【正文】 的1/6，經(jīng)六分頻后為機(jī)器周期信號，頻率為/12。 AT89C51的中斷系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的工作效率，AT89C51單片機(jī)設(shè)置了中斷系統(tǒng)，采用中斷方式與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和中斷控制AT89C51有六個固定的可屏蔽中斷源，分別是三個片內(nèi)定時器/計數(shù)器溢出中斷TF0、TF1和TF2，兩個外部中斷()和()，一個片內(nèi)串行口中斷TI或RI。它們在程序存儲器中各有固定的中斷入口地址，由此進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。在本次設(shè)計中采用了定時器/計數(shù)器0中斷，它的中斷控制寄存器包括定時器/計數(shù)器0、1控制寄存器TCON和中斷允許控制寄存器IE。當(dāng)定時器/計數(shù)器1計數(shù)產(chǎn)生溢出時，由內(nèi)部硬件置位TF1，向CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時，由硬件內(nèi)部自動TF1清0。由軟件置位/復(fù)位控制定時器/計數(shù)器1的啟動或停止計數(shù)。當(dāng)定時器/計數(shù)器0計數(shù)產(chǎn)生溢出時，由內(nèi)部硬件置位TF0，向CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時，由硬件內(nèi)部自動TF1清0。由軟件置位/復(fù)位控制定時器/計數(shù)器0的啟動或停止計數(shù)。當(dāng)CPU檢測到INT0低電平或下降沿且IT1=1時，由內(nèi)部硬件置位IE1標(biāo)志位（IE1=1）向CPU請求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時，由硬件內(nèi)部將IE1清0。當(dāng)CPU檢測到INT0低電平或下降沿且IT0=1時，由內(nèi)部硬件置位IE0標(biāo)志位（IE0=1）向CPU請求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時，由硬件內(nèi)部將IE0清0。當(dāng)IT1置1時，則外部中斷INT1為下降沿觸發(fā)中斷請求，即INT1端口由前一個機(jī)器周期的高電平跳變?yōu)橄乱粋€機(jī)器周期的低電平，則觸發(fā)中斷請求；當(dāng)IT1復(fù)位清0，則INT1的低電平觸發(fā)中斷請求。② 中斷允許控制寄存器 中斷允許控制寄存器IE的格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0EAET2ESET1EX1ET0EX0各控制位定義如下：EA：中斷總控制為。如果EA=0，無論哪個中斷源有請求，CPU都不予回應(yīng)。ES：串行口中斷控制位，ES=1，允許串行口發(fā)送/接收中斷；ES=0禁止串行口中斷。EX1：外部中斷1控制位，EX1=1，允許中斷；EX1=0，禁止外部中斷1中斷。EX0：外部中斷0控制位，EX0=1，允許中斷；EX0=0，禁止外部中斷0中斷[1]。中斷響應(yīng)可分為以下幾個步驟：① 保護(hù)斷點(diǎn)，即保存下一個將要執(zhí)行的指令的地址，把這個地址送入堆棧。以上工作是由單片機(jī)自動完成的，與編程者無關(guān)。③執(zhí)行中斷處理程序。 定時器/計數(shù)器AT89C51單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個16位可編程定時器/計數(shù)器，即定時器/計數(shù)器0和定時器/計數(shù)器1。定時器/計數(shù)器0和1內(nèi)部有一個計數(shù)寄存器（和），它實(shí)際上是一個累加寄存器進(jìn)行加1計數(shù)。這兩個工作方式的根本區(qū)別是在于計數(shù)脈沖的來源不同。工作在計數(shù)器方式時，計數(shù)脈沖不是來自內(nèi)部的機(jī)器周期，而是來自外部輸入。當(dāng)這些引腳上輸入的信號產(chǎn)生高電平至低電平的負(fù)跳變時，計數(shù)寄存器的值就加1。 與定時器/計數(shù)器0和1相關(guān)的特殊功能寄存器① 計數(shù)寄存器TH0、TL0和THTL1計數(shù)寄存器是16位的，再啟動定時器時需要對它設(shè)定初始值。TH0、TL0對應(yīng)T/C0，THTL1對應(yīng)T/C1。TR1為T/C1的啟動和停止位，由軟件控制。TF0和TR0的功能和使用方法以TFTR1類似，只是它們針對的是T/C0。它的控制位都是由軟件控制的，其中高4位是針對T/C1的，低4位是針對T/C0的，其功能和使用方法相似。用來選擇工作在定時器方式還是計數(shù)器方式。M1和M0聯(lián)合起來用于選擇操作模式，一共有四種操作模式，如表22所示。為解決這些問題，瑞士Sensirion 公司推出了新一代基于CMOSensTM技術(shù)的數(shù)字式溫濕度傳感器。 