【正文】 TAL2引腳，這樣可以減少寄生電容的影響，使振蕩器能夠穩(wěn)定可靠地為單片機CPU提供時鐘信號。(2)外部時鐘模式外部時鐘模式是采用外部振蕩器產(chǎn)生時鐘信號，直接提供給單片機使用。對于不同的結(jié)構的單片機，外部時鐘信號接入的方式有所不同。對于普通的8051單片機，外部時鐘信號由XTAL2引腳接入后直接送到單片機內(nèi)部的時鐘信號發(fā)生器，而引腳XTAL1則應直接接地。這里需要注意，由于XTAL2引腳的邏輯電平不是TTL信號，因此外接一個上拉電阻。對于CMOS型的80C51,80C52,AT89S52等單片機，和普通的8051不同的是其內(nèi)部的時鐘信號取自于反相放大器的輸入端。因此外部的時鐘信號應該接到單片機的XTAL1引腳，而XTAL2引腳懸空即可。根據(jù)實際應用，我們選擇內(nèi)部時鐘電路，選擇兩個電容值為30pF的陶瓷電容。 RS232串口模塊串行接口是單片機與外部設備之間進行數(shù)據(jù)通信的主要途徑。51系類單片機提供了功能強大的全雙工串行通信接口，可以方便的實現(xiàn)多機通信或單片機與主機之間的通信。串行通信是指數(shù)據(jù)的各個二進制位按照順序一位一位地進行傳輸。這種通信方式的優(yōu)點是所需的數(shù)據(jù)線少，節(jié)省硬件成本及單片機的引腳資源，并且抗干擾能力強，適合于遠距離數(shù)據(jù)傳輸，缺點是每次發(fā)送一個比特，導致傳輸速度慢，效率低。單片機的串行通信是將數(shù)據(jù)的二進制位，按照一定的順序進行逐位發(fā)送，接收方則按照對應的順序逐位接收，并將數(shù)據(jù)恢復出來。單片機的串行通信有異步通信和同步通信兩種基本方式。下面分別介紹。(1)異步通信方式異步通信是一種利用數(shù)字或字符的再同步技術的通信方式，其全稱為Asynchronous Communication。在異步通信過程中，數(shù)據(jù)通常是以幀為單位進行傳送的，每個幀為一個字符或一個字節(jié)。發(fā)送方將字符幀一位一位地發(fā)送出去，接收方則一位一位地接收該字符幀。發(fā)送方和接收方各自有一個控制發(fā)送和接收的時鐘，這兩個時鐘不同，相互獨立。一個字符幀按順序一般可以分為4部分，即起始位，數(shù)據(jù)位，奇偶校驗位和停止位。在異步通信的過程中，數(shù)據(jù)幀在傳輸線上的傳送一般是不連續(xù)的，即傳輸時，字符間隔不固定，各個字符幀可以是連續(xù)發(fā)送，也可以是間斷發(fā)送，在間斷發(fā)送時，停止位之后，傳輸線路上自動保持高電平。異步串行通信的優(yōu)點是不需要進行時鐘同步，字符幀的長度不受限制，使用起來比較方便，應用范圍廣；其缺點是傳送每個字符都要有起始位，奇偶校驗位和停止位，這樣便降低了有效地數(shù)據(jù)傳輸速率。(2)同步通信方式同步通信方式是一種連續(xù)的串行傳輸數(shù)據(jù)的通信方式，其全稱為Synchronous Communication。同步串行通信的一次通信過程只傳送一幀的信息。同步通信由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗字符三部分組成。同步通信吧要發(fā)送的數(shù)據(jù)按順序連接成一個數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)塊的開頭附加同步字符，在數(shù)據(jù)塊的末尾附加差錯校驗字符。在數(shù)據(jù)塊的內(nèi)部，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間沒有間隔。在進行同步串行通信時，發(fā)送方首先發(fā)送同步字符，數(shù)據(jù)則緊跟其后發(fā)送。接收方檢測到同步字符后，開始逐個接收數(shù)據(jù)，直到所有數(shù)據(jù)接收完畢，然后按照雙方規(guī)定的的長度恢復成一個一個的數(shù)據(jù)字節(jié)，最后進行校驗，如果無傳輸錯誤，則可以結(jié)束一幀的傳輸。同步串行通信的優(yōu)點是不用單獨發(fā)送每個字符，其傳輸速率高，一般用于高速率的數(shù)據(jù)通信場合；缺點是需要進行發(fā)送方和接收方之間的時鐘同步，整個系統(tǒng)設計比較復雜。圖中，51單片機的串行數(shù)據(jù)輸出端口TXD連接到MAX232第一組收發(fā)器的輸入端口T1 IN，用于向PC發(fā)送數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)輸入端口RXD連接到MAX232第一組收發(fā)器的輸出端口R1 OUT，用于接收PC串行輸入的數(shù)據(jù)。PC的串行數(shù)據(jù)輸入端口RXIN連接到MAX232第一組收發(fā)器的輸出端口T1 OUT,用于接收單片機發(fā)送的串行數(shù)據(jù)，PC的串行數(shù)據(jù)輸出端口R1IN連接到MAX232第一組收發(fā)器的輸入端口R1 IN,用于向單片機發(fā)送串行數(shù)據(jù)。 RS232串口電路　信號處理 顯示電路在單片機應用系統(tǒng)設計中，一般都是把鍵盤和顯示器放在一起考慮。顯示器作為輸出部件，可以將系統(tǒng)的運行結(jié)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(jié)果。本設計是利用8051的串行口實現(xiàn)鍵盤/顯示器接口。1602采用標準的16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VDD接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極[18]。 LCD顯示模塊 報警模塊在微型計算機控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)或記過計算機進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示和控制。本設計采用峰鳴音報警電路。峰鳴音報警接口電路的設計只需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過MCS51的1根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴音發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需10mA的驅(qū)動電流，可以使用TTL系列集成電路7406或7407低電平驅(qū)動，也可以用一個晶體三極管驅(qū)動。