【正文】 全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz 32個可編程I/O口線 八個中斷源 低功耗空閑和掉電模式 看門狗定時器 掉電標識符 　：圖31　AT89S52外部引腳２、引腳配置及功能 AT89S52單片機有40個引腳，為CMOS工藝雙列直插封裝(DIP)，其引腳配置見圖31所示，各引腳功能簡述如下: VCC:電源端，+5V 。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/0口，P1口緩沖器能接收輸出4個TTL門電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P3口也可作為AT89S52的一些特殊功能口，如下表1所示: 口管腳 備選功能 RXD 串行輸入口 TXD 并行輸入口 /INT0 外部中斷0 /INT1 外部中斷1 T0 計時器0外部輸入 T1 計時器1外部輸入 / 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 / 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通表1 P3口的特殊功能 RST：復位輸入。 ALE：低電平有效，當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX、MOVC指令是ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次有效。 EA/V即:當EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器(0000HFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。程序和數(shù)據(jù)存儲器在物理和邏輯上均分為兩個地址空間:內(nèi)部存儲空間和外部存儲空間。時鐘電路設(shè)計 AT89S52單片機內(nèi)部有個振蕩器，可以用作CPU的時鐘源。AT89S52內(nèi)部含有一個高增益的反相放大器，通過XTAL1(輸入端)、XTAL2(輸出端)外接作為反饋元件的片外石英晶體(或陶瓷諧振器)和電容C1，C2組成的并聯(lián)諧振電路后便構(gòu)成片內(nèi)自激振蕩器，從而利用它內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時鐘。電路中反饋元件選用石英晶體，電容Cl和C2均為22PF，電容與晶體的安裝位置應(yīng)盡量靠近單片機。按下SW，電源對C充電，使RST端快速到達高電平；松開按鍵，C向芯片內(nèi)阻放電，恢復為低電平，從而使單片機可靠復位，一般R1選470Ω，C選22uF。圖33 按鍵復位電路 充電芯片的選擇CN3068是可以對單節(jié)可充電鋰電池進行恒流/恒壓充電的充電器電路。CN3068只需要極少的外圍元器件，熱調(diào)制電路可以在器件的功耗比較大或者環(huán)境溫度比較高的時將芯片溫度控制在安全范圍內(nèi)。充電電流通過一個外部電阻設(shè)置。其它功能包括輸入電壓過低鎖存，自動再充電，電池溫度監(jiān)控以及充電狀態(tài)/充電結(jié)束狀態(tài)指示等功能。充電電流可以用外部電阻編程設(shè)定，最大持續(xù)充電電流可達500mA，不需要另加阻流二極管和電流檢測電阻。芯片內(nèi)部的功率管理電路在芯片的結(jié)溫超過115℃時自動降低充電電流，這個功能可以使用戶最大限度的利用芯片的功率處理能力，不用擔心芯片過熱而損壞芯片或者外部元器件。 當輸入電壓大于電源低電壓檢測閾值和電池端電壓時，CN3068開始對電池充電，STAT2管腳輸出低電平，表示充電正在進行。當電池電壓Kelvin檢測輸入端(FB)的電壓超過3V時，充電器采用恒流模式對電池充電。當充電電流減小到充電結(jié)束閾值時，充電周期結(jié)束，STAT2端輸出高阻態(tài)，STAT1端輸出低電平，表示充電周期結(jié)束，充電結(jié)束閾值是恒流充電電流的10%。當電池電壓Kelvin檢測輸入端(FB)的電壓降到再充電閾值以下時，自動開始新的充電周期。1%以內(nèi)，滿足了電池的要求。CN3068的管腳排列如圖34所示：CN3068 11 FB TEMP IR STAT2 GND STAT1 VCC BAT 圖34　CN3068的管腳排列 ２、 CN3068特點：（1）輸入電壓范圍： 到 6V （2）不需要外部阻流二極管和電流檢測電阻 （3）恒壓充電電壓 ，也可外接電阻調(diào)整恒壓充電電壓（4）可設(shè)置的持續(xù)恒流充電電流可達 500mA （5）采用恒流/恒壓/恒溫模式充電，既可以使充電電流最大化，又可以防止芯 片過熱 （6）電源電壓掉電時自動進入低功耗的睡眠模式 （7）充電狀態(tài)和充電結(jié)束狀態(tài)雙指示輸出（8）封裝形式SOP8 (9)無鉛產(chǎn)品 穩(wěn)壓電源電路采用LM7805系列集成穩(wěn)壓器，可以輸出正5V直流電壓。 過充保護電路 為了防止把電池充壞，本系統(tǒng)還采用了簡單自己設(shè)計的過沖保護電路，本電路還需以后的實驗驗證。當充電電壓升到5V左右時，三極管（2N3055）開始導通，它對電池進行分流，以防止過充。Q1選用低電壓的齊納管。充電池采用四節(jié)鎳鎘電池１、傳感器基本概念 傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)及通信機技術(shù)構(gòu)成了信息技術(shù)，成為信息時代的三大支柱。傳感器技術(shù)是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志。