【正文】 4 部信號拉低時(shí)會輸出一個(gè)電流（ IIL）。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX@DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX@RI 指令）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功 能寄存器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和其它控制信號。 ? P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫入 ―1‖時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口除了作為一般的 I／ O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 所示： 端口引腳 第二功 能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外中斷 0） /INT1（外中斷 1） T0（定時(shí)／計(jì)數(shù)器 0 外部輸入） T1（定時(shí)／計(jì)數(shù)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 表 P3 口第二功能表 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。 ? RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位 。 ? ALE//PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 l／ 6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ /PROG）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 DO 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。 陜西國防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 ? /PSEN：程序儲存允許（ /PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 /PSEN 信號不出現(xiàn)。 ? EA／ VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi) 部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 Flash 存儲器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 ? XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 ? XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 溫濕度傳感器 DHT11 簡介 在系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方面，我選擇了具有溫度、濕度一體檢測的智能數(shù)字式傳感器DHT11，因?yàn)樗粌H能穩(wěn)定可靠地檢測出溫度、濕度這兩種環(huán)境參數(shù)，而且輸 出的信號是數(shù)字信號，可以直接被單片機(jī)識別，且與單片機(jī)的通信簡單，易于實(shí)現(xiàn)。 DHT11 產(chǎn)品概述 DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC 測溫元件，并與一個(gè)高性能 8 位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè) DHT11 傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器 內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達(dá) 20 米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。外形如圖 所示。 圖 DHT11 外形圖 陜西國防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 DHT11 的性能優(yōu)點(diǎn) ? 相對濕度和溫度測量 ? 全部校準(zhǔn)，數(shù)字輸出 ? 卓越的長期穩(wěn)定性 ? 無需額外部件 ? 超長的信號傳輸距離 ? 超低能耗 ? 4 引腳安裝 ? 完全互換 DHT11 的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 暖通空調(diào) ? 測試及檢測設(shè)備 ? 汽車 ? 數(shù)據(jù)記錄器 ? 消費(fèi)品 ? 自動控制 ? 氣象站 ? 家電 ? 濕度調(diào)節(jié)器 ? 醫(yī)療 ? 除濕器 封裝信息 圖 DHT11 的封裝圖 DHT11 引腳說明 Pin 名稱 注釋 1 VDD 供電 DC 2 DATA 串行數(shù)據(jù)，單總線 3 NC 空腳，懸空 4 GND 接地，電源負(fù)極 陜西國防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 表 DHT11 引腳說明 DHT11 性能說明 參數(shù) 條件 Min Typ Max 單位 濕度 分辨率 1 1 1 %RH 8 Bit 重復(fù)性 177。1 %RH 精度 25℃ 177。4 %RH 050℃ 177。5 %RH 互換性 可完全互換 量程范圍 0℃ 30 90 %RH 25℃ 20 90 %RH 50℃ 20 80 %RH 響應(yīng)時(shí)間 1/e(63%)25℃， 1m/s 空氣 6 10 15 S 遲滯 177。1 %RH 長期穩(wěn)定值 典型值 177。1 %RH/yr 溫度 分辨率 1 1 1 ℃ 8 8 8 Bit 重復(fù)性 177。1 ℃ 精度 177。1 177。2 ℃ 量程范圍 0 50 ℃ 響應(yīng)時(shí)間 1/e(63%) 6 30 S 表 DHT11 性能說明 瓦斯?jié)舛葌鞲衅?MH440V/D 簡介 本設(shè)計(jì)采用的是 NDIR 紅外氣體傳感器 MH440V/D， 設(shè)計(jì)原理如圖 所示： 瓦 斯 濃 度傳 感 器A / D 轉(zhuǎn) 換芯 片單 片 機(jī) 圖 瓦斯?jié)舛葌鞲衅饔布B接原理框圖 由于設(shè)計(jì)中采用的是 MH440V/D 的模擬數(shù)據(jù)傳輸方式，因此，在信號被單片機(jī)識別前，需要將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 陜西國防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 圖 MH440V/D 外觀圖 MH440V/D 紅外氣體傳感器是通用型、智能型、微型傳感 器，其外觀如圖 所示。 該傳感器利用非色散紅外（ NDIR）原理對空氣中存在的 CH 4 進(jìn)行探測，具有很好的選擇性，無氧氣依賴性，性能穩(wěn)定、壽命長。 MH440V/D 內(nèi)置溫度傳感器，可進(jìn)行溫度補(bǔ)償，是將成熟的紅外吸收氣體檢測技術(shù)與微型機(jī)械加工、精良電路設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，制作出的小巧型紅外氣體傳感器。