畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于at89s52單片機(jī)的智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 溫度測(cè)量是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全生 產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作用。因此，能夠確保快速、準(zhǔn)確地測(cè)量溫度的技術(shù)及裝置普遍 受到各國(guó)的重視。近年來(lái)，利用數(shù)字式溫度傳感器以實(shí)現(xiàn)溫度信息的檢測(cè)已成為溫度 檢測(cè)技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)溫度檢測(cè)的準(zhǔn)確度和靈敏度 要求越來(lái)越高，并且對(duì)溫度測(cè)量系統(tǒng)的智能化有一定的要求，譬如在溫度達(dá)到允許的 最高限時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。研制更靈敏、更可靠、更精確的溫度檢測(cè)系統(tǒng)越來(lái)越有必要。 本課題即以上述任務(wù)為出發(fā)點(diǎn)，擬設(shè)計(jì)一種智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)大致可分 為中央處理單元、溫度數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)鐘模塊、人

2、機(jī)接口模塊、串行通訊模塊和報(bào) 警模塊六部分。該系統(tǒng)基于 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，以 AT89S52 單片機(jī)為核心，用 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及鍵盤(pán)控制芯片 CH452 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。通過(guò)時(shí)鐘芯片 DS1302，該系統(tǒng)具有時(shí) 鐘功能。軟件開(kāi)發(fā)采用 C51 進(jìn)行編程。該系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)采集所測(cè)環(huán)境的溫度值，將 其實(shí)時(shí)顯示在數(shù)碼管上，并且在溫度達(dá)到所設(shè)定的最高限時(shí)進(jìn)行報(bào)警。上位機(jī)通過(guò)串 行通訊與該系統(tǒng)相連，具有實(shí)時(shí)分析和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能。 關(guān)鍵詞：AT89S52,DS18B02,CH452,溫度檢測(cè) Intelligent Design Temperature Detection System ABSTRAC

3、T Temperature measurement of modern detection technology is an important part in ensuring product quality, energy conservation and production safety, and so plays a key role. Therefore, to ensure fast, accurate temperature measurement devices and technologies widely national attention. In recent yea

4、rs, the use of digital temperature sensors to achieve the temperature information testing temperature detection technology has become a trend. With the development of science and technology, people on the temperature detection accuracy and sensitivity increasingly demanding high and the temperature

5、measurement systems have a certain intelligence requirements, such as the temperature reached the maximum when the realization of the police. The development of more sensitive and more reliable, more accurate temperature detection system increasingly necessary. That is subject to the above tasks as

6、the starting point, to design a smart temperature detection system. The system can be broadly classified into central processing units, temperature data acquisition module, the clock modules, human-computer interface module, serial communications module and alarm module six parts. The system is base

7、d on DS18B20 digital temperature sensor to AT89S52 microcontroller as the core, the digital drive and keyboard control of the digital chip CH452 drive. DS1302 chip clock through the system has clock. C51 use software development program. The system can not only collect real-time temperature measured

8、 by the value of the environment, in fact, shows that in the digital pipe, and set the temperature reaches the maximum and minimum when the realization of police. PC via the serial communication with the system linked with real-time analysis and data storage functions. KEY WORDS: AT89S52,DS18B02,CH4

9、52,Temperature Detection 目 錄 摘 要.I ABSTRACT.II 1 緒論.1 1.1 本課題研究的目的及意義.1 1.2 溫度測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展歷程.1 1.3 主要研究工作內(nèi)容.3 2 系統(tǒng)總體方案及硬件電路設(shè)計(jì).4 2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成.4 各模塊介紹.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總圖.6 2.2 AT89S52 單片機(jī)的介紹.6 基本組成.6 引腳功能描述.8 2.3 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及鍵盤(pán)控制芯片.11 芯片概述.11 的特點(diǎn).12 封裝及引腳.12 功能說(shuō)明.14 操作命令.16 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管及鍵盤(pán)硬件接口.20 2.4 數(shù)字溫度傳感器.21 的性能特點(diǎn).21 的內(nèi)部結(jié)構(gòu).2

10、1 與 AT89S52 硬件接口設(shè)計(jì).22 2.5 時(shí)鐘芯片.23 概述.23 芯片特性.23 的引腳和工作原理.23 與單片機(jī)連接.25 2.6 串行通訊.25 串行通訊基礎(chǔ).25 與單片機(jī)的硬件接口.26 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).28 3.1 系統(tǒng)軟件的整體設(shè)計(jì).28 3.2 模塊化程序的設(shè)計(jì).30 溫度數(shù)據(jù)采集模塊.30 時(shí)鐘模塊.32 數(shù)據(jù)參數(shù)顯示模塊.33 4 系統(tǒng)測(cè)試.35 4.1 初始界面測(cè)試.35 4.2 溫度數(shù)據(jù)采集模塊的測(cè)試.36 4.3 時(shí)鐘模塊的測(cè)試.36 4.4 報(bào)警模塊測(cè)試.37 5 總 結(jié).38 致 謝.39 參 考 文 獻(xiàn).40 附 錄.41 1 緒論 1.1 本課題

11、研究的目的及意義 溫度的測(cè)量是科研與生產(chǎn)中最常見(jiàn)的一類(lèi)測(cè)量技術(shù)。有效地對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量可以 提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)能，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，使實(shí)際系統(tǒng)的工作品質(zhì)得 到極大的改善。智能溫度測(cè)量系統(tǒng)因性?xún)r(jià)比高，研制周期短而得到廣泛應(yīng)用。采用微 處理器構(gòu)成的智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)比使用分離元器件或集成電路器件構(gòu)成的溫度測(cè)量系 統(tǒng)功能更強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)更靈活、性能更可靠、運(yùn)行更穩(wěn)定，已成為溫度測(cè)量系統(tǒng)的首選。 本課題以此為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)采集所 測(cè)環(huán)境的溫度值，將其顯示在數(shù)碼管上，而且在溫度達(dá)到所設(shè)定的最高限時(shí)進(jìn)行報(bào)警， 同時(shí)能夠切換顯示實(shí)時(shí)日期時(shí)間，并能夠通過(guò)串行通訊接口與

