【正文】 利用微機 RS。為防止各線程的共享資源訪問出錯，在程序中的各線程的動作應(yīng) 同步化，這可利用 MFC 提供的同步化事件對象實現(xiàn)。所以，中斷方式具有效率高、接收準確、編程簡單等優(yōu)點。通信函數(shù)是中斷驅(qū)動的： 發(fā)送數(shù)據(jù)時，先將其放入緩存區(qū)，串口準備好后，就將其發(fā)送出去；傳來的數(shù)據(jù)迅速申請中斷，使 Windows 接收它并將其存入緩沖區(qū)，以供讀取。傳送方式 :PC 機采用查詢方式接收數(shù)據(jù)，單片機采用中斷方式接收信息。進行串行通訊時要滿足一定的條件，電腦的串口 是 RS232電平的，而單片機的串口是 TTL電平的 ， 兩者之間必須有 — 個電平轉(zhuǎn)換電路，可以采用專用芯片進行轉(zhuǎn)換。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 單片機和 PC 通信相連 在檢測系統(tǒng)中，下位機處理過的數(shù)據(jù)通常都需要不斷地傳給上位 機，而上位機也要不斷往下位機發(fā)送命令，控制下位機的工作進程。 （ 4)傳輸電纜長度 由 RS232C標準規(guī)定在碼元畸變小于 4%的情況下，傳輸電纜長 度應(yīng)為 50英尺， 由于 RS232C接口標準出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以 下四點： 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與 TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與 TTL 電路連接 傳輸速率較低 ， 在異步傳輸時 ， 波特率為 20Kps. 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形 式，這神共地傳輸容易產(chǎn)生共模千擾，所以抗噪聲干擾性弱。 即要求接收器能識別低至 +3V 的信號作為邏輯 “ 0”， 高到 3V 的信號作為邏輯“ 1” （ 3)接口的物理結(jié)構(gòu) RS232C接口連接器一般使用型號為 DB25 的 25芯插頭座，通 常插頭在 DCE端，插座在 DTE 端 .一些設(shè)備與 PC 機連接的 RS232C 接口，因為不使用對方的傳送控制信號，只需三條接口線，即“發(fā)送數(shù) 據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。 邏輯 “ 0”， +5 — +15V。 (2)接口的電氣 特性 在 RS232中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關(guān)系。 RS232接口標準采用25個引腳的連接器。 RS232接口是目前最常用的一種串行通信接口裝置。由于串行通訊方式具有使用線路少，成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 （ 4） RST/VPD:復(fù)位 /備用電源線，可以使 8051CPU處于復(fù)位工作狀態(tài)。 （ 3） PSEN；片外 ROM 選通線，在執(zhí)行訪問片外 ROM 的指令 MOVC,8051 自動在PSEN 上產(chǎn)生一個負脈沖，用于為片外 ROM 芯片的選通。該脈沖序列可用作外部時鐘源或作為定時脈沖源使用。在訪問片外存儲器時， CPU在 ALE/PROG上輸出一個高電平脈沖，用于把這個片外存儲器低 8位地址鎖存到外部專用地址鎖存器，以便空出 。作為通用 I/O口時，功能與 P1口相同，常用第二功能。一般作為外部擴展時的高 8位地址總線 使用。 （ 3） P2口為 8位準雙向 I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻，可直接連接外部 I/O設(shè)備。每個引腳可驅(qū)動 8個 TTL負載。各自特點如下： （ 1） P0口為雙向 8位三態(tài) I/O口，它既可作為通用 I/O口，又可作為外部擴展時的數(shù)據(jù)總線及低 8 位地址總線的 分時復(fù)用口。在具有片外擴展的存儲器系統(tǒng)中， P2 口作為高 8 位地址線， P0 口分時作為低 8 位地址線和雙向數(shù)據(jù)總線。每個端口都包含一個鎖存器、一個輸入驅(qū)動器和輸入緩存器。隨著社會的發(fā)展，溫濕度測控技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，這項技術(shù)也會在改善人們的生活工作環(huán)境方面做出巨大的貢獻。隨著傳感器、單片機技術(shù)的發(fā)展，溫濕度測控技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，其精度也越來越高， 穩(wěn)定性也越來越好。單片機的發(fā)展趨勢必將是向著更大容量、更高性能、更低功耗、外圍電路更加多樣化與功能化等方面發(fā)展。單片機出現(xiàn)的 歷史并不長，其發(fā)展速度可見一斑。 