【正文】 后，根據(jù)糧庫環(huán)境，選擇了ZD8138C 空氣排濕機，完全滿足糧庫儲存糧食的要求。風(fēng)扇可以是USB借口的或者與電源相連接的，根據(jù)本設(shè)計需要，由于在糧庫內(nèi)使用，所以用電源連接的風(fēng)扇較為適合。這樣便可設(shè)置好溫、濕度的上、下限。 按鍵說明：左起第一個是功能鍵，按一次進入報警溫度設(shè)置此時出現(xiàn)H 40，進行上限溫度設(shè)置，此時設(shè)置H高溫報警溫度并閃爍顯示；按第二次，進行下限溫度設(shè)置此時出現(xiàn)L 03，此時設(shè)置L低溫報警溫度并閃爍顯示；再按一次即第三次，則恢復(fù)正常的溫度顯示界面。接著LCD初始化，采用八位的數(shù)據(jù)端口，兩行顯示，其中第一行顯示的濕度預(yù)設(shè)值，根據(jù)鍵盤我們可以加減數(shù)值，第二行顯示的是實時的溫濕度值，在程序設(shè)計中，分別定義溫濕度參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過來的數(shù)值，判斷是否超過了預(yù)設(shè)值，本次設(shè)計溫度初試值設(shè)定為32℃，濕度初始設(shè)定為34%，等待傳送的數(shù)值連續(xù)20次都超過預(yù)設(shè)值的話，蜂鳴器便會蜂鳴警報，1602顯示當(dāng)前的溫濕度值，溫濕度不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，溫度和濕度的控制措施燈亮，表示對溫度和濕度不在范圍內(nèi)采取相應(yīng)措施。（1）濕度上限設(shè)置界面 (2）濕度下限設(shè)置界面(3)溫度度下限設(shè)置界面 (4)溫度度上限設(shè)置界面 圖411 溫濕度上下限設(shè)置代表控制設(shè)備啟動的燈泡（加熱、降溫；加濕、除濕） 本次設(shè)計主要是能夠?qū)崟r顯示出當(dāng)前確切的溫濕度，并且在高于預(yù)設(shè)值的時候能夠發(fā)出蜂鳴。：圖325 傳感器電路 本次設(shè)計采用的是上電復(fù)位，當(dāng)RST引腳上出現(xiàn)了兩個周期以上的高電平就會觸發(fā)內(nèi)部復(fù)位，這里的EA端與復(fù)位電路無關(guān)，由于數(shù)據(jù)都放在了內(nèi)部存儲器，所以連接EA只是直接拉高引腳。 顯示模塊選用1602字符型液晶模塊，它是目前工控系統(tǒng)中使用最廣泛的液晶屏之一，由于它顯示的質(zhì)量高，1602字符型液晶模塊是點陣型液晶，驅(qū)動方便，經(jīng)過編程后顯示內(nèi)容多樣化[2]。單片機AT89S51的晶振電路采用無源晶振，微調(diào)電容取22uf。 單片機晶振的作用是為系統(tǒng)提供及本周的時鐘信號，通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，以便于各部分保持同步，有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而是通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。圖321 蜂鳴器實物圖圖321 蜂鳴器電路 單片機系統(tǒng)都有晶振，在單片機系統(tǒng)中晶振的作用非常大，全稱叫做晶體振蕩器，它結(jié)合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生所需時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機的運行速度就會越快，單片機的一切指令執(zhí)行都是建立在單片機晶振所提供的時鐘頻率。如圖所示。圖31 系統(tǒng)電路原理圖微型計算機控制系統(tǒng)中，為了安全起見，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)，都設(shè)定有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便于提醒操作人員注意，或者采取緊急措施，本設(shè)計采用把計算機采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理、標(biāo)度變換、數(shù)字濾波之后，與該參數(shù)上下限與設(shè)定值進行比較，不符合標(biāo)準(zhǔn)值則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示[12]。 AT89S51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端。顯示電路就是把LCD1602和單片機的P1口分別相連，當(dāng)溫度或濕度高于預(yù)設(shè)值的時候蜂鳴器蜂鳴報警，代表控制系統(tǒng)的指示燈常亮，增加單片機的輸出能力，增加單片機的輸出電流，故使用電阻排來完成[14]。 