【正文】 AT89C51 單片機是美國 Intel 公司的 8 位高檔單片機系列。一個分布式智能溫度傳感器系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)將每個傳感器節(jié)點、控制節(jié)點和中央控制器聯(lián)系起來的。利用軟件來建立傳感器模型、標定參數(shù)及標定模型，以實現(xiàn)最佳性能指標。通常是將人體等效于由 100pF 電容和 電阻串聯(lián)而成的電路模型，當人體放電時， TCN75 型智能溫度傳感器的串行接口端、中斷 /比較器信號輸出端和地址輸入端均可承受1000V 的靜電放電電壓， LM83 型智能溫度傳感器則可承受 4000V 的靜電放電電壓。這就意味著假如設(shè)定 n＝ 3 時，那么偶然受到一次或兩次喚聲干擾，都不會影響溫控系統(tǒng)的正常工作。 可靠性及安全性設(shè)計 傳統(tǒng)的 A／ D 轉(zhuǎn)換器大多采用積分式或逐次比較式轉(zhuǎn)換技術(shù)，其缺點是噪聲容限低，抑制混疊噪聲及量化噪聲的能力比較差，分辨率較低、成本較高，線性度也不夠理想。對某些智能溫度傳感器而言，主機（外部微處理器或單片機）還可通過相應(yīng)的寄存器來設(shè)定其 A/D 轉(zhuǎn)換速率 (典型產(chǎn)品為 MAX6654)，分辨率及最大轉(zhuǎn)換時間 (典型產(chǎn)品為 DSl624)。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高 速逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。作差分輸入時可構(gòu)成 3 通道溫控系統(tǒng)，單端輸入時能構(gòu)成 5 通道溫控系統(tǒng) (不包括本地測溫通道 )。智能溫度傳感器／控制器可廣泛用于溫度測控系絞、計算機及家用電器中。 智能溫度傳感器 智能溫度傳感器 (亦稱數(shù)字溫度傳感器 )是在 20 世紀 90 年代中期問世的。因此，分立式溫度傳感器將逐漸被淘汰。溫度傳感器的發(fā)展很快，種類很多，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，新型溫度傳感器還會不斷的涌現(xiàn)。它們常常以刻度的形式表示溫度的高低，人們必須通過讀取刻度值的多少來測量溫度。主要表現(xiàn)在以下兩方面：（ 1）溫濕度傳感器正從分立元件向集成化、智能化、系統(tǒng)化的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代溫濕無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 4 度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件；（ 2）在溫濕度測量系統(tǒng)中普遍采用線性化處理、自動溫度補償和自動校準濕度等項新技術(shù)。它的出現(xiàn)和發(fā)展，標志著單片嵌入技術(shù)已經(jīng)成為電子系統(tǒng)設(shè)計的一個重要發(fā)展方向。介紹的 溫濕度檢測系統(tǒng) ,以智能化數(shù)字式 溫濕度 傳感器與 PIC 微處理器 有機結(jié)合 ,構(gòu)成了一種新型溫濕度 檢測系統(tǒng)。 軟件設(shè)計及調(diào)試。 電路原理圖的繪制。該系統(tǒng)具有性能可靠、測溫準確、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉等特點 ,并兼具線路簡捷、使用靈活、抗干擾性好、可移植性強等優(yōu)點 ,可在工程實際中得到廣泛應(yīng)用。 本 課題 主要為采用單片機實現(xiàn) 數(shù)據(jù) 采集與 溫濕度檢測 的制作。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 5 目錄 1 引言 2 總體方案設(shè)計 3 單元電路設(shè)計和論證 4 軟件設(shè)計 5 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試 6 附錄 7 參考文獻 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 6 引 言 單片機自問世以來，性能不斷提高和完善，其資源又能滿足很多應(yīng)用場合的需要，加之單片機具有集成度高、功能強、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等特點，因此，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信系統(tǒng)、高級計算器、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機應(yīng)用系統(tǒng)。利用單片機和溫度傳感器構(gòu)成的電子式智能溫度計就可以直接測量溫度，得到溫度的數(shù)字值，既簡單方便，有直觀準確。在此我們用到的集成溫度傳感器。 模擬集成溫度傳感器 集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 8 成傳感器。智能溫度傳感器是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)的結(jié)晶，它也是集成溫度傳感器領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的一種新產(chǎn)品。 內(nèi)含溫度傳感器的專用集成電路 值得重視的是，目前配置有溫度傳感器的新型專用集成電路也己問世了。當芯片溫度或遠程被測溫度超過最高允許溫度 時，經(jīng)過串行接口可輸出溫度越限報警信號，再通過相應(yīng)的控制電路起到過熱保護作用。以 AD7817 型 5 通道智能溫度傳感器為例，它對本地傳感器、每一路遠程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為 27μ s、 9μ s。智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的。 為了提高傳感器的抗干擾能力，新型智能溫度傳感器 (例如 TMP03／ 0LM7 LM83)。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 12 LM76 型智能溫度傳感器增加了溫度窗口比較器，非常適合設(shè)計一個符合 ACPI( Advance Configuration and Power Interface，即“先進配置與電源接口” )規(guī)范的溫控系統(tǒng) 。 最新開發(fā)的智能溫度傳感器（例如 MAX665 LM83）還增加了傳感器故障檢測功能 ，能自動檢測外部晶體管溫度傳感器（亦稱遠程傳感器）的開路或短路故障。 