12、上位機(jī)相連，在上位機(jī) 上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和記錄。 1.2 溫度測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展歷程 隨著國(guó)內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測(cè)技術(shù)也不斷進(jìn)步，目前溫度測(cè)量的方法種 類(lèi)繁多，應(yīng)用范圍也較廣泛，大致包括以下幾種方法。 （1）利用物體熱脹冷縮原理制成的溫度計(jì) 利用此原理制成的溫度計(jì)大致分成三大類(lèi)： a)玻璃溫度計(jì)，它是利用玻璃感溫包內(nèi)的測(cè)溫物質(zhì)（水銀、酒精、甲苯、煤油等） 受熱膨脹、遇冷收縮的原理進(jìn)行溫度測(cè)量的。 b)雙金屬溫度計(jì)，它是采用膨脹系數(shù)不同的兩種金屬牢固粘合在一起制成的雙金 屬片作為感溫元件，當(dāng)溫度變化時(shí)，一端固定的雙金屬片，由于兩種金屬膨脹系數(shù)不 同而產(chǎn)生彎曲，自由端的位移通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)指針指

13、示出相應(yīng)溫度。 c)壓力式溫度計(jì)，它是由感溫物質(zhì)（氮?dú)?、水銀、二甲苯、甲苯、甘油和低沸點(diǎn) 液體如氯甲烷、氯乙烷等）隨溫度變化，壓力發(fā)生相應(yīng)變化，用彈簧管壓力表測(cè)出它 的壓力值，經(jīng)換算得出被測(cè)物質(zhì)的溫。 （2）利用熱電效應(yīng)技術(shù)制成的溫度檢測(cè)元件 利用此技術(shù)制成的溫度檢測(cè)元件主要是熱電偶。熱電偶發(fā)展較早，比較成熟，至 今仍為應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)元件。熱電偶具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、測(cè)量范圍寬、精度 高、熱慣性小等特點(diǎn)。常用的熱電偶有以下幾種： a）鎳鉻-鎳硅，型號(hào)為 WRN，分度號(hào)為 K ，測(cè)溫范圍 01000 ，短期可測(cè) 1200 。 b）鎳鉻-康銅，型號(hào) WRK，分度號(hào)為 F ，測(cè)溫范圍 0600

14、，短期可測(cè) 800。 c）鉑鍺-鉑，型號(hào)為 WRP ，分度號(hào)為 S ，在 1300 以下的溫度可長(zhǎng)期使用， 短期可測(cè) 1600 。 d）鉑鍺 30-鉑鍺 6，型號(hào)為 WRR，分度號(hào)為 B ，側(cè)溫范圍 3001600 ，短期 可測(cè) 1800 。 其他還有非常用的熱電偶。 （3）利用熱輻射原理制成的高溫計(jì) 熱輻射高溫計(jì)通常分為兩種：一種是單色輻射高溫計(jì)，一般稱(chēng)光學(xué)高溫計(jì)：另一 種是全輻射高溫計(jì)，它的原理是物體受熱輻射后，視物體本身的性質(zhì)，能將其吸收、 透過(guò)或反射。而受熱物體放出的輻射能的多少，與它的溫度有一定的關(guān)系熱輻射式 高溫計(jì)就是根據(jù)這種熱輻射原理制成的。 （4）正在研究的溫度檢測(cè)技術(shù) 近年來(lái)

15、，在溫度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，多種新的檢測(cè)原理與技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，己取得了 重大進(jìn)展。新一代溫度檢測(cè)元件正在不斷出現(xiàn)和完善化。 a）晶體管溫度檢測(cè)元件 半導(dǎo)體溫度檢測(cè)元件是具有代表性的溫度檢測(cè)元件。半導(dǎo)體的電阻溫度系數(shù)比金 屬大 1-2 個(gè)數(shù)量級(jí)，二極管和三極管的 PN 結(jié)電壓、電容對(duì)溫度靈敏度很高?；谏?述測(cè)溫原理已研制了各種溫度檢測(cè)元件。 b）集成電路溫度檢測(cè)元件 利用硅晶體管基極-發(fā)射極間電壓與溫度關(guān)系（即半導(dǎo)體 PN 結(jié)的溫度特性）進(jìn)行 溫度檢測(cè)，并把測(cè)溫、激勵(lì)、信號(hào)處理電路和放大電路集成一體，封裝于小型管殼內(nèi)， 即構(gòu)成了集成電路溫度檢測(cè)元件。目前，國(guó)內(nèi)外也進(jìn)行了生產(chǎn)。 c）核磁共振溫度檢測(cè)器

16、 所謂核磁共振現(xiàn)象是指具有核自旋的物質(zhì)置于靜磁場(chǎng)中時(shí)，當(dāng)與靜磁場(chǎng)垂直方向 加以電磁波，會(huì)發(fā)生對(duì)某頻率電磁的吸收現(xiàn)象。利用共振吸收頻率隨溫度上升而減少 的原理研制成的溫度檢測(cè)器，稱(chēng)為核磁共振溫度檢測(cè)器。這種檢測(cè)器精度極高，可以 測(cè)盤(pán)出千分之一開(kāi)爾文，而且輸出的頻率信號(hào)適于數(shù)字化運(yùn)算處理，故是一種性能十 分良好的溫度檢測(cè)器。在常溫下，可作理想的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)之用。 d）石英晶體溫度檢測(cè)器 石英晶體溫度檢測(cè)器采用 LC 或 Y 型切割的石英晶片的共振頻率隨溫度變化的 特性來(lái)制作的它利用 uP 技術(shù)，自動(dòng)補(bǔ)償石英晶片的非線(xiàn)性，測(cè)量精度較高，一般 可檢測(cè)到 0.001 ，所以可作標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)之用。 e）光纖溫度

17、檢測(cè)器 光纖溫度檢測(cè)器是目前光纖傳感器中發(fā)展較快的一種，已開(kāi)發(fā)了開(kāi)關(guān)式溫度檢測(cè) 器、輻射式溫度檢測(cè)器等多種實(shí)用型的品種。它是利用雙折射光纖的傳輸光信號(hào)滯后 量隨溫度變化的原理制成的雙折射光纖溫度檢測(cè)器，檢測(cè)精度在上 1 以?xún)?nèi)，測(cè)溫范 圍可以從絕對(duì) 02000 。 f）激光溫度檢測(cè)器 激光測(cè)溫特別適于遠(yuǎn)程測(cè)量和特殊環(huán)境下的溫度側(cè)量用氮氖激光源的激光作反 射計(jì)可測(cè)得很高的溫度，精度達(dá) l % ；用光干涉和散射原理制作的溫度檢測(cè)器可測(cè)全 更高的溫度，上限可達(dá) 3000 ，專(zhuān)門(mén)用于核聚變研究，但在工業(yè)上應(yīng)用還需進(jìn)一步 開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)。 g）微波溫度檢測(cè)器 采用微波測(cè)溫可以達(dá)到快速測(cè)最高溫的目的。它是利用在

