基于at89c52單片機的自動開關窗設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 內部 上拉電阻 來輸出電流（ IIL）。 P3 口除了作為 普通 的 I/O 口線外，更重要的是它的第二 作用見表 ， P3 口還 可以 接收一些用于 閃速存儲器 編程 和程序 校正檢驗 的 控制信號 。 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入 ) TXD(串行輸出 ) INT0(外 部 中斷 0) INT1(外 部 中斷 1) T0(定時 /計數器 0 外部輸入 ) T1(定時 /計數器 1 外部輸入 ) WR(外部 的 數據 memory 寫選通 ) RD(外部 的 數據 memory 讀選通 ) 表 P3口第二功能表 RST 復位輸入 端口 。 在 振蕩器 進行 工作時， 只要 RST引腳 出現兩個 及以上 機基于單片機的自動開關窗設計 7 器周期 的 高電平 就 將 單片機 復位。 ALE/PROG 當訪問外部 的 程序 memory 或者 數據 memory時， ALE輸出 的 脈沖信號就 用于鎖存地址的低 8 位字節。 通常 情況下， ALE 以時鐘 的 振蕩頻率的 1/6固定的 輸出 脈沖信號，因此它可 用于 對外輸出時鐘 信號 或用于定時。 特別 注意的是：每當 在 訪問 外部數據 memory時將 會 跳過一個 ALE 脈沖。對 閃存 存儲器 編程期間， 這個 引腳 還 被當做 輸入編程 的 脈沖（ PROG）。如 果 有必要，可 以 通過對 SFR區中的 8EH 單元的 D0 位 進行 置位，可禁止 ALE 進行 操作。 這個 位置位 以 后，只有一條 MOVX 指令 和 MOVC 指令才能 夠 將 ALE 啟動 。 另 外， 這個 引腳 會被 稍微 拉高， 在 單片機 執行外部 的 程序時，應 該將 ALE 禁止位 設置 為 無效。 PSEN 程序儲存 使能 （ PSEN）輸出是外部程序 存儲器 的讀選通 脈沖 信號，當AT89C52 由外部 程序 memory取指令（或數據）時， 在一個 機器周期 中 PSEN 有兩次是 有效 的 ，即輸出兩個脈沖 信號 。 與此同時 ，當訪問 外部數據 memory， 就 會 跳過兩次 PSEN 脈沖 信號。 EA/VPP 外部訪問允許。 如果想要 使 CPU 只是 訪問外部 的 程序存儲器 （地址為 0000H— FFFFH）， 那么 EA 端必須 為 低電平（接地）。如 EA 端接 Vcc 端， CPU 就會 執行內部 程序 memory 中的指令。 閃存 存儲器 編程 時，該 引腳 加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程 電壓 Vpp。 XTAL1 振蕩器反相放大器的及內部時鐘發生器的輸入端。 XTAL2 振蕩器反相放大器的輸出端。 在 AT89C52 片 內 memory 中， 80HFFH 的 共 128 個單元 是 SFR 并 不是 所有的地址都被定義，從 80H— FFH 只有一 小 部分 是 被定義 的 ，還有 一部 分 并 沒有 被 定義。對 于那些 沒有 被 定義的單元 進行 讀寫 操作 是無效的， 不僅 讀出的 數據是 不確定 的 ， 而且 寫入的數據也將 被 丟失。這些 地址 單元在將來的 使用 中可能 會有 新的功能，在這種情況下，復位后這些 地址 單元 中數據 總是 為 “0” 。 AT89C52 有 256 個 Bit 的內部 RAM， 80HFFH 高 128 個 Bit與 SFR地址是 相同 的，但物理上它們是 獨立 的。 當一條指令訪問 的地址為 7FH 以上的內部單元時，指令中 所 用 到 的 尋址方式 是 有區別 的，也即尋址方式決定是訪問高 128 字節 RAM 還是訪問 SFR。 定時器 0和定時器 1： AT89C52 的 定時器 0和定時器 1 的工作方式與 AT89C51 相同。 嘉興學院南湖學院畢業 設計 8 步進電機及其驅動 借助單片機 AT89C51實現 對四相步進 電機的 控制時，需要通過 單片機的 I/O端口輸出具有一定時序的方波 信號 作為步進電機的控制信號， 但 如果只是 靠 這個TTL電平 還是不能 直接驅動電機。如果 想用 74LS373對電機進行 驅動 ， 那么 必須 要有 許多寄存器 的配合 才能 夠 驅動 電機 ， 因此考慮 使用 ULN2020芯片 來驅動步進電機。 