【正文】 5VDC一SLC 4 關(guān)鍵器件的介紹 STC89C52RCSTC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī),指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)12時鐘/機(jī)器周期和6時鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。(2)通用I/O口(32個):P1/P2/P3是準(zhǔn)雙向口/弱上拉,P0口是漏極開路輸出,作為總線擴(kuò)展用時,不用加上拉電阻,作為I/O口用時,需加上拉電阻。(4)內(nèi)含8KB的程序存儲器,1000次寫?擦寫周期。(6)32個可編程I/O口線。(9)具有一個全雙工UART串行通道。② STC89C52RC主要引腳功能STC89C52RC的管腳排列如圖2一2所示: STC89C52RC引腳圖P0口(~):P0端口(~,39~32 引腳):P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O 口。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時 在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時,P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。而在Flash ROM 編程時,接收指令字節(jié)。對端口寫入“1”時,該引腳被懸空,由內(nèi)部的上拉電阻把引腳拉到高電平,這時候可以作為輸入口使用,此時,因為內(nèi)部自帶上拉電阻,所以被外部器件拉低電壓的引腳會輸出一個電流。P2 ~:P2和P1一樣,是一個8 位雙向I/O口,內(nèi)部自帶上拉電阻。當(dāng)它被當(dāng)作輸入口使用時,因為內(nèi)部自帶上拉電阻,該引腳在被外部元器件拉低電平的時侯會有電流輸出。在進(jìn)行訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器的時侯,P口線上的內(nèi)容(也即特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中P2寄存器內(nèi)容),在整個訪問期間不改變。對P3口進(jìn)行寫入“l(fā)”時,被內(nèi)部的上拉電阻拉高且可以作為一個輸入端口。P3口除了作為一個一般的I/0口線外,它的第二功能有更重要的用途。RST:復(fù)位輸入端。?PSEN:外部程序存儲器的選通信號。?EA?VPP:當(dāng)?EA保持低電平時,則在此期間外部存儲器(0000H~FFFH),不論是否有內(nèi)部程序存儲器。XTALI:單芯片系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸入端。XTAL2:系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸出端。 SHT10溫濕度傳感器SHT10是瑞士Sensirion公司推出的超小型、自校型、高精度、多功能式的智能傳感器,采用SMD貼片封裝。傳感器在一塊微型電路板上集成了信號處理電路和傳感元件,由于自帶ADC,所以輸出數(shù)字信號。SHT10包含一個電容性聚合體濕敏器件、一個基于能隙材料的溫度測量元件。這類智能傳感器廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、通風(fēng)及空調(diào)設(shè)備等領(lǐng)域。測量溫濕度的范圍廣。測量精度較高,溫度的測量誤差為177。%RH。5將溫濕度傳感器、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換、I2C總線接口全部集成于一個芯片。7具有可靠的CRC數(shù)據(jù)傳輸校驗功能。9電流消耗低,測量時550μA,平均28μA,休眠時3μA。11具有漏點(diǎn)值計算輸出功能。在電源引腳(VDD,GND)之間須加一個100nF的電容,用于去耦濾波。串行數(shù)據(jù)(DATA),用于三態(tài)門的數(shù)據(jù)讀取,DATA在SCK時鐘下降沿后會發(fā)生狀態(tài)改變,并且在SCK時鐘為上升沿時有效。在微控制器向SHT10進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的過程中,必須要保證數(shù)據(jù)線在時鐘線為高電平段時穩(wěn)定。SHT10在使用時,在數(shù)據(jù)線上用一組“啟動傳輸”的時序來表示初始化數(shù)據(jù)傳輸。后續(xù)的命令包含3個地址(目前支持“000”)和5個命令位,具體命令集見表4。在第9個SCK的時鐘下降沿后,釋放DATA(恢復(fù)為高電平)。此過程大約需要15210ms,分別會對應(yīng)114位的測量。15%的變化?？刂破髟谟|發(fā)SCK時鐘前,必須要等待“數(shù)據(jù)備妥”的信號。uC需要用下拉DATA為低電平,來確認(rèn)每個字節(jié)。而對于8位數(shù)據(jù),首字節(jié)則無意義)。此程序流程包括五個部分,第一部分是主程序,其描述總體結(jié)構(gòu)。第三部分是LCD1602顯示子程序,對LCD1602進(jìn)行初始化,將溫濕度進(jìn)行顯示。第五部分是按鍵輸入電路,用來修改溫濕度上下限值。在Keil工程中編寫程序的時候,為了讓整個工程看起來條理清晰,要按照各個模塊分別新建C文件寫子程序。