18、不同溫度下，溫度與控 制電壓成線(xiàn)性關(guān)系的原理制成的。這種檢測(cè)器的靈敏度為 250 KHZ/ ，精度為1 左右，檢測(cè)范圍為 201400 。 美國(guó) Dallas 半導(dǎo)體公司推出了 1-Wire（單總線(xiàn)）接口協(xié)議，單總線(xiàn)技術(shù)與其它總 線(xiàn)不同，它采用單根信號(hào)線(xiàn)，既可傳輸時(shí)鐘，又能傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的， 因此單總線(xiàn)技術(shù)具有線(xiàn)路簡(jiǎn)單，硬件開(kāi)銷(xiāo)少，成本低廉，便于總線(xiàn)擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 該公司所提供的單總線(xiàn)器件具有無(wú)需另附電源、在測(cè)試點(diǎn)直接將模擬信號(hào)數(shù)字化等特 點(diǎn)，一方面減少了系統(tǒng)環(huán)節(jié)，另一方面保證了系統(tǒng)的精度。同時(shí)各軟件公司開(kāi)發(fā)的可 視化軟件開(kāi)發(fā)工具，更是向著效率高、功能強(qiáng)大的方向努力，從而為獲

19、得良好的用戶(hù) 界面奠定了基礎(chǔ)。 1.3 主要研究工作內(nèi)容 本課題主要研究的內(nèi)容是以單片機(jī)和 DS18B20 傳感器為核心的智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)， 該系統(tǒng)以單片機(jī)作主 CPU 實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)、溫度顯示、聲音報(bào)警等相關(guān)功能。運(yùn)用所學(xué) 的 MCS-51 單片機(jī)實(shí)用接口和硬件設(shè)計(jì)、溫度傳感器技術(shù)、Protel 軟件制圖等課程所學(xué) 知識(shí)和對(duì)單片機(jī) AT89S52、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及鍵盤(pán)控制芯片 CH452、數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20、涓流充電時(shí)鐘芯片 DS1302 的資料的學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)一種智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)的軟 件和一套完整的溫度檢測(cè)系統(tǒng)的硬件電路，并利用畫(huà)出的完整的系統(tǒng)電路圖，安裝調(diào) 試，以滿(mǎn)足實(shí)際需求。學(xué)會(huì)以

20、 C 語(yǔ)言為主要編程工具設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的軟件，掌握 程序流程圖的編寫(xiě)，逐步掌握軟硬件的開(kāi)發(fā)、調(diào)試方法。 2 系統(tǒng)總體方案及硬件電路設(shè)計(jì) 2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成 該系統(tǒng)大體上可以由六部分構(gòu)成：一是中央處理單元，二是溫度數(shù)據(jù)采集模塊， 三是時(shí)鐘模塊，四是人機(jī)接口模塊，五是串行通訊模塊，六是報(bào)警模塊。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 如圖 2-1 所示。 圖 2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 各模塊介紹 （1）中央處理單元 該部分為系統(tǒng)的核心部分，其余各個(gè)部分或者是數(shù)據(jù)要送入本部分處理，或者受 本部分的控制。其核心部件為一片 8 位的單片機(jī)，數(shù)據(jù)采集模塊獲得的數(shù)據(jù)需要送入 控制器分析處理，根據(jù)處理結(jié)果控制器給出相應(yīng)的控制信號(hào)到其余各部

21、分，實(shí)現(xiàn)溫度、 日期時(shí)間顯示、參數(shù)設(shè)定與通訊。 單片機(jī)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展歷程，目前的種類(lèi)很多，根據(jù)運(yùn)算的最高位數(shù)可分為 4 位機(jī)、8 位機(jī)和 16 位機(jī)等，根據(jù)指令的多少可以分為普通型和 RISC 型。目前通用的 單片機(jī)型號(hào)有通用的 51 系列單片及基于 RISC 的 PIC 系列單片機(jī)。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 的 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器，使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品 指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 中央處理單 元 時(shí)鐘 模塊 溫度

22、采 集模塊 人機(jī)接口 模塊 串行 通訊 模塊 報(bào)警 模塊 在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入 控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超高效的解決方案。 （2）溫度采集模塊 該部分是系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一，溫度采集模塊的功能是完成溫度數(shù)據(jù)的獲取并將 其送入單片機(jī)加以處理。 溫度傳感器的種類(lèi)很多，根據(jù)其輸出方式及接口方式的不同，大體可以分為模擬 溫度傳感器和數(shù)字溫度傳感器。模擬溫度傳感器輸出的模擬信號(hào)，必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的接 口電路（A/D 轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能由微處理器進(jìn)行處理。數(shù)字溫度傳感器直 接輸出數(shù)字信號(hào)，一般只需少量外部元器件就可直接送至微

23、處理器進(jìn)行處理。 美國(guó) Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持單總線(xiàn) 接口的溫度傳感器。單總線(xiàn)獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶(hù)可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)， 為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。新一代的 DS18B20 體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活， 而且由于芯片送出的溫度信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，因此省去了外部 A/D 轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了硬件電 路。 （3）時(shí)鐘模塊 該部分為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)日期時(shí)間顯示。美國(guó) Dallas 公司推出的串行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘 芯片 DS1302 可對(duì)時(shí)鐘芯片備份電池進(jìn)行涓流充電。由于該芯片具有體積小、功耗低、 接口容易、占用 CPU 的 I/O 口少等主要特點(diǎn)，故該芯片

24、可作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘廣泛應(yīng)用于智 能化儀器儀表中，本次設(shè)計(jì)將用它來(lái)完成時(shí)鐘日歷電路部分。通過(guò)按鍵可以對(duì)當(dāng)前日 期時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。 （4）串行通訊模塊 因?yàn)橛?PC 出來(lái)的是 RS-232 電平,而單片機(jī)是典型的 TTL 電平。為了 PC 機(jī)與 MCS-51 單片機(jī)之間能可靠地進(jìn)行串行通訊,需要用電平轉(zhuǎn)換芯片,我們采用 MAXIM 公 司生產(chǎn)的專(zhuān)用芯片 MAX232。MAX232 是一種把電腦的串行口 RS-232 信號(hào)電平（-10v ，+10v）轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所用到的 TTL 信號(hào)點(diǎn)平（0v ，+5v）的芯片。RXD 和 TXD 通 過(guò) RS-232 收發(fā)器（MAX232）連接到 9 線(xiàn) D 型連接器上

