【正文】 單片機復位電路參數的選定須在振蕩穩(wěn)定后保證復位高電平持續(xù)時間大于 2 個機器周期。復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。 ⑵ 復位電路 最小系統(tǒng)復位電路如圖 25 所示。它會影響 到晶振的諧振頻率和輸出幅度。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用。 ⑴ 晶振電路 最小系統(tǒng)晶振電路如圖 24 所示 ： 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 16 圖 24 晶振電路圖 STC89C52內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL0和 XTAL1分別是此放大器的輸入端和輸出端。很顯然第二種更簡單、直接，下面就列出典型讀寫的時序要求，以方便編寫程序。 LCD1602 可以顯示兩行，每行 16 個字符，采用＋ 5V 電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。本系統(tǒng)設計采用字符型液屏顯示模塊 LCD1602 作為顯示器件，這樣不僅簡化了系統(tǒng)的硬件設計，而且極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。 顯示部分設計 液晶顯示屏 LCD1602 簡介 液晶顯示模塊由于具有低功耗、壽命長、體積小、顯示內容豐富、價格低、接口控制方便等優(yōu)點，因此在各類電子產品中被極廣泛地推廣和應用。數據 (濕度、溫度、整數、小數 )之間應該分開處理。其中校驗和數據為前四個字節(jié)相加。數據分小數部分和整數部分 ,一次完整的數據傳輸為 40bit，高位先出。即，單個數據引腳端口完成輸入輸Pin 名稱 注釋 1 VDD 供電 3－ 2 DATA 串行數據，單總線 3 NC 空腳，請懸空 4 GND 接地，電源負極 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 12 出雙向傳輸。為提高穩(wěn)定性，建議在數據端和電源正之間接一只 的上拉電阻。數據端為第二腳。 2 ℃ 量程范圍 0 50 ℃ 響應時間 1/e(63%) 6 30 S 應用電路連接說明 DHT11 數字濕溫度傳感器連接方法極為簡單。 1 ℃ 精度 177。 1 %RH 長期 穩(wěn)定性 典型值 177。 4 %RH 0－ 50℃ 177。 性能指標和特性如下： 工作電壓范圍： 工作電流 ：平均 濕度測量范圍： 20－ 90％ RH 溫度測量范圍： 0－ 50℃ 濕度分辨率 ： 1％ RH 8 位 溫度分辨率 ： 1℃ 8 位 采樣周期 ： 1S 單總線結構 與 TTL 兼容（ 5V） 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 11 表 22 性能指標和特性 參數 條件 Min Typ Max 單位 濕度 分辨率 1 1 1 %RH 8 Bit 重復性 177。傳感器內部濕度和溫度數據 40Bit 的數據一次性傳給單片機，數據采用校驗和方式進行校驗，有效的保證數據傳輸的準確性。通過單片機等微處理器簡單的電路連接就能夠實時的采集本地濕度和溫 度。 溫濕度傳感器 DHT11 概述 DHT11 是一款濕溫度一體化的數字傳感器。 如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內部程序存儲器的指令。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 ALE/PROG——當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 RST——復位輸入。在 flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。作 為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。在這種應用中， P2 口使用很強的內部上拉發(fā)送 1。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。 在flash 編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P1 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。河北工程大學畢業(yè)設計說明書 8 作為輸出口，每位能驅動 8 個 TTL 邏輯電平（晶體管 晶體管邏輯電平）。 PO 口 (Pin39～ Pin32)：名稱為 ～ 。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內外部選通，接低電平從外部程序 存儲器讀指令，如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令。 表 21 STC89C52主要功能 STC89C52 各引腳如圖 22 所示。 該器件采用 ATMEL 搞密度非易失存儲器制造技術制造，與 工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。掉電保護方式下， RAM 內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。另外 STC89X52 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。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。綜合考慮本設計還是選用了 STC89C52 單片機。 單片機 STC89C52 簡介 對于單片機的選型，主要應用從單片機應用系統(tǒng)的技術性，實用性和要開發(fā)性三方面來考慮。單片機應用最多的領域主要有以下： 因它 具有“小、輕、廉、省”的特點，所以特別適用于“電腦型產品”，在家用電器、玩具、游戲機、聲像設備、電子秤、收銀機、辦公設備、廚房設備、家庭安防設備等許多產品上得到應用。但存儲器和 I/O 接口都易于擴展； 自單片機出現至今，單片機技術已走過了 30 多年的發(fā)展路程。其結構組成與指令系統(tǒng)都著重滿足工控要求。該系列單片機均采用標準 MCS51 內核，硬件資源相互兼容，品類齊全，功能完善，性能穩(wěn)定，體積小，價格低廉，貨源充足，調試和編程方便，所以應用極為廣泛。這些電路能在軟件的控制下準確、迅速、高效地完成程序設計者事先規(guī)定的任務。最后將各個功能的電路程序組合起來，然后再進行總體調試直到成功。 