【正文】 功能的可編程I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口等等，另外單片機(jī)還需要接一些驅(qū)動(dòng)器、鎖存器、指令寄存器、地址寄存器等等輔助電路，這些輔助電路會(huì)和單片機(jī)主要部分用總線等連接在一起，彌補(bǔ)單片機(jī)自身的缺陷，因而使得單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)控制等等功能特別強(qiáng)大，而且工作可靠穩(wěn)定。 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖： AT89C51引腳圖主要特性： （1）32可編程I/O線； （2）2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； （3）和MCS51兼容； （4）5個(gè)中斷源； （5）可編程串行通道； （6）低功耗的閑置和掉電模式； （7）時(shí)鐘電路。 GND：接地。在單片機(jī)數(shù)據(jù)的傳輸過程中，對(duì)這些寄存器進(jìn)行編址，CPU就可以對(duì)接口電路中輸入/輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行寄存器讀/寫操作。當(dāng)P0口輸入數(shù)據(jù)的時(shí)候，存在的輸入方式有2個(gè)，即讀端口和讀引腳。在讀端口那個(gè)時(shí)候，鎖存器的狀態(tài)通過緩沖器進(jìn)入到內(nèi)部總線。P0口輸出級(jí)的結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)主要就是沒有內(nèi)部上拉電阻，所以使用時(shí)需要外接上拉電阻，然后就會(huì)產(chǎn)生高電平，當(dāng)P0是地址/數(shù)據(jù)總線的作用時(shí)候，這個(gè)時(shí)候不再需要接上拉電阻[1]。P1口和P0口的輸出結(jié)構(gòu)是不同的，P1口的里面自帶上拉負(fù)載和電源連接在一起。、也就是可以直接把相關(guān)數(shù)據(jù)下載到了89C51單片機(jī)的內(nèi)存中。在結(jié)構(gòu)上面，將P2口和P1口兩者相比，只是多了一個(gè)部分，那就是轉(zhuǎn)換控制，作用是普通I/O口和高8位數(shù)據(jù)地址線兩個(gè)之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)P2口被作為高八位地址線時(shí)，系統(tǒng)擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器，P2口和P0口分別輸出高八位地址和低八位地址。P3口與P1口的結(jié)構(gòu)相比，多了一個(gè)緩存器和與非門，從而實(shí)現(xiàn)了多功能。P3口作為第二功能引腳的時(shí)候，第二功能端為輸出，信號(hào)會(huì)通過與非門和場(chǎng)效應(yīng)管送到引腳。P3口的第二功能作用介紹如下表： P3口的第二功能作用用RST：復(fù)位輸入。這個(gè)時(shí)候， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）中央處理器（CPU）CPU其實(shí)就是一塊超大規(guī)模的集成電路，擁有很強(qiáng)的運(yùn)算和控制功能，能嚴(yán)格的執(zhí)行指令，按照指令去完成各項(xiàng)操作，對(duì)于各種操作定時(shí)，有條不紊地工作，完成對(duì)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算跟邏輯運(yùn)算。（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（內(nèi)部RAM）AT89C51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器一般存放著一些經(jīng)常會(huì)改變的中間運(yùn)算結(jié)果，標(biāo)志位，數(shù)據(jù)暫存等信息。（4）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 定時(shí)器有2種，即是定時(shí)器0（T0）和定時(shí)器1（T1），這2種定時(shí)器的結(jié)構(gòu)原理和工作方式都是一模一樣的，并且功能是可以改變的，只需要對(duì)工作方式，定時(shí)時(shí)間，量程，啟動(dòng)方式等的指令改變，只有把指令寫進(jìn)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的特殊功能寄存器后，才可以實(shí)現(xiàn)不同的作用。（5）串行口串行通信的數(shù)據(jù)會(huì)按照順序依次發(fā)出和接收。（6）中斷系統(tǒng)AT89C51的中斷既和硬件有關(guān)，也和軟件有關(guān)。 溫度傳感器科技在不斷的發(fā)展和進(jìn)步著，新型的溫度傳感器種類也在不斷增加著，當(dāng)然應(yīng)用也慢慢廣泛多樣化，總的方向上是由模擬式類型向各個(gè)類型方向上發(fā)展的，比如數(shù)字式等類型。它的接口能夠和控制核心直接相連，操作起來靈活方便。這次設(shè)計(jì)我選擇了HS 1101這一種濕度傳感器。HS1101適用于兩種電路，分別是頻率輸出電路和線性電壓輸出電路。2%RH，℃。這些年來，以單片機(jī)為核心的各種智能儀表和儀器等產(chǎn)品中都使用到了液晶顯示器。1602LCD主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量:162個(gè)字符 芯片工作電壓:— 工作電流:() 模塊最佳工作電壓: 字符尺寸:(WH)mm1602LCD的各引腳接口說明如下： 第1腳：VSS為地電源。 第3腳：VL，調(diào)節(jié)顯示器的對(duì)比度，接地的時(shí)候?qū)Ρ榷茸罡摺?第5腳：R/W，讀寫信號(hào)線。 第6腳：E端，使能端。 第15腳：背光源正極。 LM016L電路 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的工作原理依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體要求以及對(duì)上述原理的分析，本次工程選擇如下的設(shè)計(jì)方案：整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)由控制芯片AT89C5溫濕度傳感器、液晶顯示器、蜂鳴器、溫濕度超限處理系統(tǒng)以及其他組件構(gòu)成。倉(cāng)庫溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)整體框圖如下圖所示： 系統(tǒng)整體框圖時(shí)鐘電路復(fù)位電路DS18B20溫度傳感器HS1101濕度傳感器外部電源超限處理模塊LCD顯示模塊