25、，收發(fā)器能夠產(chǎn)生串行接口通 訊所需電平，從而允許 D 型連接器直接與 PC 機(jī)串口相連。由于在此電路上所采用的 收發(fā)器是 MAX232，它的內(nèi)部沒(méi)有集成 ESD 保護(hù)電路，所以需要外接 0.1uF 的電容構(gòu) 成外部保護(hù)電路。 （5）人機(jī)接口模塊 為了開(kāi)發(fā)友好的用戶(hù)界面，數(shù)據(jù)和參數(shù)的顯示、按鍵設(shè)置顯得尤其重要。數(shù)據(jù)和 參數(shù)的顯示部分接受控制器送來(lái)的待顯示的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理，按照要求顯示在相應(yīng)的 設(shè)備上，按鍵部分通過(guò)控制器對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 顯示設(shè)備的種類(lèi)有很多，一般包括發(fā)光二極管、LED 數(shù)碼管、液晶顯示屏等。單 個(gè)發(fā)光二極管只能指示一種狀態(tài)，多位 LED 數(shù)碼管可以顯示簡(jiǎn)單的字符串和數(shù)字型參 數(shù)，

26、液晶顯示屏能夠顯示的內(nèi)容最豐富，可以同時(shí)顯示字符和圖形，但價(jià)格相對(duì)較高。 對(duì)本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，LED 數(shù)碼管具有較高的性?xún)r(jià)比。 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及按鍵控制采用 CH452。CH452 內(nèi)置時(shí)鐘振蕩電路，可以動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng) 8 位數(shù)碼管或者 64 位 LED，具有 BCD 譯碼、閃爍、移位、段位尋址、光柱譯碼等功能， 同時(shí)還可以進(jìn)行 64 鍵的鍵盤(pán)掃描，CH452 通過(guò)可以級(jí)聯(lián)的 4 線(xiàn)串行接口或者 2 線(xiàn)串行 接口與單片機(jī)等交換數(shù)據(jù)，并且可以對(duì)單片機(jī)提供上電位復(fù)位信號(hào)。 （6）報(bào)警模塊 當(dāng)溫度超過(guò)所設(shè)定的上限時(shí)，報(bào)警裝置開(kāi)始報(bào)警。常用的報(bào)警方式有聲報(bào)警和光 報(bào)警等。本設(shè)計(jì)采用聲音報(bào)警，即當(dāng)溫度超過(guò)所設(shè)定的極限時(shí)

27、，蜂鳴器開(kāi)始報(bào)警。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總圖 根據(jù)以上各模塊的功能及硬件描述，作出系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總圖。如圖 2-2 所示。 圖 2-2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總圖 2.2 AT89S52 單片機(jī)的介紹 基本組成 AT89S52內(nèi)部可分為以下幾部分： 8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線(xiàn)， 看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全 雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路，以上各部分電路通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)相連接。另外， AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉

28、電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位 為止。 AT89S52單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2-3所示。 P0驅(qū)動(dòng)器 ALU 時(shí)間控制 暫存器 1 P2鎖存 器 P2驅(qū)動(dòng)器 P0鎖存 器 PSW FLASH SP 程序寄 存器 ACC 暫存器2 B寄存器 RAM地址 寄存器 RAM 指令寄存 器 看門(mén)狗 OSC 中斷、串行 口及寄存器 緩沖器 PC增1 PC DPTR 程序邏 輯 P1鎖 存器 ISP口 P3鎖 存器 P3驅(qū)動(dòng)器P1驅(qū)動(dòng)器 PSEN EA/VPP RST P0.0P0.7 P1.0P1.7 P2.0P2.7 P3.0P3.7 ALE

29、/PROG 圖2-3 AT89S52內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖16 引腳功能描述 AT89S52采用40引腳的雙列直插封裝（DIP方式），引腳配置如圖2-4所示。 圖2-4 AT89S52引腳配置圖 （1）40引腳功能 VCC：電源 GND: 地 P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏 輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在Flash編 程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要 外部上拉電阻。 P1口：P1 口是一

30、個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè) TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口 使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL 計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0T2）和定時(shí)器計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1T2EX）。 P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P2端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流 （IIL）。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外

31、部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，P2口送出高八位 地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址 字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P3端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流 （IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表2-1所示。在Flash編程 和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。 表2-

32、1 P3口各引腳的第二功能 引腳號(hào)第二功能 P3.0RXD（串行輸入） P3.1TXD（串行輸出） P3.2(外部中斷0)0INT P3.3(外部中斷1)1INT P3.4T0（定時(shí)器0外部輸入） P3.5T1（定時(shí)器1外部輸入） P3.6(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)WR P3.7(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)RD ：復(fù)位輸入。晶振工作時(shí), 腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。RSTRST 看門(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)RST 上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/ ：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪(fǎng)問(wèn)外

33、部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8 位PROG 地址的輸出脈沖。在Flash編程時(shí)，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。在一般情PROG 況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。 然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通 過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置 “1”，ALE操作將無(wú)效。這一位置 “1”，ALE 僅 在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個(gè)ALE 使能標(biāo)志 位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。 ：外部程序存儲(chǔ)器選通訊號(hào)（）是外部程序存儲(chǔ)器選通訊號(hào)。當(dāng)PSE

34、NPSEN AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在PSEN 訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不被激活。PSEN /VPP：訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存EA 儲(chǔ)器讀取指令，必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在flash編EAEA 程期間，也接收12伏VPP電壓。EA XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 （2）特殊功能寄存器 定時(shí)器2寄存器：寄存器T2CON和T2MOD包含定時(shí)器2的控制位和狀態(tài)位，寄存器 對(duì)RCAP2H和RCAP2L是定時(shí)器2的捕

