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蔬菜大棚溫濕度監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)word格式-文庫(kù)吧

2025-11-02 03:15 本頁(yè)面


【正文】 延時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和檢測(cè)等場(chǎng)合。它們具有計(jì)數(shù)和定時(shí)兩種工作方式以及四種工作模式。定時(shí)器 T0 具有方式 0、方式 方式 2和方式 3四種工作方式。 T1具有方式 0、方式 1和方式 2三種工作方式。 中斷系統(tǒng) AT89C52單片機(jī)有五個(gè)中斷請(qǐng)求源。其中,兩個(gè)外部中斷源;兩個(gè) 6 片內(nèi)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器( T0、 T1)的溢出中斷源 TE0 和 TF1;一個(gè)片內(nèi)串行口接受或發(fā)送中斷源 RI 或 TI。這些中斷請(qǐng)求分 別由單片機(jī)的特殊功能寄存器 TCON 和 SCON 的相應(yīng)位鎖存。當(dāng)幾個(gè)中斷源同時(shí)向 CPU 請(qǐng)求中斷,要求 CPU 提供服務(wù)的時(shí)候,就存在 CPU 優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷請(qǐng)求,于是一些微處理器和單片機(jī)規(guī)定了每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)別 主要性能。 I/O 口結(jié)構(gòu) 圖 1 引腳圖 AT89C52單片機(jī)有 4 個(gè) 8 位并行 I/O接口,記作 P0、 P P2 和 P3,每個(gè)端口都是 8 位準(zhǔn)雙向口,共占 32 根引腳。每一條 I/O 線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器(即特殊功能寄存器P0~ P3),一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖 器,作輸出時(shí)數(shù)據(jù)可以鎖存,作輸入時(shí)數(shù)據(jù)可以緩沖,但是這四個(gè)通道的功能完全不同。 P0 口: P0口是一個(gè) 8位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。作為輸出口,每 7 位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P0 端口寫“ 1”時(shí),引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí), P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下, P0 具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編程時(shí),P0 口也用來(lái)接收指令字節(jié);在程序校驗(yàn)時(shí),輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí),需要外部上拉電阻。 P1 口: P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, p1 輸出緩沖 器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫“ 1”時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流( IIL)。此外, 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入( )和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入( ),具體如下所示:在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí), P1 口接收低 8位地址字節(jié)。 T2(定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入),時(shí)鐘輸出 T2EX(定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制) MOSI(在系統(tǒng)編程用) MISO(在系統(tǒng)編程用) SCK(在系統(tǒng)編程用)。 P2 口: P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫“ 1”時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流( IIL)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(例如執(zhí)行 MOVX @DPTR)時(shí), P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中, P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址(如 MOVX @RI)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí), P2口也接收高 8 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3 口: P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P3 端口寫“ 1”時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流( IIL)。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能(第二功能)使用。 ( 1) 控制信號(hào)引腳 RST/ PDV 、 ALE/PROG 、 PSEN 和 EA / PPV 。 RST/ PDV :復(fù)位 /備用電源輸入端。單片機(jī)商店后,只要在該引腳上輸入 24 個(gè)振蕩周期( 2 個(gè)機(jī)器周期)寬度以上的高電平就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位;若在 RST 與 Vcc 之間接一個(gè) 10? F 的電容,而在 RST 與 Vss之間接一個(gè)的下拉電阻,則可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)上電自動(dòng)復(fù)位。 ( 2) 時(shí)鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2。 XTAL1:接外部晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部,它是反相放大器的輸入端,該放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。在采用外部時(shí)鐘電路時(shí),對(duì)于 HMOS單片機(jī)上,此引腳必須接地;對(duì) AT89C52 單片機(jī),此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。XTAL2:接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部,接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端,振蕩器的頻率是晶體振蕩頻率。若采用外部時(shí)鐘電路時(shí),對(duì)于 HMOS 單片機(jī)上,該引腳輸入 外部時(shí)鐘脈沖;對(duì) AT89C52 單片機(jī),此引腳應(yīng)懸空。 ~ : P3 是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 端口。它是一個(gè)復(fù)用功能口,作為第一功能使用時(shí),為普通 I/O 口,其功能和操作方法與 P1 口相同。作為第二功能使用時(shí),各引腳的定義如下表。 P3 口的每一條條引腳均可以獨(dú)立的定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。 