單片機的發(fā)展 20 世紀 70 年代，在微小型計算機研制成功后，單片機也就產(chǎn)生了。 AT89C51 單片機具有如下特 點： 40 個引腳， 4Kb Flash片內(nèi)程序存儲器， 128b 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器， 32 個輸入輸出口， 5 個中斷優(yōu)先級，兩層中斷嵌套，兩個 16 位可編程定時計數(shù)器， 2 個全雙工串行通信口，看門狗電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。集成電視的 555芯片外接電阻和與濕 敏電容構(gòu)成充電回路，通過對芯片內(nèi)部的晶體管控制構(gòu)成對 C 的放電回路，形成多級的振蕩電路，電阻在電路中還具有一定的短路保護作用和平衡空氣濕度的作用。 HS1101 是電容式濕度傳感器，由于電容不可直接測量，故選用 555 多諧振蕩電路檢測到頻率，然后由 51 單片機計算出電容值，再根據(jù)電容值計算出相應(yīng)的濕度值?；谶@些特性設(shè)計觸電式濕度傳感器，輸出的頻率信號為數(shù)字量，電壓信號為模擬量，而基于 51 單片機的溫濕度控制系統(tǒng)由于設(shè)有內(nèi)外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器，不必再補充其它硬件就可以采集到數(shù)字量及模擬量，其連接方式 和溫度傳感器 DS18B20類似。濕度傳感器的核心是濕敏元件，濕敏元件一般由基極、電極和感濕層組成。 濕度傳感器 HS1101 測量空氣濕度的方法多種多樣，但其原理基本一致，主要是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣中吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。測量結(jié)果存入溫度寄存器中。當計數(shù)門打開時， DS18B20 開始進行計數(shù)，計數(shù)門開通時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。 DS18B20 測量溫度時使用特有的溫度測量技術(shù)。 溫度寄存器中的溫度值以 9 位數(shù)據(jù)格式表示，最高位為符號位，其余 8 位以二進制補碼方式表示溫度值。 圖中比較器的作用是以四舍五入的量化方式確定溫度寄存器的最低有效位。為了補償振蕩器溫度特性的非線性性，斜率累加器所提供的預(yù)置數(shù)也隨溫度相應(yīng)變化。 圖 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 DS18B20 工作原理圖 初始時，溫度寄存器被預(yù)置成 55 攝氏度，每當計數(shù)器 1 從預(yù)置數(shù)開始減計數(shù)到 0 時，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加 1 攝氏度，這個過程重復(fù)進行直到計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時就停止。低溫度系數(shù)振蕩器是一個振動頻率隨溫度變化而變化很小的振蕩器，為計數(shù)器 1 提供一頻率穩(wěn)定的計數(shù)脈沖。 DS18B20 的測溫原理 DS18B20 內(nèi)部框圖如圖 所示，它主要包括寄生電源、溫度傳感器、 64 位激光ROM 單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器、用于存儲用戶設(shè)定的溫度上下限值、觸發(fā)器存儲與控制邏輯、 8 位循環(huán)冗余校驗碼發(fā)生器等 7 部分。在讀時序結(jié)束時， I/O 引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回至 高電平。數(shù)據(jù)線在低邏輯電平必須保持至少 1us；來自 DS18B20 的輸出 基于 51單片機的溫濕度控制系統(tǒng)的研究 17 數(shù)據(jù)在讀時間下降沿之后 15us 有效。 (2) 讀時序 當從 DS18B20 讀數(shù)據(jù)時，單片機產(chǎn)生讀時序。所有時序必須有最短為 60us 的持續(xù)期，在各寫 周期之間必須有最短為 1us的 恢復(fù)時間。 (1) 寫時序 當 89C51 單片機把數(shù)據(jù)線從高邏輯電平拉至低邏輯電平時，產(chǎn)生寫時序。單線總線經(jīng)過 5k 的上拉電阻被拉至高電平狀態(tài)。所有這些信號除了存在脈沖之外均由總線主機產(chǎn)生。 DS18B20 要求具備嚴格的協(xié)定來確保數(shù)據(jù)的完整性。另外，由于 DS18B20 的單線通信功能是分時完成的，遵循嚴格的時隙概念。其 工作過程為：單片機發(fā)出一個脈沖，待“ 0”電平大于 480us 后，將 DS18B20 復(fù)位，在 DS18B20 所發(fā)響應(yīng)脈沖由單片機接收后，主機再發(fā)讀ROM 命令代碼 33H，然后發(fā)送一個脈沖，并接著讀取 DS18B20 序列號的一位。