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1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者： PanHongliang仅供个人学习基于 AT89S52单片机的温湿度检测系统设计摘要随着人们的生活及其生产水平的不断提高，对生活环境和生产环境的要求可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就显的尤为重要 , 温湿度的把握就是一个典型的例子，因此温湿度检测系统就是现代生产生活中应运而生的一种智能、快捷、便利牢靠的检测系统，特殊是在 工业生产中假如检测得不精确就会发生许多的生产事故。如化工生产中对温度 的检测不当就会导致生产效率的降低和产品质量的下降。而现在所使用的温湿 度检测系统通常都是精度为 1或 0.1 的
2、水银、煤油或酒精温度计进行的温度检测和用传统的物理模拟量的方法进行的湿度检测。这些温湿度检测计的刻度 间隔通常都很密，不简洁精确辨论，读数困难，而且他们的热容量仍比较大， 达到热平稳所需的时间较长，因此很难读准，并且使用特殊不便利。要为现代人工作、科研、生活供应更好的更便利的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化把握，智能化把握方向进展。本设计是以单片机（ AT89C51）为核心，协作温度传感器（AD590）和湿度传感器 HIH-3610 ，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接收所测环境的温度和湿度信号，检测人员可以通过数码管显示的数据，实时监控环境的温度和湿度情形。全部的测量操作都可
3、以通过主机把握软件来实现，温度和湿度传感器得到的测量信号，经电路转换为电信号，然后通过确定的放大经过芯片TLC549A/D转换送到单片机进行数据处理，经软件分析处理后送显示装置。本系统包括系统硬件和软件设计, 牢靠性高，结构简洁，实现了对温湿度的自动调剂。系统仍应用RS232 与上位机相连接，可以设置自动记录温度、湿度的相关的参数，也可以设置每隔确定的时间自动记录，可用在气象的观看方面。关键词： AT89S52单片机，温度传感器，湿度传感器， A/D 转换，LED显示目录第 1 章概述 31.1 课题的争论背景 31.2 温湿度检测的进展状况以及存在的问题31.3 本课程设计的主要内容 4第
4、2 章系统总体方案设计 62.1 温度传感器 6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.1.1 温度传感器主要特性 62.1.2 AD590 的工作原理 6 2.1.3电路设计 72.2 湿度传感器 82.2.1 湿度传感器主要特性 82.3 A/D 转换器 102.3.1 A/D转换器主要特性 102.3.2 TLC549 工作原理 112.4 单片机 AT89S52122.4.1 AT89S52 主要特性 12第 3 章系统的硬件设计和连接 153.1 主控模块 153.2 现实模块 153.3 A/D 转换模块 163.4 温度和湿度模块 163.4.1 温度信号采集的设计
5、163.4.2 湿度信号采集的设计 173.5 继电器把握电路 173.6 TLC549 与 AT89S52的接口电路设计 183.7 键盘设计 193.8 输出驱动的设计 193.9 与上位机相连电路的设计 203.10 电源电路的设计 213.11 报警电路设计 21第 4 章系统软件方案的设计 224.1 程序流程图 224.1.1 温湿度主程序流程图 234.1.2 报警器流程图 23 4.1.3A/D 转换子程序流程图 23可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.1.4 键盘中断流程图 244.2 程度清单 244.2.1 温度采集初始化程序 244.2.2 湿度采集初始
6、化程序 254.2.3 显示电路程序 254.2.4 制沟通蜂鸣器发声程序 264.3 上位机软件设计 274.3.1 系统进入界面程序 274.3.2 实时显示界面 284.3.3 历史数据界面 29第 5 章总结与展望 31参考文献 32第 1 章 概述1.1 课题的争论背景工业生产中有些场合需要使用精密的机台设备，这些设备的精密度高、价格高，因此为了保证产品的质量及机台的使用寿命，对其环境的要求也很高，特殊的是对温度、湿度的把握。例如在我工作的生产发光二极管LED 的工业现场，前面的两道工序固晶片和焊线要求的精度特殊高，晶片必需固到碗杯的中 心点，偏差不行超过 1/5晶片的宽度，且对胶量
