【文章內(nèi)容簡介】 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32位 I/O 口線， 看門狗 定時(shí)器 ，內(nèi)置 4KBEEPROM，MAX810 復(fù)位電路 ， 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè) 外部中斷 ，一個(gè) 7 向量 4 級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51 的 5 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工 串行口 。另外 STC89C52 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。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選 [6]。 STC89C52 的引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。 圖 STC89C52 引腳圖 VCC：電源電壓 GND：地 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口 ，名稱為 。 P1 口： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 名稱為 。 P2 口： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 名稱為 。 P3 口： P3 口是一組帶有 內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ，名稱為 。 RST：復(fù)位輸出。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位 ，復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器 PC=0000H。 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 25 頁 XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)應(yīng)包含單片機(jī)、電源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路等 ，包含的引腳有 VCC， GND，XTAL1， XTAL2， RST， EA/VPP[7]。 圖 為單片機(jī)最小系統(tǒng)。 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) STC89C52 使用 12MHz 的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可，電容容量一般在 15pF至 50pF 之間 ，該電路選擇 22pF 的電容 。時(shí)鐘電路的主要任務(wù)是給單片機(jī) STC89C52 的 正常工作提供一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘信號 ， 單片機(jī)在 這個(gè) 時(shí)鐘信號的節(jié) 奏 下逐個(gè)地執(zhí)行指令。單片機(jī)的時(shí)鐘信號的產(chǎn)生方式有兩種，一種是外部時(shí)鐘方式，另一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式。外部時(shí)鐘方式是把已有的時(shí)鐘信號從 XTAL1 或 XTAL2 送入單片 機(jī) ， 該方式 一般用于有多個(gè)單片機(jī)的情況，所以本設(shè)計(jì)中時(shí)鐘電路采用 的是 內(nèi)部時(shí)鐘方式，選用 12M 的晶振和兩個(gè) 22pF的電容與片內(nèi)的高增益反相放大器構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。 STC89 系列單片機(jī)為高電平復(fù)位，通常在復(fù)位引腳 RST 上連接一個(gè)電容到 VCC，再連接一個(gè)電阻到 GND，由此形成一個(gè) RC 充放電回路 ，這樣可以 保證單片機(jī)在上電時(shí) RST 腳上有足夠時(shí)間的高電平進(jìn)行復(fù)位，隨后回歸到低電平進(jìn)入正常工作狀態(tài) 。 單片機(jī) 復(fù)位電路 就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用過程中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī) 也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。 為了保證 單片機(jī) 系統(tǒng)中的電路能穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位能可靠工作，復(fù)位電路是不可或缺的一部分，復(fù)位電路 包括手動復(fù)位和上電復(fù)位。 單片機(jī)在開始工作時(shí)都需要復(fù)位，這樣就可以使整個(gè)系統(tǒng)處于確定的初始狀態(tài)，從初始狀態(tài)開始工作。 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)工作狀態(tài)正常，振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個(gè)高電平并且保持 2 個(gè)機(jī)器陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 25 頁 周期（ 24 個(gè)振蕩周期）以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位 。 溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 溫度的測量電路 圖 為 DS18B20 引腳圖。 圖 DS18B20 引腳圖 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器支持“一線總線”接口，測量溫度的范圍為 － 55℃～＋ 125℃，在 10～+85℃時(shí)精度為177。 ℃ ；適應(yīng)電壓范圍寬，電壓范圍為 ～ ，采用外部電源供電的方式。該溫度傳感器 有三個(gè)引腳， VCC 為外接供電電源輸入端， GND 為電源地， DA 為數(shù)字信號輸入 /輸出端 [8]。 圖 該溫度傳感器 三個(gè)引腳， VCC 接工作電源； GND 接地； DA 接單片機(jī) 口。