【文章內(nèi)容簡介】 2 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，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： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流 (IIL)。 RST：復(fù)位輸入。當振蕩器工作時， RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平，單片機復(fù)位。 ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE(地址鎖存允許 )輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。應(yīng)注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。 8 PSEN：程序儲存允 許輸出 (PSEN)是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S52由外部程序存儲器取指令 (或數(shù)據(jù) )時，每個機器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN信號。 EA/VPP：外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器 (其地址為0000HFFFFH)， 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)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。 單片機的最小系統(tǒng) 單片機的最小系統(tǒng) 應(yīng) 包括 振蕩 電路和復(fù)位電路等 [8]。 振蕩 電路 (時鐘電路 )的主要任務(wù)是 為 AT89S52 單片機正常工作需要的時鐘電路提供一個穩(wěn)定的工作頻率。根據(jù) AT89S52 單片機時鐘周期的要求，回路需要選用頻率為 12MHz的晶振。晶振回路由電容和陶瓷諧振器并聯(lián)組成，作為單片機的時鐘源。 AT89S52 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，此放大器的輸入和輸出端分別是引腳 XTAL1 和 XTAL2，在 XTAL1 和 XTAL2 端口接上時鐘電源即可構(gòu)成時鐘電路。本設(shè)計中采用內(nèi)部時鐘產(chǎn)生方式，如圖 。在 XTAL1和 XTAL2兩端跨接晶振，與內(nèi)部的反相器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。其發(fā)出的時鐘脈沖直接 送入單片機內(nèi)定時控制部件。電容 C8 和 C9 對頻率有微調(diào)作用。電容 C1和 C3，應(yīng)盡可能的安裝在單片機芯片附近，以減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定可靠的工作。 復(fù)位電路的功能就是對 CPU進行實時監(jiān)測，當 CPU落入死循環(huán)之后，能及時發(fā)現(xiàn)并使整個系統(tǒng)復(fù)位。為確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)未定可靠工作，復(fù)位可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機電路正常工作需要供電電源為 ? 。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當 VCC上電時，只有當 VCC超過 ，低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復(fù)位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。 單片機在啟動時都需要復(fù)位，以使 CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 89系列單片機的復(fù)位信號是從 RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST引腳上有一個高電平并維持 2個機器周期 (24個振蕩周期 )以上，則 CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 9 溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計 溫濕度傳感器的概述 DHT9x是 數(shù)字 溫 濕度傳 感器系列 中 插針型的 傳 感器。此 類型傳 感 器把傳感 元件和信號處理集 成 起來，輸 出 全標定的 數(shù) 字信號。傳感器包括一個電容性聚合體測濕敏感元件、一個用能隙材料制成的測溫元件，并在同一芯片上與 14 位的 A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實現(xiàn)無縫連接。傳感器采用專利的 CMOS 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。因此，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、響應(yīng)超快、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。 