7、的把握也有严格的要求，只有这道工序做好了，下一个工序焊线才会顺当，否就焊线将会显现许多反常，不 仅会降低产量也会造成质量问题，因此要求每三个小时记录一次室内的温湿度，且要保证其温度在18-23 之间，湿度不行超过60%。随着信息产业的进展及工业化的进步 , 温度和湿度不仅仅表现在以上几个方面直接或间接影响着人类基本生活条件,仍表现在对工生物制品、医药卫生、科学争论、国防建设等方面的影响。针对以上情形，研制牢靠且有用的温湿度 把握器显得特殊重要。常用温湿度传感器的非线性输出及一样性较差，使温湿 度的测量方法和手段相对较复杂，且给电路的调试带来很大的困难。传统的温可编辑资料 - - - 欢迎下载精
8、品名师归纳总结湿度测量多接受模拟小信号传感器，不仅信号调理电路复杂，且温湿度值的标定过程也极其复杂，并需要使用昂贵的标定仪器设备。因此对于温湿度把握器的设计有着很大的现实生产意义。本文设计的是基于单片机AT89S52 的温湿度检测和把握系统，主要以广泛应用的 AD590和 HIH-3610 作为温度和湿度的检测，该仪器具有测量精度高、硬件电路简洁、并能很好的进行显示，可测试不同环境温湿度的特点。另外和控 制电路相连，可以进行加湿电路和除湿电路的把握，使温度和湿度参数在预先设定的范畴内，不需要人的直接参与。本系统仍通过RS232 和上位机相连，可以设置每隔确定的时间进行温度和湿度的采集，上传到上
9、位机，以供查询。1.2 温湿度检测的进展状况以及存在的问题传统的温度和湿度检测系统主要有以下几种：（1） 水汽压（ e）：是水汽在大气总压力中的分压力。它表示了空气中水汽的确定含量的大小，以毫巴为单位。（2） 相对湿度（ rh ）：湿空气中实际水汽压 e 与同温度下饱和水汽压E 的百分比，相对湿度的大小能直接表示空气距离饱和的相对程度。空气完全干燥时，相对湿度为零。相对湿度越小，表示当时空气越干燥。当相对湿度接近于100%时，表示空气很潮湿，越接近于饱和。（3） 露点（或霜点）温度：指空气在水汽含量和气压都不转变的条件下， 冷却到饱和时的温度。（4） 干湿球温度表：用一对并列装置的、形状完全相
10、同的温度表，一支测气温，称干球温度表，另一支包有保持浸透蒸馏水的脱脂纱布，称湿球温度 表。（5） 发湿度表（计）：利用脱脂人发（或牛的肠衣）具有空气潮湿时伸长，干燥时缩短的特性，制成毛发湿度表或湿度自记仪器，它的测湿精度较差，毛发湿度表通常在气温低于 -10 时使用。（6） 电阻式湿度片：利用吸湿膜片随湿度变化转变其电阻值的原理，常用的有碳膜湿敏电阻和氯化锂湿度片两种。前者用高分子聚合物和导电材料碳 黑，加上粘合剂配成确定比例的胶状液体，涂覆到基片上组成的电阻片。后者可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结是在基片上涂上一层氯化锂酒精溶液，当空气湿度变化时，氯化锂溶液浓度随之转变从而也
11、转变了测湿膜片的电阻。（7） 薄膜湿敏电容：是以高分子聚合物为介质的电容器，因吸取（或释放）水汽而转变电容值。它制作精致，性能优良，常用在探空仪和遥测中。随着智能检测系统的飞速进展，基于单片机的温湿度检测系统将多传感器系统结合在一起。如何把多传感器集中于一个检测把握系统，综合利用来自多传感器的信息，获得对被测对象的牢靠明白和说明，以利于系统做出正确的响应、决策和把握，是智能检测把握系统中需要解决的首要问题。在温湿度要求严格的场合，利用多传感技术可以提高系统的牢靠性和精度，亦可以提高系统的时间空间的掩盖范畴。1.3 本课程设计的主要内容单片机是系统的把握核心，所以单片机的性能关系到整个系统的好坏
12、。因此单片机的选择，对所设计系统的实现以及功能的扩展有着很大的影响。单片机种类许多，在众多 51 系列单片机中，较为常用的是ATMEL公司的 AT89C51 和 AT89S52单片机， AT89C51片内 4KROM是 Flash 工艺的，使用专用的编程器 自己就可以随时对单片机进行电擦除和改写，片内有128 字节的RAM。而 AT89S52含有在系统可编程的 Flash 储备器，片内有 8K 闪存， RAM的容量也较AT89C51 大，为 256 字节。明显这种单片机优点更多，开发时间也大为缩短。因此，在本次设计中选用了 ATMEL公司的 AT89S52单片机。温湿度信号的采集为模拟信号，而
13、单片机接收的为数字信号，因此需要进行 A/D 转换，在需要进行多路 A/D 转换时，目前常接受多通道A/D 转换器，如ADC080、9 AD574等。这些转换器多为 8 通道，电路较为复杂。假如只需完成单个通道 8 位转换，且速度要求不高时，接受 TLC549是一种较好的选择， TLC549是单通道的 A/D 转换芯片， 8 位开关电容型逐次靠近模数转换器，它具有三个把握输入端，接受简洁的 3 线串行接口可便利的与微处理器进行连接，且价格适中，是作为 A/D 转换的正确选择器件之一。键盘接口电路较为简洁，而显示部分有两种方案供选择：一种为 LCD，一种为 LED。LCD液晶显示的像素单元是整合
