基于單片機的空氣濕度檢測系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 C 端。因此可以用查詢方式，測試 EOC 的狀態，即可卻只轉換是否完成，并接著進行數據傳送。c 中斷方式：把表明轉換完成的狀態信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數EOC8路模擬開關IN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0START CLOCK A/D轉換三態鎖存緩沖器地址鎖存與譯碼ADDAADDBADDCALEOEDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0本科生畢業設計（論文）9據傳送。不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉換完成，即可通過指令進行數據傳送。首先送出口地址并以/RD 信號有效時，OE 信號即有效，把轉換數據送上數據總線，供單片機接受。ADC0809 的工作過程是：首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。START 上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動 A／D 轉換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉換正在進行。直到 A／D 轉換完成，EOC 變為高電平，指示 A／D 轉換結束，結果數據已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當 OE 輸入高電平 時，輸出三態門打開，轉換結果的數字量輸出到數據總線上。 ADC0809 與單片機的連接：VCCVCCEA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10AT89C5133PF33PFR1200K R21K22uFIN026 msb21 2122 20IN127 23 1924 18IN228 25 826 15IN31 27 14lsb28 17IN42 EOC 7IN53 ADDA 25IN64 ADDB 24ADDC 23IN75 ALE 22ref()16 ENABLE 9START 6ref(+)12 CLOCK 10ADC0809NOT1 23A4 56BCLK 3D 2SD4CD1Q5Q6A74LS74VCCVCC圖 A/D 轉換器 ADC0809 與單片機 AT89C51 連接示意圖如圖 ，ADC0809 與 AT8951 的連接是三方面的連接：數據總線的連接、地址總線的連接和控制總線的連接。對于 8 位 CPUAT8951，ADC0809 的數據線 D7～D 0可直接連至 CPU 的數據總線。對于 CPU 的地址總線， ADC0809 的通道選擇端口本科生畢業設計（論文）10ADDA，ADDB，ADDC 經過 74LS373 與之相連。ADC0809 的引腳 START 與ALE 接在一起，連到 CPU 的/RD 與片選 CS 經與非門后的輸出端，CPU 在執行OUT 指令時能對 ADC0809 執行寫操作。ADC0809 的引腳 ENABLE 連到 CPU 的/WR 與片選 CS 經與非門后的輸出端， CPU 在執行 IN 指令時能對 ADC0809 執行讀操作。 地址鎖存器地址鎖存器選用 74LS373 芯片。該芯片為三態輸出的 8 D 透明鎖存器，它的輸出端 O0O7 可直接與總線相連。當三態允許控制端 OE 為低電平時，O0O7 為正常邏輯狀態，可用來驅動負載或總線。當 OE 為高電平時，O0O7 呈高阻態，即不驅動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內部的邏輯操作不受影響。當鎖存允許端 LE 為高電平時，O 隨數據 D 而變。當 LE 為低電平時，O 被鎖存在已建立的數據電平。當 LE 端施密特觸發器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。 OC1C111D31Q 22D42Q 53D73Q 64D84Q 95D135Q 126D146Q 157D177Q 168D188Q 1974LS373圖 74LS373 引腳圖74LS373 引出端符號： D0～D7數據輸入端OE三態允許控制端（低電平有效）LE鎖存允許端O0O7輸出端 極限值: 電源電壓 7V 輸出高阻態時高電平電壓 工作環境溫度 ：0~70 ℃ 存儲溫度 ：65~150℃本科生畢業設計（論文）11 濕度采集電路IN026 msb21 2122 20IN127 23 1924 18IN228 25 826 15IN31 27 14lsb28 17IN42 EOC 7IN53 ADDA 25IN64 ADDB 24ADDC 23IN75 ALE 22ref()16 ENABLE 9START 6ref(+)12 CLOCK 10U1ADC0809VCCVCCOC1 C111D31Q 22D42Q 53D73Q 64D84Q 95D135Q 126D146Q 157D177Q 168D188Q 19U474LS373Vcc UoutGNDHIH3610Vcc UoutGNDHIH3610Vcc UoutGNDHIH3610圖 濕度采集系統硬件電路連接圖如圖 ，3 個濕度傳感器 HIH3610 由 VCC 供電后工作，輸出電壓 Uout 分別接在 ADC0809 的 3 個輸入端 IN0~IN3。地址鎖存器 74LS373D0~D8 分別與ADC0809 的 21~27 相連，輸出端 1Q，2Q，7Q 分別與 ADC0809 的 ADD1,ADDB,ADDC 相連，目的是進行地址選擇和地址鎖存，從而分別選取 3 個濕度傳感器的輸出信號，保證數據選取準確。 單片機本次設計選用 AT89C51 單片機。AT89C51 單片機是美國 ATMEL 公司生產的帶 4K 字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓,高性能 CMOS8 位微處理器,俗稱單片機。AT89C2051 是一種帶 2K 字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造,與工業標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。本科生畢業設計（論文）12主要特性：與 MCS51 兼容 4K 字節可編程閃爍存儲器 壽命：1000 寫/擦循環數據保留時間：10 年全靜態工作：0Hz24Hz三級程序存儲器鎖定128*8 位內部 RAM32 可編程 I/O 線兩個 16 位定時器/計數器5 個中斷源 可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路管腳說明：EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10AT89C51圖 AT8951 引腳圖VCC：供電電壓。GND：接地。P0 口：P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口,每腳可吸收 8TTL 門電流。當P1 口的管腳第一次寫 1 時 ,被定義為高阻輸入。P0 能夠用于外部程序數據存儲器,本科生畢業設計（論文）13它可以被定義為數據/地址的第八位。在 FIASH 編程時,P0 口作為原碼輸入口,當FIASH 進行校驗時 ,P0 輸出原碼,此時 P0 外部必須被拉高。P1 口：P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口,P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后,被內部上拉為高,可用作輸入,P1 口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時,P1 口作為第八位地址接收。 P2 口：P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口,P2 口緩沖器可接收,輸出4 個 TTL 門電流 ,當 P2 口被寫“1”時,其管腳被內部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時,P2 口的管腳被外部拉低 ,將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲器進行存取時,P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時,它利用內部上拉優勢,當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時,P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3 口：P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口,可接收輸出 4 個 TTL門電流。當 P3 口寫入“1 ”后,它們被內部上拉為高電平,并用作輸入。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示：口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數據存儲器寫選通） /RD（外部數據存儲器讀選通）P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時,要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在 FLASH 編程期間 ,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時,ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時,將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時, ALE 只本科生畢業設計（論文）14有在執行 MOVX,MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外,該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態 ALE 禁止,置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間,每個機器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數據存儲器時,這兩次有效的/PSEN 信號將不出現。/EA/VPP：當/EA 保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH）,不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時,/EA 將內部鎖定為RESET。當/EA 端保持高電平時,此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間,此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP） 。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件,XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發器,因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求,但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。芯片擦除：整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合,并保持ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中,代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節被重復編程以前,該操作必須被執行。 此外,AT89C51 設有穩態邏輯,可以在低到零頻率的條件下靜態邏輯,支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下,CPU 停止工作。但 RAM,定時器,計數器,串口和中斷系統仍在工作。在掉電模式下,保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器,禁止所用其他芯片功能,直到下一個硬件復位為止。 時鐘電路 時鐘芯片功能介紹：時鐘芯片選擇 DS12B887，它滿足設計需要。它的主要特點有：可作為 IBM AT 計算機的時鐘日歷與 MC14681B 和 DS1287 的管腳兼容在沒有外部電源的情況下可工作 10 年自帶晶體振蕩器及電池本科生畢業設計（論文）151