傳感器采用的是原裝進口數(shù)字溫濕度傳感器芯片，引腳插針為標準 ，使用時無需重新校準。傳感器直接與單片機相連，無需其他外部元件?？傊?，極低的功耗、極高的性價比、 卓越的品質(zhì)等優(yōu)點使其成為我們在選擇溫濕度傳感器時的首選。 DHT90的基本特性如下： 測濕范圍： 0～ 100%RH； 測溫范圍： 40～ ℃ ； 響應(yīng)時間：溫度： 30s，濕度： 8s； 分辨率：溫度： ℃ ，濕度： %RH； 重復(fù)性：溫度： ℃ 濕度： %RH； 測量精度：溫度： 177?！? 濕度： 177。%RH； 安裝方式： 。 傳感器的接口說明 DHT90引腳結(jié)構(gòu)如表 21所示。 表 21 DHT90引腳結(jié)構(gòu) Pin Name Comment 1 SCK 時鐘信號 2 VDD 電源 3 GND 地 4 DATA 數(shù)據(jù)輸出 10 DHT90的供電電壓為 ，建議供電電壓為 。 DHT90的串行接口，在傳感器信號的讀取及電源損耗方面，都做了優(yōu)化處理；傳感器不能按照 I2C 協(xié)議編址，但是，如果 I2C總線上沒有掛接別的元件，傳感器可以連接到 I2C總線上，但單片機必須按照傳感器的協(xié)議工作。 SCK用于微處理器與 DHT90之間 的 通訊同步。由于 接口包含 了 完全靜態(tài) 邏 輯，因而 不 存在最 小 SCK頻率。 DATA三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。 DATA在 SCK 時 鐘 下降沿之后改變狀態(tài) ， 并且僅在 SCK時 鐘 上升沿有效。數(shù)據(jù)傳輸期間 ， 在 SCK時 鐘高電平時 ， DATA必 須 保持穩(wěn)定。為避免信號沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動 DATA在低電平。需要一個外部的上拉電阻 (例如 ： 10kΩ)將信號提拉至高電 平 。 硬件連接 設(shè)計采用數(shù)字式溫濕度傳感器 DHT90。它是數(shù)字式溫度傳感器，具有測量精度高，電路連接簡單等特點，傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，另外 SCK端 用于微處理器與 DHT90 之間 的 通訊同步 ，設(shè)計中采用 AT89S52 的 與DHT90 的 SCK 相連 ，用 與 DATA 端相連， Vcc 接電源 ,Vss 接地 [9]。 DHT90的 硬件連接圖 如圖 22所示。 R 1 11 0KV C CV C CGND 3S1VDD2 D 4U3D H T 90P 3. 6P 3. 7 圖 22 DHT90硬件連接圖 顯示模塊的設(shè)計 LCD12864 的概述 顯示器是最常用的輸出設(shè)備。顯示器件使用最多的是發(fā)光二極管顯示器 (LED)和液晶顯示器 (LCD)。因為它們都具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電少、價格低廉、接口簡單、壽命長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于智能儀表場合，尤其是單片機系統(tǒng)中大量應(yīng)用。 LCD以其功耗低、視覺范圍廣等特點也被廣泛應(yīng)用。顯示電路的設(shè)計是不可缺少的。11 對于溫濕度測控系統(tǒng) 的設(shè)計而言，顯示電路的設(shè)計也是不可缺少的。在本設(shè)計系統(tǒng)中，不僅要顯示測量的溫濕度值，而且還有不同的溫濕度報警參數(shù)，故而顯示器的設(shè)計是十分必要的。 考慮到本設(shè)計的特點 (工作溫濕度、顯示行列數(shù)、光線等 )，設(shè)計中選用的是FYD12864顯示器。該顯示器的大屏幕顯示具有顯示清晰、視覺范圍廣、價格低等優(yōu)點。 液晶顯示模塊提 供兩 種 界 面 來連 接 微 處 理機 ： 8位 串行 及 并 行 兩種 連 接 方 式。具 有 多 種功 能 ： 光 標顯示 、 畫面移位 、 睡眠模式等。和 LED顯示器一樣， LCD也有字符型和點陣型兩種。字符和數(shù)字的簡單顯示，不能滿足漢字和圖形曲線現(xiàn)實的要求；點陣式 LCD不僅可以顯示字符 、 數(shù)字，還可以顯示各種曲線 、 圖像及漢字，并且可以實現(xiàn)屏幕上下的滾動 、 反轉(zhuǎn) 、 閃爍等功能，用途十分廣泛。本設(shè)計中的顯示器設(shè)計采用的是點陣式液晶顯示模塊。 FYD128640402B是一種具有 4位 /8位并行、 2線或 3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置 8192個 16*16點漢字，和 128個 16*8點 ASCII字符集。低電壓低功耗是其又一顯著特點。與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論其硬件電路結(jié)構(gòu)或 顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊 [10]。 其基本特性如下： 低電源電壓 ： VDD:++； 顯示分辨率 ： 12864點 ； 內(nèi)置漢字字庫 ： 提供 8192個 1616點陣漢字 (簡繁體可選 )； 內(nèi)置點陣字符 ： 128個 168； 時鐘頻率 ： 2MHZ； 顯示方式： STN、半透、正顯 ； 驅(qū)動方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS； 視角方向： 6點 ； 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED的 1/5—1/10； 通訊方式：串行、并口可選 ； 內(nèi)置轉(zhuǎn)換電路： DCDC，無需外加負壓 ； 工作溫度： 0℃ +55℃ ，存儲溫度： 20℃ +60℃ 。 12 LCD12864 引腳說明 LCD12864的引腳 結(jié)構(gòu) 如圖 23所示。 GND0VDD1NC2RS3WR4E5D B 06D B 17D B 28D B 39D B 410D B 511D B 612D B 713P SB14NC15R S T16NC17L ED +18L ED 19 圖 23 LCD12864引腳圖 LCD12864 共 20 個引腳， 其中引腳 NC 應(yīng)懸空。由于模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場合可以將引腳 RST 懸空，引腳 DB0DB7 為三態(tài)數(shù)據(jù)線，可用于寫入并讀取數(shù)據(jù)。 LCD12864引腳說明如 表 22所示。 13 表 22 LCD12864引腳說明 序號 引腳名稱 方向 功能說明 1 VSS 模塊的電源地 2 VDD 模塊的電源正端 3 V0 LCD驅(qū)動電壓輸入端 4 RS(CS) H/L 并行的指令 /數(shù)據(jù)選擇信號；串行的片選信號 5 R/W(SID) H/L 并行的讀寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口 6 E(CLK) H/L 并行的使能信號；串行的同步時鐘 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù) 0 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù) 1 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù) 2 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù) 3 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù) 4 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù) 5 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù) 6 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù) 7 15 PSB H/L 并 /串行接口選擇： H并行； L串行 16 NC 空腳 17 /RST H/L 復(fù)位 低電平有效 18 NC 空腳 19 LED_A 背光源正極 (LED+5V) 20 LED_K 背光源負極 (LEDOV) LCD12864 的主要技術(shù)參數(shù) LCD12864的主要技術(shù)參數(shù)如表 23所示 。 14 表 23 LCD12864的工作參數(shù) 顯示容量 : 128X64 點陣 點尺寸 : (WXH)mm 工作電壓 : ～ 模塊最佳工作電壓 : 工作電流 : () 背光源顏色 : 白色 () 背光源工作電流 : 藍膜負顯 STN 報警電路的設(shè)計 在微型計算機控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)或經(jīng)過計算機進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波、標度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限值或低于下限值則進行報 警，否則就作為正常的采樣值，進行顯示和控制。 本設(shè)計采用聲光報警電路。蜂鳴音報警接口電路的設(shè)計只需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過單片機 AT89S52 的 1 根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴音發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需 10mA的驅(qū)動電流，可以使用 TTL系列集成電路 7406或 7407低電平驅(qū)動，也可以用一個晶體三極管驅(qū)動。蜂鳴器的正極接電源，負極接單片機的。報警電路中加了兩個發(fā)光二極管，一個與單片機的 ，另一個與單片機的 連接。溫濕度傳感器采集來的溫度，濕度與單片機設(shè)定的溫度，濕度值相比較，只要其中任 何一個過限，蜂鳴器就會發(fā)出蜂鳴音報警。當溫度大于設(shè)定值，其中一只二極管發(fā)光；當濕度大于設(shè)定值，另一只發(fā)光二極管亮。這樣便于觀測是哪一個量過限。使得工作人員的工作量減少。 本設(shè)計是為在溫濕度測量中對溫濕度的上下限超出時的提示報警， 當 溫濕度過限時， 接 口被置 0， 本系統(tǒng)開始工作。報警電路 連接 圖如圖 24所示。 D1L E DD2L E DLSS P E A K E RR 1 20 .1 5 KR 1 30 .1 5 KV C CP 2 . 7P 2 . 5P 2 . 6 圖 24 報警電路圖 15 功能鍵的