14、在同一块液晶版当中分隔出来的小方可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结格。通过数码把握这些微小的方格进行显像。显示特殊细腻但是造价很高。而LED 数码显示中每一个像素单元就是一个发光二极管，假如是单色，一般是红色发光二极管。假如是彩色，一般是三个三原色小二极管组成的一个大二极 管。这些二极管组成的矩阵由数码把握实时显示文字或图象，造价相对低廉， 显示成效也较好。由于单片机工作现场存在着各种干扰，为保证系统的牢靠工作，本设计选择了常用的看门狗芯片X5045，以实现对单片机的复位，监控等功能。软件程序的设计也考虑了抗干扰措施。本设计中，最终选用的集成温度传感器AD590 是美国模拟器件公
15、司生产的集成两端感温电流源，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。湿度传感器是接受了 HIH-3610 相对湿度传感器它是一种热固聚脂电容式传感器。采集到的湿度信号再配以进行适当的放大，经过A/D 转换送至单片机，实现湿度的显示与把握。系统主要由以上元器件组成，通过硬件电路和软件程序的设计，实现系统的基本功能。第 2 章 系统总体方案设计本设计是基于单片机对数字信号的高敏捷和可控性、温湿度传感器可以产 生模拟信号，和 A/D 模拟数字转换芯片的性能，此设计以AT89S52基本系统为核心的一套检测系统，其中包括A/D 转换、单片机、复位电路、温度检测、湿度检测、键盘及显示、报警电路、系统软件等部
16、分的设计。系统总体方框图如图 2.1 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AD590温度检测HIH-3610 湿度检测及信号放大芯片 TLC549A/D 转换芯片 TLC549A/D 转换单片机AT89S52串行口LED 显示报警电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2.1系统总体框图本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的：(1) 信号采集由 AD590、HIH-3610 及多路开关 CD4051组成。(2) 信号分析由A/D转换器 TLC549芯片、单片机 AT89S52基本系统组成。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(3) 信号显示
17、由串行口 LED显示器和报警电路组成。2.1 温度传感器集成温度传感器 AD590是美国模拟器件公司生产的集成两端感温电流源。AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。2.1.1 温度传感器主要特性流过器件的电流 A 等于器件所处环境的热力学温度 开尔文 度数： Ir/T=1 ，式中， Ir 流过器件 AD590的电流，单位为 A。 T热力学温度， 单位为 K。AD590 的测温范畴为 - 55+150。 AD590 的电源电压范畴为4 30V，可以承担 44V 正向电压和 20V 反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏。输出电阻为 710m。精度高， AD590 在
18、- 55+150范畴内，非线性误差仅为 0.3 。2.1.2 AD590 的工作原理AD590 温度感测器是一种已经IC 化的温度感测器，它会将温度转换为电流。其规格如下：温度每增加1，它会增加 1 A 输出电流。可量测范畴 - 55至 150。供应电压范畴 +4V 至 30V。AD590 的接脚图及零件符号如图 2.2 所示：图 2.2 AD590的接脚图及零件符号AD590的输出电流是以确定温度零度 -273 为基准，每增加 1，它会增加 1A 输出电流，因此在室温 25时，其输出电流Io=273+25=298 A。Vo 的值为 Io乘上 10K，以室温 25而言，输出值为 2.98V10
19、K 298A 。量测Vo时，不行分出任何电流，否就量测值会不准。2.1.3 电路设计AD590 的输出电流 I=273+T AT 为摄氏温度 ，因此量测的电压 V 为273+T A 10K=2.73+T/100V 。为了将电压量测出来又需使输出电流 I 不分流出来，我们使用电压追随器其输出电压 V2 等于输入电压 V。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于一般电源供应较多零件之后，电源是带噪声的，因此我们使用齐纳二极管作为稳压零件，再利用可变电阻分压，其输出电压 V1 需调整至 2.73V。接下来我们使用差动放大器其输出 Vo 为（ 100K/10K）（ V2-V1 ）=T/10