P3 口能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) 9 LSTTL 負(fù)載。 表 22 功能表 口線 第二功能 RXD(串行口輸入) TXD(串行口輸出) 0INT (外部中斷 0 輸入) 1INT (外部中斷 1 輸入) T0(定時(shí)器 0的外部輸入) T1(定時(shí)器 1的外部輸入) WR(外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 “ 寫 ”信號(hào)輸出) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 “ 寫 ”信號(hào)輸出) 程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 對(duì) AT89C52 芯片來(lái)說(shuō),片內(nèi)有 8K 字節(jié) ROM/EPROM,片外可擴(kuò)展 60K字節(jié) EPROM,片內(nèi)和片外程序存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。 在程序存儲(chǔ)器中,有 6 個(gè)地址單元被保留用于某些特定的地址,如下 表 21 AT89C52 的復(fù)位、中斷入口地址 10 入口地址 說(shuō)明 0000H 復(fù)位后, PC=0000H 0003H 外部中斷入口 000BH 定時(shí)器 T0 溢出中斷入口 0013H 外部中斷入口 001BH 定時(shí)器 T1 溢出中斷口 0023H 串行口中斷入口 AT89C52數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間也分為內(nèi)片和外片兩大部分,即片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM。如何區(qū)別片內(nèi)、片外 RAM 空間呢?片內(nèi)數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器最大可以尋址 256 個(gè)單元,片外最大可擴(kuò)展 64K 字節(jié)RAM,并且片內(nèi)使用的是 MOV 指令,片外 64K ROM 空間專門為 MOVX 指令所用。 3 方案設(shè)計(jì)與比較 方案一:控制器選擇 52 單片機(jī);是對(duì)于溫度的監(jiān)測(cè)和濕度的監(jiān)測(cè),可以選擇溫濕度傳感器。對(duì)于顯示部分可以用一個(gè) LCD 液晶顯示器,報(bào)警可以用一個(gè)蜂鳴器就夠了。 11 方案二:控制器選擇 52 單片機(jī);溫度濕度測(cè)量分別用溫度傳感器和濕度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn),其他同方案一。 如果對(duì)于溫度濕度測(cè)量分別選擇溫度傳感器和濕度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)那么相當(dāng)?shù)睦速M(fèi)單片機(jī)資源綜上,方案一性價(jià) 比更好,所以選擇方案一。 4 整體設(shè)計(jì)方案 ( 1)采用 DHT22 溫濕度傳感器來(lái)進(jìn)行溫度與濕度的測(cè)量,通過(guò)單片機(jī)將采集的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理, DHT22 是單總線接口的,每次傳輸 40 位的二進(jìn)制數(shù)據(jù), 16位溫度數(shù)據(jù), 16位濕度數(shù)據(jù)和 8位校驗(yàn)和位,轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)據(jù)后只要對(duì)應(yīng)除于 10 就是對(duì)應(yīng)的溫度和濕度數(shù)據(jù),溫度為攝氏度,濕度為 %RH;然后將得出的數(shù)據(jù)送 1602 液晶進(jìn)行顯示就好了;當(dāng)溫度達(dá)到 度時(shí)蜂鳴器會(huì)報(bào)警提示,當(dāng)濕度超過(guò) 80%RH 時(shí)報(bào)警。 ( 2)既然選擇了方案一,那么設(shè)計(jì)思路就很清晰了,首先是選擇主芯片單片機(jī)。 現(xiàn)在市場(chǎng)上主要的大概有五類單片機(jī)品牌,其中有 Intel公司開(kāi)發(fā)的 51系列單片機(jī)應(yīng)用最廣,現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)的比較多的是 STC和 AT字母開(kāi)頭的,出自兩個(gè)大公司,性價(jià)比比較高,由于市場(chǎng)上的 51和 52的價(jià)格相當(dāng),而兩者只是存儲(chǔ)器大小的不同而已, 52 比 51 要大,可以寫更多的程序,所以我選擇 52,市面上的溫濕度傳感器種類比較多,這里我選擇相對(duì)較便宜的 DHT22,它采用的是單總線接口技術(shù),數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出,對(duì)于數(shù)據(jù)的處理比較簡(jiǎn)單方便。顯示器用比較常見(jiàn)的LCD1602,報(bào)警就用一個(gè)蜂鳴器。功能框圖如下: 12 圖 2 功能框圖 5 硬件電路設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng) 復(fù)位電路的目的就是在上電的瞬間提供一個(gè)與正常工作狀態(tài)下相反的電平。一般利用電容電壓不能突變的原理,將電容與電阻串聯(lián),上電時(shí)刻,電容沒(méi)有充電,兩端電壓為零,此時(shí),提供復(fù)位脈沖,電源不斷的給電容充電,直至電容兩端電壓為電源電壓,電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 另外在程序運(yùn)行過(guò)程中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)程序跑飛等現(xiàn)象,這是就必須要重新運(yùn)行程序所以在上電復(fù)位的基礎(chǔ)上再加上一個(gè)按鍵復(fù)位的功能 ,復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位,如圖 2所示。 溫濕度測(cè)量電路 單片機(jī)系統(tǒng) LCD1602 液晶顯示 報(bào)警電路 13 圖 3 復(fù)位電路 晶振是給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖的 .這個(gè)脈沖就是單片機(jī)的工作速度比如 12M 晶振 .單片機(jī)工作速度就是每秒 CPU 概念一樣 .當(dāng)然 .單片機(jī)的工作頻率是有范圍的 .不能太大 .一般 24M 就不上去了 .不然不穩(wěn)定 ,跨接的兩個(gè)電容是 振蕩回路交聯(lián)電容 電容大小沒(méi)有固定值 .一般二三十 : 圖 4 時(shí)鐘電路 數(shù)據(jù)顯示 LCD1602 引腳功能 數(shù)據(jù)顯示部分采用的是 1602 液晶,外形圖如下所示, 1602 液晶能顯示 16*2 個(gè)數(shù)字或字符,能夠滿足要求所顯示的溫度和濕度數(shù)據(jù)。 14 圖 5 1602液晶的正面 (綠色背光,黑色字體 ) 字符型 LCD1602 是指顯示的內(nèi)容為 16*2,即可以顯示兩行,每行 16 個(gè)字符。通常有 14 條引腳線或 16條引腳線的 LCD,多出來(lái)的 2條線是背光電源線 VCC(15 腳 )和地線 GND(16 腳 ),其控制原理與 14 腳 , LCD 完全一樣,引腳定義如 下 所示: 表 1 字符型 LCD1602 引腳定義 1 Vss 電源地 2 Vcc 電源( +5V) 3 Vee 對(duì)比調(diào)整電壓 4 RS 0/1 輸入 0=輸入指令 1=輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0=向 LCD 寫入 1=從 LCD 讀取 6 E 1,1→ 0 輸入 使能信號(hào) 7 DB0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line0 8 DB1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line1 15 9 DB2 0/1 輸入
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