35、捉/自動(dòng)重載寄存器。 中斷寄存器：各中斷允許在IE寄存器中,六個(gè)中斷源的兩個(gè)優(yōu)先級(jí)也可以在IE中設(shè) 置。 雙數(shù)據(jù)指針寄存器：為了更有利于訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，系統(tǒng)提供了兩路 16位數(shù)據(jù)指針寄存器分別是位于SFR中82H83H的DP0和位于84H85H的DP1。特殊寄 存器 AUXR1中DPS0選擇DP0；DPS=1選擇DP1。在訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)指針寄存器前先初始化 DPS至合理的值。 掉電標(biāo)志位：掉電標(biāo)志位（POF）位于特殊寄存器PCON的第四位（PCON.4）。 上電期間POF置“1” 。POF可以軟件控制使用與否，但不受復(fù)位影響。 （3）看門(mén)狗定時(shí)器 看門(mén)狗定時(shí)器：WDT是一種需要軟件控制的復(fù)

36、位方式。WDT由13位計(jì)數(shù)器和特殊 功能寄存器中的看門(mén)狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器（WDTRST）構(gòu)成。WDT在默認(rèn)情況下無(wú)法 工作；為了激活WDT，戶(hù)用必須往WDTRST寄存器（地址：0A6H）中依次寫(xiě)入 01EH 和 0E1H。當(dāng)WDT激活后，晶振工作，WDT在每個(gè)機(jī)器周期都會(huì)增加。WDT計(jì)時(shí)周期 依賴(lài)于外部時(shí)鐘頻率。 除了復(fù)位 （硬件復(fù)位或WDT溢出復(fù)位），沒(méi)有辦法停止WDT 工作。當(dāng) WDT溢出，它將驅(qū)動(dòng)RSR引腳一個(gè)高個(gè)電平輸出。 WDT 的使用：為了激活 WDT，用戶(hù)必須向 WDTRST寄存器（地址為0A6H的 SFR）依次寫(xiě)入0E1H和0E1H。 當(dāng) WDT激活后，用戶(hù)必須向 WDTRST

37、寫(xiě)入01EH和 0E1H喂狗來(lái)避免 WDT溢出。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到 8191(1FFFH)時(shí)，13 位計(jì)數(shù)器將會(huì)溢出，這 將會(huì)復(fù)位器件。晶振正常工作、WDT激活后，每一個(gè)機(jī)器周期 WDT 都會(huì)增加。為了 復(fù)位 WDT，用戶(hù)必須向WDTRST 寫(xiě)入 01EH 和 0E1H（WDTRST 是只讀寄存器）。 WDT 計(jì)數(shù)器不能讀或?qū)?。?dāng) WDT 計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將給 RST 引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈 沖輸出，這個(gè)復(fù)位脈沖持續(xù) 96個(gè)晶振周期（TOSC） ，其中 TOSC=1/FOSC。為了很 好地使用 WDT，應(yīng)該在一定時(shí)間內(nèi)周期性寫(xiě)入那部分代碼，以避免WDT復(fù)位。 掉電和空閑方式下的 WDT：在掉電模式下，晶振停

38、止工作，這意味這WDT也停 止了工作。在這種方式下，用戶(hù)不必喂狗。有兩種方式可以離開(kāi)掉電模式：硬件復(fù)位 或通過(guò)一個(gè)激活的外部中斷。通過(guò)硬件復(fù)位退出掉電模式后，用戶(hù)就應(yīng)該給WDT喂狗， 就如同通常AT89S52復(fù)位一樣。通過(guò)中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應(yīng) 持續(xù)拉低很長(zhǎng)一段時(shí)間，使得晶振穩(wěn)定。當(dāng)中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。為了防 止 WDT在中斷保持低電平的時(shí)候復(fù)位器件，WDT 直到中斷拉低后才開(kāi)始工作。這就 意味著 WDT 應(yīng)該在中斷服務(wù)程序中復(fù)位。為了確保在離開(kāi)掉電模式最初的幾個(gè)狀態(tài) WDT不被溢出， 最好在進(jìn)入掉電模式前就復(fù)位WDT。 在進(jìn)入待機(jī)模式前，特殊寄存 器AUXR的

39、WDIDLE位用來(lái)決定WDT是否繼續(xù)計(jì)數(shù)。默認(rèn)狀態(tài)下，在待機(jī)模式下， WDIDLE0，WDT繼續(xù)計(jì)數(shù)。為了防止WDT在待機(jī)模式下復(fù)位AT89S52，用戶(hù)應(yīng)該 建立一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)離開(kāi)待機(jī)模式，喂狗，再重新進(jìn)入待機(jī)模式。 （4）中斷 AT89S52有6個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（和） ，三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器0INT1INT 0、1、2）和一個(gè)串行中斷。每個(gè)中斷源都可以通過(guò)置位或清除特殊寄存器 IE 中的相 關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無(wú)效。IE還包括一個(gè)中斷允許總控制位EA， 它能一次禁止所有中斷。如表2-2所示，IE.6位是不可用的。對(duì)于AT89S52，IE.5位也是 不能用的。 定時(shí)器2

40、可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后， 這些標(biāo)志位都可以由硬件清0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是TF2 或EXF2激 活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清0。 定時(shí)器0和定時(shí)器1標(biāo)志位TF0和TF1在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的S5P2被置位。它們的 值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。然而，定時(shí)器2的標(biāo)志位TF2在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè) 周期的S2P2被置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。 表2-2 中斷允許控制寄存器（IE） 符號(hào)位地址功能 EAIE.7中斷總允許控制位。EA=0，中斷總禁止； EA=1，各中斷由各自的控制位設(shè)定 -IE.6預(yù)留 ET2IE.5定時(shí)器2中斷允

41、許控制位 ESIE.4串行口中斷允許控制位 ET1IE.3定時(shí)器1中斷允許控制位 EX1IE.2外部中斷1允許控制位 ET0IE.1定時(shí)器0中斷允許控制位 EX0IE.0外部中斷0允許控制位 2.3 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及鍵盤(pán)控制芯片 CH452 芯片概述 CH452 是數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤(pán)掃描控制芯片。CH452 內(nèi)置時(shí)鐘振蕩電路，可以 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng) 8 位數(shù)碼管或者 64 位 LED，具有 BCD 譯碼、閃爍、移位、段位尋址、光柱 譯碼等功能；同時(shí)還可以進(jìn)行 64 鍵的鍵盤(pán)掃描；CH452 通過(guò)可以級(jí)聯(lián)的 4 線(xiàn)串行接口 與單片機(jī)等交換數(shù)據(jù)；并且可以對(duì)單片機(jī)提供上電位復(fù)位信號(hào)。 圖 2-5 CH452

