写硬件系统总体说明、硬件接线图、控制程序、其他附件及图纸。6完成论文的撰写，根据格式要求和范文要求，先把目录确定，再根据目录的章节把具体内容撰写好，以此完成整篇论文。2.2设计要求通过集成数字温度传感器DS1620来实现温度的采集，DS1620自带9位A/D转换器，可以直接输出精度比较高的数字量温度值。DS1620的转换数率为0.5ms，测量的温度范围为-55+125，测量温度精度为0.5，供电电压为2.7 V5.5V，所以可以用它来实现比较理想的温度测量。设计中还包括显示驱动电路的设计，用Maxim公司生产的一款高性能8位共阴极数码管驱动芯片MAX7219，MAX7219和单片计算机连接有三条引线（DIN、CLK、LOAD），采用16位数据串行移位接收方式。温度和时钟显示分别采用2位、4位的共阴极数码管。按键部分采用4个上拉按键，用于实现时间的修改、闹钟的设定等功能。单片机的最小系统包括晶振电路和复位电路。电源系统采用MC7805作为电源的电路，输出5V的供电电压。实现功能如下：1温度测量：能够实时显示当前的环境温度；2时钟功能：能够作为时钟使用，显示当前时间；3闹钟功能：能够在设定时间时钟时，作为闹铃发生；4时钟设置功能：能够设定时钟，修改当前时间；第3章 总体设计方案3.1多功能数字温度计设计的技术路线多功能数字温度计的原理为通过温度传感器测量温度，再通过单片机控制LED数码管显示温度和时间。主要包括以下几个部分：核心处理器：为STC89C52的最小系统，作为数字温度计的计算处理设备。温度传感器：采用Maxim公司生产的DS1620直接数字输出的温度传感器。温度显示设备：采用一个两位的共阴数码管作为温度显示设备。本设计中只考虑0到100摄氏度之间的温度显示，所以采用两个数码管显示温度值。时间显示设备：采用一个四位的共阴数码管作为时钟显示设备，四位分别显示小时和分钟。数码管驱动芯片：为了降低系统复杂性，减小单片机引脚资源的使用，采用MAX7219作为数码管设备的驱动芯片，MAX7219芯片是一个专门的8位LED显示驱动的串行接口芯片，可以独立于单片机对数码管进行扫描显示驱动。 3.2总体设计分析本课题设计的是以STC89C52单片机，DS1620温度传感器，MAX7219数码管驱动芯片为核心，采用两个四位数码管显示，辅以必要电路，共同构成的一个具有多功能的数字温度计。该系统能够准确的显示时间、调整时间、闹钟报时并能够对时钟所在的环境温度进行测量显示。 主程序进行初始化，其他的程序选择模块式的方式。首先对每个模块进行调试, 当模块调试成功后，逐一的加入主程序中，最后完成整个软件部分的设计。3.3 方案的选择与设计3.3.1方案一：采用FPGA控制FPGA是一种高密度的可编程逻辑器件,自从Exiling公司1985年推出第一片FPGA以来,FPGA的集成密度和性能提高很快,其集成密度最高达500万门/片以上,系统性能可达200MHz。由于FPGA器件集成度高,方便易用,开发和上市周期短,在数字设计和电子生产中得到迅速普及和应用,并一度在高密度的可编程逻辑器件领域中独占鳌头。但是而基于 SRAM编程的FPGA,其编程信息需存放在外部存储器上 ,需外部存储器芯片 ,且使用方法复杂 ,保密性差，而其对于一个简单的多功能数字温度计而言，实用FPGA有点大材小用，成本太高。3.3.2方案二：采用ATMEL公司的STC89C52单片机STC89C52是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程擦除只读存储器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory) 8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。芯片上的FPEROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器重复编程。AT89S51（以下简称 89C51）将具有多种功能的8位 CPU与FPEROM结合在一个芯片上，为很多嵌入式控制应用提供了非常灵活而又价格适宜的方案，其性能价格比较高。ATMEL公司的功能强大，低价位STC89C52单片机可提供许多高性价比的应用场合。单片机广泛用于智能产品，智能仪表，测控技术，智能接口等，具有操作简单，实用方便，价格便宜等优点，而其中STC89C52以MCS-52为内核，是单片机中最典型的代表，应用于各种控制领域。3.3.3采用DS18b20温度传感器 DS18B20 数字温度计以 9 位数字量的形式反映器件的温度值。 DS18B20 通过一个单线接口发送或接收信息，因此在中央微处理器和 DS18B20 之间仅需一条连接线（加上地线）。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。 因为每个 DS18B20都有一个独特的片序列号， 所以多只 DS18B20 可以同时连在一根单线总线上，这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在 HVAC 环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。3.4 方案确定通过以上两种方案论证和比较，从设计的实用性，方便性和成本出发，选择了以STC89C52单片机作为中央处理器，DS1620温度传感器为主要器件进行此项目的设计。经过对比以及我们在日常教学中采用的是采用STC89C52，同时为提高我们对外围电路的焊接等技术，提高综合能力，我们选择使用STC89C52单片机。 第4章 硬件电路设计4.1原理分析 此项目设计一个具备温度计和时钟的功能的多功能数字温度计，该系统由以下几个部分组成：单片机、温度传感器、显示设备、键盘输入几部分组成。多功能数字温度计的原理十分简单，即通过温度传感器测量温度，通过单片机采集后在LED数码管上显示出来，同时，该温度计还兼有时钟的功能。4.1.1电源电路为了降低成本，该多功能数字温度计采用了MC7805作为电源芯片MC7805是使用最为广泛的一种电源稳压芯片，各大芯片公司都有生产或具有兼容产品。