【正文】 （二）論文工作進(jìn)度與安排 起訖日期 工 作 內(nèi) 容 和 要 求 備 注 2020年 11月 ~ 12月 熟悉所要做的內(nèi)容，查閱相關(guān)資料，提出設(shè)計(jì)方案 ,熟悉要求 2020年 1月 ~ 2月 完成電 路圖的設(shè)計(jì) , 繪制 , 元器件的選擇 以及仿真調(diào)試 2020年 2月 1日 ~ 3月 15日 完成論文 2020年 4月 1日 ~4月 15號(hào) 答辯準(zhǔn)備工作 2020年 4月 15日 ~4月 18號(hào) 答辯 教研（研究）室意見(jiàn) 教研（研究）室主任（簽名） 年 月 日 院（系、所）意見(jiàn) 院（系、所）負(fù)責(zé)人（簽名） 年 月 日 。然后對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn) ，以滿足本設(shè)計(jì)的功能要求 文獻(xiàn)綜述 [1] SHTlx/SHT7x Humidityamp。因此我們需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測(cè)量準(zhǔn)確的溫濕度測(cè)量?jī)x。但傳統(tǒng)的方法是用與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測(cè)量計(jì)和濕度試紙等測(cè)試器材，通過(guò)人工進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。它直接影響到儲(chǔ)備物資的使用壽命和工作可靠性。 參考文獻(xiàn) [1] SHTlx/SHT7x Humidityamp。 結(jié) 論 本文設(shè)計(jì)的 倉(cāng) 庫(kù) 溫濕度 監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)由于采用了高集成度和高精度的溫濕度數(shù)字傳感器 SHTll 和合理的多片連接方式，既節(jié)省了單片機(jī) I/O口資源和使系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)成本下降，又避免了逐個(gè)測(cè)量時(shí)造成的整體測(cè)量滯后問(wèn)題和提高了測(cè)量精度，同時(shí)大大簡(jiǎn)化了單片機(jī)的程序編寫；另外，該系統(tǒng)所具有的遠(yuǎn)距離通信功能又為現(xiàn)代化溫室群的集散管理提供了必要的條件，可在現(xiàn)代化 倉(cāng)庫(kù) 控制系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。做 出 實(shí)物之后，還要利用 AT89S51 的 ISP 功能對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)物進(jìn)行調(diào)試。本 設(shè)計(jì) 利用具有面向?qū)ο罂梢暬O(shè)計(jì)功能的 VC++編寫 PC 機(jī)接收數(shù)據(jù)的界面程序，通過(guò)其提供的串口通信控件 Msm 實(shí)現(xiàn) PC機(jī)與 AT89S51 之間的通信，使測(cè)量數(shù)據(jù)正確無(wú)誤地重現(xiàn)在 PC 機(jī)的顯示屏上，如 圖 31 所示。 SHTll讀取的 12位的溫度和 8位的濕度測(cè)量值（二進(jìn)制數(shù)），傳遞給 AT89S51,再通過(guò)串口通信發(fā)送給 PC機(jī)，由 PC 機(jī)后臺(tái)根據(jù)公式 2 2 23，計(jì)算出實(shí)際值。Ox80) {DATAl=1； DATA2=1； DATA3=1； DATA4=1； } else{DATAl=O； DATA2=O； DATA3=O； DATA4=0； }//發(fā)完后拉低數(shù)據(jù)線 val=1； //左移動(dòng)一位 SCK=1； _nop_()； SCK=0； //包含于庫(kù) } DATAl=1； DATA2=1； DATA3=1； DATA4=1； // SCK=0，釋放數(shù)據(jù)線 SCK=1； err=P2； err=err＆ oxoe； //提取確認(rèn)信號(hào)位 SCK=O； return err； } ? 讀數(shù)據(jù) : void readl(uchar ack) { uchar i=8， a=Ox80， b=Ox80， c=Ox80， d=Ox80； // DATAl=1； DATA2=1； DATA3=1； DATA4=1； val[0]=0； val[1]=0； val[2]=0； val[3]=0； while(i) { SCK=1； if(DATAl) val[0]=(val[0]|a)； if(DATA2) val[1]=(val[1]|b)； if(DATA3) val[2]=(val[2]|c)； if(DATA4) val[3]=(val[3]|d)； a=1； b=1； c=1； d=1； SCK=O； } DATAl=!ack； DATA2=!ack； DATA3=!ack； DATA4=!ack； SCK=1； _nop_()； SCK=0； DATAl=1； DATA2=1； DATA3=1； DATA4=1； } 當(dāng) SHTll 完成測(cè)量后，依據(jù)讀寫數(shù)據(jù)規(guī)則 AT89S51 通過(guò)以下方式讀取測(cè)量結(jié)果：先置時(shí)鐘線為低電平使 SHTll 內(nèi)的鎖存器輸出數(shù)據(jù)，并延時(shí)一段時(shí)間 (大于數(shù)據(jù)穩(wěn)定輸出時(shí)間 250ns)等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定，然后再讀取 數(shù)據(jù)，如此類推直到接收完一字節(jié)數(shù)據(jù)為止，且要在第 9個(gè)時(shí)鐘給出應(yīng)答位。