42、連線(xiàn)框圖 CH452 的特點(diǎn) （1）顯示驅(qū)動(dòng) 內(nèi)置大電流驅(qū)動(dòng)級(jí)，段電流不小于 15mA，字電流不小于 80mA. 動(dòng)態(tài)顯示掃描控制，直接驅(qū)動(dòng) 8 位數(shù)碼管或者 64 位放光管 LED。 可選數(shù)碼管的段與數(shù)據(jù)位相對(duì)應(yīng)的不譯碼方式或者 BCD 譯碼方式。 BCD 譯碼支持一個(gè)自定義的 BCD 碼，用于顯示一個(gè)特殊字符。 數(shù)碼管的字?jǐn)?shù)據(jù)左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)。 各數(shù)碼管數(shù)字獨(dú)立閃爍控制，可選擇快慢兩種閃爍速度。 任意段位尋址，獨(dú)立控制各個(gè) LED 或者各個(gè)數(shù)碼管的各個(gè)段的亮與滅。 64 級(jí)光柱譯碼，通過(guò) 64 個(gè) LED 組成的光柱顯示光柱值。 掃描極限控制，支持 1 到 8 個(gè)數(shù)碼管，只為有效

43、數(shù)碼管分配掃描時(shí)間。 可以選擇字驅(qū)動(dòng)輸出極性，便于外部擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電壓和電流。 （2）鍵盤(pán)控制 內(nèi)置 64 鍵鍵盤(pán)控制器，基于 88 矩陣鍵盤(pán)掃描。 內(nèi)置按鍵狀態(tài)輸入的下拉電阻，內(nèi)置去抖電路。 鍵盤(pán)中斷，低電平有效輸出。 提供按鍵釋放標(biāo)志位，可供查詢(xún)按鍵按下與釋放。 單片機(jī) MCU等 CH452芯片 四線(xiàn)接口 （虛線(xiàn)可選） 8位數(shù)碼管 或 64個(gè)發(fā)光管 或 64級(jí)光柱 SEG7SEG0 DIG7DIG0 88矩陣 64鍵盤(pán) DCLK DIN LOAD DOUT RST RST# 支持按鍵喚醒，處于低功耗節(jié)電狀態(tài)中的 CH452 可以被部分按鍵喚醒。 封裝及引腳 CH452 有 28 腳和 24 腳

44、兩種封裝形式，本課題采用 28 引腳封裝形式的 CH452， 其引腳配置如圖 2-6 所示。 圖 2-6 CH452 引腳圖 CH452 的 28 個(gè)引腳可以分為兩類(lèi)：標(biāo)準(zhǔn)公共引腳和 4 線(xiàn)串行接口引腳。4 線(xiàn)串行 接口引腳分別為：LOAD、DIN、DCLK 和 DOUT，其余的 24 腳位標(biāo)準(zhǔn)公共引腳。各 引腳功能如表 2-3，2-4 所示。4 線(xiàn)串行接口引腳支持多個(gè)芯片級(jí)聯(lián)，時(shí)鐘速度從 0 到 2MHz。DIN 和 DCLK 信號(hào)引腳可以與其他接口電路共用，節(jié)約引腳。 表 2-3 4 線(xiàn)串行接口引腳功能 引腳號(hào)引腳名稱(chēng)類(lèi)型引腳說(shuō)明 25LOAD輸入4 線(xiàn)串行接口的數(shù)據(jù)加載，內(nèi)置上拉電阻，

45、高電平有效 26DIN輸入4 線(xiàn)串行接口的數(shù)據(jù)輸入，內(nèi)置上拉電阻， 高電平有效 27DCLK輸入4 線(xiàn)串行接口的數(shù)據(jù)時(shí)鐘，內(nèi)置上拉電阻， 高電平有效 24DOUT輸出4 線(xiàn)串行接口的數(shù)據(jù)輸出，鍵盤(pán)中斷輸出， 低電平有效 表 2-4 CH452 標(biāo)準(zhǔn)的公共引腳 引腳號(hào)引腳名稱(chēng)類(lèi)型引腳說(shuō)明 23VCC電源正電源，持續(xù)電流不小于 120 9、10GND電源公共接地，持續(xù)電流不小于 120 2225SEG7SEG0三態(tài)輸出及輸 入 數(shù)碼管的段驅(qū)動(dòng)，高電平有效，鍵盤(pán)掃描 輸入，高電平有效，內(nèi)置下拉 18DIG7DIG0輸出數(shù)碼管的字段驅(qū)動(dòng)，低高電平有效，鍵盤(pán) 掃描輸出入，高電平有效 1417輸入串行接口

46、方式選擇，內(nèi)置上拉電阻， 1216輸出上電復(fù)位輸出，高電平有效 13不支持輸出上電復(fù)位輸出，低高電平有效 28不支持輸入手工復(fù)位輸入，高電平有效，內(nèi)置下拉 11不支持不連接，禁止使用 CH452 功能說(shuō)明 （1）顯示驅(qū)動(dòng) CH452 對(duì)數(shù)碼管和發(fā)光管采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)，順序?yàn)?DIG0 至 DIG7，當(dāng)其中一個(gè) 引腳吸入電流時(shí)，其他引腳則不吸入電流。CH452 內(nèi)部具有大電流驅(qū)動(dòng)級(jí)，可以直接 驅(qū)動(dòng) 0.5 英寸至 2 英寸的共陰極數(shù)碼管，段驅(qū)動(dòng)引腳 SEG6SEG0 分別對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的 段 G-段 A，段驅(qū)動(dòng)引腳 SEG7 對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)，字驅(qū)動(dòng)引腳 DIG7DIG0 分別連 接 8 個(gè)數(shù)碼管