ULN2020是一種高 電 壓、大電流的達林頓陳 晶體管。每一對達林頓都串聯一個 電阻，在 5V工作電壓下與 TTL和 CMOS電路直接相連，可以直接處理需要標準邏輯緩沖器來處理的數據。 ULN2020的灌電路可達 500mA，并且在關態是能夠承受 50V的電壓，可在高負載電流下并行輸出運行。 電機驅動的關鍵要點就是 準確 控制電機旋轉的角度。 在進行 程序設計時 需 要根據 系統中各 傳感器 檢測 的信息判斷 電機 方向，以 更好的 起動相應的 所需要 轉動方向子程序。正 轉和 反 轉控制程序根據控制脈沖序列 的要求 ，使用相應的系統模型，并確定 是否大幅度轉向， 使 用 改 變脈沖寬度 的方式來調節電機的轉速 。 在應用 程序 的設計中將電機的控制方法 形 成控制模型，并 將該模型用 數據表形式 保存在 程序存儲器中， 這樣程序在使用過程就能 直接使用。 一般都是用邏輯電路來對 步進電機 進行 脈沖控制 ，單片機控制 電機時， 電機的運行方式、方向及轉速 通常可以通過編寫相應的程序 由 I /O口輸出脈沖 信號 來決定。為了能夠提高電機轉動 角度的準確性 ， 采用 減速比為 1: 9 0的 減速齒輪構成的傳動機 構 ，也就是當 角度改變 90176。時，外 部 所 能看到 到的設備才轉動 1176。對四相步進電機驅動的程序設置按八拍工作方式進行設置，按照流程圖分別設置各個子程序，然后根據不同情況分別調用。 圖 電機驅動原理圖 基于單片機的自動開關窗設計 9 DHT11 傳感器 DHT11數字溫濕度傳感器是一款 復合傳感器 。它 利用特殊 的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術， 以保證其 具有 較 高的可靠性與 優異 的長 久 穩定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件 和一個 NTC測溫元件。因此該 傳感器 具有 優良的 品質、響應 速度快 、 較強的 抗干擾能力、 成本低性能好 等優點。 采用 單 總 線 串行接口，使系統變得 簡便而 快捷。超小的體積、極低的功耗， 具有 20米以上的傳輸 能力 ，使其成為 普通的 應用 乃至 最為苛刻的應用 中 最佳 的選擇 。產品 采用 4 針單排 的引腳封裝 形式，在使用中 方便 連接 ，其 管腳如表 。 管腳 名稱 功能 1 VDD 供電 3－ 2 DATA 串行數據，單總線 3 NC 空腳，請懸空 4 GND 接地，電源負極 表 DHT11管腳表 DHT11采用的 電源 為 3－ 。傳感器 在得 電后，要等待 1s 以 達到 穩定 的 狀態。電源（ VDD， GND）之間可 利用 一個 100nF 的電容，用以去耦濾波。 DATA 用于 中央處理器 與 DHT11之間的 信息傳送 和 通訊 ,一次通訊 周期 4ms左右 ,數據 由 小數部分和整數部分 兩部分組成 ,具體 傳送 格式 如下 說明 .操作流程如下 : 一次完整的數據 總長度 為 40字節 ,高位 數據 先出。數據格式 :8字節 濕度整數 部分數據 +8字節 濕度小數 部分 數據 +8字節 溫度整數 部分 數據 +8字節 溫度小數 部分 數據 +8字節的校正檢驗 和 。 正確 的數據它的 校驗和數據等于 “8 字節 濕 度整數 部分數據 +8字節 濕度小數 部分 數據 +8字節 溫度整數 部分 數據 +8字節 溫度小數 部分 數據 ” 的 結果的 最后 8位。 用戶 單片機 發 出 一次 啟動 指令 后 ,DHT11將從 低 耗能狀態變換成 高速 狀態 ,當單片機的 啟動 指令結束后 ,DHT11發送 出 響應信號 ,送出 40字節 的數據 ,并 進行一次信號的 采集 .此 狀態 下 ,DHT11只有在 接收到 啟動 信號 時才會進行 一次溫濕度 的采集 工作 ,如果沒有接收到信號 ,DHT11不會主動進行 數據的 采集 .采集數據后 自動 轉換到低速 狀態 。 MQ2 煙霧傳感器 MQ2 氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率 較低的 SnO2。當嘉興學院南湖學院畢業 設計 10 放置 傳感器環境 的空氣中含有 可燃氣體時，傳感器的 導電率將會跟 隨空氣中 所含有的 可燃氣體濃度的 變化而變化 。這種 氣體 傳感器可 以 測 出 多種 危險 氣體，是一中符合不同場所應用的 成本 低效果理想的 傳感器，其基本測試電路如圖 所示。 