【正文】 通用的 I/O 口使用。當(dāng)信號為低電平時 ，對 ROM 的讀操作限定在外部程序存 儲器；當(dāng)信號為高電平時，對 ROM 的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延至外部程序 存儲器。 其中 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。能寄存器 SFR 全部清零。對于 CMOS 型單片機(jī)，由于在 RST 引腳內(nèi)部有一個下拉電阻，故可將電阻 R 去掉，而將電容 C 選為 10μF。 圖 按鍵脈沖復(fù)位電路 在此系統(tǒng)中采用了按鍵電平復(fù)位電路。 圖 蜂鳴器報(bào)警接口電路圖 第四節(jié) LCD1602 液晶顯示電路 液 晶顯示器以其 微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。它與單片機(jī)的接線圖如圖 所示： 圖 LCD1602 液晶顯示器與 AT89C51 接線圖 LCD1602 液晶顯示器與 AT89C51 的外圍 硬件 電路接線圖如圖 所示。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 ③ 根據(jù)鍵值，找到相應(yīng)鍵值的處理程序入口。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 二、鍵盤的工作原理 鍵盤可分為兩類：非編碼鍵盤和編碼鍵盤。 優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，各條檢測線獨(dú)立，識別按下按鍵的 軟件編寫簡單。下面討論矩陣式鍵盤按鍵的識別方法。采用逐列掃描法，在某一時刻只讓 1 條列線處于低電平，其余所有列線處于高電平。 線反轉(zhuǎn)法簡單適用，但不要忘記按鍵去抖動處理 [6]。共主要特點(diǎn)如下： ① 高度集成，將溫度感測、濕度感測、信號變換、 A/D 轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個芯片上； 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 ② 提供 二線數(shù)字串行接口 SCK 和 DATA，接口簡單，支持 CRC 傳輸校驗(yàn)，傳輸可靠性高； ③ 測量精度可編程調(diào)節(jié)，內(nèi)置 A/D 轉(zhuǎn)換器 (分辨率為 8～ 12 位，可以通過對芯片內(nèi)部寄存器編程米選擇 )； ④ 測量精確度高，由于同時集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葴y量值和高質(zhì)量的露點(diǎn)計(jì)算功能； ⑤ 封裝尺寸超小 ( mm mm)，測量和通信結(jié)束后，自動轉(zhuǎn)入低功耗模式； ⑥ 高可靠性，采用 CMOSens 工藝，測量時可將感測頭完全浸于水中 [10]。經(jīng)校準(zhǔn)的相對濕度和溫度傳感器與一個 14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器相連，可將裝換后的數(shù)字溫濕度值送給 I2C 總線器件，從而將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為符合 I2C 總線協(xié)議的串行數(shù)字信號。在高濕 (95％ RH)環(huán)境中，加熱傳感器可預(yù)防傳感器結(jié)露，同時縮短響應(yīng)時間，提高精度。液晶顯示器從實(shí)用的角度出發(fā)，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)是濕度顯示、設(shè)置顯示和定時時間的調(diào)整，我們就可以用四行的顯示器，而 LCD1604正是 16字 4行，就滿足了需要。 ② 1602 液晶初始化及工作方式。這些總線至少需要兩條或兩條以上的信號線。 RW=0，重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 D0D7=指令碼。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在閉合和斷開會發(fā)生有抖動現(xiàn)象。 二、攛鍵的處理 用戶在操作時常常因不小心同時按下了一個以上的鍵鍵的處理一般用軟件的方法解決，重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 也有用硬件方法實(shí)現(xiàn)的，但是用硬件的方法既復(fù)雜有不經(jīng)濟(jì)，而用軟件的方法只需幾行程序就能夠解決，所以在本例中我選用了用軟件的方法完成竄鍵的處理。 第一節(jié) 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試主要使 用 Proteus 軟件和 Keil C51 軟件。 按鍵處理主要的兩個流程圖就是按鍵掃描子程序流程圖和按鍵消抖子程序流程圖，以下就是兩流程圖的全部內(nèi)容。采取本措施，可消除兩個抖動期 t1 和 t3的影響。 在 LED 燈轉(zhuǎn)換的同時，聲音報(bào)警也會同時啟動，可采用延時的方式來延長聲音報(bào)警的聲音。寫入時同樣要求 E 出現(xiàn)負(fù)調(diào)變，而且與寫指令寄 存器 IR 有相似的地方，所以 DR 送出數(shù)據(jù)后和還是要求 E 置 0，方可完成寫入過程。 1 單總線通信簡介目前常用的微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩€主要有 2C 總線、 SPI 總線和 SCI 總線。 