【文章內(nèi)容簡介】 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。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。對 FLASH 存儲器編程期間，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，該河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 5 引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無效。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) 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(dāng)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（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)。如 EA端為高電平（接 Vcc端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 FLASH存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。 XTAL1：振蕩 器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 控制電路 圖 2 控制電路 控制電路設(shè)計中采用的是單片機系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須要是工作在一個最小系統(tǒng)（指單片機的可以的最小配置系統(tǒng)）。 AT89S51的最小系統(tǒng)包括 了外界時鐘電路和復(fù)位電路，選定一定數(shù)量的 IO 口作為控制口控制外部的各種器件和數(shù)據(jù)的輸出。根據(jù)功能選擇一定的單片機端口添加外圍的器件，具體電路如圖 2 所示。 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 6 XTAL1(19 腳 )和 XTAL2(18 腳 )是外接時鐘引腳。當(dāng)采用片內(nèi)時鐘振蕩方式時，需要在這兩個腳外接石英晶振和振蕩電容，石英晶振的頻率在 024MHZ 之間，典型值為 12MHZ，振蕩電容的值一般取 10pf30pf，典型值為 30pf。這里石英晶振頻率采用 ，振蕩電容采用 30pf。 RST（ 9腳）是復(fù)位引腳。當(dāng)輸入連續(xù)兩個 機器周期以上的高電平時為有效，用來完成單片機的復(fù)位初始化操作。其復(fù)位有自動上電復(fù)位和人工按鈕復(fù)位兩種。其實圖 3中的復(fù)位電路既能上電自動復(fù)位又能人工按鈕復(fù)位。上電時，電容 兩端相當(dāng)于是短路，于是 RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電， RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機開始正常工作；當(dāng)按下按鈕時，RST端為高電平，由于按鍵按下釋放時間在數(shù)毫秒，所以能夠使單片機復(fù)位。 EA(31 腳 )是控制單片機讀取內(nèi)部程序儲存器和外部程序儲存器的。當(dāng) EA 接高電平時，單片機讀取內(nèi)部程序儲存器。當(dāng) EA 接 低電平時，單片機直接讀取外部 ROM。由于89S52有內(nèi)部程序存儲器，所以該引腳接高電平。 溫度測量模塊 溫度傳感器概述 溫度傳感器是各種傳感器中最常用的一種，早期使用的是模擬溫度傳感器，如熱敏電阻。隨著科技的進步，現(xiàn)代溫度傳感器已經(jīng)走向數(shù)字化，外形小，接口簡單，廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域。美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司推出的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20采用單總線協(xié)議，即與單片機接口僅需占用一個 I/O端口，無需任何外部元件，直接將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，以數(shù)字碼方式串行輸出，從而大大簡化了 傳感器與微處理器的接口。 DS18B20 介紹 DS18B20是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司推出的第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易配微處理器等優(yōu)點，可直接將溫度轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號供處理器處理。 DS18B20溫度傳感器特性如下： （ 1） 適應(yīng)電壓范圍寬，電壓范圍在 ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 （ 2） 獨特的單線接口方式，它與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20的雙向通信。 （ 3） 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測量。 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 7 （ 4） 在使用中不需要任何外圍器元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 （ 5） 測溫范圍 55℃ — +125℃，在 10℃ — +85℃時精度為177。 ℃。 （ 6） 編程分辨率為 912位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃、 ℃、 ℃和℃，可實現(xiàn)高精度測溫。 （ 7） 在 9位分辨率時，最多在 ；在 12 位分辨率時，最多在 750ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字。 （ 8） 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線 總線”串行傳送給 CPU，同時可傳送 CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。 （ 9） 負壓特性。電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒壞，但不能正常工作。 其應(yīng)用范圍很廣，有： ① 冷凍庫、糧倉、儲罐、電信機房、電力機房、電纜線槽等測溫和控制領(lǐng)域。 ② 軸瓦、缸體、紡機、空調(diào)等狹小空間工業(yè)設(shè)備測溫和控制。 ③ 汽車空調(diào)、冰箱、冷柜以及中低溫干燥箱等。 ④ 供熱、制冷管道熱量計量、中央空調(diào)分戶熱能計量 等。 DS18B20 與單片機的連接 DS18B20有兩種封裝：三腳 TO92直插式（用的最多、最普遍的封裝）和八腳 SOIC貼片式。在此，我們選用三腳 TO92直插式封裝的 DS18B20芯片。它有三個腳，分別為電源正極 VDD、信號輸入輸出 DQ和電源負極 GND。 DS18B20 是以單總線的方式與單片機相連接的。單總線技術(shù)是采用單條信號線，既可傳輸時鐘，又可傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，因而這種單總線技術(shù)具有線路簡單，硬件開銷少，成本低廉，便于總線擴展和維護等優(yōu)點。單總線適用于單主機系統(tǒng)，能夠控制一 個或多個從機設(shè)備。單總線通常要求外接一個約為 5KΩ的上拉電阻。本系統(tǒng)中采用 10KΩ的上拉電阻。本系統(tǒng) DS18B20的 DQ 與單片機 。 濕度測量模塊 濕度概述 濕度是指大氣中的水蒸氣的含量， 通常采用絕對濕度和相對濕度兩種表示方法。絕對濕度是指在一定溫度和壓力條件下，每單位體積的混合氣體中所含水蒸氣的質(zhì)量，單位 g/m179。,一般用符號 AH表示。相對濕度是指氣體（通常為空氣）的絕對濕度與同一溫度下達到飽和狀態(tài)的絕對濕度的百分比，一般用符號 %RH 表示。相對濕度給出大氣的潮濕程度，它是一 個無量綱，在實際應(yīng)用中多使用相對濕度這一概念。 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 8 濕度傳感器概述 濕度傳感器是能夠感受外界濕度變化，并通過器件材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化，將濕度轉(zhuǎn)化成有用信號的器件。 由濕度引起濕度傳感器物理或化學(xué)變化的種類，可將濕度傳感器分為電容式、電阻式和濕漲式。電容式是其高分子材料吸濕后引起介電常數(shù)發(fā)生變化；電阻式是其高分子材料吸濕后引起電阻率發(fā)生變化；濕漲式是其高分子材料吸濕后引起體積發(fā)生變化。 通常對濕度傳感器有下列要求：在各種氣體環(huán)境下穩(wěn)定性好，響應(yīng)時間短，壽命長，有互換性，耐污染和受溫度影響小等。 HS1101 濕度傳感器介紹 本系統(tǒng)選用 HS1101 濕度傳感器來測量濕度， HS1101 是法國 Humirel 公司推出的一款電容式相對濕度傳感器，該傳感器廣泛應(yīng)用于辦公室、家庭、汽車駕駛室和工業(yè)控制系統(tǒng)等，對空氣濕度進行監(jiān)測。與其它濕度傳感器相比，它有著顯著的優(yōu)點： （ 1） 無須校驗的完全互換性 （ 2） 長期飽和狀態(tài)，瞬間脫濕 （ 3） 適應(yīng)自動裝配過程，包括波峰、焊接、回流焊等 （ 4） 具有高可靠性和長期穩(wěn)定性 （ 5） 特有的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu) （ 6） 響應(yīng)時間快 （ 7） 適用于現(xiàn)行電壓輸出和線形頻率輸出兩種電路 HS1101濕度傳感器在電路構(gòu)成上等效于一個電容器件，采用側(cè)面開放式封裝，只有兩個引腳，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大，但不允許直流方式供電。 濕度檢測電路的連接 將 HS1101 的電容量的變化量準確地轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C易接受的信號的方法，常用有兩種：一種是將 HS1101 置于運放與電容組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號經(jīng)整流、直流放大，再由 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，供單片機處理；另一種是將 HS1101置于 555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號，共單片機直接采集和處理。本系統(tǒng)采用 555振蕩電路的形式。 HS1101 與 TLC555 組成的振蕩電路如圖所示。此電路為典型的 555 非穩(wěn)態(tài)電路。HS1101 作為可變電容接在 TRIG（ 2 腳）與 THRES（ 6 腳）兩引腳上。電源電壓工作范圍是 ++12V，本系統(tǒng)采用 +5V。 R3是為了防止輸出短路的保護電阻。 R4 是做內(nèi)部溫度補償，引入溫度效應(yīng)，使它與 HS1101 的溫度效應(yīng)相匹配。 R4 必須為 1%精度 ,最大溫度效應(yīng)小于 100ppm的電阻。由于不同型號的 555 的溫度效應(yīng)不同，所以 R4 必須與相應(yīng)型號的 555 芯片相匹配。為了保證在 55%RH 的典型濕度值為 6660Hz(25℃ )， R2 也必須做河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 9 修正。對于 TLC555， R4取 909k,R2取 576k。為了使輸出方波占空比接近 50%，應(yīng)使 R2R1，本系統(tǒng) R1取 。 圖 3 濕度檢測電路 該振蕩電路輸出的方波的頻率 fout=1/(R1+2R2)C ㏑ 2 根據(jù) HS1101使用手冊，該振蕩電路輸出的方波頻率范圍是 6033～ 7351Hz,所對應(yīng)的相對濕度為 100～ 0%R。表 1給出了一組相對濕度與電壓頻率的對應(yīng)值。 表 1 相對濕度與電壓頻率的典型值 %RH 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Hz 7351 7224 7100 6976 6853 6728 6600 6468 6330 6186 6033 輸出電壓頻率與濕度關(guān)系為： )*4 4 0 3 1 *0 1 1 4 1 *9 3 6 8 1 0 3 ()55()( 38263 RHRHRHf o u tRHf o u t ??? ?????其中， fout(55)是指在 55%RH 的典型濕度值時的 電壓輸出頻率值，在 25℃下，該值為河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 10 6660Hz。本系統(tǒng)要求濕度精度為 3%RH，可以用下式計算 fout 與 RH 的關(guān)系：RHRHfo u t *12567351)( ?? 輸出方波的占空比 D為： D=(R1+R2)/(R1+2R2) 由此可計算出振蕩電路輸出的方波的占空比為 52%。 LCD 顯示模塊 液晶概述 液晶（ Liquid Crystal） 是一種高分子材料，因為其特殊的物理、化學(xué)、光學(xué)特性，20世紀中葉開始廣泛應(yīng)用在輕薄型顯示器上。 液晶顯示（ Liquid Crystal Display,LCD） 的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫面。為敘述簡便，通常把各種液晶顯示器都直接叫做液晶。 各種型號的液晶通常是按照顯示字符的行數(shù)或液晶點陣的行、列數(shù)來命名的。比如：1602的意