47、的陰極；CH452 也可以連接 88 矩陣的發(fā)光二極管 LED 陣列或者 64 各 獨(dú)立發(fā)光管；CH452 可以改變字驅(qū)動(dòng)輸出極性以便直接驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)數(shù)碼管（不譯碼方式） ， 或者通過(guò)外接反向驅(qū)動(dòng)器支持共陽(yáng)極數(shù)碼管，或者外接大功率管支持大尺寸的數(shù)碼管。 CH452 支持掃描極限控制，并且只為有效數(shù)碼管分配掃描時(shí)間。當(dāng)掃描極限設(shè)定 為 1 時(shí)，唯一的數(shù)碼管 DIG0 將得到所有的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)時(shí)間，從而等同于靜態(tài)驅(qū)動(dòng)；當(dāng)掃 極限設(shè)定為 8 時(shí)，8 個(gè)數(shù)碼管 DIG7DIG0 各得到 1/8 的動(dòng)態(tài)掃描時(shí)間，當(dāng)掃描極限設(shè) 定為 4 時(shí)，4 個(gè)數(shù)碼管 DIG3DIG0 各得到 1/4 的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)時(shí)間，此時(shí)各數(shù)

48、碼管的平均 驅(qū)動(dòng)電流將比掃描極限為 8 時(shí)增加一倍，所以降低掃描極限可以提高數(shù)碼管的顯示亮 度。 CH452 內(nèi)部具有 8 個(gè) 8 位的數(shù)據(jù)寄存器，用于保存 8 個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)于 CH452 所驅(qū)動(dòng)的 8 個(gè)數(shù)碼管或者 8 組每組 8 個(gè)的發(fā)光二極管。CH452 支持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器 中的字?jǐn)?shù)據(jù)左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)，并且支持各數(shù)碼管的獨(dú)立閃爍控制，在數(shù) 據(jù)左右移動(dòng)或者左右循環(huán)的過(guò)程中，閃爍控制的屬性不會(huì)隨數(shù)據(jù)移動(dòng)。 CH452 支持任意段位尋址，可以用于獨(dú)立控制 64 個(gè)放光管 LED 中的任意一個(gè)或 者數(shù)碼管中的特定段，段位編制順序與鍵盤(pán)編址一致，編址從 00H3FH。當(dāng)用“段位 尋址置

49、 1”命令將某個(gè)地址的段位置 1 后，該地址對(duì)應(yīng)的發(fā)光管 LED 或者數(shù)碼管的段就 會(huì)點(diǎn)亮，該操作不影響任何其他 LED 或者數(shù)碼管其他段的狀態(tài)。 CH452 默認(rèn)情況下工作于不譯碼方式，此時(shí) 8 個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中子數(shù)據(jù)的位 7-位 0 分別對(duì)應(yīng) 8 個(gè)數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)和段 D段 A，對(duì)于發(fā)光二極管陣列，則每個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)的 數(shù)據(jù)位唯一地對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管。當(dāng)數(shù)據(jù)位位 1 時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)管的段或者發(fā)光管 就會(huì)點(diǎn)亮當(dāng)數(shù)據(jù)為 0 時(shí)，則對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)管的段或者發(fā)光管就會(huì)熄滅。通過(guò)設(shè)定， CH452 還可以工作于 BCD 譯碼方式，該方式主要運(yùn)用于數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)只要給出 二進(jìn)制 BCD 碼，由 CH452 將

50、其譯碼后直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)是字符。BCD 譯碼方 式是指對(duì)數(shù)據(jù)寄存器中字?jǐn)?shù)據(jù)的位 4位 0 進(jìn)行 BCD 譯碼，控制段驅(qū)動(dòng)引腳 SEG6SEG0 的輸出，對(duì)應(yīng)于數(shù)碼管的段 G段 A，同時(shí)用字?jǐn)?shù)據(jù)是位 7 控制段驅(qū)動(dòng) 引腳 SEG7 的輸出面對(duì)英語(yǔ)數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)，字?jǐn)?shù)據(jù)的位 6 和位 5 不影響 BCD 譯碼。 表 2-5 為數(shù)據(jù)寄存器中字?jǐn)?shù)據(jù)的位 4位 0 進(jìn)行 BCD 譯碼后，所對(duì)應(yīng)的段 G段 A 以 及數(shù)碼管顯示的字符。參考下表 2-5，如果需要在數(shù)碼管上顯示字符 0，只需置入數(shù)據(jù) 0 xx00000B 或者 00H，需要顯示字符 0.（0 帶小數(shù)點(diǎn)） ，只需置入數(shù)據(jù) 1xx00000

51、B 或者 80H。類(lèi)似地，數(shù)據(jù) 1xx01000B 或者 1AH 對(duì)應(yīng)于字符 8.（8 帶小數(shù)點(diǎn)） ，數(shù)據(jù) 0 xx10000 或者 10H 對(duì)應(yīng)于字符 (空格，數(shù)碼管沒(méi)有顯示)，數(shù)據(jù) 0 xx11110H 或者 1EH 對(duì)應(yīng)于自定義的特殊字符，由“自定義 BC D 碼”命令定義。 表 2-5 BCD 譯碼表 位 4位 0段 G段 A顯示的字符位 4位 0段 G段 A顯示的字符 00000B0111111B010000B0000000B 空格 00001B0000110B110001B1000110B-1 或加號(hào) 00010B1011011B210010B1000000B-負(fù)號(hào)減號(hào) 00011

52、B1001111B310011B1000001B=等于號(hào) 00100B1100110B410100B0111001B左方括號(hào) 00101B1101101B510101B0001111B右方括號(hào) 00110B1111101B610110B0001000B_下劃線(xiàn) 00111B0000111B710111B1110110BH 字母 H 01000B1111111B811000B0111000BL 字母 L 01001B1101111B911001B1110011BP 字母 P 01010B1110111BA11010B0000000B小數(shù)點(diǎn) 01011B1111100Bb11110BSELF_BC

53、D自定義字符 01100B1011000Bc其余值0000000B 空格 01101B1011110Bd 01110B1111001BE 01111B1110001BF SELF_BCD 是由“自定義 BCD”命令 定義的新字符，復(fù)位后默認(rèn)值為空格 （2）鍵盤(pán)掃描 CH452 的鍵盤(pán)掃描功能支持 88 矩陣的 64 鍵鍵盤(pán)。在鍵盤(pán)掃描期間， DIG7DIG0 引腳用于列掃描輸出，SEG7SEG0 引腳都帶有內(nèi)部下拉電阻，用于行 掃描輸入。當(dāng)啟用鍵盤(pán)掃描功能后，4 線(xiàn)串行接口中的 DOUT 引腳的功能由串行接口 的數(shù)據(jù)輸出變?yōu)殒I盤(pán)中斷輸出以及按鍵數(shù)據(jù)輸出。 CH452 定期在顯示驅(qū)動(dòng)掃描過(guò)程中插