開 始初 始 化寫 入 上 下限 濕 度 值讀 取 溫 濕 度 值與 設(shè) 定 的 上 下 限溫 濕 值 比 較高 于 上 限 值則 報(bào) 警低 于 下 限 值則 報(bào) 警 且 L E D 顯示 綠 燈判 斷 有 無 按 鍵按 下Y在 范 圍 內(nèi) 則 L E D顯 示 紅 燈 且 L C D顯 示 濕 度 與 時間N設(shè) 置 定時 時 間延 時 程序 圖 主程序流程圖 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 程序流程圖實(shí)現(xiàn)步驟： ① 接通電源之后，系統(tǒng)初始化； ② 接通單片機(jī)的 EEPROM及 Flash技術(shù)與程序的結(jié)合寫入濕度報(bào)警的上下限值與設(shè)定的定時時間； ③ 然后讀取溫濕度且顯示溫濕度值及當(dāng)前時間； ④ 將檢測的濕度與我們設(shè)置的報(bào)警上下限的濕度值進(jìn)行比較，若高于上限值，則啟動報(bào)警且不用對花卉進(jìn)行澆水；若低于下限值，則啟動報(bào)警且要對花卉進(jìn)行 澆水；若正常，則不作任何動作； ⑤ 判斷有無按鍵處理，若有則返回到設(shè)置定時時間的部分，若無則繼續(xù)顯示當(dāng)前濕度值。該芯片在溫濕度監(jiān)測、自動控制等領(lǐng)域均已得到廣泛應(yīng)用 [11]。 SHT11 內(nèi)部還集成了一個加熱元件，加熱元件接通后可以將 SHT11 的溫度升高 5℃ 左右，同時功耗也會有所增加。 SHT11 的每一個傳感器都是在極為精確得濕度室內(nèi)中校準(zhǔn)的。微小的體積、極低的功耗，使其成為各類應(yīng)用的首選。 再把行線編程為輸出線，列線編程為輸入線，并使輸出線輸出為全低電平，則列線中電重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 平由高變低所在列為按鍵所在列。只能得出第 1 行有鍵被按下的結(jié)論。列線的電平如果為低，則行線電平為低；列線的電平如果為高，則 行線的電平也為高，這是識別按鍵是否按下的關(guān)鍵所在。 對于圖 的鍵盤，圖中的上拉電阻保證按鍵釋放時，輸入檢測線上有穩(wěn)定的高電平。高電平，表示鍵斷開，低電平則表示鍵閉合，通過對行線電平的高低狀態(tài)的檢測，可確認(rèn)按鍵按下以及按鍵釋放與否。 一、鍵盤輸入應(yīng)解決的問題 （一）鍵盤的任務(wù) 任務(wù)有三項(xiàng)： ① 判別是否有鍵按下，若有，則進(jìn)入下一步工作。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。 現(xiàn)在 的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。其原理很簡單就是用一個晶體管來驅(qū)動蜂鳴器，圖中 接晶體管基極輸入端。 圖 按鍵電平復(fù)位電路 脈沖復(fù)位是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的，脈沖復(fù)位電路如圖 所示。 圖 AT89C51 的片內(nèi)復(fù)位電路結(jié)構(gòu) 復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種。 在振蕩器運(yùn)行時，有兩個機(jī)器周期（ 24 個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個腳保持高電平，芯片便循環(huán)復(fù)位。 因此時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在讀外部 ROM 時，有效 (低電平 )，以實(shí)現(xiàn)外 ROM 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 單元的操作。 ③ 多板機(jī)：在計(jì)算機(jī)組成中，如果組成計(jì)算機(jī)的各個功能部件是由多塊電路板連接而成的，那么這樣的計(jì)算機(jī)稱為多板機(jī) [4]。 ① 通用型單片機(jī)的內(nèi)部資源豐富，性能全面，適應(yīng)能力強(qiáng)。同時系統(tǒng)應(yīng)配有現(xiàn)場故障自動診斷程序，一旦發(fā)生故障能保證有效地對故障進(jìn)行定位，以便進(jìn)行維修。％ RH； 濕度測量分辨率 ： ％ RH； 溫度測量范圍： 40～ +℃ ； 溫度測量精度 ： 177。解析：單片機(jī)控制傳感器模塊對土壤的濕度進(jìn)行檢測并通過單片機(jī)進(jìn)行處理用 LCD 顯示出來，鍵盤電路可設(shè)置報(bào)警的上下限， 當(dāng)土壤的濕度低于或高重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 于設(shè)置的濕度時啟動報(bào)警，即蜂鳴器響?，F(xiàn)在單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛：工業(yè)自動化方面自動化能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，提高經(jīng)濟(jì)效益，改善產(chǎn)品質(zhì)量和減輕勞動強(qiáng)度。繼 8 位單片機(jī)之后，又出現(xiàn)了 16 位單片機(jī)， 1983 年 Intel 公司推出的 MCS96 系列單片機(jī)就是其中的典型代表?，F(xiàn)在廣泛使用的微型計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，因此它屬于第四代計(jì)算機(jī)，而單片機(jī)則是微型計(jì)算機(jī)的一個分支。