【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 PU，程序存儲(chǔ)器ROM，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，定時(shí)器或者叫計(jì)數(shù)器，并行IO接口和中斷系統(tǒng)這些部分組成。它的硬件結(jié)構(gòu)框圖如下圖所 單片機(jī)AT89C52硬件結(jié)構(gòu)框圖Fig SCM AT89C52 hardware structure diagram 2）主要性能參數(shù) ? 8K字節(jié)可以重復(fù)擦寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器 ? 1000次可擦寫(xiě)周期 ? 全靜態(tài)操作：0Hz24MHz ? 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 ? 2568字節(jié)內(nèi)部RAM ? 32個(gè)可編程I/O口線(xiàn) ? 3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 ? 8個(gè)中斷源 ? 可編程串行UART通道? 低功耗空閑和掉電模式圖 AT89C52外部引腳圖Fig AT89C52 external pins AT89C52單片機(jī)引腳的介紹 單片機(jī)的引腳介紹Table Pin of MCUu VCC：電源u GND：接地u P0口：是一個(gè)雙向的8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)，它可以作為輸入也可以作為輸出，P0口可以當(dāng)作普通I/O口，也可以在系統(tǒng)外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器的時(shí)候，可輸出低8位的地址。u P1口：是一個(gè)雙向的8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)，它可以作為輸入也可以作為輸出，P1口一般用作通用I/O端口，它也可以實(shí)現(xiàn)位處理，各位都可以單獨(dú)輸出或輸入信息。另外，與AT89C51不同點(diǎn)是。u P2口：P2口可以當(dāng)作普通I/O口，也可以在系統(tǒng)外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器的時(shí)候，輸出高8位的地址。當(dāng)它作為輸入使用時(shí)，也會(huì)輸出電流ILL。u P3口：P3端口是一個(gè)可以位操作的端口。當(dāng)作為普通I/O端口時(shí)，P3口可以實(shí)現(xiàn)位操作，是準(zhǔn)雙向端口。P3口除了作為一般的I/O口線(xiàn)外，更值得我們關(guān)注的是它的第二功能。u RST：是復(fù)位信號(hào)。如果晶振正常，RST引腳若持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期的高電平，單片機(jī)將會(huì)被自動(dòng)復(fù)位。u ALE/：ALE是用來(lái)鎖存P0口輸出的低8位地址的。PROG是如果片內(nèi)存在EPROM的芯片，在EPROM編程的時(shí)候，這個(gè)引腳將會(huì)被輸入編程脈沖。 u ：片外ROM讀選通信號(hào)。如果單片機(jī)想與外部程序存儲(chǔ)器進(jìn)行通信，在每個(gè)機(jī)器周期會(huì)被選通兩次，而如果是訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器，將不會(huì)被選通，一直處于封鎖狀態(tài)。u ： EA是選擇片內(nèi)ROM或者片外ROM的選通信號(hào)。 VPP的功能是如果片內(nèi)有EPROM的芯片存在，在EPROM編程過(guò)程中，為單片機(jī)提供編程電源。 Table and second function 引腳號(hào)功能特性T2（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘輸出T2EX定時(shí)/計(jì)數(shù)2捕獲/重裝載觸發(fā)和方向控制 P3口引腳第二功能Table Second P3 mouth pin function引腳號(hào)第二功能RXD（串行輸入）TXD（串行輸出）INT0（外部中斷0）INT1（外部中斷1）T0（定時(shí)器0外部輸入）T1（定時(shí)器1外部輸入）WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）主控芯片我們用的是AT89C52,圍繞著主控芯片的外圍電路中我們外接了一些采集數(shù)據(jù)用的傳感器和一個(gè)無(wú)線(xiàn)WIFI模塊，還外接有一些執(zhí)行部件，下面就簡(jiǎn)單介紹一下這些元器件的選取。 空氣溫濕度傳感器DHT11空氣溫濕度采集我們采用數(shù)字型輸出傳感器DHT11,精度濕度+5%RH,溫度+2℃，量程濕度2090%RH， 溫度050℃?？梢詽M(mǎn)足我們花園的日常采集需要。下面我們介紹一下DHT11這個(gè)傳感器。DHT11 是數(shù)字信號(hào)輸出的傳感器，而且它可以同時(shí)檢測(cè)到溫濕度，它具有可靠性高和長(zhǎng)期穩(wěn)定性這些優(yōu)點(diǎn)。它還擁有著非常小的體積和極低的功耗，信號(hào)傳輸?shù)淖钸h(yuǎn)距離有20米，這些優(yōu)點(diǎn)讓它成為本次設(shè)計(jì)的最后選擇。DHT11是 4 針單排引腳封裝保存的。DHT11傳感器主要有以下性能指標(biāo)：1)工作電壓范圍：~2)工作電流：3)溫度測(cè)量范圍：0~50℃，4)濕度測(cè)量范圍：20~90％RH 5)濕度分辨率：1％RH6)溫度分辨率：1℃（8位），7)采樣周期：1s。 DHT11引腳說(shuō)明Table DHT11 pinDHT11 。 DHT11傳感器應(yīng)用電路圖Fig DHT11 sensor application circuit diagram DHT11 。 DHT11 傳感器實(shí)物圖Fig DHT11 sensor object diagram 土壤溫度傳感器DS18B20及土壤濕度AD采集1）土壤溫度傳感器DS18B20土壤溫度采集我們用的是數(shù)字式溫度傳感器DS1820,它有著可以把溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)供單片機(jī)處理的功能。而且DS18B20是一種常用的檢測(cè)濕度的傳感器，我們選擇它的依據(jù)是它防水，并且具有體積小，硬件開(kāi)銷(xiāo)低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)，防水的可以插入土壤內(nèi)部采集土壤的溫度，然后我們?cè)儆脝纹瑱C(jī)進(jìn)行讀取。下面簡(jiǎn)單介紹一下這款經(jīng)典的傳感器。土壤濕度傳感器DS1820的性能：1)測(cè)溫范圍為55℃ ～75℃ 2)℃ 3)9位溫度讀數(shù)4)A/D變換時(shí)間為200ms5)單線(xiàn)接口6)無(wú)需外圍元件7)用戶(hù)自設(shè)定溫度報(bào)警上下限,其值是非易失性8)構(gòu)成多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)而無(wú)需任何外圍硬件,不需要A/D轉(zhuǎn)換。 DS18B20仿真設(shè)計(jì)圖Fig DS18B20 simulation design。 DS18B20傳感器應(yīng)用電路圖Fig DS18B20 sensors application circuit diagram。 DS18B20傳感器實(shí)物圖Fig DS18B20 sensors real figure2）土壤濕度AD采集土壤濕度我們選用土壤濕度傳感器進(jìn)行采集，土壤濕度的采集是通過(guò)AD進(jìn)行讀取，而AT89C52沒(méi)有AD，所以我們選用了一款外部數(shù)字型AD芯片PCF8591進(jìn)行采集，PCF8591與單片機(jī)之間通信采用常用的IIC總線(xiàn)進(jìn)行，具體方式我們?cè)谲浖娐吩O(shè)計(jì)在詳細(xì)描述。下面是土壤濕度采集的仿真圖設(shè)計(jì)。 土壤濕度采集的仿真圖設(shè)計(jì)Fig Soil moisture acquisition simulation diagram design 光敏電阻及TFT彩屏1）光敏電阻光照強(qiáng)度采集我們采用光敏電阻，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，光敏電阻是根據(jù)半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)做成，它的電阻值會(huì)隨著入射光的強(qiáng)弱而改變，所以又被叫做光電導(dǎo)探測(cè)器；當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí)，阻值減小，入射光減弱，阻值增大。當(dāng)然，它也有另一種阻止與入射光強(qiáng)弱成正比的，我們這里用不到就不具體介紹了。光敏電阻跟土壤濕度采集一樣通過(guò)PCF8591進(jìn)行讀取，PCF8591自帶4通路AD采集，足夠我們的使用。下面介紹一下光敏電阻的工作原理。光敏電阻能夠采集光照強(qiáng)度歸功于內(nèi)光電效應(yīng)。它的兩個(gè)電極一般都做成梳子的形狀，這是為了提高它的靈敏度。制作光敏電阻的材料一般都是一些半導(dǎo)體。這是因?yàn)?，?dāng)它們處在很暗的環(huán)境中時(shí)，它的電阻值很高，然而當(dāng)它接受光照以后，當(dāng)光子能量足夠大時(shí)，它就可以躍到到導(dǎo)帶，這樣在它原來(lái)的位置處就留下一個(gè)空穴，這個(gè)空穴帶正電荷，這樣就改變了半導(dǎo)體材料中的電子的數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)了讓它的電阻率減小的目的，進(jìn)而造成光敏電阻阻值的下降。而且光照強(qiáng)度越大，阻值越低。當(dāng)光照消失后，由光子躍遷所產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)就自然而然地會(huì)復(fù)合了，光敏電阻的阻值也就降到和原來(lái)一樣了。 光敏電阻的實(shí)物圖Fig Physical picture of photosensitive resistance2）TFT彩屏，TFT彩屏自帶一個(gè)ILI9341驅(qū)動(dòng)控制器來(lái)控制TFT彩屏的顯示，該彩屏支持16位真彩色顯示，可以滿(mǎn)足我們的顏色要求，它自帶的XPT2046觸摸控制器，可以支持我們對(duì)TFT彩屏的觸摸輸入，也可以對(duì)我們的控制信息進(jìn)行選擇。下面對(duì)TFT彩屏簡(jiǎn)單介紹一下。首先，介紹一下它名字的來(lái)歷，TFT的全稱(chēng)是Thin Film Transistor 。其次，我們之所以選擇它，是因?yàn)樗軌蜃龅礁咚俣?，高亮度，高?duì)比度地顯示出我們想要它顯示的信息。而在TFT 中我們一般用背光技術(shù)，因?yàn)檫@能讓我們準(zhǔn)確地控制不同象素的顏色和亮度，就好像在各個(gè)象素之后放有一個(gè)窗戶(hù)一樣，當(dāng)這個(gè)窗戶(hù)打開(kāi)時(shí)，光線(xiàn)就可以通過(guò)窗透進(jìn)來(lái)，而當(dāng)窗戶(hù)關(guān)上后，光線(xiàn)就無(wú)法再進(jìn)來(lái)。 TFT彩屏實(shí)物圖Fig TFT color screen