从芯片的手册上可知，MC7805能够将730V的输入电压稳压至5V输出，但是由于MC7805不是开关电源，而是线性稳压电源，因此多余的电压都将转换为热能被消耗，导致芯片发热，因此MC7805的输入电压不宜太高。 采用MC7805作为电源的电路，其中BAT是电池电源输入端，一般为9V。4.1.2 蜂鸣器电路本设计采用软件处理电路，利用有缘蜂鸣器进行报警输出，采用直流供电，当显示的分与秒相与为零时，蜂鸣器嘀一声；当当前与闹钟时间相等时，蜂鸣器连续响。蜂鸣器通过PNP管连接到单片机的P2.7口，三极管在这里起到了放大作用，以保证有足够的电流驱动蜂鸣器进行报警。蜂鸣器硬件电路图如下： 蜂鸣器电路图4.1.3 键盘电路 由于多功能数字温度计具备时钟的功能，因此需要具有设置时钟的按键输入设备，在本章案例中采用4个按键作为输入设备，与STC89C52的P0_0P0_3相连，其电路如图所示。 按键电路4.1.4 时钟电路 时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。时钟电路是单片机的心脏，它控制着单片机的心脏！典型值有6MHz和12MHz，单片机内部有一个反相放大器，XTAL1和XTAL2分别为反相放大器的输入与输出端，外接定时反馈元件以后就组成振荡器，产生时钟送至单片机的内部各个部件。时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，在单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。而在芯片外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟电路。 时钟电路4.1.5复位电路 复位电路是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或者操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。单片机在启动运行时都需要复位，使CPU和其他部件处于一种确定的初始状态，并从这个状态开始工作。其电路图如图所示： 复位电路4。温度传感器DS1620的介绍 4.2.1 DS1620功能概述DS1620是Dallas公司推出的数字温度测控器件。 2.7 5.0V供电电压，测量温度范围为-55+125，9位数字量表示温度值，分辨率为0.5。在0+70精确度为0.5， -400和+70+85精确度为1，-55-40和+85 +125精确度为2。TH和TL寄存器中的温度报警限设定值存放在非易失性存储器中，掉电后不会丢失。通过三线串行接口，完成温度值的读取和TH、TL的设定。DS1620的外围接线简单，使用灵活。使用时请注意它的测量范围及精度能否满足要求。用作热继电器使用时必须写入控制寄存器操作模式和TH、TL寄存器的温度设定值。4.2.2DS1620引脚功能说明DS1620采用8脚DIP封装或8脚SOIC封装。引脚排列如图1所示，引脚功能说明如表1所列。表1 DS1620引脚功能说明引 脚名 称功 能1DQ三线制的数据输入/输出2CLK/CONV三线制的时钟输入和标准转换输入3RST三线制的复位输入4GND地5TCOM温度高/低限触发输出6TLOW温度低限触发输出7THIGH温度高限触发输出8VDD35V电源4.2.3 DS1620温度值数据格式DS1620的温度值为9位数字量，数据用补码表示，最低位表示0.5。通过三线传送数据时，低位在前，高位在后。DS1620读出或写入的温度数据值可以是9位的字（在第9位后将置为低电平），也可以作为两个8位字节的16位字。这时高7位为无关位。这种方式在8位单片机中处理是比较方便的。4.2.4 DS1620的操作和控制控制/状态寄存器用于决定DS1620在不同场合的操作方式，也指示温度转换时的状态。控制/状态寄存器的定义如下。DONE THF TLF NVB 1 0 CPU1SHOTDONE：温度转换完标志。“1”转换完成，“0”转换进行中。THF：温度过高标志。温度高于或等于TH寄存器中的设定值时变为“1”。当THF为“1”后，即使温度降到TH以下，THF值也仍为“1”。可以通过写入“0”或断开电源来清除这个标志。TLF：温度过低标志。温度低于或等于TL寄存器中的设定值时变为“1”。当TLF为“1”后，即使温度升高到TL以上，TLF值也仍为“1”。可以通过写入“0”或断开电源来清除这个标志。NVB：非易失性存储器忙标志。“1”表示正在向存储器中写入数据；“0”表示存储器不忙。写入存储器要10ms时间。CPU：CPU使用标志。“1”表示使用CPU，DS1620和CPU通过三线制进行数据传输；“0”表示不使用CPU，当不使用CPU时， 接低电平，CLK/作为转换控制使用。这一位存放在非易失存储器中，允许至少 50 000次写操作。1SHOT：一次突发模式。“1”时按转换协议进行一次转换；“0”时连续转换。这一位存放在非易失性存储器中，允许至少50 000次写操作。表2 DS1620的几个典型温度和数字量对应关系温度/数字输出（二进制）数字输出（十六进制）+1250 1111101000FAH+250 00110032H+0.50 00000000001H00 00000000000H-0.51 1111111101FFH-251 1100111001CEH-551 10010010192H(1)单独工作模式在这种工作模式下，DS1620作为热继电器使用，常用连续转换方式，可在没有CPU参与下工作。预先必须写入控制寄存器操作模式和TH、TL寄存器的温度设定值，CLK/用作转换开始控制端。要注意：这种工作模式下，控制/状态寄存器的CPU标志位必须设为“0”。为了使CLK/作转换控制，必须为低电平。如果CLK/被拉低，且在10ms以内置高，则产生一次转换；如果CLK/保持低，则DS1620连续进行转换。当CPU为“0”时，转换由CLK/控制，而不受1SHOT控制位的限制。DS1620有三个温度触发控制端。当DS1620的温度高于或等于TH寄存器设定值