内容发布更新时间 : 2024/12/25 13:11:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

大学毕业论文（设计）

计算后的心率值等输出信息；目前设计中用于显示的显示器件可以选择液晶屏和数码管来实现。下面对比两种显示方式，确定本设计显示方案。

方案1：选择数码管显示。数码管的特点是显示内容清晰、电路控制简单，操作简单而且价格便宜，能够满足大多数简单场合的需要。

方案2：选择LCD1602液晶显示。能够显示32个中英文字符及0~9数字。从显示内容看非常丰富，只要显示中不需要显示中文，LCD1602液晶都可以满足显示的需要。

方案选择：从显示内容看本设计需要显示英文、数字和数学符号，数麻管不能满足本次设计显示要求，而且数码管显示的整体功耗高于液晶显示。因此选择方案2实现系统的显示。

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第三章 硬件电路设计

3.1 系统结构

根据上述电路模块方案，红外温度计系统的主控电路选用单片机芯片，显示部分采用液晶电路，外围主要包括：TN9红外传感器模块，报警电路，晶振电路电路组成，系统总体框图如下所示。

晶振电路蜂鸣器报警红外温度传感器STC89C52复位电路电源电路液晶显示 图3-1 系统结构图

3.2 主控芯片电路

3.2.1 单片机概述

本文设计的红外温度计系统采用的STC89C52单片机不是像FPGA一样完成逻辑功能的CPU，而是把CPU以及其外围的一些电路系统集成到一块芯片上，换句话说，就是将计算机集成到单片机上。可以想象，一个非常微型的、重量非常轻的、价格非常便宜的计算机将有非常大的市场空间，其应用范围非常广泛，既可以用在学习单片机上，又可以应用在开发上。总之，单片机的价值是无法估量的。

单片机的由来也有一段历史，最初的设计方案是将各式各样的外围电路或者

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设备等跟CPU集成到一起，集成化为一个最小芯片，从而可以让计算机系统从超大型进化为小型集成化的计算机系统，进而可以非常方便地嵌入进非常复杂的并且对体积要求很高的设备中，高效地控制协调各式设备。从这种设计思想中INTEl诞生了Z80型号的微控制器，并且，从这个时间点开始，单片机跟专用处理器变开始朝完全不同的方向发展，成为两种完全不同的处理器模块。

在90年代早期，当时的单片机的位数基本都是4位或者8位的，并且在当时有一款芯片由于其简单并且可靠性非常好而广受好评，这款芯片就是INTEL的8031芯片。在这款芯片的基础上，出现了各种各样性能可靠、集成化非常好的单片机以及单片机系统。此后这个单片机系统便为各大厂商所青睐，并且迅速占领各大工业控制领域，一直到目前为止，该系统还在广泛地应用于各大工业控制领域。随着科技地不断进步，工业上对于工业控制领域的要求也不断提高，已有的4位或8位系统已经不能满足当前工业控制要求，所以16位单片机系统应运而生。但是16位单片机在性价比上完全没有4位或8位的单片机有优势，所以16位单片机未能占领各大工业控制领域。从90年代开始，全球的科技技术迸发式发展，单片机的技术也随之极大地提高。INTEL公司开发出了32位的单片机，并且其性价比非常高，自然而然地取代了16位单片机的高端地位。32位单片机系统从次开始成为高端控制器系统。并且由于这个技术快速发展的时代，之前的八位和四位单片机的性能和可靠性也极大地提高了，比起八十年代刚出来地时候性能提高了百倍有余，所以8位单片机的性价比优势再一次体现出来，在一些低端的工业控制领域其完全能胜任，并且价格也非常便宜，大大地降低了工业生产成本。直至目前来说，32位单片机是在所有单片机家族中性能最好的一款单片机，其处理性能比起九十年代中期的专用处理器的性能有过之而无不及，其主频已经可达313MHz了。并且价格非常之便宜，单片机的出厂价格现在只要1至10美元进可以，所以成本非常地低，性价比非常之高。 3.2.2单片机的构成特性

STC89C52单片机的组成大致包括以下几大模块：CPU、IO口、存储器件、内存。这些组成跟我们自己家庭使用的台式电脑也非常相似，但是各个部分的性能肯定无法跟台式电脑相媲美，毕竟价格上单片机便宜了好几十上百倍不止。这些低端的单片机用在比较简单的应用上已经非常足够了，像我们家里使用的自动洗衣机、抽油烟机、冰箱等等，都可以看到这些单片机。当然，单片机的作用主

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要是核心的控制上，是作为一个系统的核心控制部分，也就是一个系统的简单的大脑。单片机特性如下。

? 具有8位数据总线，16位地址总线的CPU； ? 具有布尔处理能力和位处理能力；

? 采用哈佛结构，程序存储器与数据存储器地址空间各自独立； ? 具有相同地址的64KB程序存储器和64KB数据存储器； ? 128字节片内数据存储器；

? 32根双向并可以按位寻址的I/O线； ? 两个16位定时/计数器(8052有3个。

STC89C52单片机的封装图如下图所示。

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图3-2 单片机电路

3.2.3晶振电路

晶振电路是单片机中非常重要的一部分，晶振电路可以给单片机提供时钟信号，时钟信号是实现单片机运行的必不可少的一部分。单片机芯片内部有一个反相放大器，这个反相放大器是用来作为内部振荡器作用的。它有两个引脚，分别为XTAL1和XTAL2，其中XTAL1为该反相放大器的输入端，XTAL2为输出端。自激振荡器是由这个反相放大器跟片外端石英晶体一起组成的。晶振电路的组成除了这个自激振荡器外还需要外接两个电容，将这两个电容与放大器相连接就构

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