進行處理時，將 DS18B20信號線與單片機的一位口線相連，每片上含有唯一的硅片行數(shù)，所以一片 89C51 單片機芯片可掛接多片 DS18B20，從而實現(xiàn)多節(jié)點溫度檢測系統(tǒng)。 注釋： DQ 引腳的 I/O 口為數(shù)據(jù)輸入輸出端，該引腳為漏極開路輸出，常態(tài)下呈高電平。 GND:接地。 DS18B20 采用三腳 TO92 封裝，管腳排列如圖 所示 圖 DS18B20 管腳排列圖 圖 DS18B20 實物圖 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 對圖 中 DS18B20 的引腳功能說明如下： NC:空引腳，不連接外部信號。 A/D 變換時間為 200ms，測量結(jié)果以 9 位數(shù)字量串行方式傳送。 DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件。每一個DS18B20 溫度傳感器出廠時都刻有唯一的一個序列號并存入其 ROM 中，因此 CPU 可用簡單的通信協(xié)議就可以識別，從而節(jié)省大量的引線和邏輯電路。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 ADC0809 與 51 單片機連接圖 基于 51單片機的溫濕度控制系統(tǒng)的研究 15 4 主要元器件介紹 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器概述 美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，可以直接將被測溫度轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號供單片機處理。下降沿啟動 A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號變?yōu)榈碗娖?，指?A/D 轉(zhuǎn)換正在進行，直至 A/D轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖剑砻?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)存入鎖存器，這個信號可用于申請中斷。 ADC0809 的工作過程是：首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。本次設(shè)計中因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由 外部提供，并送至 ADC0809 的 CLOCK 端， ADC0809 最穩(wěn)定的工作時鐘頻率是 400khz~600khz。多路開關(guān)可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。本溫濕度控制系統(tǒng)中，所采用的 A/D 轉(zhuǎn)換電路是由帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 位多路開關(guān)以及微處理機兼容的 CMOS 組件，是逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器。復(fù)位電路如圖 所示。 圖 時鐘電路 圖 復(fù)位電路 基于 51單片機的溫濕度控制系統(tǒng)的研究 13 復(fù)位電路 復(fù)位電路采用上電復(fù)位，上電復(fù)位是利用電容充放電來實現(xiàn)的，只要 VCC 的上升時間不超過 1ms，振蕩器建立時間 不超過 10ms，這個時間常數(shù)足以保證完成復(fù)位操作。 單片機的工作過程就是不斷執(zhí)行指令的過程 。 圖 LCD1602 的引腳圖 單片機的外圍電路 時鐘電路 時鐘振 蕩電路采用內(nèi)部時鐘電路，單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。 第 15 腳：背光源正極。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5 腳： W/R 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 3 腳： VL 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)整其對比度。 引腳功能說明： 1602 液晶顯示屏采用標準的 14 腳或 16 腳接口， 第 1 腳： VSS 為地電源。該液晶顯示屏的容量是 16*2字符，芯片工作電壓維持在 至 之間。 顯示模塊最重要的是人機交互模塊，可以使人們 更加直觀地觀察到實時數(shù)據(jù)，所以在設(shè)計這個模塊時要充分考慮好它的實際情況。同理，當監(jiān)控 的空間濕度不在設(shè)定的范圍 ， I/O 電平的變化觸發(fā)黃色發(fā)光二極管和報警器工作。當監(jiān)測到檢測空間的溫度不在預(yù)設(shè)的