【文章內(nèi)容簡介】 4 個 TTL 邏輯電平。對 P2 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）。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR） 時， P2 口送出高八位地址。在這種應用中， P2 口使用很強的內(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)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。 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， 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 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。 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 /計數(shù) 器 0) T1(定時 /計數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗的控制信號。 RST—— 復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。 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。要注意的 是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。 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，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 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 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（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，當然這必須是器件是使用 12V編程電壓 Vpp[5]。 復位電路 RST 引腳是單片機復位端，高電頻有效。在引腳端輸 入至少連續(xù)兩個單片機周期的高電頻，單片機復位。 使用時，在引腳與 VSS 引腳之間接一個 10KΩ的下拉電阻，與 VCC 引腳之間接一個約 10μ F 的電解電容，即可保證上電自動復位。本設計中復位電路 如 圖 所 示 [6]。 11 C11 0 u FR S T復位電路R21 0 KV C CR E S 1S W P B 圖 復位電路 晶振電路 在 單片機電路中晶振的作用非常大，結合單片機內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機所 必需的時鐘頻率，單片機的一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振的基礎上。 晶振 利用一種特殊的晶體，在電能和機械能之間相互轉化產(chǎn)生共振，提供穩(wěn)定精確的單頻震蕩，為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。晶振元器件實物圖 如圖 所示 。 圖 晶振實物圖 C C7 為負載電容， Y1 為晶振， 12MHz。設計中晶振電路如圖 所示 [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 本設計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實物圖如圖。 LCD1602顯示器主要特點 ： 液晶顯示屏是以若干個 5180。8或 5180。11點陣塊組成的顯示字符群。每個點陣塊為一個字符位 ， 字符間距和行距都為一個點的寬度。主控制驅動電路為 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 5180。7點陣字符和 32個 5180。10點陣字符 ） 具有 64個字節(jié)的自定義字符 RAM，可自定義 8個 5180。8點陣字符或四個 5180。11點陣字符。 具有 80個字節(jié)的 RAM， 標準的接口特性，適配 M6800系列 MPU的操作時序。模塊結構緊湊、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器件構成的背景光源 。 液晶顯示器屬于被動發(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。其亮暗對比度可達 100:1。單 +5V電源供電 ，采用交流驅動方式。 圖 TC1602實物圖 使用時，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，單片機端的 D0～ D7是接到 LCD/602的 D1～ D0，正好相反，因此在編寫軟件 時需要做處理，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 對比調節(jié)V C C 圖 顯示電路 報警電路 本設計采用的是聲光報警， 設定報警的 上 下限值實現(xiàn)報警功能，使用單片機的中斷系統(tǒng)。 根據(jù)單片機接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后與該參數(shù)設定的上下限 進行比較，高于上限值（或低于下限值）則進行報警， 同時 能 進行正常的顯示。 報警電路中，以紅色 LED和蜂鳴器構成，在輸入溫濕度的上下限后，系統(tǒng)會進行實時采樣，并判斷測試溫濕度與輸入溫濕度之間的差異，當檢測出的溫濕度在設定的溫濕度上下限外就會報警，即紅色 LED亮，同時蜂 鳴器響。 報警電路如圖 [8]。 +B1蜂鳴器V C CR85 . 1 KP 3 6Q1N P N R51KD4V C CP15R65 . 1 KV C C紅 圖 報警電路 14 鍵盤設定模塊 本設計可以直接設定溫濕度參數(shù)的上下限值，從而達到對溫濕度控制報警的功能 [9]。 按設置鍵出現(xiàn)設置界面，按確定鍵選擇需要設置的數(shù)字，上下鍵設置需要限定的溫濕度 如圖 所示 。 S1S3S2S4P 23P 22P 21P 20左移 / 設置向上向下確定D21N 41 48D51N 41 48D61N 41 48D71N 41 48P33 圖 鍵盤設定模塊 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、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜 。 LM7805 如圖 所示。 圖 LM7805 實物圖 LM7805 參數(shù)如表 所示。 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，并且隨著使用時間的延長，其電壓會逐漸下。 本電路是 一個輸出正 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 為負載電阻 ， D1 為工作指示燈， POWER 為供電電源，電壓范圍 615V 直流。 當輸出電較大時， 7805 應配上散熱板。 穩(wěn)壓電路如圖 所示 [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 軟件設計 整個系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件 程序 來實現(xiàn)的，當硬件基本定型的時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，它是整個軟件的核心，專門用來協(xié)調各個執(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質性的工作的，如測量、計算、顯 示、通訊等。每一個執(zhí)行軟件就是一個小的執(zhí)行模塊，這里將每一個模塊一一列出來，并為每個執(zhí)行模塊進行功能定 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構，然后根據(jù)實時性的條件，合理安排監(jiān)控軟件和執(zhí)行軟件之間的調度關系。 主程序模塊 主程序主要完成硬件初始化，子程序調用等功能 [11]。 在主程序中，對溫濕度傳感器， LCD1602 液晶顯示器的初始化，同時調用傳感器數(shù)據(jù)，進行顯示，之后進行閾值判斷并啟動報警裝置。 圖 主程序模塊 SHT10 初始化 流程 該流程主要對傳感器的初始化進行設計，流程圖 如圖 所示 [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，都必須按照一定的時序對 LCD 進行初始化操作，主要任務是設置 LCD 的工作方式，顯示狀態(tài)，清屏，輸入方式，光標位置等。 LCD 初始化如圖 所示 [13]。 等待 50us 讀入 DQ 的狀態(tài) 等待 200us DQ 置 1 初始化結束 SHT10 初始化 DQ 置 1 D0 清零，發(fā)復位脈沖 延時 600us DQ 置 1 18 圖 LCD1602 初始化流程圖 功能設置命令 調用寫入指令到 LCD 子程 序 開始 子程序返回 調用寫入指令到 LCD 子程 調用寫入指令到 LCD 子程 設置顯示狀態(tài) 清屏 設定工作方式 調用寫入指令到 LCD 子程 設置輸入方式 19 調試 在此部分介紹了對設計系統(tǒng)的軟件調試和硬件調試。 軟件調試 軟件調試主要使用 Proteus 軟件 和 Keil C51 軟件 。在軟件調試中，首先在 Proteusz 中繪制電