【正文】 通常只有 50 到 100 條指令)和高度內(nèi)聚的。不管對(duì)于開發(fā)者還是用戶來說，小的、自包含的單元都更易于設(shè)計(jì)和理解底層的邏輯。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程及要求具體來說該學(xué)生的主要任務(wù)是在系統(tǒng)硬件電路的基礎(chǔ)上，利用 MCS51 單片機(jī) C 語言編寫程序，連接硬件電路并驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。單片機(jī)控制倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其測(cè)量的數(shù)據(jù)要求：溫度檢測(cè)范圍 ：30℃+50℃；測(cè)量精度 ： ℃；濕度檢測(cè)范圍：10%?100%RH；檢測(cè)精度： 1%RH；顯示方式 ：溫度用三位數(shù)碼管顯示濕度用?三位數(shù)碼管；顯示報(bào)警方式：三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警。其系統(tǒng)具體方案流程如圖 所示。，提高系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性。這里我們就選用一種比較簡(jiǎn)單好用的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)——DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文6①參數(shù) 條件 Min Typ Max 單位濕度1 1 1 %RH分辨率16 Bit重復(fù)性 177。4 %RH精度0－50℃ 177。1 %RH長(zhǎng)期穩(wěn)定性典型值 177。1 ℃精度 177。2 ℃量程范圍0 50 ℃響應(yīng)時(shí)間1/e(63%)6 30 S DHT11數(shù)字溫濕度傳感器性能② DHT11數(shù)字溫濕度傳感器外部封裝：每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝。DHT11的供電電壓為3－。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個(gè)100nF 的電容，用以去耦濾波。1 2 3 4 1 2 3 4 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器引腳Pin 名稱 注釋1 VDD 供電 3－2 DATA 串行數(shù)據(jù)，單總線3 NC 空腳，請(qǐng)懸空4 GND 接地，電源負(fù)極 引腳的功能③ DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器特點(diǎn)：（1）相對(duì)濕度和溫度測(cè)量（2）全部校準(zhǔn)，數(shù)字輸出（3）卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性（4）無需額外部件（5）超長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離（6）超低能耗（7）4 引腳安裝（8）完全互換。DHT11的供電電壓為3－。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文8個(gè)100nF 的電容，用以去耦濾波。 溫濕度傳感器與單片機(jī)連接圖⑤DHT11數(shù)字溫濕度串行接口 (單線雙向)DATA 用于微處理器與 DHT11之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時(shí)間4ms左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,具體格式在下面說明,當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展,:一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。傳感器數(shù)據(jù)輸出的十位編碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。如果，某次從傳感器上讀取如下5Byte數(shù)據(jù)：Byet4 Byet3 Byet2 Byet1 Byet000101101 00000000 00011100 00000000 01001001 整數(shù) 小數(shù) 整數(shù) 小數(shù) 校驗(yàn)和 濕度 溫度 校驗(yàn)和由以上數(shù)據(jù)就可得到溫度和濕度的值，計(jì)算方法：Humi（濕度）= Byet4* Byet3=（%RH）河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文9Temp（溫度）= Byet2* Byet1 =(℃)Jiaoyan（校驗(yàn)）= Byet4+ Byet3+ Byet2+ Byet1=73（= Humi+ Temp）（校驗(yàn)正確）注意：DHT11一次通訊時(shí)間最大3ms，主機(jī)連續(xù)采樣間隔建議不小于100ms。從模式下，DHT11接收到開始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)，DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集。（1）、主機(jī)復(fù)位信。DHT11接收到主機(jī)的開始信號(hào)后，等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束，然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號(hào)。