54、入鍵盤(pán)掃描。在鍵盤(pán)掃描期間，DIG7DIG0 引腳按照 DIG0 至 DIG7 的順序依次輸出高電平，其余 7 個(gè)引腳輸出低電平； SEG7SEG0 引腳的輸出被禁止，當(dāng)沒(méi)有鍵被按下時(shí)，SEG7SEG0 都被下拉為低電 平；當(dāng)有鍵按下時(shí)，例如連接 DIG3 與 SEG4 的按鍵被按下，則當(dāng) DIG3 輸出高電平時(shí) SEG4 檢測(cè)到高電平；為了防止因?yàn)榘存I抖動(dòng)或者外界干擾而產(chǎn)生誤碼，CH452 實(shí)行兩 次掃描，只有當(dāng)兩次按鍵掃描的結(jié)果相同時(shí)，按鍵才會(huì)被確認(rèn)有效。如果 CH452 檢測(cè) 到有效的按，則記錄下該按鍵代碼，并通過(guò) 4 線(xiàn)串行接口中的 DOUT 引腳產(chǎn)生低電平 有效的鍵盤(pán)中斷，此時(shí)單片機(jī)

55、可以通過(guò)串行接口讀取按鍵代碼；在沒(méi)有檢測(cè)到新的有 效按鍵之前，CH452 不再產(chǎn)生任何鍵盤(pán)中斷。CH452 不支持組合鍵，也就是說(shuō)，同一 時(shí)刻，不能有兩個(gè)或者更多的鍵被按下；如果多個(gè)鍵同時(shí)按下，那么按鍵代碼小的鍵 優(yōu)先。 CH452 所提供的按鍵代碼為 7 位，位 2位 0 是列掃描碼，位 5位 3 是行掃描碼， 位 6 是狀態(tài)碼（鍵按下為 1，鍵釋放為 0） 。單片機(jī)可以在任何時(shí)候讀取按鍵代碼，但 一般在 CH452 檢測(cè)到按鍵有效而產(chǎn)生鍵盤(pán)中斷時(shí)讀取按鍵代碼，此時(shí)按鍵代碼的位 6 總是 1，另外，如果需要了解按鍵何時(shí)釋放，單片機(jī)可以通過(guò)查詢(xún)方式定期讀取按鍵代 碼，直到按鍵代碼的位 6 為

56、0。 表 2-6 按鍵編址 表 2-6 是 DIG7DIG0 與 SEG7SEG0 之間 88 矩陣的順序編址，既是按鍵編址， 也是數(shù)碼管段位、發(fā)光管 LED 陣列以及光柱的編址。由于按鍵代碼是 7 位，鍵按下時(shí) 位 6 總是 1，所以當(dāng)鍵釋放時(shí) CH452 提供的實(shí)際按鍵代碼是表中的按鍵編址減去 40H，也就是說(shuō)，此時(shí)按鍵代碼應(yīng)該在 00H 到 3FH 之間。 編址DIG7DIG6DIG5DIG4DIG3DIG2DIG1DIG0 SEG047H46H 45H 44H 43H 42H 41H 40H SEG1 4FH4EH4DH4CH7BH4AH 49H 48H SEG2 57H56H 55H

57、 54H 53H 52H 51H 50H SEG3 5FH5EH5DH5CH5BH 5AH 59H 58H SEG4 67H 66H 65H 64H 63H 62H 61H 60H SEG5 6FH6EH6DH6CH6BH6AH 69H 68H SEG6 77H 76H 75H 74H 73H 72H 71H 70H SEG7 7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H 操作命令 CH452 的操作命令均為 12 位，表 2-7 列出了 CH452 的各個(gè)操作命令所對(duì)應(yīng)的 12 位串行數(shù)據(jù)。其中標(biāo)注為 x 的表示該位可以是任意值，標(biāo)有名稱(chēng)的位表示該位在 CH452 芯片內(nèi)部具有相應(yīng)的寄存

58、器，其數(shù)據(jù)根據(jù)操作命令的不同而變化。 表 2-7 CH452 的操作命令 操作命 令 位 11 位 10 位 9 位 8 位 7位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0 空操作0000 xxxxxxxx 加載光 柱值 00010LEVEL 段位尋 址清 0 000110 BIT_ADDR 段位尋 址置 1 000111 BIT_ADDR 芯片內(nèi) 部復(fù)位 001000000001 進(jìn)入睡 眠狀態(tài) 001000000010 字?jǐn)?shù)據(jù) 左移 001100000000 字?jǐn)?shù)據(jù) 右移 001100000010 字?jǐn)?shù)據(jù) 左循環(huán) 0011000000001 字?jǐn)?shù)據(jù) 右循環(huán) 001100000011 自定義

59、BCD 碼 00111 SELF_BCD 設(shè)定系 統(tǒng)參數(shù) 010000INTMSSPDDPLR0KEYDISP 設(shè)定顯0101MODELIMIT0000 示參數(shù) 設(shè)定閃 爍控制 0110D7SD6SD5SD4SD3SD2SD1SD0S 加載數(shù) 據(jù) 0 1000DIG_DATA, DIG0 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù) 據(jù) 1 1001DIG_DATA, DIG1 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù) 據(jù) 2 1010DIG_DATA, DIG2 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù) 據(jù) 3 1011DIG_DATA, DIG3 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù) 據(jù) 4 1100DIG_DATA, DIG4 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù) 據(jù) 5 1101

60、DIG_DATA, DIG5 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù) 據(jù) 6 1110DIG_DATA, DIG6 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù) 據(jù) 7 1111DIG_DATA, DIG7 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 讀取按 鍵代碼 0111xxxxxxxx (1) 空操作：0000 xxxxxxxxB 空操作命令不對(duì) CH452 產(chǎn)生任何影響。該命令可以在多個(gè) CH452 級(jí)聯(lián)的應(yīng)用中， 透過(guò)前級(jí) CH452 向后級(jí) CH452 發(fā)送操作命令而不影響前級(jí)的狀態(tài)。 (2) 芯片內(nèi)部復(fù)位:001100000001B 內(nèi)部復(fù)位命令將 CH452 的各個(gè)寄存器和各種參數(shù)復(fù)位到默認(rèn)的狀態(tài)。芯片上電時(shí)， CH452 總是被復(fù)位，此時(shí)各個(gè)寄存