【文章內容簡介】 字量的運算比較的結果實現(xiàn)對模擬量的測量及控制。接口電路的硬件邏輯設計主要是處理好A/D引腳與AT89S51主機的硬件連接，以實現(xiàn)8路模擬信號的分時切換選通。 A/D轉換電路圖ADC0809的啟動控制信號START、/WR、/RD控制信號等由微控制器提供。AD轉換結束后，ADC0809的EOC信號將變?yōu)楦唠娖?，此信號通過一個非門反相后輸出到微控制器的接口，微控制器可以使用查詢方式或者中斷方式對AD轉換進行控制。ADC0809的啟動控制信號START和讀取數據使能控制信號OE來自74HC02，74HC02是一個TTL電平的或非門，通過譯碼電路對地址總線上的地址進行譯碼獲得片選信號，然后與/WR、/RD信號進行邏輯組合而產生啟動控制信號START和讀取數據使能控制信號OE。A/D轉換結束后，EOC信號將變?yōu)楦唠娖剑@樣就可以使用查詢方式和中斷方式進行AD轉換。ADC0809沒有內部時鐘，需外接10KHz~1290Hz的時鐘信號，本電路是由單片機的ALE信號通過74HC74 1/2分頻得到。8051單片機的ALE輸出的頻率為Fosc/6，當系統(tǒng)晶振為12MHz時，U1_CLKDE 頻率約為1MHz，符合ADC0809的要求。通道選擇是與START連接在一起的，即在啟動AD轉換ADC0809就會把通道選擇的數據鎖存。ADC0809與MCS—51單片機的電路連接主要涉及兩個問題，一個是8路模擬信號的通道選擇，另外一個是A/D轉換完成后數據的傳送。● 8路模擬通道選擇ADDA、ADDB、ADDC分別接系統(tǒng)地址鎖存器提供的末3位地址，只要把3位地址寫入0809中的地址鎖存器，就實現(xiàn)了模擬通道選擇。對系統(tǒng)來說，0809的地址鎖存器是一個輸出口，為了把3位地址寫入。還要提供口地址。，同時作為寫選通信號，作為讀選通信號。 ADC0809通道選擇表C（ADDC）B（ADDB）C（ADDC）選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7 ，ALE信號與START信號連在一起，這樣連接可以在信號的前沿寫入地址信號，在其后沿便啟動轉換。啟動A/D轉換只需要使用1條MOVX指令。在此之前。● 轉換數據的傳送A/D轉換后得到的數據為數字量，這些數據應傳送給單片機進行處理。數據傳送的關鍵問題是如何確認A/D 轉換的完成，因此只有確認數據轉換完成后，才能進行傳送。通常采用定時傳送方式、查詢方式、中斷方式這3種方式。本次設計采用中斷方式來進行轉換數據的傳送，把表示轉換結束的狀態(tài)信號(EOC)作為中斷請求信號即可。而不管使用哪種方式，只要一旦確認轉換結束，便可通過指令進行數據傳送， 單片機模塊設計 本系統(tǒng)中，選擇AT89S51單片機為該系統(tǒng)的總控芯片，AT89S51單片機可把由溫濕度檢測電路檢測出的電壓信號經過A/D轉換后的數據利用軟件計算出溫濕度，再把數據傳輸到LED顯示模塊，實現(xiàn)溫度、濕度的顯示；然后通過串口把溫濕度數據傳輸到另外一片AT89S51單片機上，通過鍵盤設定溫濕度報警值，再通過語音電路，實現(xiàn)溫濕度的報警。 AT89S51單片機的性能參數和功能概述AT89S51是美國ATMEL公司生產的低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲器可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，它的功能強大，低價位可應用于許多高性價比的場合，可靈活應用于各種控制領域。（1）主要性能參數：● 與MCS51產品指令系統(tǒng)完全兼容● 4k字節(jié)在系統(tǒng)編程（ISP）Flash閃速存儲器● 1000次擦寫周期● ● 全靜態(tài)工作模式：0Hz33MHz● 三級程序加密鎖● 128*8字節(jié)內部RAM● 32個可編程I/O口線● 2個16位定時/計數器● 6個中斷源● 全雙工串行UART通道● 低功耗空閑和掉電模式● 中斷可從空閑摸喚醒系統(tǒng)● 看門狗（WDT）及雙數據指針● 掉電標識和快速編程特性● 靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁寫模式）（2）功能特性概述：AT89S51提供以下標準功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM，32個I/O口線，看門狗（WDT），兩個數據指針，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。 AT89S51單片機最小系統(tǒng)單片機系統(tǒng)的擴展是以基本最小系統(tǒng)為基礎的，故應首先熟悉應用應用系統(tǒng)的結構。單片機最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復位開關和電源部分。晶體振蕩器特點：AT89S51中有一個用于構成內部振蕩器的高增益方向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，振蕩器見圖。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容CC2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容CC2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性。 