【正文】 構(gòu)。 單片機(jī)最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、晶振電路組成。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 2 第 2章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 藥品庫(kù)濕度監(jiān)控器 總體設(shè)計(jì)方案 為完成上述系統(tǒng)功能，選擇和設(shè)計(jì)電源電路、 晶振電路、復(fù)位電路、 顯示電路、接口電路、傳感器電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量輸出電路。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過(guò)程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。 圖 系統(tǒng)組成 框圖 因?yàn)橐髮?duì)濕度進(jìn)行測(cè)量顯示，所以首先采用濕度 傳感器，將濕度變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并通過(guò)放大、濾波后送 A/D 轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行譯碼顯示。測(cè)量的濕度可以與另一個(gè)設(shè)定的濕度上限比較器相比較，當(dāng)濕度超過(guò)上限濕度值時(shí)，比較器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)輸出。 濕度 檢測(cè) 多 路開關(guān) 人機(jī)對(duì)講電路 濕度傳感器 單 片 機(jī) 最 小 系 統(tǒng) A/D 變換及顯示電路 濕度顯示 串行口 LED 顯 示 開關(guān)量輸出 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)務(wù)設(shè)備檢修數(shù)據(jù)采集。 CPU 的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，本設(shè)計(jì)選擇 AT89C51。它是一種低功耗、低電壓、高性能的 8 位微控處理器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 FLASH存儲(chǔ)器，采用的工藝是 Atmel允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器； P0 口控制引腳， P3 口為濕 度監(jiān)測(cè)引腳 圖 AT89C51 引腳圖 101112131415161721222425262728233233343536373839XTAL218XTAL119RESET9PSEN29ALE30EA3112345678VCC40*AT89C51 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 AT89C51 與存儲(chǔ)器芯片 6116 的擴(kuò)展 擴(kuò)展圖如圖 所示 ： 圖 AT89C51 與存儲(chǔ)器芯片 6116 的擴(kuò)展圖 如上圖所示，通過(guò)線選法實(shí)現(xiàn)了 6116 擴(kuò)展成的 2KB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ,6116 的地址線A0～ A7 與 AT89C51 地址線的 ～ 對(duì)應(yīng)相連， 6116 的 A8～ A10 與 AT89C51的 ～ 相連， 6116 的地址線與數(shù)據(jù)總線 ～ 對(duì)應(yīng)相連， 6116 的輸出允許控制線連在一起與 AT89C51 的 連在一起， 6116 的片選信號(hào) OE 非 與AT89C51 的地址線的 相連。單片機(jī)的復(fù)位后時(shí)靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，再時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的 RST 引腳時(shí)出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖以上的高電平，單片機(jī)便可以實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。例如 AT89C51 單片機(jī)時(shí)鐘頻率為 12MHZ，則復(fù)位脈沖寬度至少應(yīng)該為 1us. 當(dāng) AT89C51 系列單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST 出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。 根據(jù)應(yīng)用的要 求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位，上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。上電后，保持 RST 一段電平時(shí)間，由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻作用，不用圖中電阻 R5 也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能。常用的是上電或開關(guān)復(fù)位電路時(shí)上電后，由于 C4 的充電和反門作用時(shí) RST 持續(xù)一段時(shí)間的高電平。運(yùn)行中復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容，復(fù)位電路采用按鈕電平復(fù)位電路如圖 ： 圖 按鈕電平復(fù)位電路 22uFC4100R41KR5SW10復(fù)位VCCRST 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 6 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路是用來(lái)產(chǎn)生 AT89C51 單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào)， AT89C51 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)， AT89C51 在唯一的時(shí)鐘信號(hào)的控制下嚴(yán)格的按時(shí)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。 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)。 電路中的 C1,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。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的 HUMIREL 電容 ，采用晶振頻率為 12MHZ. 本次系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)如圖 : 圖 時(shí)鐘電路圖 30pFC230pFC112Y1XTAL2XTAL1 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 CPU 最小系統(tǒng)圖 圖 最小系統(tǒng)圖 22uFC4100R41KR5SW10復(fù)位12Y130pFC130pFC2393821222425262728101112131415161712345678EA31ALE/PROG30PSEN29RESET9XTAL119XTAL218323334353637VCC40U1AT89C51 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 第 3章 藥品庫(kù)濕度監(jiān)控器 輸入輸出接口電路 設(shè)計(jì) 藥品庫(kù)濕度監(jiān)控器 傳感器的選擇 在自然界中，凡是有水和生物的地方，在其周圍的大氣里總是含有或多或少的水汽。 大氣濕度有兩種表示方法：絕對(duì)濕度與相對(duì)濕度。 相對(duì)濕度： 相對(duì)濕度是氣體的絕對(duì)濕度（ρ v）與同一溫度下，水蒸汽已達(dá)到飽和的氣體的絕對(duì)濕度（ρ w）之比，常用 %RH 來(lái)表示。 濕度傳感器 HS1101 是基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件，這些相對(duì)濕度傳感器可以大批量生產(chǎn)。它有以下幾個(gè)顯著的特點(diǎn)： 全互換性，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正 長(zhǎng)時(shí)間飽和下快速脫濕 可以