20、 ，假如现在为摄氏 28，输出电压为 2.8V，输出电压接 A/D 转换器，那么 A/D 转换输出的数字量就和摄氏温度成线形比例关系。AD590温度传感器使用原理如图 2.3 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2.3 AD590理图+12V10K- OP1+12V-5VV120K100K-+12V温度传感器使用原可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.2 湿度+12V- OP2+12V20KOP3+-5VV0传感器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结本设 计V2+10中0K接受 相对 湿度 传感 器 HIH-可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归
21、纳总结3610 。 HIH-10K-5V3610 是美国 Honeywell公司生可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结产 的 相 对 湿度传感器，该传感器接受热固聚酯电容式传感头，同时在内部集成了信号处理功能电路，因此该传感器可完成将相对湿度值变换成电容值，再将电容值转换 成线性电压输出的任务，同时该传感器仍具有精度高、响应快、高稳固性、低 温漂、抗化学腐蚀性能强及互换性好等优点。图 2.4湿度传感器 HIH-3610 外观图2.2.1 主要特性（1）热固性聚合物电容传感器，带集成信号处理电路。（ 2）3 针可焊塑封。（ 3）宽量程： 0100%RH非凝结，宽工作温度范畴 4085
22、。（ 4）高精度： 2%R，H 极好的线形输出。（ 5）5VDC恒压供电， 0.8-3.9VDC 放大线形电压输出。（ 6）低功耗设计 200A驱动电流。（ 7）激光修正互换性。（ 8）快速响应 5 秒 慢流淌的空气中。（ 9）稳固性好 , 低温飘, 抗化学腐蚀性能。图 2.5 HIH-3610电压与湿度特性曲线测量范畴测量精度电源电压电源电流输出范畴或工作温度主要特点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结/ %RH/ %RH/ VA输出形式范畴/ 0100+2/-245.82000.8V3.9V-40+85线性电压输出线，性能最好，抗污染才能最强表 1 HIH-3610主要技术指标
23、由输出电压与相对湿度关系曲线可得出如下结论：（1） HIH-3610 在供电电压为 5V 时，其消耗电流仅为200A，故 HIH- 3610 湿度传感器对电源没有功率方面的要求，为低功耗产品的设计供应更好的解决方案。（2） HIH-3610 输出电压为：Vo=Vi0.0062RH0+0.16（公式1）即输出电压 Vo不仅正比于温度测量值，且与电源电压值Vi 有关，如 Vi 固定为 5V，就其值仅由相对温度值准备。（3） HIH-3610 测量的湿度值仍与环境温度有关，故应进行温度补偿，补偿公式为：RH=RH0/1.0546-0.00216T（公式 2）式中： T 为环境摄氏温度值。利用 HIH
24、-3610 的线性电压输出可直接输入到把握器或其他装置。一般仅需取出 200A 电流， HIH-3610 系列测湿传感器就能理想的用于低引出、电池供电系统。HIH-3610 系列测湿传感器作为一个低成本、可软焊的单个直插式组建（ SIP）供应外表测量质量的相对湿度（RH）传感性能。 RH 传感器可用在二引线间有间距的配量中，它是一个热固塑料型电容传感元件，其芯片内具有信号处理功能。传感元件的多层结构对应用环境的不利因素，诸如潮湿、灰尘、污垢、油类和环境中常见的化学品具有正确的抗力。2.3 A/D转换器本电路设计 A/D 转换部分主要核心部分接受高性价比的A/D 转换芯片可编辑资料 - - -
25、欢迎下载精品名师归纳总结TLC549 ，以下进行详细介绍2.3.1 主要特性TLC549是德州仪器公司生产的 8 位串行 A/D 转换器芯片，可与通用微处理器、把握器通过 I/O CLOCK、DATA三条口线进行串行接口。具有4MHz片内系统时钟和软、硬件把握电路，转换时间最长17s，TLC548 答应的最高转换速率为 45500 次/s ，TLC549为 40000 次/s 。总失调误差最大为 0.5LSB，典型功耗值为 6mW。接受差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范畴， VREF-接的， VREF+VREF-1V，可用于较小信号的采样。 TLC549 引脚图如下图所示：T