AT89C51
單片機(jī)第3章 系統(tǒng)硬件電路及原理圖設(shè)計(jì)以下將介紹整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路的原理以及設(shè)計(jì)中所用的器件,。單片機(jī)復(fù)位首先將中央處理器以及其他的作用組件都置于一種明確的原始形態(tài)，然后再?gòu)倪@種情況下開始運(yùn)轉(zhuǎn)。單片機(jī)復(fù)位分為上電復(fù)位和外部復(fù)位2種類型。在接上電的那刻，RESET引腳和VCC兩者的電位相同，RESET電位隨著充電電流的減少而下降。 單片機(jī)常見的復(fù)位電路 (b)所示：電路不僅能夠?qū)崿F(xiàn)上電復(fù)位功能，只需要按下RESET鍵即可完成這個(gè)功能。在上電的那一瞬間，電源VCC端和復(fù)位端有著相同的電壓，同時(shí)RST端的電位會(huì)因?yàn)殡娙萆想妷旱臐u漸上升而慢慢降低。復(fù)位電路的電阻和電容一般情況下是可以做實(shí)驗(yàn)而得出來的。一般發(fā)出這樣的電路就是時(shí)鐘電路。 AT89C51內(nèi)部振蕩器電路圖下圖中，反相器的輸入端跟輸出端即是XTAL1，XTAL2。 內(nèi)部振蕩器等效電路圖單片機(jī)也能利用外部振蕩器然后向內(nèi)部時(shí)鐘電路輸入一個(gè)頻率固定的時(shí)鐘源數(shù)據(jù)信號(hào)。 內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘 在平時(shí)的生活里，液晶顯示器對(duì)大家來說都是十分熟悉普遍的，作為眾多電子物品的顯示部件，被普遍用在電腦、電視機(jī)、空調(diào)以及許多其他的電子產(chǎn)品里面，主要顯示是各種數(shù)字、英文字母、數(shù)學(xué)符號(hào)等一些專用特殊符號(hào)和圖形。此次測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)即使只用了一個(gè)傳感器DS18B20，但是因?yàn)椴挥每紤]溫度測(cè)量和子單片機(jī)兩者之間相隔距離的問題，為了節(jié)省成本一切從簡(jiǎn)，選擇從外面供電的方式。對(duì)于怎樣把電容的變化量然后準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)信號(hào)，一般經(jīng)常使用的方法有2個(gè):一種是把HS1101傳感器放在運(yùn) 放與阻 容組成的橋 式振 蕩電路中，然后把由此產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)過整流、直流放大，再通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。本設(shè)計(jì)采用后一種方案。在這個(gè)電路里面,555定時(shí)器就是因?yàn)檫@一點(diǎn)可以把頻率數(shù)據(jù)輸出來的。接上電源的時(shí)候,因?yàn)?和2兩端的輸入都是“O”,那么定時(shí) 器3的輸出就是“1”；又因?yàn)镃1兩邊是0電壓,所以C1被CCV經(jīng)過R2以及R3進(jìn)行充電,當(dāng)C1的兩端電壓達(dá)到2CCV/3時(shí),定時(shí)電路翻轉(zhuǎn)，6和2兩端的輸入為“1”, 3端輸出變?yōu)椤癘”。為讓輸出脈沖的占空比例差不多在二分之一左右,那樣R3就應(yīng)該要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R2。那么，也就是只要把555的輸出頻率測(cè)量出來,然后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)輸出頻率和濕度會(huì)有一定的關(guān)系,根據(jù)這種關(guān)系我們就能間接的推出濕度的數(shù)值了。這次設(shè)計(jì)，我們可以先設(shè)置出溫度的上下閥值，然后在液晶屏上顯示出來，這樣對(duì)于溫度報(bào)警的功能就實(shí)現(xiàn)出來了。此次鍵盤電路設(shè)計(jì)里面有三個(gè)按鍵，即K1，K2，K3。開關(guān)KK2 、。這樣通過KK3按鍵就能調(diào)節(jié)溫度的預(yù)設(shè)值大小了,同時(shí)也能液晶屏上顯示出調(diào)節(jié)過的預(yù)設(shè)值。 按鍵電路 報(bào)警電路設(shè)計(jì)在此次設(shè)計(jì)中報(bào)警電路的報(bào)警方式是聲光報(bào)警，首先設(shè)置好溫度參數(shù)的上下閥值，然后通過單片機(jī)的中斷系統(tǒng)將接收到信號(hào)數(shù)據(jù)信息并經(jīng)過一定的處理，再與之前設(shè)置的限值相互比較，一旦測(cè)量到的溫度參數(shù)數(shù)值比上限值高或者比下限值低，那么系統(tǒng)就會(huì)立刻啟動(dòng)報(bào)警程序，報(bào)警由此而實(shí)現(xiàn)。 Proteus Proteus是來自于Labcenter electronics公司的一種軟件，擁有很強(qiáng)大的仿真功能，可以仿真出單片機(jī)以及其他的一些部件，是有史以來為止最好的一款仿真軟件?？梢哉fProteus對(duì)于單片機(jī)、電路的仿真功能十分厲害。但是Proteus只是一個(gè)軟件，仿真模擬也會(huì)忽略一些實(shí)際因素，在設(shè)計(jì)的實(shí)際制作中，需要考慮到這些才能達(dá)到軟件效果。在此次設(shè)計(jì)中，我們可以先用Proteus軟件選繪制出我所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件電路圖，Proteus里面可以方便的在元件庫里面選擇出我們所選擇的硬件類型。 Proteus軟件界面 系統(tǒng)總電路 Keil C51 編譯器簡(jiǎn)介 8051開發(fā)工具 Keil C51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器可以提供C語