第3章 硬件設(shè)計 單片機是整個系統(tǒng)的控制中樞，它指揮外圍器件協(xié)調(diào)工作，從而完成特定的功能,硬件實現(xiàn)上采用模塊化設(shè)計，每一模塊只實現(xiàn)一個特定功能，最后再將各個模塊搭接在一起,這種設(shè)計方法可以降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性，本系統(tǒng)主要硬件設(shè)計包括電源電路、蜂鳴器電路、晶振電路，LCD顯示電路以及溫濕度傳感器電路[11]。在LCD模塊上也固化了字模存儲器，這就是CGROM和CGRAM HD44780內(nèi)置了192個常用字符的字模，存于字符產(chǎn)生器CFROM Character Generator ROM中，另外還有8個允許用戶自定義的字符產(chǎn)生RAM，稱為CGRAM Character Generator RAM。例如“A”字的字模： 01110 ○■■■○ 10001 ■○○○■ 10001 ■○○○■10001 ■○○○■11111 ■■■■■10001 ■○○○■10001 ■○○○■上圖左邊的數(shù)據(jù)就是字模數(shù)據(jù)，右邊就是將左邊數(shù)據(jù)用“○”代表0，用“■”代表1。表286 對應(yīng)關(guān)系00H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH40H41H42H43H44H45H46H47H48H49H4AH4BH4CH4DH4EH4FH 在PC上我們只要打開文本文件就能在屏幕上看到對應(yīng)的字符是因為在操作系統(tǒng)里和BIOS里都固化有字符字模。在1602中用到16個即可。顯示位置12 34567.......40DDRAM地址第一行00H01H02H03H04H05H06H......27H第二行40H41H42H43H44H45H46H......67H表286 地址和屏幕的對應(yīng)關(guān)系 想要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個“A”字，就要向DDRAM的00H地址寫入“A”字的代碼就行了。DB5 DB4 DB3為字符號，也就是將來要顯示該字符時要用到的字符地址（000111）（能定義8個字符）DB2 DB1 DB0為行號。參數(shù)設(shè)定的情況如下：S/C R/L 設(shè)定情況0 0 光標(biāo)左移1格，且AC值減10 1 光標(biāo)右移1格，且AC值加11 0 顯示器上字符全部左移1格，但光標(biāo)不動1 1 顯示器上字符全部右移1格，但光標(biāo)不動（6）功能設(shè)定指令指令功能 指令編碼執(zhí)行時間/us功能設(shè)定RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB040 0 0 0 0 1 DL NFXX功能：設(shè)定數(shù)據(jù)總線為數(shù)、顯示的行數(shù)及字型。圖284 1602LCD內(nèi)部顯示地址LCD1602液晶模塊內(nèi)部的控制器控制指令：（1） 清屏指令指令功能 指令編碼執(zhí)行時間/ms清屏RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0 0 0 0 0 0 0 0001功能：①清除液晶顯示器，即將DDRAM的內(nèi)容全部填入“空白”的ASCII碼20H；②光標(biāo)歸位，即將光標(biāo)撤回液晶顯示屏的左上方；③將地址計數(shù)器（AC）的值設(shè)為0.（2） 光標(biāo)歸位指令指令功能 指令編碼執(zhí)行時間/ms光標(biāo)歸位RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0 0 0 0 0 0 0 001X 功能： ①把光標(biāo)撤回到顯示器的左上方； ②把地址計數(shù)器（AC）的值設(shè)置為0； ③保持DDRAM的內(nèi)容不變（3）進入模式設(shè)置指令指令功能 指令編碼執(zhí)行時間/us進入模式設(shè)置RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB040 0 0 0 0 0 0 0II/DS 功能：設(shè)定每次定入1位數(shù)據(jù)后光標(biāo)的以為方向，并且設(shè)定每次寫入的一個字符是否移動。圖281 LCD1602規(guī)格字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊 LCD1602主要技術(shù)參數(shù)表282 1602的主要技術(shù)參數(shù)工作電壓:—容量162個字符最佳工作電壓 工作電流字符尺寸(WH)mm 1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。當(dāng)時鐘信號由外部電路提供時，外部時鐘引入XTAL2，而XTAL1腳接地。AT89S51的時鐘信號可由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生，也可由外部電路直接提供。