26、LC549的极限参数如下： 图 2.7TLC549的引脚图电源电压： 6.5V。输入电压范畴： 0.3V VCC0.3V 。输出电压范畴： 0.3V VCC0.3V 。 峰值输入电流 任一输入端 ： 10mA。总峰值输入电流 全部输入端 ： 30mA。工作温度： 0 70 TLC549I： 40 85 TLC549M： 55 1252.3.2 TLC549 工作原理TLC549有片内系统时钟，该时钟与I/O CLOCK 是独立工作的，无须特殊的速度或相位匹配。当CS 为高时，数据输出 DATA OUT端处于高阻状态，此时I/O CLOCK 不起作用。这种 CS 把握作用答应在同时使用多片TLC
27、549时，共用I/O CLOCK，以削减多路 片A/D 并用时的 I/O 把握端口。一组通常的把握时序为：(1) 将置低。内部电路在测得下降沿后，再等待两个内部时钟上升沿和一个下降沿后，然后确认这一变化，最终自动将前一次转换结果的最高位D7 位输出到 DATA OUT端上。(2) 前四个 I/O CLOCK周期的下降沿依次移出第 2、3、4 和第 5 个位D6、D5、D4、D3，片上采样保持电路在第4 个 I/O CLOCK 下降沿开头采样模拟输可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结入。(3) 接下来的 3 个 I/O CLOCK 周期的下降沿移出第 6、7、8D2、D1、D0个换位
28、。(4) 最终，片上采样保持电路在第8 个 I/O CLOCK 周期的下降沿将移出第6、7、8D2、D1、D0个转换位。保持功能将连续 4 个内部时钟周期，然后开头进行 32 个内部时钟周期的 A/D 转换。第 8 个 I/O CLOCK后，必需为高，或 I/O CLOCK保持低电平，这种状态需要保护36 个内部系统时钟周期以等待保持和转换工作的完成。假如为低时 I/O CLOCK 上显现一个有效干扰脉冲，就微处理器/ 把握器将与器件的 I/O时序失去同步。如为高时显现一次有效低电平，就将使 引脚重新初始化，从而脱离原转换过程。在36 个内部系统时钟周期终止之前， 实施步骤 1 4 ，可重新启
29、动一次新的A/D 转换，与此同时，正在进行的转换终止，此时的输出是前一次的转换结果而不是正在进行的转换结果。如要在特定的时刻采样模拟信号，应使第8 个 I/O CLOCK 时钟的下降沿与该时刻对应，由于芯片虽在第 4 个 I/O CLOCK 时钟下降沿开头采样，却在第8 个 I/O CLOCK的下降沿开头储存。2.4 单片机 AT89S52AT89S52是一种低功耗、高性能 CMOS八位微把握器，具有 8K 在系统可编程 Flash储备器，使用 ATMEL公司高密度非易失性储备器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 答应 ROM在系统可编程，亦适于常规编程器。在单
30、芯片上，拥有灵敏的8 位 CPU和在系统可编程 Flash ，使其为众多嵌入式把握应用系统供应灵敏的解决方案。2.4.1 主要特性(1) 与 MCS-51单片机产品兼容。(2) 8K字节在系统可编程 Flash 储备器。(3) 1000次擦写周期。(4) 全静态操作： 0Hz33Hz。(5) 三级加密程序储备器。(6) 32个可编程 I/O 口线。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(7) 三个 16 位定时器 / 计数器。(8) 八个中断源。(9) 全双工 UART串行通道。(10) 低功耗闲暇和掉电模式。(11) 掉电后中断可唤醒。 图 2.8AT89S52芯片的引脚图(12)
31、 看门狗定时器。(13) 双数据指针。(14) 掉电标识符。如图 2.8 所示 AT89S52芯片的引脚图VCC：电源Vss：的P0 口： 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动8 个 TTL 规律电平。对 P0 端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。当拜望外部程序和数据储备器时， P0 口也被作为低 8 位的址/ 数据复用。在这种模式下， P0 具有内部上拉电阻。在 Flash 编程时， P0 口也用来接收指令字节。在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1 口：具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O口， P1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 规律电平。对