8051單片機最小系統(tǒng)該系統(tǒng)具有以下特點：(1) 系統(tǒng)有大量的I/O線可供用戶使用：P0、PPP3四口都可以作為I/O口使用。(2) 內部存儲器的容量有限，只有128B的RAM和4KB的程序存儲器。(3) 應用系統(tǒng)的開發(fā)具有一定特殊性，由于應用系統(tǒng)的P0口、P2口中開發(fā)時需要作為數據、地址總線，故這兩個口袋硬件只能用模擬的方法進行。AT89S51的應用軟件須依靠廠家用掩膜技術置入，故一般只適用于可作大批量生產的應用系統(tǒng)。 LED數字顯示模塊設計 顯示器作為輸出部件，可以將系統(tǒng)的運行結果、狀態(tài)等信息直觀地顯示出來供操作者了解系統(tǒng)的運行情況和程序的執(zhí)行結果。本系統(tǒng)使用7段發(fā)光二極管與單片機結合從而對檢測出的溫濕度值進行顯示，其中我們使用三極管對LED進行驅動。 LED數碼顯示器的結構與顯示段碼發(fā)光二極管LED是一種通電后能發(fā)光的半導體器件，其導電性質與普通二極管類似。LED數碼顯示器就是由發(fā)光二極管組合而成的1種新型顯示器件，在單片機中應用非常普遍，它使用了8個LED發(fā)光二極管，其中7個用于顯示字符，1個用于顯示小數點，故通常稱之為7段（也有稱為8段）發(fā)光二極管數碼顯示器。符號和引腳 共陰極 共陽極 7段LED數碼顯示器LED數碼顯示器的顯示段碼為了顯示字符，要為LED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個“8”字形字符的7段，再加上一個小數點位，共計8段，因此提供給LED顯示器的顯示段碼為一個字節(jié)。各段碼位的對應關系如下：段碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfeDcba： 十六位進制數和空白字符與P的顯示段碼字型共陽極段碼共陰極段碼字型共陽極段碼共陰極段碼0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF8EH71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H LED顯示電路的設計在單片機應用系統(tǒng)中，顯示器顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是在同一時刻只顯示1種字符，或者說被顯示的字符在同一時刻是穩(wěn)定不變的。其顯示方法比較簡單，只要將顯示段碼送至段碼口，并把位控字送至位控口即可。這種顯示方法雖然編程容易，接口簡單，但缺點是占用的接口資源太多，如果顯示位數較多的話，所占用的鎖存器譯碼驅動電路將是一個驚人的數字。由于接口電路畢竟有限，對于太多顯示位的情況，靜態(tài)顯示方式根本無法適應。從經濟角度來講也太浪費，所以在實際應用中一般都采用動態(tài)顯示方式。所謂動態(tài)顯示就是一位一位地輪流點亮顯示器各個位（掃描），對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次，利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示。動態(tài)LED顯示的設計方法是將不同LED模塊的所有的LED的驅動端一對一地連接到一起，而將其公共極（陰極或陽極）分別由不同的IO口來驅動。動態(tài)顯示方式主要是出于簡化電路和產品成本考慮，在大多數場合都可以達到用戶要求。在實際應用中，用9個74HC595作鎖存電路，采用串行方式，可以失陷4個LED數碼管的動態(tài)顯示，而且，在掃描頻率允許的情況下，還可以級聯(lián)這樣的4～6組64個數碼管。這兩種顯示方式各有利弊。靜態(tài)顯示雖然數據穩(wěn)定，占用很少的CPU時間，但由于每一個LED需要一個IO口，使用的硬件較多，不易實現(xiàn)大數量的LED驅動和顯示，擴展性能差。應用于LED指示燈、產品的設計中只有一個7段LED碼需要顯示。動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。由于靜態(tài)顯示要用到多片串入并出芯片，考慮到電路板成本計算。本系統(tǒng)采用是節(jié)約硬件資源的動態(tài)顯示方式。具體電路圖如下： LED數字顯示電路 語音模塊設計由上述設計可知，我們能夠顯示出空氣的溫度、濕度值，但為了使其功能更加完善，特設計了語音模塊，用戶可根據自己對溫濕度的使用要求，通過鍵盤自行設置溫度及濕度的報警值，當溫度或濕度值超出用戶設定的范圍時，本系統(tǒng)可以自行執(zhí)行語音報警。： 語音報警和鍵盤電路此電路中輸入的數字信號即為以上經過溫濕度模塊、A/D轉換模塊處理過后的所測空氣的溫濕度信號，從SP+、SP輸出語音信號。其中關鍵為ISD4002語音芯片。ISD4002系列工作電壓3V,單片錄放時間4至8分鐘,音質好,適用于移動電話及其他便攜式電子產品中。芯片采用CMOS技術,內含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設計是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過串行通信接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術,