花窖温度湿度测控系统设计_自动控制毕业设计(编辑修改稿)

花窖温度湿度测控系统设计_自动控制毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

加器加 1停止长 春 大 学 花 窖 温 度湿度测控 系统 设计 共 36 页 第 11 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 度为 0%～ 100%RH 时， 9 脚输出的相应信号频率为 0～ 1000Hz，精度为 2%，F/V 电路输出的电压为 0～ 5V。 调整时，可先设定湿度为 5%RH，然后调节 R2，使 9 脚输出 100mV 电压即可。 主要特性： 1）与 MCS51 兼容 ； 2） 4K 字节可编程闪烁存储器； 3） 寿命： 1000 写 /擦循环； 4）数据保留时间： 10 年 图 211 湿度传感器外观和内部结构图 传感器加热器长 春 大 学 花 窖 温 度湿度测控 系统 设计 共 36 页 第 12 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 3 章 系统主控器件部分设计 AT89C51 的工作原理 （ 1） CPU 的结构 CPU 是单片机内部的核心部分，是单片机的指挥和执行机构，它决定了 单片机的主要功能特性。 从功能上看， CPU 包括两个基本部分：运算器和控制器。 下面说明控制器和运算器。 1） 运算器 运算器包括算术逻辑运算部件 ALU、累加器 ACCC、 B 寄存器、暂存寄存器 TMP1 和 TMP程序状态寄存器 PSW、 BCD 码运算调整电路等。 2） 时钟电路 AT89C51 芯片内部有一个高增益反向放大器，用于构成振荡器。 反向放大器的输入端为 XTAL1，输出端为 XTAL2。 在 TXAL1 和 XTAL2 两端跨接由石英晶体及两个电容构成的自激振荡器，如图 21 所示。 电容器 C1 和 C2 通常都取 30pF 左右，选用不同的电容量对振荡频率有微调作用。 但石英晶体本身的标定频率才是单片机振荡频率的决定因素。 其振荡频率范围是 1～ 12MHz。 本设计考虑系统的独立完整性，选用内部时钟方式，石英震荡频率选用12MHZ， ALE 信号频率为 2MHZ。 （ 2） I/O口结构： AT89C51 单片机有 4 个 8 位并行 I/O 接口，记作 P0、 P P2 和 P3，每个端口都是 8 位准双向口，共占 32 根引脚。 每一条 I/O 线都能独立地用作输入或输出。 每个端口都包括一个锁存器（即特殊功能寄存器 P0～ P3），一个输出驱动器和输入缓冲器，作输出时 数据可以锁存，作输入时数据可以缓冲，但是这四个通道的功能完全不同。 （ 3） 程序存储器及数据存储器 1）程序存储器 对 AT89C51 芯片来说，片内有 4K 字节 ROM/EPROM，片外可扩展 60K 字节 EPROM，片内和片外程序存储器统一编址。 在程序存储器中，有 6 个地址单元被保留用于某些特定的地址，如下表 21 所示。 2）数据存储器 AT89C51 数据存储器空间也分为内片和外片两大部分，即片内数据存储器RAM 和片外数据存储器 RAM。 如何区别片内、片外 RAM 空间呢。 片内数据存储器最大可以寻址 256 个单元，片外最大可 扩展 64K 字节 RAM，并且片内使长 春 大 学 花 窖 温 度湿度测控 系统 设计 共 36 页 第 13 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 用的是 MOV 指令，片外 64K ROM 空间专门为 MOVX 指令所用。 （ 4） 定时器 AT89C51 单片机的内部有两个 16 位可变成定时器 0（ T0）和定时器 1（ T1），它们都有定时或是事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合。 表 31 AT89C51 的复位、中断入口地址 入口地址 说明 0000H 复位后， PC=0000H 0003H 外部中断 入口 000BH 定时器 T0 溢出中断入口 0013H 外部中断 入口 001BH 定时器 T1 溢出中断口 0023H 串行口中断入口 它们具有计数和定时两种工作方式以及四种工作模式。 定时器 T0 具有方式0、方式 方式 2 和方式 3 四种工作方式。 T1 具有方式 0、方式 1 和方式 2 三种工作方式。 （ 5） 中断系统 AT89C51 单片机有五个中断请求源。 其中，两个外部中断源；两个片内定时器 /计数器（ T0、 T1）的溢出中断源 TE0 和 TF1；一个片内串行口接受或发送中断源 RI 或 TI。 