其中敏感元件“指傳感器中能直接感受(或響應(yīng))被測量的部分”，此處的被測量一般為非電量；轉(zhuǎn)換元件是“指傳感器中能將敏感元件感受(或響應(yīng))的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分”。前者包括溫度、濕度、二氧化碳、光照度等；后者包括土壤溫度、土壤含水量、土壤PH值。常用的溫度傳感器有熱敏電阻、熱電偶、成溫度傳感器、熱電阻等。目前使用的多為陶瓷熱敏電阻。但它的不足之處在于非線性和互換性差。結(jié)構(gòu)簡單，互換性好，是500℃800℃溫區(qū)的首選溫度傳感器。線性度好，熱慣性小，靈敏度高，但互換性差。相對其它傳感器有較好的線性度和一致性，且體積小，使用方便。并且溫度的變化速度較慢，因而不需要傳感器的反應(yīng)速度太高。由于具有結(jié)構(gòu)簡單不需要外接電路，可用一根 I/0 數(shù)據(jù)線既供電又傳輸數(shù)據(jù)，并且具有體積小，分辨率高，轉(zhuǎn)換快等優(yōu)點，被廣泛用于測量和控制溫度的地方。DS18B20簡介Dallas半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。DS18B20同DS1820一樣，DS18B20也支持“一線總線接口”，測量溫度范圍為55176。C，在10176。C范圍內(nèi)精度為177。C。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制。與前一代產(chǎn)品不同，新產(chǎn)品支持3v~5v的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活。DS18B20的特征每個器件有唯一的64位的序列號存儲在內(nèi)部存儲器中無需外部器件測溫范圍為55176。C（67 ~ +257176。C ~ 85176。176。溫度計分辨率可以被使用者選擇為9~12位數(shù)字用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費品、溫度計或任何熱感測系統(tǒng)DS18B20與另一款測溫軟件AD590相比，其外圍硬件電路更加簡單，通過一個單線接口發(fā)送或接受信息，與單片機之間僅需一條連接線，無需外部電源，無需A\D轉(zhuǎn)換電路，安裝、使用方便，大大的節(jié)省了成本。 DS18B20構(gòu)成測溫系統(tǒng)只需外接一個上拉電阻即可實現(xiàn)與單片機之間的通訊線路簡單溫度檢測電路如圖38所示 圖38溫度檢測電路３、濕度傳感器的選擇 濕度是表示空氣中水蒸氣含量的物理量，常用絕對濕度和相對濕度來表示，影響植物生長的濕度是相對濕度。 針對室內(nèi)的具體環(huán)境，對濕度傳感器要求：可應(yīng)用在線監(jiān)測易于實現(xiàn)自動化，有良好的靈敏度和精確度、寬量程，測濕范圍為0100%RH，檢測壽命長，可靠性、穩(wěn)定性高，傳感器為線性輸出濕度檢測模塊。植物一般以土壤水分占土壤持水量的60%～80%時生長最好，快速準確地測定土壤水分對于探明植物生長發(fā)育期內(nèi)土壤水分盈虧以便適時作出灌溉施肥決策或排水措施等具有重要的意義。 考慮到成本及電路的復雜程度本系統(tǒng)采用簡單電路即可實現(xiàn)，使本系統(tǒng)控制土壤的濕度在60%～80%之間。當土壤水分降低到規(guī)定值時，V1因其基極電位降低而導通，于是V2也導通，由V 2 集電極輸出高電平，單片機控制電磁閥打開開始放水；待土壤水分降低至規(guī)定值時，檢測電路中的V2管就輸出高電平，控制電磁閥關(guān)閉。土壤濕度傳感器電路組成如圖39所示：圖39濕度傳感器電路組成光照檢測電路的選擇 光照是作物生長的必要條件，是植物制造營養(yǎng)物質(zhì)的能源，沒有光的存在光合作用就不能進行，作物的生長發(fā)育就要受到影響。 光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器，它是把光信號(紅外、可見及紫外光輻射)轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量。 本系統(tǒng)的光照檢測電路采用LM324作比較器，光電三極管作感光元件，當有光照并且達到一定的強度的時候，光電三極管導通，LM324輸出低電平，單片機接受低電平信號控制步進電機做出相應(yīng)的動作（拉開窗簾）。 在單片機完成控制處理后總是以數(shù)字信號通過I/O口線或數(shù)據(jù)總線輸出至受控對象的。而在實際的單片機測控系統(tǒng)中，數(shù)字量輸出控制已越來越廣泛地被應(yīng)用，尤其是其中的開關(guān)量輸出驅(qū)動和控制。其邏輯框圖見圖311所示:光耦單片機輸出驅(qū)動 開關(guān)量 繼電器執(zhí)行器件圖311輸出通道控制示意圖 本系統(tǒng)的執(zhí)行器件和機構(gòu)只有開啟和停閉兩種狀態(tài)，采用開關(guān)量形態(tài)輸出控制，經(jīng)I/0口到受控對象，據(jù)輸出控制具體情況附加功率放大驅(qū)動電路后驅(qū)動執(zhí)行器件直接推動受控對象。開關(guān)量輸出電路中最主要的干擾是在控制動力設(shè)備啟停時的沖擊干擾。 目前常用的開關(guān)量輸出驅(qū)動隔離器件主要有：功率晶體管、光電耦合器件和繼電器等。光電耦合器件具有輸出信號與輸入信號在電氣上完全隔離，抗干擾能力強，隔離電壓可達千伏以上。響應(yīng)速度快，易與TTL電路配合使用，兼有隔離驅(qū)動功能。并且繼電器觸點的負載能力遠遠大于光電耦合的負載能力，它能直接控制強電動力回路，且外電路安排靈活，且還