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小型倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)

2025-07-03 00:10本頁(yè)面
  

【正文】 Temperature Sensor Datasheet .Sensirion. [2] AT89S51 Datasheet .ATMEL. [3] 王文寧[4] 單片機(jī) C 語(yǔ)言編程與實(shí)例. 趙亮 侯國(guó)銳[5] MAX232,MAX232I DUAL EIA232 DRIVER/RECEIVER [6] RS485/RS422 Transceivers [7] MC78XX/LM78XX/MC78XXA [8] Visual C++/Turbo C 串口通信編程實(shí)踐. 龔建偉提供 5 萬(wàn)集管理視頻課程下載,詳情查看:...../zz/提供 2 萬(wàn) GB 高清管理視頻課程硬盤拷貝,詳情查看:...../shop/2 萬(wàn) GB 高清管理視頻課程目錄下載:...../高清課程可提供免費(fèi)體驗(yàn),如有需要請(qǐng)于我們聯(lián)系。致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我要感謝我的指導(dǎo)老師丁寧老師,謝謝丁寧老師給予我的幫助。具體步驟這里就不一一說(shuō)明。圖 31 PC 機(jī)數(shù)據(jù)觀測(cè)界面(示例)四、系統(tǒng)調(diào)試本設(shè)計(jì)是一種嵌入式設(shè)計(jì),包括軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì),系統(tǒng)調(diào)試也就涉及到軟件調(diào)試和硬件調(diào)試,在沒(méi)做錯(cuò)實(shí)物之前應(yīng)先利用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和仿真軟件對(duì)自己所設(shè)計(jì)的電路的軟件進(jìn)行調(diào)試,調(diào)試主要用到得是 ISIS KEIL 。38 / 40 PC 機(jī)數(shù)據(jù)接收界面設(shè)計(jì)PC 機(jī)端的軟件設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)正確接收單片機(jī)發(fā)送的測(cè)量數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)曲線的形式直觀表現(xiàn)出來(lái),并設(shè)置 PC 機(jī)蜂鳴報(bào)警等功能。讀取數(shù)據(jù)的 C51 程序如上(讀數(shù)據(jù)),其中程序人口參數(shù) ack 為應(yīng)答位,1 代表繼續(xù)接收后續(xù)數(shù)據(jù);O 表示終止通信。? 啟動(dòng):void start(){ _nop_(); SCK=1; _nop_(); DATA=0; _nop_(); SCK=0; _nop_(); _nop_();_nop_(); SCK=1; _nop_(); DATA=1; _nop_(); SCK=0; }? 寫(xiě)命令:char writel(uchar val){ uchar i=8,err=O;while(i){ if(valamp。當(dāng)發(fā)送完命令后要依次讀取各 SHTll數(shù)據(jù)線上的返回位,以作為是否重新發(fā)送的依據(jù)。36 / 40由前面所述,在 SHTll 測(cè)量之前 AT89S51 必須先向其發(fā)送命令時(shí)序,即向SHTll 寫(xiě)入 8 個(gè)數(shù)據(jù)位并在第 9 個(gè) SCK 周期讀取 SHTll 返回的確認(rèn)位(0 為正確接收,1 為接收失敗)。 AT89S51 軟件設(shè)計(jì) AT89S51 的程序編寫(xiě)主要有兩方面:一是按照 SHTll 的功能時(shí)序?qū)?I/O 口進(jìn)行操作,讓 SHTll 進(jìn)行溫濕度的測(cè)量;另一方面是將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到觀測(cè)室內(nèi)的 PC 機(jī)上,即通信部分。三、軟件設(shè)計(jì)本文的溫濕度多點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面:一是單片機(jī)AT89S51 的軟件編程;二是 PC 機(jī)的數(shù)據(jù)接收界面設(shè)計(jì)。外形及引腳排列見(jiàn)圖 222。帶散熱片時(shí),輸出電流可達(dá) 1A 。具體電路如圖 221 7805 穩(wěn)壓電源:如圖 221 7805 穩(wěn)壓電源 芯片 LM7805LM7805 系列為 3 端正穩(wěn)壓電路 ,TO220 封裝,能提供多種固定的輸出電壓,應(yīng)用范圍廣。電源變壓器將交流 220V 變?yōu)?9V 左右交流電壓,然后通過(guò)整流橋?qū)⒔涣麟娮優(yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。 和 DB25 的常用信號(hào)腳說(shuō)明 9 針串口(DB9) 25 針串口(DB25)針號(hào) 功能說(shuō)明 縮寫(xiě) 針號(hào) 功能說(shuō)明 縮寫(xiě)1 數(shù)據(jù)載波檢測(cè) DCD 8 數(shù)據(jù)載波檢測(cè) DCD2 接收數(shù)據(jù) RXD 3 接收數(shù)據(jù) RXD3 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD 2 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD4 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備 DTR 20 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備 DTR5 信號(hào)地 GND 7 信號(hào)地 GND6 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好 DSR 6 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 DSR7 請(qǐng)求發(fā)送 RTS 4 請(qǐng)求發(fā)送 RTS8 清除發(fā)送 CTS 5 清除發(fā)送 CTS9 振鈴指示 DELL 22 振鈴指示 DELL表 29 常用信號(hào)腳 串口接線方法(三線制)33 / 40串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實(shí)現(xiàn): 9 針-9 針 25 針-25 針 9 針-25 針2 3 3 2 2 23 2 2 3 3 35 5 7 7 5 7表 210 接線方法 電源模塊 本設(shè)計(jì)需要+5V 電源為整個(gè)系統(tǒng)供電,電源模塊以芯片 LM7805 為核心設(shè)計(jì)成輸出+5 直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。 串口的基本接線方法 目前較為常用的串口有 9 針串口(DB9)和 25 針串口(DB25),通信距離較近時(shí)(15m),可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn) RS232 端口,若距離較遠(yuǎn),需附加調(diào)制解調(diào)器(MODEM)。6 腳(A):同相接收器輸入和同相接收器輸出7 腳(B):反相接收器輸入和反相接收器輸出5 腳:GND。若 A 比 B 大 200mV,RO 為高;若 A 比 B 小200mV,RO 為低。高電平,A、B 有效,即器件作線驅(qū)動(dòng)器用;低電平,A、B 成高阻,即器件作線接收器用。RE 低電平,RO 有效;RE 高電平,RO 成高阻狀態(tài)。15 腳 GND、16 腳 VCC(+5v) 。TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT 送到電腦 DB9 插頭;DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、R2OUT 輸出。13 腳(R1IN) 、12 腳(R1OUT) 、11 腳(T1IN) 、14 腳(T1OUT)為第一數(shù)據(jù)通道。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。RS485 接口標(biāo)準(zhǔn)傳輸最長(zhǎng)距離達(dá) ,增加了多點(diǎn)、雙向通信能力,即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上,同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性,擴(kuò)展了總線共模范圍。 RS23RS485 及其接口電路RS232 與 RS485 都是串口數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。一般 MAX232 的 9腳輸出高電平,Q1 導(dǎo)通,使 MAX485 的 RE 和 DE 為低電平而處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。在半雙工使用中,通??梢詫⑦@兩個(gè)腳直接相連,然后由 PC 或者單片機(jī)輸出的高低電平就可以讓 MAX485 在接收和發(fā)送狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。 MAX485 是通過(guò)兩個(gè)引腳 RE(2 腳)和 DE(3 腳)來(lái)控制數(shù)據(jù)的輸入和輸出。經(jīng)實(shí)驗(yàn),本電路只使用其中一條線也能夠正常工作。為了使用方便,電源部分設(shè)計(jì)成無(wú)源方式,整個(gè)電路的供電直接從30 / 40PC 機(jī)的 RS232 接口中的 DTR(4 腳)和 RTS(7 腳)竊取。如圖 218 通信模塊: 圖 218 通信模塊RS232485 轉(zhuǎn)換器主要包括了電源、232 電平轉(zhuǎn)換、485 電路三部分。通信部分主要由一個(gè) MAX232A 和兩個(gè) MAX485 構(gòu)成:其中 MAX232A 和一個(gè)MAX485 共同組成 PC 端的信號(hào)轉(zhuǎn)換部分即 RS232485 轉(zhuǎn)換器;而另一個(gè) MAX485則作為單片機(jī) AT89S51 端的信號(hào)轉(zhuǎn)換部分。因此,本設(shè)計(jì)的機(jī)器周期為1us。