这些中断请求分别由单片机的特殊功能寄存器 TCON 和 SCON的相应位锁存。 当几个中断源同时向 CPU 请求中断，要求 CPU 提供服务的时候，就存在 CPU 优先响应哪一个中断请求，于是一些微处理器和单片机规定了每个中断源的优先级别。 AT89C51 的复位电路 AT89C51 单片机通常采用上电自动复位和开关手动复位两种方式。 本设计采用上电复位电路，所谓上电复位，是指单片机只要一上电，便自动地进入复位状态。 在通电瞬间，电容 C 通过电阻 R 充电， RST 端出现正脉冲，用以复位。 AT89C51 的引脚功能 AT89C51 的 40 条引脚中，有 2 条专用于主电源的引脚， 4 条控制和其他电源复用的引脚， 32 条输入 /输出引脚。 如图 23 所示，下面介绍主要引脚的名称和功能： 1）主电源引脚 Vcc 和 Vss Vcc：接 +5V 电源。 长 春 大 学 花 窖 温 度湿度测控 系统 设计 共 36 页 第 14 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Vss：接电源地。 2）时钟电路引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1：接外部晶体的一端。 在单片机内部，它是反相放大器的输入端，该放大器构成了片内振荡器。 在采用外部时钟电路时，对于 HMOS 单片机上，此引脚必须接地；对 AT89C51 单片机，此引脚作为驱动端。 XTAL2：接外部晶体的另一端。 在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端，振荡器的频率是晶体振荡频率。 若采用外部时钟电路时，对于 HMOS 单片机上，该引脚输入外部时钟脉冲；对 AT89C51 单片机，此引脚应悬空。 图 31 AT89C51 主要引脚图 3）控制信号引脚 RST/ PDV 、 ALE/PROG 、 PSEN 和 EA / PPV RST/ PDV ：复位 /备用电源输入端。 单片机商店后，只要在该引脚上输入 24个振荡周期（ 2 个机器周期）宽度以上的高电平就会使单片机复位；若在 RST与 Vcc 之间接一个 10  F 的电容，而在 RST 与 Vss 之间接一个  的下拉电阻，则可实现单片机上电自动复位。 4）输入 /输出（ I/O）引脚 P0、 P P2 和 P3 ～ ： P0 口是一个 8 位双向 I/O 端口。 在访问片外存储器时，它分时提供低 8 位地址和作 8 位双向数据总线。 在 EOROM 编程时，从 P0 口输入指令字节；在验证程序时，则输出指令字节（验证时，要接上拉电阻）。 P0 口能以吸收电流的方式驱动 8 个 LSTTL 负 载。 ～ ： P1 是 8 位准双向 I/O 端口。 在 EPROM 编程和程序验证时，它输入低 8 位地址。 P1 口能驱动 4 个 LSTTL 负载。 ～ ： P2 是 8 位准双向 I/O 端口。 在 CPU 访问外部存储器时，它输E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 10/ T1P 11/ T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10AT89C51长 春 大 学 花 窖 温 度湿度测控 系统 设计 共 36 页 第 15 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 出高 8 位地址，在对 EPROM 编程和程序检验时，它输入高 8 位地址。 P2 口可驱动 4 个 LSTTL 负载。 ～ ： P3 是 8 位准双向 I/O 端口。 它是一个复用功能口，作为第一功能使用时，为普通 I/O 口，其功能和操作方法与 P1 口相同。 作为第二功能使用时，各引脚的定义如下表。 P3 口的每一条条引脚均可以 独立的定义为第一功能的输入输出或第二功能。 P3 口能驱动 4 个 LSTTL 负载。 表 32 功能表 口线 第二功能 RXD（串行口输入） TXD（串行口输出） 0INT （外部中断 0 输入） 1INT （外部中断 1 输入） T0（定时器 0 的外部输入） T1（定时器 1 的外部输入） WR（外部数据存储器 “写 ”信号输出） RD（外部数据存储器 “写 ”信号输出） 长 春 大 学 花 窖 温 度湿度测控 系统 设计 共 36 页 第 16 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊。