基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統設計_畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ? P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個漏極開路的 8 位雙向 I/O 口。作為輸出端口，每個引腳能驅動 8 個 TTL 負載，對端口 P0 寫入 “1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數據存儲器時， P0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位數據的復用總線。此時， P0 口內部上拉電阻有效。在 Flash ROM 編程時， P0 端口接收指令字節；而在校驗程序時，則輸出指令字節。驗證時，要求外接上拉電阻。 ? P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P1 的輸出緩沖器可驅動（吸收或者輸出電 流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫入 1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時可用作輸入口。 P1 口作輸入口使用時，因為有內部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流 (I/L )。 此外， 和 分別作定時器 /計數器 2 的外部計數輸入（ ）和時器 /計數器 2 的觸發輸入（ ），具體如下表所示。 在 flash 編程和校驗時， p1 口接收低 8 位地址字節。 引腳號第二功能： t2（定時器 /計數器 t2 的外部計數輸入），時鐘輸出 t2ex（定時器 /計數器 t2 的捕捉 /重載觸發信號和方向控制） mosi（在線系統編程用） miso（在線系統編程用） sck（在線系統編程用） ? P2 端口（ ～ ， 21～ 28 引腳）： P2 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P2 的輸出緩沖器可以驅動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 邏輯電平輸入。對 p2 端口寫入 1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。 P2 作為輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 在訪問外部程序存 儲器和 16位地址的外部數據存儲器（如執行 “MOVX @DPTR”指令）時， P2 送出高 8 位地址。在訪問 8 位地址的外部數據存儲器（如執行 “MOVX @R1”指令）華科學院本科畢業設計（論文） 11 時， P2 口引腳上的內容（就是專用寄存器（ SFR）區中的 P2 寄存器的內容），在整個訪問期間不會改變。在對 Flash ROM 編程和程序校驗期間， P2 也接收高位地址和一些控制信號。 ? P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P3 的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對 p3 端口寫入 “1”時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 P3 做輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流 (I/L )。 p3 口亦作為 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 編程和校驗時， p3 口也接收一些控制信號。 引腳號第二功能： 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 /計數器 0) t1(定時 /計數器 1) wr(外部數據存儲器寫選通 ) rd(外部數據存儲器讀選通 ) ? RST——復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳出現兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。 ? ALE/PROG——當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 ? 對 flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 ? 如有 必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區中的 8eh 單元的 d0 位置位，可禁止 ALE操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統設計 12 會被微弱拉高，單片機執行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效。 ? PSEN——程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 STC89C52由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數據存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 ? EA/VPP——外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地 址為 0000hffffh），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 lb1 被編程，復位時內部會鎖存 ea 端狀態。 ? 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU 則執行內部程序存儲器的指令。 ? flash 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。 2)、 STC89C52 主要功能如下表所示 表 STC89C52 的主要功能特性 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統 8K 可反復擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設置睡眠和喚醒功能 2. DS1302 時鐘電路 本電路采用 DS1302 時鐘芯片， DS1302 主要特點是采用串行數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。采用普通的 32768Hz 晶振，兩個電源 Vcc1 及 Vcc2 接電源 VDD，這樣如果沒有交流電的供電也可以由可充電電池供電，起了掉電保護，防止 數據丟失。 2 腳 X1（晶振引腳）及 3 腳 X2（晶振引腳）接 32768Hz 的晶振， DS1302 的 7 腳 CLK（串行時鐘輸入引腳）與單片機的 相連， 6 腳 I/O（數據輸入輸出引腳）與單片機的 相連， 5 腳 RET（復位引腳）與單片機的 相連。 DS1302 與單片機的連接僅需要 3 條線： CE 引腳、 SCLK 串行時鐘引腳、 I/O 串行數據引腳，華科學院本科畢業設計（論文） 13 Vcc2 為備用電源，外接 晶振，為芯片提供計時脈沖。 X12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U1DS1302VCC12Y112P2Header 2batterbatterSCLKCS1302電池 圖 時鐘電路原理圖 現在流行的串行時鐘電路很多，如 DS130 DS130 PCF8485 等。這些電路的接口簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛地采用。本文介紹的實時時鐘電路 DS1302 是美國DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路。 它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或 RAM 數據。DS1302 內部有一個 318 的用于臨時性存放數據的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升級產品，與 DS1202 兼容，但 增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。它可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。采用普通 晶振。 ? 1） 、 DS1302 芯片的引腳說明 圖 DS1302 芯片的引腳圖 林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統設計 14 Vcc1 、 VCC2（ 1） ： 其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續運行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當 Vcc2大于 Vcc1+ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。當 Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 X X2（ 3） ： X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST（ 5） ： RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節或多字節數據的傳送手段。當 RST 為高電平時，所有的數據傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數據傳送， I/O 引腳變為高阻態。上電運行時，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 I/O (6) ： 串行數據輸入輸出端 (雙向 )。 SCLK(7) ： 時鐘輸入端。 ? 2） 、 DS1302 芯片的工作原理 ① DS1302 的控制字節 DS1302 的控制字如圖 所示。控制字節的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數據寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數據，為 1 表示存取 RAM 數據 。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進行寫操作， 位 1 表示進行讀操作，控制字節總是從最低 位開始輸出。 圖 DS1302 的控制字節 ② 數據輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數據被寫入 DS1302，數據輸入從低位即位 0 開始。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數據，讀出數據時從低位 0 位到高位 7。 ③ DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關，存放數據為 BCD 碼形式 ,其日歷、時間寄存器及其控制字見表 。 華科學院本科畢業設計（論文） 15 表 DS1302 的日歷、時間寄存器及其控制字 寄存器名 命令字 取值范圍 各位內容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分鐘寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時寄存器 84H 85H 0112 或 0023 12/24 0 10/AP HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 IQM MONTH 周日寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發寄存器及與 RAM相關的寄存器等。時鐘突發寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內容。DS1302 與 RAM 相關的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態為一個 8 位的字節，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數為讀操作，偶數為寫操作；另一類為突發方式下的 RAM 寄存器 ，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 ④ DS1302 與 CPU 的連接 DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、 I/O(6)、 RST(5)。實際上，在調試程序時可以不加電容器，只加一個 的晶振即可。只是選擇晶振時，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入 DS18B20，同時顯示實時溫度。只要占用CPU 一個口線即可。 DS1302 存在時鐘精度不高，易受環境影響，出現時鐘混亂等缺點。 DS1302 可以用于數據記錄，特 別是對某些具有特殊意義的數據點的記錄，能實現數據與出現該數據的時間同時記錄。這種記錄對長時間的連續測控系統結果的分析及對異常數據出現的原因的查找具有重要意義。傳統的數據記錄方式是隔時采樣或定時采樣，沒有具體的時間記錄，因此，只能記錄數據而無法準確記錄其出現的時間；若采用單片機計時，一方面需要采用計數器，占用硬件資源，另一方面需要設置中斷、查詢等，同樣耗費單片機的資源，而且，某些測林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統設計 16 控系統可能不允許。但是，如果在系統中采用時鐘芯片 DS1302，則能很好地解決這個問題。 3. 復位電路 單片機最小應用系統中復位電 路使 CPU 和系統中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態下，并從這個狀態開始工作，無論是在控制系