晶振頻率為在 ~12MHZ 之間,頻率越高單片機(jī)的速度就越快,但對(duì)存儲(chǔ)器速度要求就高。我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式來(lái)為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路是用來(lái)產(chǎn)生 AT89S51 單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào),AT89S51 本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路,為保證工作方式的實(shí)現(xiàn),AT89S51 在唯一的時(shí)鐘信號(hào)的控制下嚴(yán)格的按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作 ,時(shí)鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)定性。單片機(jī)復(fù)位電路如圖圖 217,圖中提供上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。 單片機(jī)最小系統(tǒng)的硬件電路28 / 40單片機(jī)要能正常工作必須要有時(shí)鐘和復(fù)位電路,單片機(jī)芯片+復(fù)位電路+時(shí)鐘電路,構(gòu)成單片的最小運(yùn)行環(huán)境,如圖 217 所示。 在頁(yè)讀/寫(xiě)模式,數(shù)據(jù)總是從地址 00 開(kāi)始直到 255。復(fù)位信號(hào)為“ H ”后,建立數(shù)據(jù)前使 SCK 為低電平至少為 64 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期,復(fù)位脈沖是必須的。圖 216 Flash 存儲(chǔ)器串口下載 27 / 40表 28 Flash 串口編程指令注: 1. 當(dāng) LB3 和 LB4 加密位已編程時(shí)則不可讀簽名字節(jié)。(三) 串口編程指令設(shè)置:串口編程指令設(shè)置為一個(gè) 4 字節(jié)協(xié)議,參見(jiàn)表 28 。 6 .?dāng)嚯姶涡颍喝绻枰脑挵催@個(gè)方法斷電,假如沒(méi)有使用晶體,將 XATL 置為低,RST 置低,關(guān)斷 Vcc 。 26 / 404 .任意代碼單元均可 MISO()和讀指令選擇相應(yīng)的地址回讀數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。 3 .代碼陣列的編程可選字節(jié)模式或頁(yè)模式。 (一) 編程方法:1 .上電次序:將電源加在 Vcc 和 GND 引腳, RST 置為“ H ”,如果 XTAL 和 XTAL2 接上晶體或者在 XTAL1 接上 333MHz 的時(shí)鐘頻率,等候 10ms 。外部系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)需接至 XTAL1 端或在 XTALl 和 XTAL2 接上晶體振蕩器。將 RST 拉高后,在其它操作前必須發(fā)出編程使能指令,編程前需將芯片擦除。 5 . “”不需理會(huì)。 3 .寫(xiě)加密位每一 PROG 脈沖為 200ns500ns 。24 / 40表 27 Flash 編程模式注: 1 .芯片擦除每一 PROG 脈沖為 200ns500ns 。在這種方式,擦除周期是自身定時(shí)的,大約為 500ms。用于聲明該器件的廠商和型號(hào)等信息,讀簽名字節(jié)的過(guò)程和正常校驗(yàn)相仿,只需將 和 保持低電平,返回值意義如下: (000H)=1EH 聲明產(chǎn)品由 ATMEL 公司制造 (100H)=51H 聲明為 AT89S51 單片機(jī) (200H)=06H(六) 芯片擦除:在并行編程模式,利用控制信號(hào)的正確組合并保持 ALE/ 引腳 200ns500ns 的低電平脈沖寬度即可完成擦除操作。(四) 程序校驗(yàn):如果加密位 LBLB2 沒(méi)有進(jìn)行編程,則代碼數(shù)據(jù)可通過(guò)地址和數(shù)據(jù)線讀回原編寫(xiě)的數(shù)據(jù),各加密位也可通過(guò)直接回讀進(jìn)行校驗(yàn)。(三) Ready/ :字節(jié)編程的進(jìn)度可通過(guò)“RDY/BSY”輸出信號(hào)監(jiān)測(cè),編程Busy期間,ALE 變?yōu)楦唠娖健癏”后 端電平被拉低,表示正在編程狀態(tài)(忙狀態(tài)) 。(二) 數(shù)據(jù)查詢:AT89S5l 單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來(lái)檢測(cè)一個(gè)寫(xiě)周期是否結(jié)束,在一個(gè)寫(xiě)周期中,如需讀取最后寫(xiě)入的那個(gè)字節(jié),則讀出的數(shù)據(jù)的最高位()是原來(lái)寫(xiě)入字節(jié)最高位的反碼。每個(gè)字節(jié)寫(xiě)入周期是自身定時(shí)的,大多數(shù)約為 50us 。 23 / 404 .將 /VPP 端加上 +12V 編程電壓。 2 .在
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