具體 C51 程序如下：其中 val 是命令字節(jié)， err 為應(yīng)答返回字節(jié) ， DATAl、 DATA DATA DATA4分別是 SHT11 的 data，即 、 、 、 。根據(jù) SHTll 兩線制工作方式， AT89S51 應(yīng)該先在 P2． 0 輸出低電平來(lái)觸發(fā) SHTll，然后在每條 DATA 線上輸出一位命令數(shù)據(jù)，再給出 SCK 高電平觸發(fā) SHTll 鎖存數(shù)據(jù)，當(dāng)然 AT89S51 輸出的 SCK 周期必須滿足 SHTll 數(shù)據(jù)建立和保持最少時(shí)間 (110ns)的要求。 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 下面主要討論 AT89S51 向 SHTll 發(fā)送命令和讀取測(cè)量數(shù)據(jù)的軟件實(shí)現(xiàn)。其中， AT89S51 的程序采用 C51 語(yǔ)言編寫， C51 語(yǔ)言具有 C語(yǔ)言的編程風(fēng)格，模塊化設(shè)計(jì)使程序流程更加清晰、易懂；而 PC 機(jī)端的數(shù)據(jù)接收界面采用 VC語(yǔ)言編寫，其中 的圖形動(dòng)態(tài)顯示直觀的反應(yīng)了溫室內(nèi)部溫濕度的變化情況。 █ 主要特點(diǎn) : ? 輸出電流可達(dá) 1A ? 輸出電壓有： 5V ? 過(guò)熱保護(hù) ? 短路保護(hù) ? 輸出晶體管 SOA 保護(hù) 圖 222 圖 223功能框圖 硬件設(shè)計(jì)綜述 2 總線串口總線號(hào)號(hào)號(hào)號(hào)48 589 5111溫濕度傳感器48 589 5111溫濕度傳感器48 589 5111溫濕度傳感器11溫濕度傳感器89 5148 5 轉(zhuǎn) 換器圖 224 擴(kuò)展系統(tǒng) 根據(jù) RS485 標(biāo)準(zhǔn) 傳輸最長(zhǎng)距離達(dá) ， 多點(diǎn) 和 雙向通信能力 ，可以將原來(lái)的小型倉(cāng)庫(kù)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展（如圖 224），擴(kuò)展后的系統(tǒng)可用于大型倉(cāng)庫(kù)的溫濕度監(jiān)測(cè)。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱和過(guò)載保護(hù)電路。由于此脈動(dòng)直流電壓還包含較大的紋波，必須通過(guò)濾波電路加以濾波， C1 C14 分別為輸入端和輸出端濾波電容 ，并利用芯片 LM7805 進(jìn)行穩(wěn)壓，當(dāng)輸出電較大時(shí)， 7805 應(yīng)配上散熱板。 電源模塊是有電源變壓器變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路等四部分組成。 最為簡(jiǎn)單且常用的是三線制接法，即地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連 ,且直接用 RS232 相連 。 8腳 ： VCC（ +～ +）。 4腳 (DI） :驅(qū)動(dòng)器 輸入。 1腳 (RO） :接收器 輸出。 3腳 (DE） :驅(qū)動(dòng)器 輸出使能端 。 圖 220 MAX485 2腳 (RE） :接收器 輸 出 使能端 。 第三部分是供電。 8腳（ R2IN）、 9腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 MAX232A 和 MAX485 分別是 RS232 和 RS485接口 標(biāo)準(zhǔn)的接口電路 芯片，如圖 21圖 220： 圖 219 MAX232 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分： 第一部分是電荷泵電路。 RS232 的 傳送距離最大約為 15米，最高速率為 20kb/s， RS232 是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的 接口標(biāo)準(zhǔn) ， RS232 只適合于本地通訊使用。當(dāng) PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， MAX232 的 9 腳輸出 低 電平， Q1 截止 ，使 MAX485 的 RE 和 DE 為 高電平而處于數(shù)據(jù) 接受 狀態(tài)。