設計流程 該設計的主要流程如下：首先閱讀大量參考文獻，進行設計方案的確定，然后在protues 上進行原理圖的繪制和修改，在仿真通過的情況下，購買所需要的元器件 (元器件應考慮裕量 )。 硬件電路包括單片機最小系統(tǒng)電路、 LCD1602 液晶顯示模塊、按鍵模塊、 DHT11溫濕度傳感器模塊、蜂鳴器報警電路模塊；軟件部分主要通過 C 語言的編程實現電子時鐘，鬧鐘，倒計時，溫 濕度采集，然后通過液晶顯示程序將時間顯示出來，通過按鍵操作實現功能的轉換和屏幕的切換。電子時鐘首先是數字化了的時間顯示或報時器，在此基礎上，人們可以根據不同場合的要求，在時鐘上加置其他功能，比如定時鬧鈴，萬年歷，環(huán)境溫度、濕度檢測，環(huán)境空氣質量檢測， USB 擴展口功 能等。當今市場上的電子時鐘河北工程大學畢業(yè)設計說明書 3 品類繁多，外形小巧別致。因此，研究多功能電子鐘及擴大其應用，有著非?，F實的意義。 在日常生活和自動控制系統(tǒng)中，我們時常會遇到對時間和溫度濕度實時監(jiān)控的需求。目前，新型溫濕傳感器正從模擬式向數字式、集成化向智能化及網絡化的方向發(fā)展。有的 產品還帶多路選擇器、中央控制器、隨機存取存儲器和只讀存儲器。目前，國際上已開發(fā)出多種溫濕度傳感器。 溫濕度傳感器是上世紀 90 年代中期問世的。其中，段式 LCD 和字符式 LCD 只能用于字符和數字的簡單顯示，不能滿足圖形曲線和漢字顯示的要求；而點陣式 LCD 不僅可以顯示字符、數字，還可以顯示各種圖形、曲線以及漢字、動畫，并且可以實現屏幕滾動、反轉、閃爍等功能，用途十分廣泛。 液晶顯示器 (LCD)具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其他顯示器無法比擬的優(yōu)點，近年來被廣泛用于單片機控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產品中。通過鍵盤可以進行定時、校時功能。其中，利用單片機實現的電子時鐘具有硬件結構簡單、編程靈活、便于功能擴展等特點?？梢哉f時間的準確已成為各行各業(yè)安全運行的基礎，如果時間出現誤差而不能及時校正，會造成一系列嚴重的后果和經濟損失。 多功 能電子鐘 研究 現狀與意義 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 2 數字電子時鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大的方便。 數字電子時鐘是采用數字電路實現對時，分，秒數字顯示的裝置，廣泛用于個人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們日常生活中不可或缺的必需品，由于數字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用，數字時鐘的精度遠遠超過老式鐘表，鐘表的數字化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。溫濕度是一種最基本的環(huán)境參數。同時單片機在多功能數字鐘中的應用已是非常普遍的 。隨著科技的發(fā)展社會的進步和全球化競爭的日益激烈，人們對數字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求。因此利用當今先進的科技致力于電子鐘的研究將能更好的服務于人們的生活 。如果沒有時間概念，社會將停滯不前。郭沫若先 生曾說：時間就是生命，時間就是速度，時間就是力量。 temperature and humidity sensor 目 錄 目 錄 摘 要 ............................................................... Ⅰ Abstract.............................................................. Ⅱ 1 緒論 ............................................................... 1 課題背景 ...................................................... 1 多功能數字電子鐘研究的背景 ............................. 1 多功能電子鐘研究現狀與意義 .............................. 1 多功能電子鐘的功能 ..................................... 2 2 硬件設計 ........................................................... 4 系統(tǒng)的設計思路 ............................................... 4 設計流程 ................................................ 4 單片機的選擇 .................................................. 4 單片機的發(fā)展趨勢 ....................................... 4 單片機主要應用領域和特 點 ............................... 5 單片機 STC89C52 簡介 .......................................... 5 溫濕度傳感器 ................................................ 10 DHT11 概述 ............................................ 10 應用電路連接說明 ...................................... 11 DHT11 數據結構 ......................................... 11 顯示部分設計 ................................................. 12 液晶顯示屏 LCD1602 簡介 ................................ 12 功能介紹 ........................................ 12 LCD1602 初始化過程 ..................................... 14 LCD1602 硬件電路接口設計 ............................... 15 單片機最小系統(tǒng) ...........................................