在圖中?！?”時，晶體管導通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V電壓而鳴叫；“0”時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。： 蜂鳴器模塊 繼電器模塊繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。為改變溫度濕度控制外接風扇、空調(diào)等本電路設計了繼電器模塊[20]。 繼電器電路　本章小結(jié)本章主要介紹系統(tǒng)整體設計，分為信號采集、分析、處理三個系統(tǒng)。在各個系統(tǒng)中具體用到的各子模塊基本結(jié)構、基本原理、應用電路，實現(xiàn)功能等。第4章　軟件設計　主程序 主程序流程圖系統(tǒng)監(jiān)控程序是系統(tǒng)的主程序，它是系統(tǒng)程序的框架，控制著單片機系統(tǒng)按預定操作方式運轉(zhuǎn)。監(jiān)控程序的主要作用是能及時的響應來自系統(tǒng)內(nèi)部的各種服務請求，有效地管理系統(tǒng)自身軟硬件及人機對話設備與系統(tǒng)中其它設備交換信息，并在系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障時，及時作出相應處理。該系統(tǒng)控制核心是對單片機8051，其工作過程是：系統(tǒng)通電后，單片機8051進入監(jiān)控狀態(tài)，同時完成對各擴展端口的初始化工作。在沒有外部控制信息輸入的情況下，系統(tǒng)自動采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)，最后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在LCD顯示器上顯示和蜂鳴器報警?！y溫度子程序流程圖準備測溫時首先要將DS18B20的DQ設置為高電平，接著初始化DS18B20，初始化成功后，DS18B20接收單片機的命令，然后再次初始化DS18B20在成功后啟動測溫，然后將溫度保存起來，返回。在測得溫度后，DS18B20會將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的溫度表示，然后再通過查表（在C語言中是一個數(shù)組）調(diào)用液晶1602顯示在液晶上，數(shù)據(jù)處理類似于由二進制轉(zhuǎn)換為十進制，再由十進制轉(zhuǎn)換為ASCII碼。 測溫度子程序流程圖　測濕度子程序流程圖 測濕度子程序流程圖在濕度檢測電路中，以5V交流電作為濕敏電阻的工作電壓。多諧振蕩器只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。諧振蕩器的振蕩周期為兩個暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間。求得電容C的充電時間和放電時間各為 （） （）因此，振蕩周期 （）通過周期求出頻率，根據(jù)頻率的變化得到濕敏電阻的變化，對照電阻值和濕度值對換表，由濕敏電阻的電阻值得到濕度值。　液晶顯示程序流程圖液晶顯示模塊在進行寫命令、寫數(shù)據(jù)以及讀狀態(tài)等操作時，都要遵照一定的時序，只有嚴格的按照特定時序發(fā)送控制信號、使能信號和數(shù)據(jù)等才能正確地完成顯示。使用過程中首先對液晶顯示模塊進行初始化，設置其顯示方式等，然后給出要寫入數(shù)據(jù)的寄存器地址（即要顯示的首地址），指定字符顯示位置，最后發(fā)送要顯示的數(shù)據(jù)到相應的數(shù)據(jù)寄存器即可。調(diào)用讀、寫操作的子程序，進入相應函數(shù)之后，首先判別忙標志，如果BF＝1，控制器正忙于內(nèi)部操作，則等待直到控制器處于空閑狀態(tài)時，再設置控制位進行相應的讀（狀態(tài)）、寫（命令/數(shù)據(jù)）操作。 液晶顯示程序流程圖　本章總結(jié)本章主要介紹設計軟件流程圖，系統(tǒng)主程序流程圖，測量溫度流程圖，測量濕度流程圖、液晶顯示程序流程圖。結(jié) 論本設計綜合利用單片機技術、傳感器技術、數(shù)字電子技術和LCD顯示等科學知識，完成了單片機控制的溫度、濕度和顯示裝置的設計。比較系統(tǒng)地介紹了硬件的組成及設計方法。利用單片機C語言完成了系統(tǒng)軟件的設計。1. 把傳感器技術應用到單片機控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)了對環(huán)境溫度和濕度的數(shù)據(jù)采集和讀取。2. 利用LCD液晶的顯示技術完成了環(huán)境溫度、濕度及顯示電路的設計。3. 外接了蜂鳴器報警模塊，在超過設定溫濕度上下限時自動報警。4. 在本設計的基礎上皆有繼電器模塊，可以外接調(diào)溫調(diào)濕電器，把功能擴展延伸為實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度的控制。5. 整個系統(tǒng)軟硬件搭配合理，設計、開發(fā)、維護方便，性價比高。由于單片機經(jīng)濟實用、開發(fā)簡便，因而在工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)自動化、家電智能化等領域占據(jù)了廣泛的市場。本文介紹的系統(tǒng)設計有一定的實用性，但該系統(tǒng)在設計過程中仍有很多漏洞。還需要在智能化方面加以改進。特別是在節(jié)省功耗，提高穩(wěn)定度等方面。不過，該產(chǎn)品有很好的可擴性能，比如，該設備的測量結(jié)果不僅能在本地顯示，而且可以利用單片機的串行口和RS485總線通信協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)傳送到主控機，以進行進一步的存檔、處理。主控機負責控制指令的發(fā)送，以控制各個從機的溫濕度采集，收集測量數(shù)據(jù)，并對測量結(jié)果(包括歷史數(shù)據(jù))進行整理、顯示和存儲。主控機與從機之間也能夠相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)，從而達到系統(tǒng)整體統(tǒng)一、和諧的效果。