美國 B﹠ K 公司最近已開發(fā)出一種基于軟件設(shè)置的 TEDS 型虛擬傳感器，其主要特點是每 只傳感器都有唯一的產(chǎn)品序列號并且附帶一張軟盤，軟盤上存儲著對該傳感器進行標定的有關(guān)數(shù)據(jù)。其中傳感器節(jié)點用來實現(xiàn)溫度測量并將數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點。也是目前應(yīng)用最無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 14 為廣泛的一種單片機系列。 運算器 AT89C51 運算器電路以算術(shù)邏輯單元 ALU 為核心。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 15 圖 21 AT89C51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化框圖 程序狀態(tài)寄存器 程序狀態(tài)寄存器 PSW 是一個 8 位的狀態(tài)寄存器。它先以主振頻率為基準發(fā)出 CPU 的時序?qū)χ噶钸M行譯碼，然后發(fā)出各種控制信 號。同時受到引腳數(shù)目的限制，所以有部分引腳具有第二功能。 ① PO 口： 統(tǒng)稱為 PO 口是 8 位雙向 I/O 口線。是 8 位準雙向 I/O 口線。 P3 口的每一個引腳均可獨立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能， P3 口的第二功能如下表所示： P3 口的第二功能 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 17 RXD 串行口輸入 TXD 串行口輸出 0IM 外部中斷 0 輸入 1IM 外部中斷 1 輸入 T0 定時 /計數(shù)器 0 計數(shù)輸入 T1 定時 /計數(shù)器 1 輸入 WR 片外 RAM 寫選通信號（輸出） RD 片外 RAM 讀選通信號（輸出） 4．控制線 控制線共四根。如圖 23 I/O 口位結(jié)構(gòu)圖所示。其具有通用 I/O 接口或高 8 位地址總線輸出兩種功能，所以其輸出驅(qū)動結(jié)構(gòu)比 P1 口輸出驅(qū)動結(jié)構(gòu)多了一個輸出模擬轉(zhuǎn)換開關(guān) MUX 和反相器 3. 口。 AT89C51單片機復(fù)位狀態(tài)如下表所示 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPTR 0000H P0P1 OFFH IP XXX00000B IE 0XX00000B TMOD 00H TCON 00H TL0、 TL1 00H TH0、 TH1 00H SCON 00H SBUF 不定 PCON 0XXX0000B AT89C51 單片機的指令系統(tǒng) 控制計算機與操作的指令是一組二進制編碼，稱之為機器語言。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如圖 32 所示。 高速暫存ＲＡＭ的第６、７、８字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯１。若Ｔ＞ TH 或 T＜ TL，則將該器件內(nèi)的報警標志位置位，并對主機發(fā) 出的報警搜索命令作出響應(yīng)。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 3. 靜態(tài)顯示接口 靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。動態(tài)方式顯示時，各數(shù)碼管分時輪流選通，要使穩(wěn)定顯示，必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位數(shù)碼管。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 27 圖 41 溫度報警 5 智能溫度報警器的設(shè)計 總體設(shè)計方案 在單 片機電路設(shè)計中，使用傳感器，是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器 DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計要求 。 GND（ 10）：地端。 XTAL1(4)：振蕩器反相放大器的輸出端。 P1 口還 在閃速編程和程序校驗期間接受代碼數(shù)據(jù)。 P3 口還用于實現(xiàn) AT89C51 的一些特殊功能，這些 特殊功能定義如下： 口線 特殊功能 RXD(串行口輸入端 ) TXD(串行口輸出端 ) /INT0(外部中斷 0) /INT1(外部中斷 1) T0(定時器 0 外部輸入 ) T1(定時器 1 外部輸入 ) 下面就目前國內(nèi)全勝較多的兩種單片機，討論一下 2051 的性能價格比 與 80C31 系統(tǒng)相比較 如果需要構(gòu)成一個 80C31 的最小系統(tǒng)的話，除了 CPU 之外，至少需要一片27C64,而系統(tǒng)的有效引腳和 89C2051 基本相同。 顯示電路 常用的 LED 顯示器有 LED 狀態(tài)顯示器（俗稱發(fā)光二極管） LED 七段顯示器（俗稱數(shù)碼管和 LED 十六段顯示器，發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示； LED 十六段顯示器，用于字符顯示） 圖 52 數(shù)碼管與單片機接口 溫度傳感器 DS18B20 的測溫原理如圖 5— 3 所示 . 圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯變，所以產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入。 系統(tǒng)整體硬件電路 主板電路 系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，上下限報警調(diào)整電路，單片機主板電路等，如圖 54 所示。硬件調(diào)試比較簡單，首先檢查電路的焊 接是否正確，然后可用萬用表測試或通電檢測。差 5 度時的提示溫度 ALARM_L BIT ALARM_H BIT GEWE BIT SHIWE BIT SOUND BIT DQ BIT LIGHT BIT 。低溫報警 CLR ALARM_L LJMP MAIN HALM: 。判斷 SP1 是否按下 LCALL DELAY10MS 。判斷 SP1 是否按下 LCALL DELAY10MS 。關(guān)閉報警聲 JNB CLOSE,CL2 MOV R2,235 。溫度設(shè)置開關(guān) CLOSE BIT 。本程序采用單片機匯編編寫，