基于單片機(jī)的智能倉庫溫濕度控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-01-08 22:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1 進(jìn)行溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)具有精度高、成本低、體積小、接口簡單等好處；另外 SHT11 芯片內(nèi)部集成 14 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，且采用數(shù)字信號(hào)輸出，因此抗干擾能力也比同類芯片高。該 芯片在溫濕度監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域均已得到廣泛應(yīng)用，所以選用 SHT11。 8 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)硬件包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)、 LCD1602 液晶顯示、鍵盤、 SHT11 溫濕度檢測(cè)、報(bào)警電路、通訊芯 片 MAX23通信串口、控制接口（空調(diào)、風(fēng)機(jī)、加濕機(jī)） 、電源模塊 。系統(tǒng)整體電路框圖如圖 31 所示。 A T 8 9 C 5 2R S 2 3 2 通 信 接 口鍵 盤 輸 入溫 濕 度 檢 測(cè)報(bào) 警 電 路1 6 0 2 顯 示空 調(diào) 機(jī) 接 口 電 路加 濕 機(jī) 接 口 電 路風(fēng) 機(jī) 接 口 電 路圖 31 系統(tǒng)整體電路框圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) AT89C52簡介 AT89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具 有 8K 在系統(tǒng) 中 可編程 的 Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在 單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止 。 具體引腳圖如圖 32 所示。 9 圖 32 AT89C52 引腳圖 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 1. 內(nèi)部時(shí)鐘方式 在 XTAL1 和 XTAL2 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，組成并聯(lián)諧振電路，構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖 33 所示，晶體振蕩器的振蕩頻率決定單片機(jī)的時(shí)鐘頻率。 2. 外部時(shí)鐘方式 在由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間時(shí)鐘信號(hào)的同步，應(yīng)當(dāng)引入惟一的公用外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī) 的振蕩脈沖。這時(shí)，外部的脈沖信號(hào)是經(jīng) XTAL2 引腳注入，如圖 34 所示。 復(fù)位電路 常見的復(fù)位電路有下列三種形式，如圖 35 所示。 1. 上電自動(dòng)復(fù)位方式 —— 是在單片機(jī)接通電源時(shí)，對(duì)電容充電來實(shí)現(xiàn)的。10 上電瞬間， RST 端的電位與 VCC 相同。只要在 RST 端有足夠長的時(shí)間 保持閾值電壓，單片機(jī)便可自動(dòng)復(fù)位。 2． 按鍵電平復(fù)位方式 —— 通過使 RST 端經(jīng)電阻與 VCC 電源接通而實(shí)現(xiàn) 。 圖 33 89C58RD+的內(nèi)部時(shí)鐘電路 圖 34 89C58RD+的外部時(shí)鐘電路 （ 1） 上電自動(dòng)復(fù)位方式 （ 2）按鍵電平復(fù)位 （ 3）按鍵脈沖復(fù)位 圖 35 常見的復(fù)位電路 11 3. 按鍵脈沖復(fù)位方式 —— 利用微分電路產(chǎn)生的正脈沖實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 其中時(shí)鐘電路為內(nèi)部時(shí)鐘電路，復(fù)位電路為上電自動(dòng)復(fù)位方式與按鍵電平復(fù)位方式的結(jié)合 。 圖 36 單片機(jī)最小系統(tǒng) LCD1602 液晶顯示 1602 簡介 1. 主要技術(shù)參數(shù)： 表 33 主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量 16 2 個(gè)字符 芯片工作電壓 ~ 12 工作電流 () 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 （ WXH） mm 2. 接口信號(hào)說明 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，如表 36 所示 。 表 34 接口信號(hào)說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data 1/0 2 VDD 電源正極 10 D3 Data 1/0 3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 Data 1/0 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 Data 1/0 5 R/W 讀寫選擇端（ H/L） 13 D6 Data 1/0 6 E 使能信號(hào) 14 D7 Data 1/0 7 D0 Data 1/0 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data 1/0 16 BLK 背光源負(fù)極 1602 與單片機(jī)連接圖 13 圖 39 1602 與單片機(jī)連接圖 矩陣鍵盤 由于控制鍵位較多，方便程序設(shè)計(jì)，硬件安全可靠，本設(shè)計(jì)采用 4 4 矩陣鍵盤，與單片機(jī) P1 口相連，電路圖如圖所示。 圖 310 矩陣鍵盤與單片機(jī)連接圖 矩陣鍵盤的工作原理： 14 當(dāng)無按鍵閉合時(shí)， P10~P13 與 P14~P17 之間開路。當(dāng)有鍵閉合時(shí)，與閉合鍵相連的兩條 I/O 口線之間短路。判斷有無按鍵按下的方法是：第一步，置列線 P14~P17 為輸入狀態(tài)，從行線 P10~P13 輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，行線輪流輸出低電平，從列線P14~P17 讀入數(shù)據(jù)，若有某一列為低電平，則對(duì)應(yīng)行線上有鍵 按下。綜合一二兩步的結(jié)果，可確定按鍵編號(hào)。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此須等到按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會(huì)連續(xù)多次進(jìn)行 同樣 的鍵操作。 本設(shè)計(jì)矩陣鍵盤的功能圖如圖所示 0 1 2 3654%.—987清 屏清 屏 圖 311 矩陣鍵盤的功能圖 溫濕度檢測(cè) SHT11 簡介 1. 概述 SHTxx 系列單芯片傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專利的工業(yè) COMS 過程微加工技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電容式聚合體測(cè)濕元件和一個(gè)能隙式測(cè)溫元件，并與一個(gè) 14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器以及串行接
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