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 單片機(jī)的概述 我們學(xué)習(xí)單片機(jī)就要求我們更好的掌握它的歷史和未來的發(fā)展情況，以及其學(xué)術(shù)背景和理論與實(shí)際的情況。這不僅造成了一定的個人經(jīng)濟(jì)損失，對養(yǎng)花人本身也是一種精神上的損失。且用 LED 燈顯示電磁閥的狀態(tài)，在此選取二個 LED 燈，當(dāng)其中一個顯示紅色燈時，表示電磁 閥不動作，不對花卉進(jìn)行澆水；另一個為綠色燈時，則表示電磁閥動作，對花卉進(jìn)行澆水。系統(tǒng)采用模塊化思想設(shè)計(jì)，主要由控制模塊、濕度傳感器檢測模塊、 LCD 液晶 顯示模塊、控制執(zhí)行模塊、時鐘及復(fù)位模塊和報(bào)警模塊幾大部分主成。 When humidity is higher than set the upper limit of moisture test, start the alarm but does not make the movement. And state of solenoid valve with LED lights show that the selection in the two LED lights, when one of the red light, said electromagic valve is not action, not watering the flowers。 利用單片機(jī)設(shè)計(jì)的一款家庭智能澆花系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動澆花，節(jié)省人力，方便人們出差的時候，不至于影響花卉的生長，如果在家也可以關(guān)斷澆花器，手動澆花。以前沒有單片機(jī)時，這些東西也能做，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。 1971 年微處理器的研制成功不久，就出現(xiàn)了單片的微型計(jì)算機(jī)即單片機(jī)，但最早出現(xiàn)的單片機(jī)是一位的， 1976 年 Intel 公司推出了 8 位的 MCS48 系列單片機(jī)，它以體積小、控制功能全、價(jià)格低等特點(diǎn)，贏得了廣泛的應(yīng)用和好評，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，成為重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 單片機(jī)發(fā)展史上一個重要階段，其后，在 MCS48 成功的刺激下，許多半導(dǎo)體芯片在生產(chǎn)廠商競相研制和發(fā)展自己的單片機(jī)系列。但其位數(shù)不一定會繼續(xù)增加，盡管現(xiàn)在已經(jīng)有了 32 位單片機(jī)，但使用的并不多 [1]。 硬件以單片機(jī)為核心，配以濕度模塊電路、按鍵電路、顯 示電路、報(bào)警電路、電磁閥驅(qū)動電路和時鐘電路。通過數(shù)據(jù)采集模塊對土壤濕度進(jìn)行采集，經(jīng)信號調(diào)理電路處理后輸入單片機(jī)。 第 五 節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 要求單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性高、操作維護(hù)方便、性價(jià)比高等特點(diǎn)。因 此，再設(shè)計(jì)時，除了保持高性能外，盡可能降低成本，如簡化外圍硬件電路，在系統(tǒng)性能和速度允許的情況下盡可能使用軟件功能取代硬件功能等 [3]。這種單片機(jī)的針對性強(qiáng)，設(shè)計(jì)時根據(jù)需要來設(shè)計(jì)部件。 P2 口： P2 口也是準(zhǔn)雙向口，它的用途有兩個：通用 I/O 接口和高 8 位地址線。 RST：復(fù)位信號。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時鐘頻率就為 6MHz。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變低芯片為ROM 的 00H 處開始運(yùn)行程序 [6]。 圖 上電復(fù)位電路 上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路給電容 C 充電加至 RST 引腳一個短的高電平信號，此信號隨著 VCC 對電容 C 的充電過程而逐漸回落，即 RST 引腳上的高電平持續(xù)時間取決于電容 C 的充時間。其復(fù)位電路圖如圖 所示。在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。其作用是用來顯示當(dāng)前時間和當(dāng)前測量的濕度值。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 （二）鍵盤 輸入的特點(diǎn) 常見鍵盤：觸摸式鍵盤、薄膜鍵盤和按鍵式鍵盤，最常用的是按鍵式鍵盤。 非編碼鍵盤是利用按鍵直接與單片機(jī)相連接而成，這種鍵盤通常使用在按鍵數(shù)量較少的場合。適用于鍵盤按鍵數(shù)目較少的場合，不適用于鍵盤按鍵數(shù)目較多的場合，因?yàn)閷⒄加幂^多的 I/O 口線 [5]。 ① 掃描法 第 1 步，識別鍵盤有無鍵按下；第 2 步，如有鍵被按下，識別出具體的鍵位。當(dāng)?shù)?1 列為低電平，其余各列為高電平時，因?yàn)槭擎I 3 被按下，第 1 行的行線仍處于高電平；當(dāng)?shù)?2 列為低電平，其余各列為高電平時，第 1 行的行線仍處于高電平；直到讓第 4 列為低電平，其余各列為高電平時，此時第 1 行的行線電平