发布时间 : 星期三 文章基于单片机的水温水位控制系统更新完毕开始阅读
武汉工业学院工商学院毕业论文（设计）专用稿纸
3 系统单元电路设计
3.1 单片机最小系统
本设计采用P89V51RD2单片机作为主控制芯片。P89V51RD2单片机介绍如下：
P89V51RD2是Philips公司生产的一款80C51微控制器，包含64KB Flash和1024字节的数据RAM。P89V51RD2的典型特性是它的X2方式选项。利用该特性，设计者可使应用程序以传统的80C51时钟频率（每个机器周期包含12个时钟）或X2 方式（每个机器周期包含6个时钟）的时钟频率运行，选择X2方式可在相同时钟频率下获得2倍的吞吐量。从该特性获益的另一种方法是将时钟频率减半来保持特性不变，这样可以极大地降低EMI。Flash程序存储器支持并行和串行在系统编程（ISP），ISP允许在软件控制下对成品中的器件进行重复编程。应用固件的产生/更新能力实现了ISP的大范围应用。5V的工作电压，操作频率为0～40MHz。
P89V51RD2单片机最小系统框图如图3.1：
复位电路串行通信接口电路单片机P89V51RD2时钟电路串行下载口电路
图3.1 单片机最小系统框图
3.1.1 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。
在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，
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输出端为引脚XTAL2，在芯片的外部跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。 此电路采用6MHz的石英晶体。时钟电路如下图3.2：
图3.2 时钟电路
3.1.2 复位电路
复位是单片机的初始化操作。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误是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。
RST引脚是单片机复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期（即2个机器周期）以上，若使用频率为12MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4?s才能完成复位操作。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的。在本设计中采用了按键电平复位方式，其复位电路如下图3.3：
图3.3 复位电路
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3.1.3 串行下载口电路
为了将软件程序下载到单片机中，必须为之设计一种串行接口电路，在此电路中采用MAX232芯片，MAX232片内含有一个电容性发生器以便在5V电源供电时提供EIA/TIA-232-E电平。每个接收器将EIA/TIA-232-E电平输入转为5V TTL/COMS输入电平转换为EIA/TIA-232-E电平。
DW或N封装及逻辑符号如图3.4：
图3.4 MAX232的DW或N封装及逻辑符号
3.1.4 串行通信接口电路图
在串行接口电路设计中MAX232主要用于数据的串行通讯，对电子钟程序的下载调试。应用结构图如图3.5所示：
VCCC11
DB9COMCP2594837261C10C90.01μFC80.01μF0.01μF123456780.01μFC1+VCCV+GNDC1-T1outC2+R1inC2-R1outV-T1inT2outT2inR2inR2outMAX232161514131211109
J212图3.5 MAX232应用结构图
3.2 显示系统设计
3.2.1 TC1602A简介
该系统的显示部分采用TC1602字符液晶显示器，TC1602A是一种16字×2行的字符型液晶显示模块，其显示面积为64.5×13.8mm2 ，TC1602A的引脚排列如图3.6所示：
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图3.6 TC1602A的引脚排列
它有16个引脚可与外界相连。其中： 1脚VSS：接地； 2脚Vdd：接＋5V电源；
3脚VO：对比度调整端，LCD驱动电压范围为Vdd～VO。当VO接地时，对比度最强；
4脚RS：寄存器选择端，RS为0时，选择命令寄存器IR；RS为1时，选择数据寄存器DR；
5脚R/W：读写控制端，R/W为1时，选择读出；R/W为0时，则选择写入；
6脚E[Enable]：使能控制端，E为1时，使能；E为0，禁止； 7脚～14脚D0～D7：数据总线； 15脚LED＋：背景光源，接＋5V； 16脚LED－：背景光源，接地。 其指令系统：
TC1602A内有2个寄存器：一个是命令寄存器，另一个是数据寄存器。所有对TC1602A的操作必须先写命令字，再写数据。
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