【文章內(nèi)容簡介】 。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 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， p3 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， 即 P3口 輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下 表 所示。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。 10 表 P3 口引腳與第二功能 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 此外， P3口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 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是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG—— 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)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(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE脈沖。 對(duì) FLASH 存儲(chǔ)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(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無效。 PSEN—— 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89S52 由外部程序存儲(chǔ)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(chǔ)器，將跳過兩次 PSEN 信號(hào)。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（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(shí)內(nèi)部會(huì)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(chǔ)器的指令。 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是器件是使用 12V編程電壓 Vpp[5]。 復(fù)位電路 RST 引腳是單片機(jī)復(fù)位端，高電頻有效。在引腳端輸入至少連續(xù)兩個(gè)單片機(jī)周期的高電頻，單片機(jī)復(fù)位。使用時(shí)，在引腳與 VSS 引腳之間接一個(gè) 10KΩ的下拉電阻，與 VCC 引腳之間接一個(gè)約 10μ F 的電解電容，即可保證上電自 動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路如圖 所示 [6]。 11 C11 0 u FR S T復(fù)位電路R21 0 KV C CR E S 1S W P B 圖 復(fù)位電路 晶振電路 在單片機(jī)電路中晶振的作用非常大，結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振的基礎(chǔ)上。 晶振 利用一種特殊的晶體，在電能和機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化產(chǎn)生共振，提供穩(wěn)定精確的單頻震蕩，為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。晶振元器件實(shí)物圖如圖 。 圖 晶振實(shí)物圖 C C7為負(fù)載電容， Y1為晶振， 12MHz。設(shè)計(jì)中晶振電路如圖 [7]。 C63 0 p FC73 0 p FX T A L 1X T A L 2晶振電路 12M12Y1 圖 晶振電路 12 顯示電路 本設(shè)計(jì)顯示部分采用字符型 TC1602液晶顯示所測 溫濕度 值 并且顯示控制界面 。 TC1602實(shí)物圖如圖。 LCD1602顯示器主要特點(diǎn)： 液晶顯示屏是以若干個(gè) 5180。8或 5180。11點(diǎn)陣塊組成的顯示字符群。每個(gè)點(diǎn)陣塊為一個(gè)字符位 ， 字符間距和行距都為一個(gè)點(diǎn)的寬度。主控制驅(qū)動(dòng)電路為 HD44780（ HITACHI）及其他公司全兼容電路，如 SED1278（ SEIKO EPSON）、 KS0066（ SAMSUNG）、 NJU6408（ NER JAPAN RADIO）。 具有字符發(fā)生器 ROM可顯示 192種字符（ 160個(gè) 5180。7點(diǎn)陣字符和 32個(gè) 5180。10點(diǎn)陣字符 ） 具有 64個(gè)字節(jié)的自定義字符 RAM，可自定義 8個(gè) 5180。8點(diǎn)陣字符或四個(gè) 5180。11點(diǎn)陣字符。 具有 80個(gè)字節(jié)的 RAM， 標(biāo)準(zhǔn)的接口特性，適配 M6800系列 MPU的操作時(shí)序。模塊結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、裝配容易 ，像素尺寸小，分辨率高。顏色分單色（黑白）、彩色兩種。 為便于夜間觀察，可采用由 LED或 ELD器件構(gòu)成的背景光源 。 液晶顯示器屬于被動(dòng)發(fā)光型顯示器件，它本身不發(fā)光，只能反射或透射外界光線，因此環(huán)境亮度越高，顯示越清晰。其亮暗對(duì)比度可達(dá) 100:1。單 +5V電源供電 ，采用交流驅(qū)動(dòng) 方式。 圖 TC1602實(shí)物圖 使用時(shí)，可將 P0與 LCD的數(shù)據(jù)線相連， P2口與 LCD的控制線相連，其中， TC1602第 4腳 RS為寄存器選擇，第 5腳 RW為讀寫信號(hào)線，第 6腳 E為使能端。第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 這里要注意的是，為了布線方便，單片機(jī)端的 D0～ D7是接到 LCD/602的 D1～ D0，正好相反，因此在編寫軟件時(shí)需要做處理，使讀取正確。 LCD顯示電路如圖 [8]。 13 V C C12233445566778899R1排阻V C CP 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7P 2 0VSS1VCC2V03RS4RW5E6A07A18A29A310A411A512A613A714BLA15BLK16L C D 1 6 0 2U3 L C D 1 6 0 2V C CW1 1 0 KP25P26P27P00P01P02P03P04P05P06P071 6 0 2 對(duì)比調(diào)節(jié)V C C 圖 顯示電路 報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)采用的是聲光報(bào)警，設(shè)定報(bào)警的上下限值實(shí) 現(xiàn)報(bào)警功能，使用單片機(jī)的中斷系統(tǒng)。 