【正文】 才能夠方便而又準(zhǔn)確的把單片機(jī)和外設(shè)有機(jī)的連接起來(lái)，從而能形成一個(gè)測(cè)控系統(tǒng)，目前異步串口通信標(biāo)準(zhǔn)有 RS 一23 RS 一 42 RS 一 485 標(biāo)準(zhǔn)。 其中， RS 一 232 是 PC 機(jī)與通信工業(yè)中使用最早的一種串行接口標(biāo)準(zhǔn)。在短距離、較低波特率串行通信中得到了廣泛應(yīng)用 。要讓 單片機(jī)和 PC 機(jī)通過(guò)串口進(jìn)行通信， 需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，因?yàn)?盡管單片機(jī)有串行通信的功能，但單片機(jī)提供的 TTL 電平和 RS232的 電平 不一樣 。 TTL 電平中，電壓小于 為低電平，高于 為高電平；而 RS232電平是負(fù)邏輯電平，電壓在 3V~15V 時(shí)為高電平，電壓在 3V~15V 時(shí)為低電平， 因此要通過(guò) MAX232 這種 電平轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行 轉(zhuǎn)換。 MAX232 是 MAXIM 公司專為 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5V 電源供電。適用于終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備間的接口，對(duì)于雙向通信，只需要使用串行輸入 RXD（引腳 2），串行輸出 TXD（引腳 3）和地線 GND（引腳 5）。 其電路連接如圖 所示； 第 15 頁(yè) 圖 串口通信電路 MAX232 芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器，能夠把輸入的 +5V 電壓變換為 RS232輸出電平所需的 +10V 電壓，采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)值需要接 +5V 電壓即可。 MAX232 芯片中有兩組電平轉(zhuǎn)換的引腳，我們這里只需使用其中一組。打頭 的字母“ T”表示 TTL 電平，“ R”表示 RS232 電平。 R1IN 和 R2IN 表示輸入 RS232 電平，因此與電腦的串口相連； T1IN 和 T2IN 表示輸入 TTL 電平，因此與單片機(jī)相連。所以，引腳 T1IN、 T2IN、 R1OUT、 R2OUT為接 TTL∕ CMOS 電平的引腳，引腳 T1OUT、 T2OUT、R1IN、 R2IN 為接 RS232 電平的引腳。 MAX232 芯片專門(mén)為電腦的 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路 ,使用 +5v 單電源供電。 MAX232 就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的 ,該器件包含 2 驅(qū)動(dòng)器、 2 接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 EIA/TIA232E 電平?？梢苑謩e接單片機(jī)的串行通信口 。 MAX232 是一種雙組驅(qū)動(dòng)器 /接收器，片內(nèi)含有一個(gè)電容性電壓發(fā)生器以便在單 5V 電源供電時(shí)提供EIA/TIA232E 電平。 元件清單 本次設(shè)計(jì)需要用到的元器件如下表所示： 第 16 頁(yè) 表 所需元件列表 元件 型號(hào) 個(gè)數(shù) 單片機(jī) STC89C52RC 1 顯示屏 LCD1602 1 溫濕度傳感器 SHT10 1 芯片底座 DIP40 1 光耦 TLP5214 1 排針 10 針 10 杜邦線 20 二極管 1N4007 4 三極管 9012 1 三極管 9013 4 電阻 10K 2 電阻 9 電阻 1K 1 電阻 470 4 電位器 15K 1 瓷片電容 1uF 5 瓷片電容 1 點(diǎn)解電容 10uF 1 瓷片電容 30pF 2 電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 1 串口母頭 DB9 1 電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 1 USB 母座 1 晶振 12MHz 1 自鎖開(kāi)關(guān) 6*6*5 1 按鍵開(kāi)關(guān) 6*6*5 6 蜂鳴器 1 繼電器 SRD 一 05VDC 一 SLC 4 第 17 頁(yè) 關(guān)鍵器件的介紹 STC89C52RC STC89C52RC 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(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇。 ① STC89C52RC 的主要性能參數(shù) （ 1） 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼 與 傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)是兼容的。 （ 2） 通用 I/O 口（ 32 個(gè)） ： P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻 ，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。 （ 3） ISP（ 在線 編程） /IAP（在應(yīng)用可編程） ： 可 通過(guò)串口 下載程序， 不需要使用專門(mén)的下載器 ， 非常方便快捷。 （ 4）內(nèi)含 8KB 的程序存儲(chǔ)器， 1000 次寫(xiě)∕擦寫(xiě)周期； （ 5）內(nèi)含 512 字節(jié)的 RAM； （ 6） 32 個(gè)可編程 I/O 口線； （ 7） 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 即定時(shí)器 T0、 T T2 （ 8） 6 個(gè)中斷源、 5 個(gè)中斷矢量、 2 級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)； （ 9）具有一個(gè)全雙工 UART 串行通道； （ 10）掉電模式和低功耗空閑； ② STC89C52RC 主要引腳功能 STC89C52RC 的管腳 排列如圖 2 一 2 所示： 第 18 頁(yè) 圖 STC89C52RC 引腳圖 P0 口（ ~）： P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位雙向 I/O 口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載，對(duì)端口 P0 寫(xiě)入每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)寫(xiě)入 “1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) 在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 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。在 進(jìn)行 程序 校驗(yàn)的 時(shí) 候 ，輸出指令字節(jié) ；而 在 Flash ROM 編程時(shí) ，接收指令字節(jié)。 P1 口（ ~）： P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個(gè) 8 位雙向 I/O 口 ，內(nèi)部已經(jīng)自帶有一個(gè)幾十 K 的上拉電阻 。對(duì)端口寫(xiě)入 “ 1” 時(shí)， 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(shí)候可以作為輸入口使用 ， 此時(shí)， 因?yàn)閮?nèi)部 自帶 上拉電阻， 所以 被 第 19 頁(yè) 外部 器件 拉低 電壓 的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén) 。 P2 口 (~)： P2 和 P1 一樣，是一個(gè) 8 位雙向 I/O 口，內(nèi)部自帶上拉電阻。端口進(jìn)行寫(xiě)“ 1”時(shí)，該管腳被懸空，由內(nèi)部自帶 的上拉電阻將電平拉到高電平。當(dāng)它被當(dāng)作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部自帶上拉電阻，該引腳在被外部元器件拉低電平的時(shí)侯會(huì)有電流輸出。在對(duì)程序存儲(chǔ)器（ ROM）或 16 位的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口會(huì)送出一個(gè)高 8 位地址數(shù)據(jù)。在進(jìn)行訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)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(gè)訪問(wèn)期間不改變。它的輸出緩沖級(jí)可以驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén) P3 口（ ~）： P3 口，和 P P2 一樣，是一個(gè) 8 位雙向 I/0 口，內(nèi)部自帶弱上拉。對(duì) P3 口進(jìn)行寫(xiě)入“ l”時(shí) ，被內(nèi)部的上拉電阻拉高且可以作為一個(gè)輸入端口。作輸入端口時(shí)，被外部元器件拉低電平的 P3 口將通過(guò)上拉電阻提供電流。 P3 口除了作為一個(gè)一般的 I/0 口線外，它的第二功能有更重要的用途。 P3 口輸出緩沖級(jí)可用來(lái)驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)。 RST：復(fù)位輸入端。在震蕩期穩(wěn)定有效運(yùn)行情況下， RST 端維持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，便可復(fù)位器件。 ∕ PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。低電平有效，在片外程序存儲(chǔ)器取指期間，當(dāng)∕ PSEN 有效時(shí)，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容將會(huì)被送至 P0 口，在訪問(wèn)外部 RAM 時(shí)，∕ PSEN無(wú)效。 ∕ EA∕ VPP：當(dāng)∕ EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部存儲(chǔ)器（ 0000H~FFFH），不論是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 VCC：電源電壓。 XTALI：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸入端。使用外部振蕩器時(shí)，連接外部石英晶體和微調(diào)電容。 XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸出端。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，外部接石英晶體和微調(diào)電容。 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。 SHT10 溫濕度傳感器 品質(zhì)卓越 ，具有很明顯的優(yōu)點(diǎn)，如 抗干擾能力強(qiáng) 、反應(yīng)快等 。 傳感器在一塊微型電路板上集成了信號(hào)處理電路和傳感元件，由于自帶 ADC，所以輸出數(shù)字信號(hào) 。傳感器采用 瑞士 Sensirion 公司持有 專利的CMOSens174。 技術(shù)， 因此 有極高的穩(wěn)定性 、準(zhǔn)確性、靠性性 。 SHT10 包 含 一個(gè)電容性聚 第 20 頁(yè) 合體濕敏 器 件、一個(gè) 基于 能隙材料的 溫度測(cè)量 元件 。 SHT10 可以用來(lái)測(cè)量相對(duì)濕度、溫度和露點(diǎn)等參數(shù)。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(cè)、通風(fēng)及空調(diào)設(shè)備等領(lǐng)域。 SHT10 的主要性能參數(shù)如下： (1)采用兩線制數(shù)字接口，類似于 I2C 總線的時(shí)序； (2)測(cè)量溫濕度的范圍廣。濕度測(cè)量范圍為 0～ 100%RH，溫度測(cè)量范圍為 40～℃； (3)測(cè)量精度較高，溫度的測(cè)量誤差為177。 ℃，濕度的測(cè)量誤差為177。 %RH； (4)濕度值分辨率為 14 位，溫度值輸出分辨率為 12 位，并可以變成 12 位和 8 位； (5)將溫濕度傳感器、信號(hào)放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換、 I178。C 總線接口全部集成于一個(gè)芯片； (6)小體積，可表面貼裝； (7)具有可靠的 CRC 數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)功能； (8)片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)系數(shù)可保證 100%互換性； (9)電流消耗低，測(cè)量時(shí) 550181。A,平均 28181。A，休眠時(shí) 3181。A； (10)可給出全校準(zhǔn)相對(duì)濕度計(jì)溫度值輸出； (11)具有漏點(diǎn)值計(jì)算輸出功能； 電源引腳（ VDD）， SHT10 的供電電壓為 ~，這里選擇 5V；在電源引腳（ VDD，GND）之間須加一個(gè) 100nF 的電容，用于去耦濾波。 （ 串行輸入（ SCK），用于微處理器與 SHT10 之間的同步通信；串行數(shù)據(jù)（ DATA），用于三態(tài)門(mén)的數(shù)據(jù)讀取， DATA 在SCK 時(shí)鐘下降沿后會(huì)發(fā)生狀態(tài)改變，并且在 SCK 時(shí)鐘為上升沿時(shí)有效。也就是微控制器可在 SCK 為高電平段去讀取有效的數(shù)據(jù)。在微控制器向 SHT10 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的過(guò)程中，必須要保證數(shù)據(jù)線在時(shí)鐘線為高電平段時(shí)穩(wěn)定。為了避免發(fā)生 信號(hào)沖突，微控制器僅僅把數(shù)據(jù)線拉低，在需輸出高電平時(shí)，微控制器會(huì)將引腳置成高阻態(tài)，由外部上拉電阻把信號(hào)拉為高電平，這里選擇 10KΩ。 SHT10 在使用時(shí)，在數(shù)據(jù)線上用一組“啟動(dòng)傳輸”的時(shí)序來(lái)表示初始化數(shù)據(jù)傳輸。包括：當(dāng) SCK 時(shí)鐘為高電平的時(shí)侯， DATA 翻轉(zhuǎn)至低電平，緊接著 SCK 變成低電平，隨后在 SCK 時(shí)鐘為高電平的時(shí)侯 DATA 翻轉(zhuǎn)為高電平。后續(xù)的命令包含 3 個(gè)地址（目前支持“ 000”）和 5 個(gè)命令位，具體命令集見(jiàn)表 4。 SHT10 會(huì)用下述來(lái)方式表示已經(jīng)正確接受到了指令：在第 8 個(gè) SCK 的時(shí)鐘下降沿后，將 DATA 下拉 至低電平（ ACK 位）；在第 9 個(gè) SCK 的時(shí)鐘下降沿后，釋放 DATA（恢復(fù)為高電平）。 第 21 頁(yè) 表 32 SHT10 的命令集 根據(jù)上表的命令集， SHT10 測(cè)量時(shí)，發(fā)布測(cè)量命令（‘ 00000101’表