32、 P1 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流（ I IL ）。此外， P1.0 和 P1.2 分别作定时器 / 计数器 2 的外部计数输入表 2 P1 口引脚的功能引脚号其次功能P1.0T2（定时器 / 计数器 T2 的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器 / 计数器 T2 的捕捉/ 重载触发信号和方向把握）P1.5MOS（I 在系统编程用）（ P1.0/T2 ）和定时器 / 计数器 2 的触发输入（ P1.1/T2EX），详细如表3-1 所示。在 Flash 编程和校验时， P1 口接收低
33、 8 位的址字节。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P1.6P1.7引脚号MISO（在系统编程用）SCK（在系统编程用）其次功能P3.0RXD （串行输入）P3.1TXD （串行输出）P3.2（外部中断 0）P3.3（外部中断 1）P3.4T0（定时器 0 外部输入）P3.5P3.6T1（定时器 1 外部输入）（外部数据储备器写选通）P3.7（外部数据储备器读选通）P2 口：具有内部上拉电阻的8 位双向 I/O口， P2 输出缓冲器能驱动四个TTL 规律电平。对 P2 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的
34、缘由，将输出电流（ I IL ）。在方位外部程序储备器或用16 位的址读取外部数据储备器时， P2 口送出高八位的址。在Flash 编程和校验时， P2 口也接收高 8 位的址字节和一些把握信号。P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向 I/O口， P2 输出缓冲器能驱动四个 TTL 规律电平。对 P3 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高， 此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流（ I IL ）。P3 口亦作为 AT89S52特殊功能（其次功能）使用，如表3 所示。表 3 P3 口引脚的其次功能RST：复位输入。晶振工作时，
35、RST脚连续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。 DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/：把握信号（ ALE）是拜望外部程序储备器时，锁存低8 位的址的输出脉冲。在 Flash 编程时，此引脚（）也用作编程输入脉冲。在一般情形下， ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特殊强调，在每次拜望外部数据储备器时，ALE脉冲将会跳过。假如需要，通过将的址为8EH的 SFR的第 0 位置“ 1”， ALE操可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作将无效。这一位置“ 1”， ALE 仅在执行 MOVX或 MOVC指令时有效。否就， ALE将被
36、脆弱拉高。这个ALE使能标志位（的址为 8EH的 SFR的第 0 位）的设置对微把握器处于外部执行模式下无效。：外部程序储备器选通信号（）是外部程序储备器选通信号。当89S52 从外部程序储备器执行外部代码时，在每个机器周期被激活两次，而在拜望外部数据储备器时，将不被激活。/VPP：拜望外部程序储备器把握信号。为使能从0000H 到 FFFFH的外部程序储备器读取指令，必需接的。为执行内部程序指令，应当接 VCC。在 Flash 编程期间，也接收 12 伏 VPP电压。 XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。第 3 章 系统的硬件设计和连
37、接3.1 主控模块接受 AT89S52单片机作为系统的把握器。 Pl 口把握数码管显示温度和湿度值。P2 口与 TLC549连接实现湿度模拟电压量转换为数字量便于单片机处理。键盘把握接受 PO口其中 POO是温度的设置， PO 1 是湿度的设置， PO2PO 3 是分别对温度与湿度的上下限值进行设置。原理如下图：图 3.1 AT89S52 单片机各引脚功能3.2 显示模块系统接受动态显示方式驱动 6 个数码管工作，其中 4 个数码管用来显示温度值， 2 个用来显示检测到的湿度值。用74LSl38 的输入端来选择位码单片机的 P1 口把握数码管的断码。如检测到的温度与湿度发生变化时，数码管即会发
