内容发布更新时间 : 2024/4/29 2:43:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

路上产生的浪涌电压并且保持了极小的极间电容保证了RS-422/RS-485接口的高速传输。转换器内部带有零延时自动收发转换，独有的I/O电路自动控制数据流方向而不需任何握手信号（如 RTS、DTR等），也无需跳线设置实现全双工(RS-422)、半双工(RS-485)模式转换，即插即用确保适合一切现有的通信软件和接口硬件。 该系列接口转换器可以为点到点、点到多点的通信提供可靠的连接，点到多点每台转换器可允许连接32个RS-422或RS-485接口设备，数据通讯速率300-128000bps，带有电源指示灯及数据流量指示灯可指示故障情况、支持的通讯方式有USB到RS-422、USB到RS-485转换。 优点：兼容性好，稳定性高。 缺点：价格贵。

综合可靠性、稳定性、易用性以及成本来考虑，本设计选择方案三。

第3章 硬件设计

本设计的硬件系统主要由主控模块、显示模块、温湿度采集模块、串口通信模块、时钟电路和复位电路组成。

3.1 主控模块

本系统主控模块采用STC12C5A60S2单片机作为控制核心，通过AM2302温湿度传感器专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，把采集到的温湿度数字信号通过单片机的处理输出到OLED12864显示器，以显示其温湿度值。本设计可以根据当前的温湿度作出提示显示在显示器上。

3.1.1 STC12C5A60S2简介

STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制，强干扰场合。

3.1.2 STC12C5A60S2的主要特点

1、增强型8051CPU，1T（1024G），单时钟/机器周期

2、工作电压 5.5-3.5V 3、1280字节RAM

4、通用I/O口，复位后为：准双向口/弱上拉

可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏 每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120mA 5、有EEPROM功能 6、看门狗

7、内部集成MAX810专用复位电路 8、外部掉电检测电路

9、时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器 常温下内部R/C振荡器频率为：5.0V单片机为：11~17MHz

3.3V单片机为：8~12MHz

10、4个16位定时器

两个与传统8051兼容的定时器/计数器，16位定时器T0和T1

11、3个时钟输出口，可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟，可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟，独立波特率发生器可以在P1.0口输出时钟

12、外部中断I/O口7路，传统的下降沿中断或电平触发中断，并新增支持上升沿中断的PCA模块，Power Down模式可由外部中断唤醒，INT0/P3.2，INT1/P3.3，T0/P3.4，T1/P3.5，RxD/P3.0，CCP0/P1.3，CCP0/P1.3 13、PWM2路

14、A/D转换，10位精度ADC，共8路，转换速度可达250K/S 15、通用全双工异步串行口（UART） 16、双串口，RxD2/P1.2，TxD2/P1.3 17、工作范围：-40~85

18、封装：LQFP-48，LQFP-44，PDIP-40，PLCC

3.1.3 STC12C5A60S2的引脚功能

单片机STC12C5A60S2的管脚图如图3.1所示。

图3.1 STC89C52引脚图

P0.0~P0.7 P0：P0口既可以作为输入/输出口，也可以作为地址/数据复用总线使用。当P0口作为输入/输出口时，P0是一个8位准双向口，内部有弱上拉电阻，无需外接上拉电阻。当P0作为地址/数据复用总线使用时，是低8位地址线A0~A7，数据线D0~D7

P1.0/ADC0/CLKOUT2

标准IO口、ADC输入通道0、独立波特率发生器的时钟输出 P1.1/ADC1

P1.2/ADC2/ECI/RxD2

标准IO口、ADC输入通道2、PCA计数器的外部脉冲输入脚，第二串口数据接收端

P1.3/ADC3/CCP0/TxD2

外部信号捕获，高速脉冲输出及脉宽调制输出、第二串口数据发送端 P1.4/ADC4/CCP1/SS非

SPI同步串行接口的从机选择信号

P1.5/ADC5/MOSI

SPI同步串行接口的主出从入(主器件的输入和从器件的输出) P1.6/ADC7/SCLK

SPI同步串行接口的主入从出 P2.0~P2.7

P2口内部有上拉电阻，既可作为输入输出口（8位准双向口），也可作为高8位地址总线使用。 P3.0/RxD

标准IO口、串口1数据接收端 P3.1/INT0非

外部中断0，下降沿中断或低电平中断 P3.3/INT1

P3.4/T0/INT非/CLKOUT0

定时器计数器0外部输入、定时器0下降沿中断、定时计数器0的时钟输出

3.1.4 A/D转换器的结构

STC12C5A60AD/S2系列带A/D转换的单片机的A/D转换口在P1口，有8路10位高速A/D转换器，速度可达到250KHz（25万次/秒）。8路电压输入型A/D，可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。上电复位后P1口为弱上拉型IO口，用户可以通过软件设置将8路中的任何一路设置为A/D转换，不须作为A/D使用的口可继续作为IO口使用。

单片机ADC由多路开关、比较器、逐次比较寄存器、10位DAC、转换结果寄存器以及ADC_CONTER构成。

该单片机的ADC是逐次比较型ADC。主次比较型ADC由一个比较器和D/A转换器构成，通过逐次比较逻辑，从最高位（MSB）开始，顺序地对每一输入电压与内置D/A转换器输出进行比较，经过多次比较，使转换所得的数字量逐次逼近输入模拟量对应值。逐次比较型A/D转换器具有速度高，功耗低等优点。

需作为AD使用的口先将P1ASF特殊功能寄存器中的相应位置为‘1’，将相应的口设置为模拟功能。

3.1.5 STC12C5A60S2的控制接口

STC12C5A60S2单片机作为系统的控制核心，P1.0~P1.4连接显示器的数据口控制OLED12864显示温度和湿度值。 P3.0和P3.1连接CH340模块。P3.4连接AM2302温湿度传感器的数据传输口。具体接线见附录整体原理图。

3.2 复位电路

本系统复位模块采用的是上电复位和按键复位。复位电路利用它把电路恢复到起始状态。就像计算器的清零按钮的作用一样，当你进行完了一个题目的计算后肯定是要清零的是吧！或者你输入错误，计算失误时都 要进行清零操作。以便回到原始状态，重新进行计算。上电复位电路就是上电瞬间，电容充电电流最大，电容相当于短路，RST端为高电平，自动复位；电容两端的电压达到电源电压时，电容充电电流为零，电容相当于开路，RST端为低电平，程序正常运行。按键复位电路则是按下按键，单片机复位。RST引脚的高电平只要能保持两个机器周期以上的高电平，单片机就可以进行复位操作。复位电路的电路图如图3.2所示。

图3.2 复位电路的电路图

3.3 时钟电路

时钟电路用于产生单片机工作时所必须的时钟控制信号，单片机的内部电路在时钟信号的控制下，严格的执行指令进行工作，在执行指令时，CPU首先要到程序存储器中取出所需要的指令操作码，然后译码，并由时序电路产生一系列控制信号去完成指令所规定的操作。CPU发出的时序信号有两类，一类用于片内对各个功能部件的控制，另一类用于对片外存储器或I/O端口的控制。

单片机各功能部件的运行都是以时钟信号为基准，有条不紊地一拍一拍地工作，因此时钟频率直接影响单片的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定