【文章內(nèi)容簡介】 口、5個中斷源的中斷控制系統(tǒng)和時鐘電路。AT89S51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖31所示：圖31 AT89S51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖對AT89S51單片機的開發(fā)主要就是對其電路電源的設(shè)計、時鐘電路的設(shè)計、復位電路的設(shè)計和IO口的分配，其中IO口分配是很重要的，它關(guān)系到系統(tǒng)的布局布線和性能。下面對AT89S51的I/O做一簡單介紹。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。 AT89S51電路設(shè)計主控系統(tǒng)的硬件電路就是AT89S51的外圍電路設(shè)計，包括電源電路、復位電路、時鐘電路和I/O口分配。1,復位電路AT89S51芯片提供了一個復位引腳RST/VPD(9腳)，只要此輸入端保持兩個周期的高電平就能實現(xiàn)對AT89S51的復位。復位電路如圖33所示：圖33 復位電路2,時鐘電路單片機是按時序一拍一拍執(zhí)行指令的，因此需要一個基準時鐘信號，時鐘電路就是給AT89S51單片機提供時鐘信號的，且采用外部時鐘方式。時鐘電路如圖34所示：圖34 時鐘電路 傳感器分析DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器，它應用專用的溫濕度傳感和數(shù)字模塊采集技術(shù)，具有很高的穩(wěn)定性和可靠性，DHT11傳感器內(nèi)含一個NTC測溫和一個電阻式感濕元件，并與一個8位的高性能單片機相連接，在精確的濕度校驗室中DHT11傳感器進行過校準，以程序的形式校準系數(shù)儲存在0TP內(nèi)存中，檢測信號的時候，在處理過程中傳感器內(nèi)部要調(diào)用這些校準系數(shù)，采用單線制的串行接口，使系統(tǒng)集成可以有較低的功耗，而且更加簡單快速，信號傳輸距離超過20米，作為一個數(shù)字溫濕度傳感器DHT11具有響應快速、抗干擾強、性價比高等優(yōu)點，它的性能指標如下：濕度測量范圍為20％～90％RH；濕度測量精度為177。5％RH；溫度測量范圍為0～50 ℃，溫度測量精度為177。2℃，工作電壓3．0～5．5 V，相應時間5S，DHT1l采用4針單排引腳封裝, 傳感器通電后，需要等待1s，這是因為要越過不穩(wěn)定的狀態(tài)，在此期間不需發(fā)送指令,電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF 的電容，用以去耦濾波[7]。典型的應用電路如下：圖35典型應用電路DHT11實物圖如下：圖36 DHT11實物圖(1)串行接口(單線雙向)采用單總線數(shù)據(jù)格式,DATA 用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步,一次通訊時間4ms左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分。圖37 通訊過程總線空閑狀態(tài)為高電平的時候主機把總線拉低等待DHT11響應, DHT11能檢測到起始信號，主機必須把總線拉低，至少大于18ms。DHT11一旦接收到主機的開始信號，接著就等待開始信號的結(jié)束,然后發(fā)送80us的低電平響應信號，要讀取DHT11的響應信號,必須等待開始信號的結(jié)束，并延時等待2040us后才能夠接受，主機發(fā)送開始信號后,這時候就可輸出高電平或切換到輸入模式,接著總線由上拉電阻拉高。DHT11發(fā)送響應信號的時候總線為低電平 ,DHT11把總線拉高80us之前,必須等到響應信號發(fā)送，準備發(fā)送數(shù)據(jù)時,每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時隙開始,數(shù)據(jù)位是0或1是由高電平的長或短來決定。假如響應信號的讀取為高電平,但是DHT11無響應響應,這時候說明路線可能連接不正常，當最后一bit數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，DHT11把總線拉低50us,接著總線由上拉電阻拉高進入空閑狀態(tài)。數(shù)字0信號表示方法如圖所示圖38 數(shù)字0信號表示方法：圖39 信號1 表示方法(2)電氣特性VDD=5V，T = 25℃，除非特殊標注，其中主要的電氣特征如下表所示：參數(shù)條件mintypmax單位供電DC35V供電電流測量Ma平均1Ma待機100150Ua采樣周期秒1次表31電氣特征（注：采樣周期間隔不得低于1秒鐘）(3)性能說明如下表所示：參數(shù)條件MinTypMax單位分辨率8177。Bit111%RH精度25℃177。4%RH重復性177。1%RH溫度050℃177。5%RH溫度量程范圍0℃3090%RH50℃2080%RH25℃2090%RH長期穩(wěn)定性典型值177。1%RH/yr遲滯177。1℃互換性可完全互換分辨率888Bit111℃重復性177。1℃響應時間1/e(63%)630S量程范圍050℃精度177。1177。2℃表32 性能說明(4)DHT11引腳說明如下表所示pin名稱注釋1VDD供電3－2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，懸空4GND接地，電源負極表33 DHT11引腳說明（5）應用信息電阻式濕度傳感器暴露在化學物質(zhì)中會受到干擾，導致靈敏度下降，當處于極限狀態(tài)時，傳感器可以通過程序處理，回復到初試的校準狀態(tài)，在不符合規(guī)范的范圍內(nèi)使用傳感器，不僅會導致幾乎3%的臨時漂移信號，而且會加速產(chǎn)品的老化，轉(zhuǎn)為正常的使用范圍后，會漸漸恢復校準狀態(tài)；溫度是影響氣體相對濕度的關(guān)鍵，因此測量時最好讓濕度傳感器工作溫度相同。（6）封裝信息，如下圖：圖310 DHT11的封裝信息DHT11是數(shù)字型溫濕度傳感器，可直接以數(shù)字方式傳輸所采集的當前環(huán)境溫濕度，DHT11采用的是單總線通信，因此只需將單片機的一個I／O端口與DHT11的通信接口連接就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳送，相對于其他電路來說比較簡單。：圖311 傳感器電路 LCD顯示單元硬件 LCD液晶分析1，字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊2，LCD1602主要技術(shù)參數(shù)：，如下表所示工作電壓:—容量162個字符最佳工作電壓 工作電流字符尺寸(WH)mm表34 1602的主要技術(shù)參數(shù)3，引腳功能說明 如下表所示：1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 編號符號引腳說明1VDD正極2VSS地3VL液晶顯示偏壓4RS數(shù)據(jù)/命令選擇5R/W讀/寫選擇6E使能信號7D0數(shù)據(jù)8D1數(shù)據(jù)9D2數(shù)據(jù)10D3數(shù)據(jù)11D4數(shù)據(jù)12D5數(shù)據(jù)13D6數(shù)據(jù) 1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 編號符號引腳說明14D7數(shù)據(jù)15BLA背光源正極16BLK背光源負極表35引腳接口說明表4，管腳圖，如下圖所示：圖312 LCD1602的管腳圖5，,圖313 1602字符型液晶顯示器實物圖LCD1602主要有兩種，主要區(qū)別在于是否背光，它的控制器主要為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，在應用中是否帶背光并不影響使用，兩者尺寸差別如下圖所示：圖314 1602LCD尺寸圖液晶顯示模塊是一個比較慢的顯示器件，因此在執(zhí)行指令之前要首先確認模塊的忙標志處于低電平，表示