數(shù)字溫濕度傳感器SHT11數(shù)字溫濕度傳感器SHT—11采用COMSens專利傳感器技術(shù)將溫度濕度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字接口、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲器、標(biāo)準(zhǔn)I2C總線等電路全部集成在一個芯片內(nèi)（其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖31所示）[4]。將溫度傳感器與濕度傳感器結(jié)合在一起構(gòu)成了一個單一的個體,這就使得測量精度提高并且可以精確得出露點(diǎn),而不會產(chǎn)生由于溫度與濕度傳感器之間隨溫度梯度變化而引起的誤差。這不僅使信號強(qiáng)度增加,更重要的是長期穩(wěn)定性也得到增強(qiáng),這對傳感器系統(tǒng)是極為重要的。此外,。該傳感器還有反應(yīng)迅速、高精度、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。（a）濕度絕對精度（b）溫度精度（C）25℃露點(diǎn)精度圖32 相對濕度、溫度和露點(diǎn)的精度曲線 濕度值輸出SHT11可通過I2C 總線直接輸出數(shù)字量濕度值,其相對濕度輸出特性曲線如圖32所示。 溫度值輸出SHT11溫度傳感器的線性非常好,可用下列公式（32）將溫度數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫度值T : 式中，表示傳感器溫度測量值。圖33 相對濕度輸出特性曲線 露點(diǎn)計算空氣的露點(diǎn)值可根據(jù)相對濕度和溫度值由下面公式計算： 式中，——飽和水蒸氣壓強(qiáng)（mmHg） 非線性校正及溫度補(bǔ)償 式（31）為相對濕度的非線性補(bǔ)償計算公式,對于單片機(jī)系統(tǒng)而言,計算量大而過復(fù)雜,下面給出簡化的計算方法。 式中。 式中，為8位濕度傳感器輸出濕度值。（3）溫度補(bǔ)償 上述濕度計算公式是按環(huán)境溫度為25℃進(jìn)行計算的,而實(shí)際的測量溫度值則在一定的范圍內(nèi)變化,所以應(yīng)考慮濕度傳感器的溫度系數(shù),可按式對環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償。 SHT11的特性 SHT11的特點(diǎn)SHT11傳感器的特點(diǎn)如下:1）相對濕度和溫度一體測量；2）精確露點(diǎn)測量；3）全量程標(biāo)定，無需重新標(biāo)定即可互換使用；4）超快響應(yīng)時間；5）兩線制數(shù)字接口（最簡單的系統(tǒng)集成，較低的價格）；6）超小尺寸（5）；7）高可靠性（工業(yè)CMOS工業(yè)）；8）優(yōu)化的長期穩(wěn)定性；9）可完全浸沒水中；10）基于請求式測量，因此低能耗；11）具有濕度傳感器元件的自檢測能力；12）傳感器元件加熱應(yīng)用，亦可獲得極高的精度和穩(wěn)定性。3%RH（20—80%RH）；響應(yīng)時間：≤4s；復(fù)現(xiàn)性：177。（T）的性能參數(shù)如下：范圍：－40℃—＋120℃；精度：177。℃（在0—40℃時）；響應(yīng)時間：≤20s；復(fù)現(xiàn)性：177。能耗：典型 30uW（5V，12bit，測量周期2秒） 典型 1uW（,8bit，測量周期2分）；供電范圍：—；檢測電流：；待機(jī)電流：。圖34 SHT11的引腳圖引腳簡介引腳1—GND接地端；～，傳感器上電后要等待11ms以越過“休眠”狀態(tài)。引腳2—DATA雙向串行數(shù)據(jù)線；SHT11的串行接口，在傳感器的讀取及電源損耗方面都做了優(yōu)化處理。引腳3—SCK串行時鐘輸入；用于微處理器與SHT11之間的通訊同步。引腳4—VDD電源端，—引腳5—8—NC空管腳 SHT11的的內(nèi)部命令與接口時序 SHT11的內(nèi)部命令SHT11 傳感器共有5 條用戶命令,具體命令格式見表31。例如：0x03設(shè)置SHT11為溫度測量，0x05是設(shè)置SHT11為濕度測量[5]。接著傳輸開始下一個命令，包含3個地址位(目前只支持“000”) 和5 個命令位,通過DATA 腳的ack 位處于低電位表示SHT11正確收到命令。3) 溫濕度測量時序當(dāng)發(fā)出了溫(濕) 度測量命令后，控制器就要等到測量完成后才開始動作。為表明測量完成，SHT11會使DATA為低電平,此時控制器必須重新啟動SCK，然后SHT11傳送兩字節(jié)測量數(shù)據(jù)與1字節(jié)CRC校驗(yàn)和到控制器，控制器必須通過使DATA為低來確認(rèn)每一字節(jié)，通訊在確認(rèn)CRC數(shù)據(jù)位后停止。需要注意的是，℃，則此時工作頻率不能大15%(如:12 位精確度時,每秒最多進(jìn)行3 次測量)。圖34 測量溫濕度時序圖4) 加熱控制將傳感器芯片中的加熱開關(guān)接通，傳感器溫度大約增加5 ℃，加熱用途如下:其一，通過對啟動加熱器前后的溫、濕度進(jìn)行比較，可以正確地區(qū)別傳感器的功能；其二，在相對濕度較高的環(huán)境下，傳感器可通過加熱來避免冷凝。 SHT11的狀態(tài)寄存器SHT11的狀態(tài)寄存器的類型及其說明見表32。