根據(jù)單片機(jī)接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后與該參數(shù)設(shè)定的上下限進(jìn)行比較，高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)能進(jìn)行正常的顯示。 報(bào)警電路中，以紅色 LED和蜂鳴器構(gòu)成，在輸入溫濕度的上下限后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，并判斷測試溫濕度與輸入溫濕度之間的差異，當(dāng)檢測出的溫濕度在設(shè)定的溫濕度上下限外就會(huì)報(bào)警，即紅色 LED亮，同時(shí)蜂鳴器響。報(bào)警電路如圖 [8]。 +B1蜂鳴器V C CR85 . 1 KP 3 6Q1N P N R51KD4V C CP15R65 . 1 KV C C紅 圖 報(bào)警電路 14 鍵盤設(shè)定模塊 本設(shè)計(jì)可以直接設(shè)定溫濕度參數(shù)的上下限值，從而達(dá)到對(duì)溫濕度控制報(bào)警 的功能 [9]。 按設(shè)置鍵出現(xiàn)設(shè)置界面，按確定鍵選擇需要設(shè)置的數(shù)字，上下鍵設(shè)置需要限定的溫濕度如圖 所示。 S1S3S2S4P 23P 22P 21P 20左移 / 設(shè)置向上向下確定D21N 41 48D51N 41 48D61N 41 48D71N 41 48P33 圖 鍵盤設(shè)定模塊 穩(wěn)壓電路 三端穩(wěn)壓集成電路 LM7805來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜 。 LM7805 如圖 所示。 圖 LM7805 實(shí)物圖 LM7805參數(shù)如表 。 15 表 LM7805 參數(shù) 本系統(tǒng)所有芯片都需要 +5V的工作電壓，而干電池只能提供的電壓為 1． 5V的倍數(shù)的電壓，并且隨著使用時(shí)間的延長，其電壓會(huì)逐漸下。 本電路是 一個(gè)輸出正 5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。 IC采用集成穩(wěn)壓器 7805， 電容 分別為輸入端和輸出端濾波電容， R3 為負(fù)載電阻 ， D1 為工作指示燈， POWER為供電電源，電壓范圍 615V 直流。 當(dāng)輸出電較大時(shí)， 7805應(yīng)配上散熱板。 穩(wěn)壓電路如圖 [10]。 P O W E RIN13O U T2G N DU2L M 7 8 0 5C31 0 0 U FC41 0 0 U F穩(wěn)壓電路 7805C51 0 4工作指示燈C21 0 4V C CR31KD1P O W E R 為供電電源，電壓范圍 6 1 5 V 直流。 圖 穩(wěn)壓電路圖 軟件設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件 程序 來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型的時(shí)候軟件也基本定下拉了，從軟件的功能不同，可以分為兩的類：一是主程序，它是整個(gè)軟件的核心，專門用來協(xié)調(diào)各個(gè)執(zhí)行模塊和操作者的聯(lián)系。二是子程序，它是用來完成各種實(shí)質(zhì)性的工作的，如測量、計(jì)算、顯示、通訊等。每一個(gè)執(zhí)行軟件就是一個(gè)小的執(zhí)行模塊，這里將每一個(gè)模塊一一列出來，并為每個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定 16 義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好以后，就可以規(guī)劃監(jiān)控軟件了。 首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的主程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的條件，合理安排監(jiān)控軟件和執(zhí)行軟件之間的調(diào)度關(guān)系。 主程序模塊 主程序主要完成硬件初始化，子程序調(diào)用等功能 [11]。 在主程序中，對(duì)溫濕度傳感器， LCD1602液晶顯示器的初始化，同時(shí)調(diào)用傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行顯示，之后進(jìn)行閾值判斷并啟動(dòng)報(bào)警裝置。 圖 主程序模塊 SHT10 初始化 流程 該流程主要對(duì)傳感器的初始化進(jìn)行設(shè)計(jì)，流程圖如圖 [12]。 開始 1602 與 SHT10 初始化 溫濕度采集子程序 溫濕度處理子程序 讀取成功 溫濕度數(shù)據(jù)是否超限 聲光報(bào)警 顯示溫濕度 是 17 圖 SHT10 初始化流程圖 LCD 初始模塊 LCD上電時(shí)，都必須按照一定的時(shí)序?qū)?LCD進(jìn)行初始化操作，主要任務(wù)是設(shè)置 LCD的工作方式，顯示狀態(tài)，清屏，輸入方式，光標(biāo)位置等。 LCD初始化如圖 [13]。 等待 50us 讀入 DQ 的狀態(tài) 等待 200us DQ 置 1 初始化結(jié)束 SHT10 初始化 DQ 置 1 D0 清零，發(fā)復(fù)位脈沖 延時(shí) 600us DQ 置 1 18 圖 LCD1602 初始化流程圖 功能設(shè)置命令 調(diào)用寫入指令到 LCD子程 序 開始 子程序返回 調(diào)用寫入指令到 LCD子程 調(diào)用寫入指令到 LCD子程 設(shè)置顯示狀態(tài) 清屏 設(shè)定工作方式 調(diào)用寫入指令到 LCD子程 設(shè)置輸入方式 19 調(diào)試 在此部分介紹了對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件 調(diào)試和硬件調(diào)試。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試主要使用 Proteus 軟件 和 Keil C51 軟件 。在軟件調(diào)試中，首先在 Proteusz 中繪制電路圖，并設(shè)置各元器件的參數(shù)。然后在 Keil C51 軟件 編寫程序，并編譯后輸入 PROTEUS 中進(jìn)行仿真。 Proteus軟件 Proteus 軟件 是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 。 Proteus 軟件除了其具有和其它 EDA工具軟件的一樣的原理布圖，還可以電路仿真。不止是對(duì)單片機(jī)的仿真還對(duì)其外圍器件進(jìn)行仿真。其特點(diǎn)是： 實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 S