圖 煙霧傳感器測試電路圖 該傳感器 的電壓有加熱電壓 （ VH） 和工作電壓 （ VC） 兩部分組成 。其中 VH 用于 對 傳感器 進行加熱使其能夠正 常的工作 。 而 VC 是作用于檢測 與 其 串聯的 外部 電阻（ RL）上的電壓（ VRL）。這種傳感器具有 一定 的極性， VC 只能使用 直流電源 供電 。 為 了使傳感器能的各項性能更好 ，需要選擇恰當的 RL 值。 ADC0832 ADC0832 是一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉換芯片。由于它 具有較小的 體積， 兼容性強， 成本低性能好 而 受到普遍的 歡迎 。學習并使用 ADC0832 可是使我們了解 A/D 轉換器的原理，有助于我們單片機技術水平的提高。 0832 為 8 位分辨率 A/D 轉換芯片，可以適應一般的模擬量轉換 要求。芯片A/D的 轉換時間僅為 32μS， 通過雙輸出數據檢驗 ，以減少 轉換過程中 數據誤差 。它的使能輸入端是獨立的 ，使多 個 器件 的連 接和 中央 處理器 的 控制 更加便捷 。 通常 情況下 ADC0832 有 4根數據線與 單片機的接口 相連接 。 當 ADC0832 處于空閑 時其 CS 輸入端應 該是 高電平 狀態 ， 在這種情況下芯片被禁止使用 ， 其它腳的電平可以任意 。 在將要 進行 A/D 轉換時，須先將 CS 使能端 的電平變為 低 而且要一直維持這種 低電平 狀態等 到轉換完全 才可改變 。 這種狀態下 芯片開始 了模數 轉換工作， 與此 同時由 中央 處理器向 轉換 芯片時鐘輸 入端 CLK 輸入時鐘脈沖， DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功 能選擇的數據信號。在第 1 個時鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號。在第 3 個脈沖下沉之前 DI 端應輸入 2 位數據用于選擇通道功能 。 基于單片機的自動開關窗設計 11 LCD1602 液晶顯示 1602 液晶 顯示 ，它是一種專門用來顯示 簡單數據的 點陣 型液晶模塊。它由若干個 5X7 或者 5X11 等 點陣 字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯 示圖形（用自定義 CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD 是指顯示的內容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個字符液晶模塊（顯示字符和數字）。目前市面上字符液晶絕大多數是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶 ， 管腳如圖 所示。 圖 1602管腳圖 1602 的管腳功能如下 ： 第 1 腳： VSS 為 接地端 。 第 2 腳： VCC 為 +5V 電源 端 。 第 3 腳： V0用來調節對比度 ， 為了更好的顯示字符可以連接一個 10K的滑動變阻器來進行對比度的調節。 第 4 腳： RS=1 是使用數據寄存器， RS=0時就選擇指令寄存器 第 5 腳： RW為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能端 ,高電平（ 1）時讀取信息，負跳變時執行指令。 第 7～ 14 腳： D0～ D7為 8位雙向數據端。 第 15～ 16 腳： 或空腳背景電源 。 15 腳背光正極， 16 腳背光負極。 4 軟件設計 主程序流程圖 本系統的 單片機 使用了 ATMEL公 司的低功耗單片機 STC89C52。主程序中僅完成了系統的初始化和開始的顯示部分，然后就進入待機模式。當產生中斷時， 單嘉興學院南湖學院畢業 設計 12 片機 被喚醒并執行相應的中斷服務子程序，從中斷子程序返回后，系統又進入到待機模式。整個程序的設計使系統在絕大多數時間都處于最低功耗狀態。 整個系統軟件需要對溫度傳感器 DHT1 MQ2 煙霧 傳感器 、窗戶控制系統進行管理。溫度傳感器 DHT11 為數字式溫度傳感器，直接與單片機的串口連接來讀取溫度 ， MQ2 煙霧 傳感器 需要通過 ADC0832 轉換芯片與單片機連接。 以上所有模塊均在主程序中完成初始化過程 ，系 統流程圖如圖 。