河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文10 主機(jī)復(fù)位信號(hào)和DHT11響應(yīng)信號(hào)總線為低電平，說明DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后，再把總線拉高80us，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時(shí)隙開始，高電平的長(zhǎng)短定了數(shù)據(jù)位是0還是1。當(dāng)最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us，隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。 數(shù)字0信號(hào)表示方法。河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文12 單片機(jī) 805151單片機(jī)是基礎(chǔ)入門的一種單片機(jī)，還是應(yīng)用最廣泛的一種，目前很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，目前乃至今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。單片機(jī)8051是51系列單片機(jī)的一種。 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)①CPU 中央處理器：中央處理器是單片機(jī)的控制核心，完成運(yùn)算和控制功能。運(yùn)算器包括一個(gè) 8 位算術(shù)邏輯單元（Arithmetic Logical Unit，簡(jiǎn)稱 ALU） 、8 位累加器（Accumulator，簡(jiǎn)稱 ACC） 、8 位暫存器、寄存器 B 和程序狀態(tài)寄存器（Program Status Word，簡(jiǎn)稱 PSW）等。它還可以產(chǎn)生控制信號(hào)，把數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器或輸入口送到 CPU 或 CPU 數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器或送到輸出端口。晶振頻率可選擇 6MKHz、12 MKHz 或 MKHz。④定時(shí)/計(jì)數(shù)器：8051 有兩個(gè) 16 位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成定時(shí)的方式和計(jì)數(shù)的方式，但只能用其中的一個(gè)功能，以定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。⑥串行口：8051 內(nèi)部有一個(gè)全雙工的串行口，它可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其它設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)通信，該并行口功能較強(qiáng)，既可以做為全雙工異步通訊的收發(fā)器也可以作為同步移位器用，擴(kuò)展外部 I/O 端口。（2）8051 的外部結(jié)構(gòu)及引腳8051 外部結(jié)構(gòu)如圖 所示。 8051外部結(jié)構(gòu)圖河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文14 8051引腳圖8051 單片機(jī)采用 40 管腳雙列直插 DIP 封裝，引腳說明如下：VCC（40 引腳）正常運(yùn)行時(shí)提供電源。XTAL1（19 引腳）在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反向放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)的震蕩器，可以提供單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)，該引腳也是可以接外部的晶振的一個(gè)引腳，如采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)于 8051 而言此引腳應(yīng)該接地。RST/VPD（9 引腳）在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳加上兩個(gè)機(jī)器周期的電平將單片機(jī)復(fù)位，復(fù)位后應(yīng)使此引腳電平保持不高于 的低電平以保證 8051 正常工作。ALE/PROG（30 引腳）當(dāng) 8051 訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，ALE9 地址鎖存允許 0 輸入的脈沖的下沿用于鎖存 16 位地址的低 8 位，在不訪問外部存儲(chǔ)器的時(shí)候，ALE 仍有兩個(gè)周期的正脈沖輸出，其頻率為振蕩器的頻率的 1/6，在訪問外存儲(chǔ)器的是候，在兩個(gè)周期中，ALE 只出現(xiàn)一次，ALE 斷可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS TTL 負(fù)載，對(duì)于有片內(nèi) EPROM 的而河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文15言，在 EPROM 編程期間，此腳用于輸入編程脈沖 PROG。