對于變量也是如此,如果某個變量也在其他C文件中使用,那么要在一個C文件總將它定義為全局變量,即在函數(shù)外面定義。 主要模塊的設(shè)計流程框圖 主程序流程圖 主程序流程圖 SHT10子程序流程圖 SHT10子程序流程圖溫濕度傳感器SHT10使用類似于I2C總線的時序與單片機(jī)通信,由于51單片機(jī)沒有I2C接口,所以需要編寫程序,用單片機(jī)的某兩個I/O口管腳模擬I2C總線的時序,從而與SHT10通信。復(fù)位時序和啟動傳輸時序可通過依次拉低或拉高時鐘線和數(shù)據(jù)線,因而實(shí)現(xiàn)起來比較簡單。寫時序用來發(fā)送控制字,即發(fā)送命令,測量結(jié)束后,發(fā)出讀時序讀回測量數(shù)據(jù)。SHT10讀寫數(shù)據(jù)的規(guī)則是:在時鐘線的下降沿之后數(shù)據(jù)線改變狀態(tài),并在時鐘線的上升沿有效。S0、SSS按下S1,進(jìn)入濕度上限的設(shè)置,再按一下進(jìn)入溫度下線的設(shè)置。設(shè)置好以后,按S4退出設(shè)置。Keil編譯器是目前最流行的單片機(jī)開發(fā)的軟件,它是美國Keil Software公司開發(fā)的C語言開發(fā)系統(tǒng)。Keil C51整合了豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具。 ProteusProteus用來對電路進(jìn)行仿真,它的功能強(qiáng)大,包括單片機(jī)在內(nèi)的眾多元器件都可以仿真。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件,它不僅具有其它EDA軟件的仿真功能,還可以對單片機(jī)及其外圍器件進(jìn)行仿真,是目前在這方面做得最好的EDA工具軟件。Proteus實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計,可以實(shí)現(xiàn)從原理圖繪制和代碼調(diào)試到單片機(jī)與其外圍電路仿真,一鍵切換到印刷電路板的設(shè)計。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。選好元器件后,要對元器件進(jìn)行一個重新的布局,使之看起來很清晰,并且所占面積較小。 為了使仿真圖看起來更整潔,我們部分電路連線選擇連線標(biāo)簽?zāi)Ｊ?以單片機(jī)19引腳為例,將其用線引出,在窗口中輸入X1得到此效果 若要對某個元件或一部分電路做出說明,則單擊任務(wù)欄中的Text Script ,在界面中輸入文字即可。再新建文件,點(diǎn)擊菜單欄中File 下的 new 新建文件,進(jìn)行保存?，F(xiàn)在開始在右邊的主界面編寫C語言程序,編寫完成后為了把程序燒錄到單片機(jī)上,還需要把它轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼,生成hex文件:右擊工程視圖窗口中的Target1,選擇Options for Target “target1”把Output選項卡里面的Create HEX File 前面的勾打上,這樣編譯后會生成機(jī)器碼,如圖所示。如果溫濕度超出了設(shè)定的上下限,將進(jìn)行報警,并啟動溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。當(dāng)溫度不僅回到上下限以內(nèi),而且留有一定裕量后,停止溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。 系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù)系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù)完成情況如下表所示: 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)表實(shí)現(xiàn)功能 結(jié)果 完成程度測量溫度范圍 40~℃ 完成測量溫度誤差 177。% 完成液晶屏顯示 用LCD1602顯示 完成超限報警 用蜂鳴器報警 完成修改上下限 通過獨(dú)立式鍵盤修改 完成輸出控制 通過光耦、繼電器控制 完成 系統(tǒng)功能分析該大棚溫濕度自動控制系統(tǒng)能通過獨(dú)立式鍵盤設(shè)置溫濕度上下限,通過LCD1602顯示溫濕度,并在超限的情況下報警、啟動調(diào)節(jié)設(shè)備。鍵盤的工作方式分兩種,一種是查詢方式,一種是中斷方式。而查詢方式則是在主程序中調(diào)用鍵盤掃描子程序,不管有沒有鍵按下,每次程序循環(huán)中都要一一判斷每個鍵是否按下,故這種方式占用的單片機(jī)的處理時間更多。此外,還應(yīng)注意到的是,當(dāng)溫濕度超限后,要報警并啟動溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。本設(shè)計中的輸出控制子程序中設(shè)置了溫度5℃和濕度5%RH的裕量,這樣當(dāng)溫度上限是30度時,如果超出上限,那么溫度回到30度時停止報警,當(dāng)溫度降到25度以下時才停止制冷設(shè)備的運(yùn)行。7 總結(jié)與體會這次畢業(yè)設(shè)計使我收獲良多,以前偏重于理論知識的學(xué)習(xí),但是做了畢業(yè)設(shè)計才發(fā)現(xiàn)在動手實(shí)踐上的不足,無論是畫電路原理圖、做仿真、做實(shí)物都牽涉到很多自己以前沒有接觸過的內(nèi)容。尤其讓我感受頗多的是使用萬能板焊接實(shí)物。以前焊過PCB板