因SHT11內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字接口等，在與單片機(jī)連接時就不需要再外接轉(zhuǎn)換部件[6]。通過上面的論述可見SHT11數(shù)字式溫濕度傳感器完全符合對土壤溫濕度檢測的要求。sbit SHT11_SCK=P2^5。 //顯示溫度位置的標(biāo)志uchar flag_humidity=0。uint i,temp1,temp2,dat=0,count。float RHline,RHtrue。}⑵ SHT11內(nèi)部延時void Delay(){ 。}⑶ SHT11檢測等待延時:11ms/55ms/210ms 分別對應(yīng)8位/12位/14位 測量結(jié)果，對應(yīng)的形參為N 則延時Nmsvoid Delay_Ms(uint ms){ uint i,j。i0。j0。}⑷ SHT11啟動時序void SHT11_Start(){ SHT11_SCK=1。 Delay()。 Delay()。 Delay()。 Delay()。}⑸ 向SHT11發(fā)送8bite數(shù)據(jù)void SHT11_Sendbyte(uchar dat){ uchar i。 Delay()。i8。0x80) { SHT11_DATA=1。 } else { SHT11_DATA=0。 } dat=dat1。 Delay()。 }}⑹ 檢測SHT11的響應(yīng)信號(在第九個時鐘周期)void SHT11_Answer(){ SHT11_SCK=1。 while(SHT11_DATA==1)。 SHT11_DATA=1。}⑻ “寫”程序：向SHT11的狀態(tài)寄存器設(shè)置功能，mand為REG_WRITE 0x06寫寄存器，dat為設(shè)置SHT11的功能，可以設(shè)置檢測的數(shù)據(jù)位數(shù)void SHT11_Write_Register(uchar mand ,uchar dat){ SHT11_Start()。 SHT11_Answer()。 SHT11_Answer()。位6顯示當(dāng)前檢測完一次數(shù)據(jù)后電源供電情況：當(dāng)位6為0時表明VDD 當(dāng)位6為1時表明VDD。 SHT11_Start()。 SHT11_Answer()。 SHT11_End()。}⑽ 設(shè)置SHT11檢測功能,并返回相應(yīng)的檢測結(jié)果:mand形參用于設(shè)定溫度檢測還是濕度檢測,time形參用于設(shè)定檢測過程中的等待時間，以確定檢測結(jié)果的位數(shù)11ms/55ms/210ms 分別對應(yīng)8位/12位/14位 uint SHT11_Measure(uchar mand,uchar time){ uint dat=0。 SHT11_Start()。 SHT11_Answer()。 SHT11_Test_Finish()。 MCU_Answer()。 SHT11_End()。 dat=(dat8)|data_low。}⑾ 將檢測到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)：溫度轉(zhuǎn)換公式T=d1+d2*Sot，公式中的參數(shù)d1=40,d2=float SHT11_Convert_Tempeture14bit(uint dat){ float tempeture1。 if(tempeture1) { flag_tempeture=1。 } else { flag_tempeture=0。}⑿ 將檢測到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的濕度數(shù)據(jù):相對濕度轉(zhuǎn)換公式RHline=C1+C2*SOrh+C3*SOrh*SOrh，RHtrue=(tempeture25)*(t1+t2*SOrh)+RHline式中參數(shù)C1=4,C2=0,0405,C3=，t1=,t2=；適用于12位測量精度float SHT11_Convert_Humidity12bit(uint dat,float temp){// float RHline,RHtrue。 RHtrue=(temp25)*(+*dat)+RHline。 } else { flag_humidity=0。}DS1302時鐘芯片DS1302是Dallas公司推出的高性能低功耗涓流充電時鐘芯片。 DS1302時鐘芯片的簡介DS1302涓流充電計時芯片包含一個實(shí)時時鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。實(shí)時時鐘/日歷提供秒，分鐘，小時，周，日期，月份和年的有關(guān)信息。同步串行通信簡化了DS1302與微處理的接口。時鐘/RAM數(shù)據(jù)的讀/寫以每次一個字節(jié)或多達(dá)31個字節(jié)的多字節(jié)模式傳輸。 引腳 DS1302的引腳（引腳圖如圖41所示）及功能簡介如下： 圖41 DS1302引腳圖第2腳：VccVcc2電源。第4腳：串行時鐘輸入端。第7腳：X命令字節(jié)啟動每個字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸。第6位是邏輯1時指定RAM數(shù)據(jù)。LSB（第0位）如果是邏輯0，指定一個寫操作（輸入）；如果是邏