基于at89s52单片机的温湿度检测系统设计

基于at89s52单片机的温湿度检测系统设计内容摘要：

TLC549 引脚图如下图所示： TLC549 的极限参数如下： 图 TLC549 的引脚图 基于 AT89S52 单片机的温湿度检测系统设计 机电工程学院测控 071 班 03 号 何红兵 联系电话： 15970082760 11 电源电压： ； 输入电压范围： ～ VCC＋ ； 输出电压范围： ～ VCC＋ ； 峰值输入电流 (任一输入端 )：177。 10mA； 总峰值输入电流 (所有输入端 )：177。 30mA； 工作温度： 0℃～ 70℃ TLC549I：－ 40℃～ 85℃ TLC549M：－ 55℃～ 125℃ 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 控制作用允许在同时使用多片 TLC549 时，共用 I/O CLOCK，以减少多路 (片 )A/D 并用时的 I/O 控制端口。 一组通常的控制时序为： (1) 将 CS 置低。 内部电路在测得 CS 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，最后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 4和第 5个位 (DD D D3)，片上采样保持电路在第 4个 I/O CLOCK 下降沿开始采样模拟输入。 (3) 接下来的 3个 I/O CLOCK 周期的下降沿移出第 8(D D D0)个换位。 (4) 最后，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 8(D D D0)个转换位。 保持功能将持续 4个内部时钟周期，然后开始进行32个内部时钟周期的 A/D 转换。 第 8个 I/O CLOCK 后， CS 必须为高，或 I/O CLOCK保持低电平，这种状态需要维持 36 个内部系统时钟周期以等待保持和转换工作的完成。 如果 CS 为低时 I/O CLOCK 上出现一个有效干扰脉冲，则微处理器 /控制器将与器件的 I/O 时序失去同步；若 CS 为高时出现一次有效低电平，则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结束之前，实施步骤 (1)～ (4)，可重新启动一次新的 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。 若要在特定的基于 AT89S52 单片机的温湿度检测系统设计 机电工程学院测控 071 班 03 号 何红兵 联系电话： 15970082760 12 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，因为芯片虽在第 4 个 I/O CLOCK 时钟下降沿开始采样，却在第 8 个 I/O CLOCK 的下降沿开始保存。 单片机 AT89S52 AT89S52 是一 种低功耗、高性能 CMOS 八位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器，使用 ATMEL 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51产品指令和引脚完全兼容。 片上 Flash 允许 ROM 在系统可编程，亦适于常规编程器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8位 CPU 和在系统可编程 Flash，使其为众多嵌入式控制应用系统提供灵活的解决方案。 主要特性 (1) 与 MCS51 单片机产品兼容； (2) 8K字节在系统可编程 Flash存储器； (3) 1000 次擦写周期； (4) 全静态操作： 0Hz～ 33Hz； (5) 三级加密程序存储器； (6) 32 个可编程 I/O 口线； (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) 低功耗空闲和掉电模式； (11) 掉电后中断可唤醒； 图 AT89S52 芯片的引脚图 (12) 看门狗定时器； (13) 双数据指针； (14) 掉电标识符。 如图 所示 AT89S52 芯片的引脚图 VCC：电源 Vss：地 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 逻辑基于 AT89S52 单片机的温湿度检测系统设计 机电工程学院测控 071 班 03 号 何红兵 联系电话： 15970082760 13 电平。 对 P0 端口写 “ 1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时， P0 口也被作为低 8位地址 /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逻辑电平。 对 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原因，将输出电流（ IIL）。 此外， 和 分别作定时器 /计数器 2 的外部计数输入（ ）和定时器 /计数器 2 的触发输入（ ），具体如表 31 所示。 在 Flash 编程和校验时， P1 口接收低 8位地址字节。 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逻辑电 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原因，将输出电流（ IIL）。 在方位外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器时， P2 口送出高八位地址。 在 Flash 编程和校验时， P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 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 逻辑电平。 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原因 ，将输出电流（ IIL）。 引脚号 第二功能 T2（定时器 /计数器 T2 的外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器 /计数器 T2的捕捉 /重载触发信号和方向控制） MOSI（在系统编程用） MISO（在系统编程用） SCK（在系统编程用） 表 2 P1 口引脚的功能 基于 AT89S52 单片机的温湿度检测系统设计 机电工程学院测控 071 班 03 号 何红兵 联系电话： 15970082760 14 P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如表 3所示。 RST：复位输入。 晶振工作时， RST 脚持续 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/PROG ：控制信号（ ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8位地址的输出脉冲。 在 Flash 编程时，此引脚（ PROG ）也用作编程输入脉冲。 在一般情况下， 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，特别强调，在每次 访问外部数据存储器时， ALE 脉冲将会跳过。 如果需要，通过将地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作将无效。 这一位置“ 1”， ALE 仅在执行 MOVX 或 MOVC 指令时有效。 否则， ALE 将被微弱拉高。 这个 ALE 使能标志位（地址为 8EH 的 SFR 的第 0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 PSEN ：外部程序存储器选通信号（ PSEN ）是外部程序存储器选通信号。 当 89S52从外部程序存储器执行外部代码时， PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时， PSEN 将不被激活。 EA /VPP：访问外部程序存储器控制信号。 为使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程序存储器读取指令， EA 必须接地。 为执行内部程序指令， EA 应该接 VCC。 在 Flash 编程期间， EA 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。 引脚号 第二功能 RXD（串行输入） TXD（串行输出） 0INT （外部中断 0） 1INT （外部中断 1） T0（定时器 0 外部输入） T1（定时器 1 外部输入） WR （外部数据存储器写选通） RD （外部数据存储器读选通） 表 3 P3 口引脚的第二功能 基于 AT89S52 单片机的温湿度检测系统设计 机电工程学院测控 071 班 03 号 何红兵 联系电话： 15970082760 15 第 3 章 系统的硬件设计和连接 主控模块 采用 AT89S52 单片机作为系统的控制器。 Pl 口控制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。 键盘控制采用 PO 口．其中 PO． O 是温度的设置， PO． 1 是湿度的设置， PO． 2／PO． 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 AT89S52 单片机各引脚功能 显示模块 系统采用动态显示方式驱 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口控制数码管的断码。 如检测到的温度与湿度发生变化时，数码管即会发生相应的变化，起到实时显示功能，电路如图。 基于 AT89S52 单片机的温湿度检测系统设计 机电工程学院测控 071 班 03 号 何红兵 联系电话： 15970082760 16 图 现实模块连接电路 A／ D 转换模块 采用 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很多，选择 A／ D 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 17μ s左右，单电源 供电。 温度和湿度采集模块 AD590温度传感器使用原理 AD590 的输出电流 I=(273+T)μA(T 为摄氏温度 )， 因此量测的电压 V 为(273+T)μA 10K=(+T/100)V。 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。 基于 AT89S52 单片机的温湿度检测系统设计 机电工程学院测控 071 班 03 号 何红兵 联系电话： 15970082760 17 21AD59012348A10K20K20K100K100KGNDVCC+125GND48567B5+1212348A+125GND+12P26 图 AD590 的电路原理图 湿度信号采集的设计 湿度的检测方法，一般采用湿敏元件检测，分为湿敏电阻和湿敏电容两种情况。 基于本次 设计，采用了 HIH3610 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。