由于本電路DTR 和 RTS（ DB9 的 7 腳） 都用于了電路供電，因此使用 MAX232 的另外一個(gè)通道 （ MAX232 的 9 腳） 及 Q1 來(lái)控制 MAX485 的狀態(tài)切換。當(dāng) RE 為低電平時(shí)， MAX485 數(shù)據(jù)輸入有效；當(dāng) DE 為高電平時(shí)， MAX485 數(shù)據(jù)輸出有效。使用本電路需注意 PC 程序必須使串口的 DTR 和 RTS 輸出高電平，經(jīng)過(guò) D3穩(wěn)壓后得到 VCC。 PC串口每根線可以提供大約 9mA 的電流，因此兩根線提供的電流足夠供給這個(gè)電路使用了。本電路的 232 電平轉(zhuǎn)換電路直接使用 MAX232A 集成電路， 485 電路采用了 MAX485 集成電路。由于 RS485 傳輸最長(zhǎng)距離達(dá) ，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， 所以更好的解決了 倉(cāng)庫(kù) 分布零散和集中管 理的矛盾，也為 倉(cāng)庫(kù) 遠(yuǎn)程控制提供了條件。 通信模塊 通信模塊 用于 AT89S51 和后臺(tái) PC 間 的通信 ， AT89S51 通過(guò)串口通信把溫濕 度數(shù)據(jù)傳送給 PC 機(jī)，顯示在用 VC 編輯一個(gè) 溫濕度 顯示的界面 上， 從而有利于后臺(tái) PC 的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)倉(cāng)庫(kù)溫濕度情況 。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的 NPO 電容，采用的晶振頻率為 12（ ） MHZ。 AT89S51 內(nèi)部有一 個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為 XTAL1 和XTAL2， 它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個(gè)自激勵(lì)振蕩器 電路中的 C C2 的選擇在 30PF 左右，但電容太小會(huì)影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。通常時(shí)鐘由于兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。復(fù)位條件是：必須使 RST 引腳上加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，點(diǎn)偏激才有效復(fù)位。 圖 217 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作， PC=0000H，從第一單元取指令執(zhí)行。命令字節(jié)后緊跟著高 4 位地址，全部數(shù)據(jù)單元 256 字節(jié)會(huì)逐一進(jìn)行讀 /寫，此時(shí)下個(gè)指令將準(zhǔn)備譯碼。 SCK 時(shí)鐘頻率不得大于 XTAL1 時(shí)鐘的 1/ 16 。 2. B1=0 B2=0 ，方式 1 ，無(wú)加密保護(hù) B1=0 B2=l ，方式 2 ，加密位 LBl B1=1 B2=0 ，方式 3 ，加密位 LB2 B1=1 B2=1 ，方式 4 ，加密位 LB3 各加密位在方式 4 執(zhí)行前需按順序逐一操作。 (四 ) 并行編程接口 ： 采用控制信號(hào)的正確組合可對(duì) Flash 閃速存儲(chǔ)陣列中的每一代碼字節(jié)進(jìn)行寫入和存儲(chǔ)器的整片擦除，寫操作周期是自身定時(shí)的，初始化后它將自動(dòng)定時(shí)到操作完成。 (二 ) 數(shù)據(jù) 查詢 ： 數(shù)據(jù)校驗(yàn)也可在 串口 模式下進(jìn)行，在這個(gè)模式，在一個(gè)寫周期中，通過(guò)輸出引腳 MISO 串口 回讀一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的最高位將為最后寫入字節(jié)的反碼。 5 ．編程結(jié)束應(yīng)將 RST 置為 “ L” 以結(jié)束操作。寫周期是自身定時(shí)的，一般不大于 (5V 電壓時(shí) )。 2 ．將編程使能指令發(fā)送到 MOSI()，編程時(shí)鐘接至 SCK()， 此頻率需小于晶體時(shí)鐘頻率的 l/16 。最高的 串口 時(shí)鐘 （ SCK） 不超過(guò) l/16 晶體時(shí)鐘，當(dāng)晶體為 33MHz 時(shí)，最大 SCK 頻率為 2MHz 。芯片擦除則將存儲(chǔ)代碼陣列全寫為 FFH 。 圖 214 Flash 存儲(chǔ)器編程 (并口模式 ) 圖 215 Flash 存儲(chǔ)器校驗(yàn) (并口模式 ) 數(shù)據(jù)查詢： 串口 編程 將 RST 接至 Vcc,程序代碼存儲(chǔ)陣列可通過(guò) 串口 ISP 接口進(jìn)行編程， 串口 接口包含 SCK 線 、 MOSI（ 數(shù)據(jù) 輸入 ） 和 MISO（ 數(shù)據(jù) 輸出）線。 4 ．編程期間 引腳輸出 RDY/BSY 信 號(hào)。 2 ．寫代碼數(shù)據(jù)每一 PROG 脈沖為 200ns