38、生相应的变化，起到实时显示功能，电路如图3.2 。图 3.2现实模块连接电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.3 A D转换模块接受 TLC549转换芯片，用于实现模拟量向数字量的转换，由于模拟转换电路的种类许多，选择 AD 转换器从速度，精度和价格方面考虑其内部是8 路模拟选通开关。以及相应的通道抵制锁存译码电路，转换时间最长17s 左右，单电源供电。3.4 温度和湿度采集模块3.4.1 AD590 温度传感器使用原理AD590 的输出电流 I=273+T AT 为摄氏温度 ，因此量测的电压 V 为273+T A 10K=2.73+T/100V 。为了将电压量测出来又需使输
39、出电流 I 不分流出来，我们使用电压追随器其输出电压 V2 等于输入电压 V。图 3.3 AD590 的电路原理图3.4.2 湿度信号采集的设计湿度的检测方法，一般接受湿敏元件检测，分为湿敏电阻和湿敏电容两种 情形。基于本次设计，接受了HIH-3610 相对湿度传感器它是一种热固聚脂电容式传感器。采集到的湿度信号再配以进行适当的放大，经过A/D 转换送至单片机。实现湿度的显示与把握。电路连接图如图3-8所示。其湿度传感器用一个电解电容代替。图 3.4 湿度检测模块与单片机的连接图3.5 继电器把握电路电磁式继电器具有结构简洁、工作牢靠、坚固耐用、价格廉价等优点应用极其广泛，它是最为典型和常用的
40、继电器。本电路接受常闭继电器由单片机把握，当温度或湿度反常时，继电器开头工作且开关怀断电源，小灯熄灭，从而起到爱惜系统的作用。其电路如图 4。图 3.5 继电器把握电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.6 TLC549 与 AT89S52的接口电路设计本设计接受 TLC549 与单片机AT89S52 相连实现电信号的转换与采集， TLC549具有转换误差小，与单片机接口简洁的特点，连接图如下图3.6 所示。图 3.6 TLC549与 AT89S52的连接图3.7键盘设计用了几个简洁的按键将它们拼成了一个简易的键盘。为提高CPU的效率，键盘接受中断方式。按键对单片机的接口电路图
41、如图3-7 所示。这里的键盘我并没有用专业的键盘。由于假如利用通讯接口连接带有专业键盘的上位机，就显得华而不实。图 3-7按键对单片机的接口电路图3.8 输出驱动的设计将继电器接到单片机 AT89S52的 P1.5、P1.6 口，开关输出把握加湿或者除湿装置电路，单片机将采集到的温湿度数字量与预设的基准上下限进行运算比较处理后，从 P1.5、P1.6 口输出驱动电磁继电器，对温湿度装置进行调剂，以及电源通断等把握。驱动电路与单片机的连接电路如图3-8 所示。当检测的湿度值高于设定的湿度值范畴时 , 单片机 AT89C52将使 P1.6 输出低电平 , 停止加湿器加湿。同时使 P1.5 输出高电
42、平 , 使除湿器进行除湿。当检测的湿度值低于设定的湿度值范畴时 ,单片机 AT89S52将使 P1.5 输出低电平 , 停止除湿器除湿。同时使 P1.6 输出高电平，使加湿器进行加湿。图 3.8驱动电路与单片机的连接3.9 与上位机相连电路的设计通过和 MAX232和上位机相连接，如图3-9 所示。在大气气候的检测中需要做记录时，可以通过设置单片机的参数，每隔确定的时间进行自动的做记录，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结省去人工的记录麻烦。 Max232的 T1IN 和单片机的 P3.2 相连， R1 OUT和单片机的 P3.1 相连。图 3.9单片机系统与上位机的连接3.10
43、电源电路的设计接受全桥整流电路将沟通电压转化为直流电压, 系统硬件电路要求电源额定电压为 5 V , 单片机系统要求电源电压的纹波系数尽可能小, 基于以上要求 , 选用固定输出线形稳压集成器 LM78H0。5 该稳压器的输入电压 VIN 在7 V 35 V 的范围变化, 输出电压可保证为 5 V 输出和A/D转换芯片 TLC549的电源电压。该稳压器仍具有过喜爱惜和过压爱惜功能 , 线性稳压结构可使电源纹波系数降低。图 3.10电源电路的设计3.11 报警电路设计本设计接受峰鸣音报警电路。峰鸣音报警接口电路的设计只需购买市售的 压电式蜂鸣器，然后通过 MCS-51的 1 根口线经驱动器驱动蜂鸣音发声。压电式蜂鸣器约需 10mA的驱动电流，可以使用 TTL系列集成电路 7406 或 7407 低电平驱动，也可以用一个晶体三极管驱动。在图中，P3.2 接晶体管基极输入端。当P3.2 输出高电平“ 1”时，晶体管导通，压电蜂鸣器两端获得约+5V 电压而鸣叫。当 P3.2 输出低电平“ 0”时，三极管截止，蜂鸣器停止发声。可编辑资料 - - - 欢迎下