該傳感器使用方便，可直接用來替代催化燃燒元件，廣泛應(yīng)用于存在可燃性、爆炸性氣體的各種場合。 MH440V/D 的特點(diǎn) 、恢復(fù) 償 MH440V/D 工作環(huán)境條件 工作電壓： 3~5V DC 溫度范圍： 20℃ ~60℃ 濕度范圍： 0~95% RH MH440V/D 主要技術(shù)參數(shù) 工作電壓 3~5V DC 陜西國防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 工作電流 75~85mA 接口電平 3V 測量范圍 0~5%vol（ 0~100%vol 范圍內(nèi)可選） 輸出信號范圍 ~2V DC 分辨率 1%FSD 預(yù)熱時(shí)間 90s 響應(yīng)時(shí)間 T9030s 重 復(fù)性 零點(diǎn) 177。100ppm SPAN177。500ppm 長期漂移 零點(diǎn) 177。300ppm/月 SPAN177。500ppm/月 溫度范圍 20℃ ~60℃ 濕度范圍 0~95%RH 壽命 5 年 防爆等級 Exdm II CT4 防護(hù)等級 IP6 尺寸 20* 重量 15g 表 MH440V/D 主要技術(shù)參數(shù) MH440V/D 結(jié)構(gòu)特征 1. 結(jié)構(gòu)原理圖 圖 MH440V/D 結(jié)構(gòu)原理圖 2． 管腳定義 1． GND 2． VCC 3． RXD 4． VOUT 陜西國防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 5． TXD 直流電機(jī)驅(qū)動模塊簡介 直流電動機(jī)簡介 本設(shè)計(jì)中使用的直流電機(jī)型號為 RS380SH， 外觀 如圖 所示 。電機(jī)的基本參數(shù)如表 所示。 圖 RS380SH 型直流電機(jī) 電 壓 空 載 時(shí) 工作范圍 穩(wěn)定電壓 電 流 r/min A 3~9V 固定的 16200 表 RS380SH 型直流電機(jī)基本參數(shù) 電機(jī)驅(qū)動芯片 L298 簡介 根據(jù)本設(shè)計(jì)中的小電機(jī)而言，其控制邏輯電平為 5V，電機(jī)驅(qū)動電壓為 ，據(jù)此選擇 L298 這款 電機(jī)驅(qū)動芯片。 外形如圖 所示。 圖 L298 驅(qū)動芯片外觀 L298N 為 SGSTHOMSON Microelectronics 所出產(chǎn)的雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動芯片( Dual FullBridge Driver ) ，內(nèi)部包含 4 信道邏輯驅(qū)動電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動器，可同時(shí)驅(qū)動 2 個(gè)二相或 1 個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個(gè) HBridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯準(zhǔn)位信號，可驅(qū)動 46V、 2A 以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接 由單片機(jī)的 IO 端口來提供模擬時(shí)序信號 。 L298N 管 腳 定義 如圖 所示， Pin1 和 Pin15 可與電流偵測用電阻連接來控制負(fù)載陜西國防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 的電路 ； OUT OUT2 和 OUT OUT4 之間分別接 2 個(gè) 直流 電機(jī)； input1~input4 輸入控制電位來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)； Enable 則控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。 圖 L298 管腳定義圖 無線傳輸模塊 PTR2021 簡介 PTR2021是基于 nRF401的無線收發(fā)數(shù)據(jù)傳送 Modem模塊，該器件為超小型模塊器件，具有超低功耗、高速率（ ）無線 收發(fā)數(shù)據(jù)傳送功能，且性能優(yōu)異，使用方便，可廣泛應(yīng)用于無線數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。無線收發(fā)一體數(shù)傳模塊 Modem 芯片 PTR2021芯片性能優(yōu)異，在業(yè)界居領(lǐng)先水平。它的顯著特點(diǎn)是所需外圍元件少，因而設(shè)計(jì)非常方便，該模塊在內(nèi)部集成了高頻發(fā)射、高頻接收、 PLL 合成、 FSK 調(diào)制 /解調(diào)、參量放大、功率放大、頻道切換等功能，因而是目前集成度較高的無線數(shù)傳產(chǎn)品。該器件采用抗干擾能力較強(qiáng)的調(diào)制解調(diào)方式、其工作頻率穩(wěn)定可靠、功耗極低且便于生產(chǎn)設(shè)計(jì)，這些優(yōu)異特性使得PTR2021 非常適合于單片機(jī)短距離的數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)。另外，由于它 采用了低發(fā)射功率、高靈敏度設(shè)計(jì)，因而可滿足無線管制的要求且無需使用許可證，是目前低功率無線數(shù)傳的理想選擇。 nRF401 芯片說明 nRF401 是挪威 Nordic 公司推出的射頻收發(fā)芯片， nRF401 在一個(gè) 20 腳的芯片中集成了高頻發(fā)射 /接收、 PLL 合成、 FSK 調(diào)制 /解調(diào)和多頻道切換等功能，在低成本數(shù)字無線通信應(yīng)用中具有突出的技術(shù)優(yōu)勢。工作在國際通用的 ISM 數(shù)傳頻段的兩個(gè)頻道（ 和 ），采用高接收敏度（ 105dBm）和小發(fā)射功率（ 5~10dBm）設(shè)計(jì)策略。在發(fā)射功率為 8dBm 時(shí)，室內(nèi)通信距離大于 20m，室外開闊地大于 100m，對環(huán)境影響極小，無需進(jìn)行頻道申請即可使用。采用 DSS+PLL 頻率合成技術(shù)，外接元件僅一個(gè)晶振和幾個(gè)阻容、電感，基本無需調(diào)試就能工作，且穩(wěn)定性良好。它要求非常少的外圍元件（約 10個(gè)）。無需進(jìn)行初始化和配置，不需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行曼切斯特編碼。數(shù)字通信采用具有高抗干擾能力的 FSK 調(diào)制方式，支持直接數(shù)據(jù)輸入輸出操作，可直接與 MPU 的 UART 串行口陜西國防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 連接。 nRF401 的天線接口設(shè)計(jì)為差分天線，以便于使用低成本的 PCB 天線。 nRF401 有兩個(gè)可選擇的工作頻道，采用半 雙工工作模式，最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 20kbit/s。工作電壓為~5V，待機(jī)狀態(tài)耗電僅為 8μA，能滿足低功耗的設(shè)計(jì)要求。 芯片的特點(diǎn)如下： 工作頻率為國際通用的數(shù)傳頻段 采用 FSK 調(diào)制，直接數(shù)據(jù)輸入輸出，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控