MCS51的時鐘信號可以由兩種方式：一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，產(chǎn)生時鐘信號：另一種為外部方式，時鐘信號由外部引入。時鐘電路用于產(chǎn)生單片機的基本時鐘信號，是用來配合外部晶體實現(xiàn)振蕩的電路，這樣可以為單片機提供運行時鐘，如果運行時鐘為0 的話，單片機就不工作，當(dāng)然超出單片機的工作頻率的時鐘也會導(dǎo)致單片機不工作。時鐘電路一般由晶體震蕩器、晶震控制芯片和電容組成。時鐘電路可以簡單定義如下：；。上電復(fù)位通常利用電容的充放電來實現(xiàn)，按鍵復(fù)位則可分為按鍵脈沖復(fù)位和按鍵電平復(fù)位兩種，看門狗復(fù)位則通過外接看門狗電路或軟件看門狗程序?qū)崿F(xiàn)。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，復(fù)位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。除PC之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如下圖所示.表28 復(fù)位操作對寄存器的影響 寄存器復(fù)位狀態(tài) 寄存器復(fù)位狀態(tài)PC 0000H TCON 00HACC00H TL000HPSW00H THO00HSP07HTL100HDPTR 0000HTH100HP0P3FFH SCON00HIP XX000000BSBUF 不定IE0X000000B PCON OXXXOOOOBTMOD OOH 為確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，一般微機電路正常工作需要供電電源為5V177。其主要功能是把PC初始化為000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。通過對以上各特殊功能寄存器的各位進行置位或復(fù)位等操作，可實現(xiàn)各種中斷控制功能。（1）定時器控制寄存器TCON（用6位）；（2）串行口控制寄存器SCON（用2位）；（3）中斷允許寄存器IE；（4）中斷優(yōu)先級寄存器IP。每一個中斷源都對應(yīng)一個中斷請求標(biāo)志位，它們設(shè)置在特殊功能寄存器TCON和SCON中。(5)TXD/RXD：串行口中斷請求。(3)T0：定時器/計數(shù)器0溢出中斷請求。AT89S51有5個中斷源：(1)INT0：外部中斷0請求，低電平有效。 程序執(zhí)行過程中，允許外部或內(nèi)部事件通過硬件打斷程序的執(zhí)行，使其轉(zhuǎn)向為處理內(nèi)部事件的中斷服務(wù)程序中去；完成中斷服務(wù)的程序后，CPU繼續(xù)原來被打斷的程序，這樣的過程稱為中斷過程。對于AT89S51單片機，由于片內(nèi)有4K的程序存儲器，所以其最小系統(tǒng)除了單片機本身外，只需外接時鐘電路與復(fù)位電路即可。所謂單片機的最小系統(tǒng)是指使單片機能運行程序、正常工作的最簡單電路系統(tǒng)，是保證單片正常啟動、開始工作的必須電路，缺一不可?，F(xiàn)在已經(jīng)對四個8位雙向并行I/O口有了初步的了解。XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端。注意加密方式1時，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。PSEN：外部程序存儲器的選通信號，低電平有效。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。ALE/PROG：地址鎖存允許/編程脈沖信號端。P3口除了作為普通I/O口，還有第二功能：表252 P3口的第二功能端口引腳功能特性串行輸入口（RXD）串行輸出口（TXD）外中斷0（INTO）外中斷1（INT1）定時/計數(shù)器0的外部輸入口（T0）定時/計數(shù)器1的外部輸入口（T1）外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通（WR）外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通（RD） RST：復(fù)位輸入端，高電平有效。P2口作為外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器的地址總線的高8位輸出口AB8AB15，P0口由ALE選通作為地址總線的低8位輸出口AB0AB7。它是供系統(tǒng)擴展時輸出高8位地址。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，這是由于上拉的緣故。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在編程校驗期間，用做輸入低位字節(jié)地址。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P1口管腳寫入”1”后，被內(nèi)部上拉為高電平，