基于無(wú)線傳感器的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-14 20:18本頁(yè)面
【正文】 tmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。引腳說(shuō)明AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。 P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下， P0不具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗(yàn) 時(shí)，需要外部上拉電阻。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。 此外，（）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（）。 引腳號(hào)第二功能： T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。對(duì)P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。 P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 端口引腳 第二功能： RXD(串行輸入口) TXD(串行輸出口) INTO(外中斷0) INT1(外中斷1) TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0) T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通) 此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。該芯片廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、汽車(chē)、消費(fèi)電子、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。 2 SHT11的引腳功能SHT11溫濕度傳感器采用SMD(LCC)表面貼片封裝形式，接口非常簡(jiǎn)單，引腳名稱(chēng)及排列順序如圖1所示。 3 SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 該芯片包括一個(gè)電容性聚合體濕度敏感元件和一個(gè)用能隙材料制成的溫度敏感元件。SHT11在出廠前，都會(huì)在恒濕或恒溫環(huán)境巾進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)存儲(chǔ)在校準(zhǔn)寄存器中；在測(cè)量過(guò)程中，校準(zhǔn)系數(shù)會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)來(lái)自傳感器的信號(hào)。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗(yàn)證兩個(gè)傳感器元件的性能。加熱后SHT11溫度升高、相對(duì)濕度降低，較加熱前，測(cè)量值會(huì)略有差異。微處理器是通過(guò)二線串行數(shù)字接口與SHT11進(jìn)行通信的。微處理器對(duì)SHT11的控制是通過(guò)5個(gè)5位命令代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的，命令代碼的含義如表1所列。 4 SHT11應(yīng)用設(shè)計(jì) 微處理器采用二線串行數(shù)字接口和溫濕度傳感器芯片SHT11進(jìn)行通信，所以硬件接門(mén)設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單；然而，通信協(xié)議是芯片廠家自己定義的，所以在軟件設(shè)計(jì)中，需要用微處理器通用I／O口模擬通信協(xié)議。需要注意的地方是：DATA數(shù)據(jù)線需要外接上拉電阻，時(shí)鐘線SCK用于微處理器和SHT11之間通信同步，由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，所以對(duì)SCK最低頻率沒(méi)有要求；，SCK頻率最高為10 MHz， V時(shí)，SCK最高頻率則為1 MHz。其中，陰影部分為SHT11控制總線。然后釋放總線DATA；在隨后8個(gè)SCK周期下降沿，從機(jī)發(fā)出低字節(jié)數(shù)據(jù)；接下來(lái)的SCK下降沿，主機(jī)再次將DATA總線拉低作為接收數(shù)據(jù)的ACK信號(hào)；最后8個(gè)SCK下降沿從機(jī)發(fā)出CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)，主機(jī)不予應(yīng)答(NACK)則表示測(cè)量結(jié)束。我們選用Atmel公司的微處理器ATmega128。這為模擬該通信協(xié)議提供了條件。 光照傳感器TSL25611該芯片可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)顯示屏的監(jiān)控，目的是在多變的光照條件下，使得顯示屏提供最好的顯示亮度并盡可能降低電源功耗；還能夠用于街道光照控制、安全照明等眾多場(chǎng)合。2 TSL256x有2種封裝形式： 6LEAD CHIPSCALE和6LEAD TMB。圖1為這兩種封裝形式的引腳分布圖。TSL256x封裝各引腳的功能如下：腳1和腳3： 分別是電源引腳和信號(hào)地。腳2： 器件訪問(wèn)地址選擇引腳。訪問(wèn)地址和電平的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所列。器件訪問(wèn)地址和引腳2電平的對(duì)應(yīng)關(guān)系腳4和腳6： I2C或SMBus總線的時(shí)鐘信號(hào)線和數(shù)據(jù)線。當(dāng)光強(qiáng)度超過(guò)用戶(hù)編程配置的上或下閾值時(shí)，器件會(huì)輸出一個(gè)中斷信號(hào)。TSL256x的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理通道0和通道1是兩個(gè)光敏二極管，其中通道0對(duì)可見(jiàn)光和紅外線都敏感，而通道1僅對(duì)紅外線敏感。當(dāng)一個(gè)積分周期完成之后，積分式A/D轉(zhuǎn)換器將自動(dòng)開(kāi)始下一個(gè)積分轉(zhuǎn)換過(guò)程。對(duì)TSL256x的控制是通過(guò)對(duì)其內(nèi)部的16個(gè)寄存器的讀寫(xiě)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其地址如表2所列。TSL256x內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4這兩種協(xié)議的讀寫(xiě)時(shí)序雖然很類(lèi)似，但仍存在不同之處。 TSL2561能夠通過(guò)I2C總線訪問(wèn)，所以硬件接口電路很簡(jiǎn)單。假如微控制器不帶I2C總線控制器，則將TSL2561的I2C總線的SCL和SDA和普通I/O口連接即可；但編程時(shí)需要模擬I2C總線的時(shí)序來(lái)訪問(wèn)TSL2561，INT引腳接微控制器的外部中斷。圖3軟件設(shè)計(jì)寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，先發(fā)送器件地址，然后發(fā)送要寫(xiě)的數(shù)據(jù)。對(duì)于I2C協(xié)議具體的讀寫(xiě)時(shí)序，能夠參考相關(guān)資料，在此不再贅述。圖4電路圖如下： 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 編程思路及流程圖PTR2000思路：?jiǎn)纹瑱C(jī)開(kāi)始需將無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊PTR2000設(shè)置處于接受狀態(tài)，通過(guò)串口中斷識(shí)別由PC用過(guò)無(wú)線信道傳輸來(lái)的指令，根據(jù)接受指令的內(nèi)容采集數(shù)據(jù)并啟動(dòng)發(fā)送。 基于單片機(jī)的PTR2000無(wú)線傳輸流程圖ORG 0000H AJMP STARTORG 0200HSTART：SETB ；PTR2000的Pin6置1SETB ；PTR2000的Pin7置1MOV SP，80H ；設(shè)置數(shù)據(jù)指針的位置MOV SCON，40H ；串口工作方式1MOV TMOD，20H ；定時(shí)器工作方式1MOV TL1，OFDH ；設(shè)定波特率9600MOV TH1，OFDHMOV PCON，00HSETB TR1 ；開(kāi)啟定時(shí)器1MOV DPH，50H ；指針指向數(shù)據(jù)塊 MOV DPL，00HVIN： MOV Rl，LEN1 ；發(fā)送VIN碼ACALL TXSUBUSER： MOVE R1, LEN2 ；發(fā)送用戶(hù)名稱(chēng)ACALL TXSUB COUNT： MOV RA，LEN3 ；發(fā)送用戶(hù)水電氣數(shù)據(jù)ACALL TXSUBCLR ；將PTR2000置接收狀態(tài)CLR ；將PTR2000置待機(jī)狀態(tài)ORG 0400HTXSUB： PUSH ACC ；保護(hù)ACCPUSH PSW ；保護(hù)PSWCLR Tl ；清TlTXDD： CLR AMOVC A， A+DPTR ；從數(shù)據(jù)塊中取數(shù)MOV SUBF
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