/VPP（31 引腳）當(dāng) 保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問內(nèi)部存儲(chǔ)器，當(dāng) PC 值超過 0FFFH 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外存儲(chǔ)器。P0，P1，P2，P3：8051 有四個(gè)并行口，在這四個(gè)并行口中，可以在任何一個(gè)輸出數(shù)據(jù)，又可以從它們那得到數(shù)據(jù)，故它們都是雙向的，每一個(gè) I/O 口內(nèi)部都有一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，各成為 SFR 中的一個(gè)，因此 CPU 數(shù)據(jù)從并行 I/O 口輸出時(shí)可以得到鎖存，數(shù)據(jù)輸入時(shí)可以得到緩沖，但他們?cè)诠δ芎陀猛旧系牟町惡艽?，P0 和 P2口內(nèi)部均有個(gè)受控制器控制的二選一選擇電路，故它們除可以用做通用I/O 口以外還具有特殊的功能，P0 口通常用做通用 I/O 口為 CPU 傳送數(shù)據(jù)，P2 口除了可以用做通用口以外，還具有第一功能，除 P0 口以外其余三個(gè)都是準(zhǔn)雙向口。8051 的 串行發(fā)送和接收利用了 P3 口的第二功能，利用 做串行數(shù)據(jù)接收線，串行接口的電路結(jié)構(gòu)還包括了串行口控制寄存器 SCON，電源及波特率選擇寄存器 PCON 和串行緩沖寄存器 SBUF，他們都屬于SFR，PCON 和 SCON 用于設(shè)置串行口工作方式和確定數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，SBUF 用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)起到緩沖的作用。第一功能 第二功能 第二功能信號(hào)名稱 RXD 串行數(shù)據(jù)接受 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 ~INT0 外部中斷 0 請(qǐng)求 ~INT1 外部中斷 1 請(qǐng)求 T0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 的部輸入 T1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 部輸入 ~WR 外部 RAM 或 I/O 寫選通 ~RD 外部 RAM 或 I/O 讀選通河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文16表 P3 口各引腳的第二功能（3）8051 程序存儲(chǔ)器8051 沒有片內(nèi)的 ROM ，8051 有 4K 的 ROM，而 8751 則是 4K 光可擦寫EPROM，89C51 片內(nèi)有 4KB 的光可擦寫 EPROM。如 保持高電平，8051 的程序計(jì)數(shù)器 PC 在0000H~0FFFH 地址范圍內(nèi)（即前 4KB 地址） ，則執(zhí)行片內(nèi) ROM 中程序；如PC 在 1000H~FFFFH 地址范圍時(shí)，則自動(dòng)執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器中的程序。單片機(jī)有一個(gè)程序計(jì)數(shù)器 PC，它始終存著 CPU 要讀取的機(jī)器碼的所在地址，單片機(jī)工作時(shí)，PC 自動(dòng)加一，此時(shí)程序開始順序執(zhí)行，尋址范圍為是 64K，PC 沒有地址，是不可尋址的，因此用戶無法對(duì)它進(jìn)行讀寫。程序存儲(chǔ)器中有一組特殊單元是 0000H~002H。還有一組特殊但愿是 0003H~002AH,共 40 個(gè)單元。0003H~000AH：外部中斷 0 入口地址。0013H~001AH：外部中斷 1 入口地址。0023H~002AH：串行口中斷入口地址。（4）8051 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8051 的內(nèi)部 RAM 共有 256 個(gè)單元通常把這 256 個(gè)單元按其功能劃分為兩個(gè)部分：低 128 單元（單元地址 00H~7FH）和高 128 單元（單元地址80H~FFH） 。片內(nèi)的 128B 的 RAM 地址為 00H～7FH，供用戶做 RAM 用，但是在這中間的前 32 單元，00H～1FH 即引用地址尋址做用戶 RAM 用，常常做工作寄存器區(qū)，分做四組，每組由 8 個(gè)單元組成通用寄存器 R0～R7，任何時(shí)候都由其中一組作為當(dāng)前工作寄存器，通過 RS0，RS1 的內(nèi)容來決定選擇哪一個(gè)工作寄存器。此時(shí)單片機(jī)通過P2 口和 P0 口選出 6 位地址，使用 ALE 作低 8 位的鎖存信號(hào)，再由 P0 口寫入或讀出數(shù)據(jù)。8051 有 21 個(gè)專用寄存器，他們是用來管理 CPU 和 I/O 口以及內(nèi)部邏輯部件的，在指令中專用寄存器是以存儲(chǔ)單元方式被讀寫的，專用寄存器雖有名稱，但尋址時(shí)都做專用寄存器用，它們的地址是與片內(nèi) RAM 的地址相連的。寄存器 B：進(jìn)行乘除運(yùn)算時(shí)，寄存器 B 有特定的用途，在乘時(shí)存放一個(gè)乘數(shù)以及積的最高位，A 中存放另一個(gè)乘數(shù)以及積的低位。堆棧指針 SP：在子程序調(diào)用或中斷時(shí)，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它按