单片机智能温度计设计 第3页

引脚引线功能如下：

G  被测电压VX和参考电压VR的模拟接地端

VR   外接参考电压端（+2V或+200Mv）

VX   被测电压输入端

R1，R1/C1，C1  外接积分电阻R1和积分电容C1元件端。外接元件典型值：当量程为2V时，C = 0.1μF,R = 470kΩ；当量程为200mV时，C1 = 0.1μF, R1 = 27kΩ

C01,C02   外接失调电容C0端。C0典型值为0.1μF

DU   数据显示控制端。当DU和EOC（引脚14）连接时，每次A/D转换都输出

CLKI，CLKO 时钟振荡器外接电阻RC端， RC的典型值为470kΩ，时钟频率随RC增加而下降

VEE  模拟负输入端。典型值为-5V

VSS  数字地，除CLKO端外所有输出端的低电平基准。当VSS与VAG相连（即数字地和模拟地相连）时，输出电压幅度为VAG～VDD（0V～+5V）；当VSS与VEE（-5V）相连，输出电压幅度为VEE～VDD（-5V～+10V）。实际应用时一般是VSS与VAG相连

EOC  转换结束控制端（输出）。每当一个A/D转换周期结束，EOC端输出一个宽度为时钟周期1/2宽度的正脉冲

  过量程标志输出端。平时为高电平。当｜VX｜﹥VR时（被测电压输入绝对值大于参考电压）， 端输出低电平

DS1～DS4  多路选通脉冲输出端，对应DS1千位，对应DS4个位。每个选通脉冲宽度为18个时钟脉冲，两个相邻脉冲之间间隔为2个时钟周期

Q0～Q3  BCD码数据输出线。其中为Q0最低位，Q3为最高位。当DS2 、DS3和 DS4选通期间，Q0～Q3除了表示千位的0或1外，还表示了转换值的正负极性和欠量程还是过量程

VDD  正电源端。典型值为+5V

MC14433的外部连接电路

尽管MC14433外部连接元件很少，为使其工作于最佳状态，也必须注意外部电路的连接和外接元件的选择，其实际连接电路如图11—18所示。为了提高电源抗干扰的能力，正、负电源分别通过去耦电容0.047μF、0.02μF与VSS(VAG)相连。

MC14433和单片机8051采用查询方式连接。MC14433的多路选通脉冲输出端和BCD码数据输出端Q0--Q7和单片机的P0口连接。EOC端和8051的/INT0连接，单片机8051通过不断查询/INT0端的状态，了解MC14433的每次A/D转换是否结束，在A/D转换结束后，经P0口读取A/D转换的结果，存入CPU内部的输入数据缓冲区。MC1403是高精度的基准源（2.5V），它的输出经10K可调电位器，调整到2.0V提供MC14433的基准电压。

2.4  LED显示器

 LED显示器由4位共阴极LED显示器组成，采用动态分时扫描方式。采用4位共阴极LED示器使为了保证温度超过100℃时，测量结果仍能保持在小数点后一位显示，例如：110.4℃，提高测量显示精度。

 共阴极LED显示器的阳极和单片机CPU的P1口连接，显示段码由CPU通过P1口传送到LED显示器的阳极。位扫描码由单片机8051的P2口低四位输出，经同相驱动器传送到LED显示器的阴极，选通LED显示器的数位，P2.3，P2.2,P2.1,P2.0输出电平为‘0111’时，选通左边的第一位数字，P2.3，P2.2,P2.1,P2.0输出电平为‘1011’时，选通左边的第二位数字，P2.3，P2.2,P2.1,P2.0输出电平为‘1101’时，选通左边的第三位数字，P2.3，P2.2,P2.1,P2.0输出电平为‘1110’时，选通左边的第四位数字。

2.5 系统核心单片机部分---闪电存储器型器件AT89C51

 单片机AT89C51有内部RAM，可以作为各种数据区使用，内部闪电存储器存放智能温度计的控制程序。它的主要功能是控制MC14433，实现温度的数字值采集，完成温度的数字采集值到对应数字温度的转换计算，并把计算的数字温度转换相应的显示段码，控制LED显示器以动态扫描方式进行温度显示。

 AT89系列单片机是ATMEL公司生产的。这是当前最新的一种电擦写8位单片机，与MCS-51系列完全兼容，有超强的加密功能，可完全替代87C51/52和8751/52。它物美价廉，深受用户欢迎。

 与87C51相比，AT89系列的优越性在于，其片内闪电存储器的编程与擦除完全用电实现；数据不易挥发，可保存10年；编程/擦除速度快，全4K字节编程只需时3s，擦除时间约用10ms；AT89系列了实现在线编程；也可借助电话线进行远距离编程。

AT89C51是一种低功耗、高性能内含4K字节闪电存储器（Flash Memory）的8位CMOS微控制器。这种器件系以ATMEL高密度不挥发存储技术制造，与工业标准MCS-51指令系统和引脚完全兼容。片内闪电存储器的程序代码或数据可在线写入，亦可通过常规的编程器编程。例如，MP-100这样一种经济型的编程器，它支持通用EPROM等各种存储器、PAL、GAL以及INTEL、ATMEL和PHILIPS等各公司的全系列51单片机的编程。ME5103和ME5105仿真器支持AT89系列所有器件的调试、仿真和编程。

AT89C51具有下列主要性能：

. 4KB可改编程序Flash存储器

（可经受1，000次的写入/擦除周期）

.全静态工作：0Hz～24MHz

.三级程序存储器保密

.128 X 8字节内部RAM

.32条可编程I/O线

.2个16位定时器/计数器

.6个中断源

.可编程串行通道

.片内时钟振荡器

另外，AT89C51是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0 Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式——空闲方式（Idle  Mode）和掉电方式（Power  Down  Mode）。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。

2.5.1  主电源引脚

(a).Vcc 电源端

(b).GND  接地端

2.5.2 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2

(a).XTAL1   接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是构成片内振荡器的反相放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，既把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。

(b).XTAL2 接外部晶体的另一个引脚。在单片机内部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，此引脚应悬浮不连接。

2.5.3  控制或与其它电源复用引脚RST、ALE//PROG、/PSEN和/EA/Vpp

(a).RES   复位输入端。当振荡器运行时，在该引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。

(b).ALE//PROG  当访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率（此频率为振荡器频率的1/6）周期性地出现正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。然而要注意的是：每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。在对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（/PROG）。

 如果需要的话，通过对专用寄存器（SFR）区中8EH单元的D0位置数，可禁止ALE操作。该位置数后，只有在执行一条MOVX或MOVC指令期间，ALE才会被激活。另外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，该设定禁止ALE位无效。

(c). /PSEN  程序存储允许（/PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号。当AT89C51/LV51由外部程序存储器取指令（或常数）时，每个机器周期两次/PSEN有效（既输出2个脉冲）。但在此期间内，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

(d)./EA/Vpp    外部访问允许端。要使CPU只访问外部程序存储器（地址为0000H～FFFFH），则/EA端必须保持低电平（接到GND端）。然而要注意的是，如果保密位LB1被编程，复位时在内部会锁存/EA端的状态。

当/EA端保持高电平（接Vcc端）时，CPU则执行内部程序存储器中的程序。

在Flash存储器编程期间，该引脚也用于施加12V的编程允许电源Vpp（如果选用12V编程）。

2.2.4 输入/输出引脚 P0.0～ P0.7、P10.～P1.7、P2.0～ P2.7 和P3.0～P3.7

(a).P0端口（P0.0～ P0.7） P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口。作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。

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