在該電路中， VCC引腳與 DQ 引腳之間接一個(gè)上拉電阻，阻值約為 ，使電路不工作時(shí)處于高電平。 DS18B20 所采集的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過 ADS1286 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號傳送給單片機(jī)，通過單片機(jī)作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理得到溫度值 。 土壤濕度檢測器的介紹 土壤濕度檢測器原理圖如圖 所示 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 25 頁 圖 土壤濕度檢測器原理圖 土壤濕度檢測器是為了檢測土壤的含水量，做土壤墑情監(jiān)測和農(nóng)業(yè)灌溉。 本設(shè)計(jì)中土壤濕度檢測器是電阻式土壤濕度檢測器，土壤的電 阻值與其濕度有關(guān)，通過土壤溶液的導(dǎo)電性和土壤水分含量的關(guān)系測定土壤濕度。通過測試土壤的電阻值來觀察電壓的示數(shù)。土壤越干燥，土壤的電阻值越大，電壓示數(shù)越小。反之亦然。濕度的采集可以用濕度傳感器來實(shí)現(xiàn)。將濕度傳感器看作可調(diào)變阻器，當(dāng)濕度傳感器采集到濕度時(shí)，電阻值發(fā)生變化，濕度最小時(shí)的電阻值為 10K，濕度最大時(shí)為 。 變化的幅度是根據(jù)濕度傳感器采集到的濕度大小而定。隨著電阻值的變化，電路的輸出電壓也跟著變化。調(diào)節(jié)電阻值的大小，可得到想要的電壓，滿足電路的需求。此次設(shè)計(jì)采用的是土壤濕度傳感器 YL69。 土壤濕度傳感器特性： （ 1）土壤濕度傳感器 YL69，表面采用鍍鎳處理，有加寬的感應(yīng)面積，可以提高導(dǎo)電性能 ，防止接觸土壤容易生銹的問題，延長使用壽命； （ 2）可以寬范圍控制土壤的濕度，通過電位器調(diào)節(jié)控制相應(yīng)閥值，濕度低于設(shè)定值時(shí)， DO 輸出高電平；高于設(shè)定值時(shí)， DO 輸出低電平； （ 3）采用三線制，界限簡單，只需把 VCC 外接 電壓， GND 外接數(shù)字地， DO“小板數(shù)字量輸出接口（ 0 和 1）”接到單片機(jī)即可； （ 4）比較器采用 LM393 芯片，工作穩(wěn)定； （ 5）設(shè) 有固定螺栓孔，方便安裝。 值得說明的是：此傳感器適用于土壤的濕度檢測；模塊中藍(lán)色的電位器是用于土壤濕度的閥值調(diào)節(jié)，順時(shí)針調(diào)節(jié)，控制的濕度會越大，逆時(shí)針越小；數(shù)字量輸出 D0 可以與單片機(jī)直接相連，通過單片機(jī)來檢測高低電平，由此來檢測土壤濕度 [9]。 將土壤濕度檢測器探頭埋在作物根部的土壤里檢測土壤濕度，該土壤濕度檢測器檢測到的數(shù)據(jù)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換過的數(shù)據(jù)傳至主控制器，由主控制器決定控制狀態(tài)，如果濕度過低，則通過繼電器控制接在水源的電磁閥進(jìn)行灌溉，濕度過高則停止灌溉。 ADS1286模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADS1286 引腳圖如圖 所示 圖 ADS1286 引腳 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 25 頁 圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路圖 ADS1286 是一個(gè) 12 位低功耗 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其供電電流為 250uA，采樣率為 20KHz,支持兩線或三線接口通信，并且與 SPI 或 SSI 均兼容。該芯片有 8 個(gè)引腳， VREF 為參考電壓輸入端； +In 為同相輸入端； In 為反相輸入端； GND 為接地端； CS/SHDN 為片選端 /低功耗模式選擇，當(dāng)該引腳出現(xiàn)低電平時(shí)，芯片片選有效，當(dāng)該引腳為高電平時(shí)為低功耗模式； DOUT 為串行數(shù)據(jù)輸出端； DCLOCK 為時(shí)鐘輸入端； +VCC 為電源正端。 顯示模塊的設(shè)計(jì) 考慮到本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（工作時(shí)的溫濕度、顯示行列數(shù)、光線等），本次設(shè)計(jì)中采用的是 LCD5110顯示器。 5110 顯示器具有顯示清晰、視覺范圍廣、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。 LCD5110（ LPH7366)是諾基亞公司生產(chǎn)的一款性價(jià)比高、接口簡單、運(yùn)行速度快、工作電壓低的液晶顯示模塊，具有掉電模式，不僅應(yīng)用于移動電話，而且還 廣泛應(yīng)用于各類便攜式移動設(shè)備的顯示系統(tǒng) [10]。與其他類型的產(chǎn)品相比，該模塊具有以下特點(diǎn)： 84x48 的點(diǎn)陣 LCD，可以顯示 4 行漢字；采用串行接口與主處理器進(jìn)行通信，接口信號線數(shù)量大幅度減少，包括電源和地在內(nèi)的信號線僅有 9 條；支持多種串行通信協(xié)議（如 AVR 單片機(jī)的 SPI、MCS51 的串口模式 O 等），傳輸速率高達(dá) 4Mbps，可全速寫入顯示數(shù)據(jù)，無等待時(shí)間；可通過導(dǎo)電膠連接模塊與印制版，而不用連接電纜，用模塊上的金屬鉤可將模塊固定到印制板上，因而非常便于安裝和更換； LCD 控制器／驅(qū)動器芯片已綁定到 LCD 晶片 上，模塊的體積很小。 其液晶顯示模塊圖 所示 ： 圖 LCD5110 液晶顯示模塊 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 25 頁 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 當(dāng)溫室大棚內(nèi)的溫濕度超過上下限時(shí)，就需要通過報(bào)警來提醒工作人員進(jìn)行溫濕度調(diào)節(jié)，而報(bào)警用到的就是蜂鳴器。蜂鳴器分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種。壓電式蜂鳴器用直流電壓就可以驅(qū)動它鳴叫，那是因?yàn)樗鼉?nèi)部集成了振蕩源。而電磁式蜂鳴器內(nèi)部沒有振蕩源，所以一般使用2K5K 方波來驅(qū)動。在本次設(shè)計(jì)中使用的是有電磁式蜂鳴器， 電磁式