自動(dòng)澆花系統(tǒng)設(shè)計(jì)

成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 頁(yè)目錄摘要 IIAbstract III目錄 IV第1章 緒論 61.1選題的目的和意義 61.2自動(dòng)澆花器的誕生背景及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 61.3畢業(yè)設(shè)計(jì)所采用的研究方法和手段 7第2章 第基于單片機(jī)控制的家庭自動(dòng)澆花機(jī)設(shè)計(jì) 92.1 定時(shí)澆花方案的設(shè)計(jì) 92.2 智能澆花 102.3 本設(shè)計(jì)的硬件總體設(shè)計(jì) 11第3章 硬件電路的設(shè)計(jì) 133.1 AT89C51單片機(jī) 133.1.1 單片機(jī)的基本組成 153.1.2 管腳說(shuō)明 163.1.3 振蕩電路和時(shí)鐘 183.1.4 AT89C51的中斷系統(tǒng) 183.1.5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 213.2 溫濕度傳感器 223.2.1 數(shù)字溫濕度傳感器SHT-11 223.2.2 濕度值輸出 233.2.3 溫度值輸出 243.2.4 SHT-11的特性 243.2.5 SHT-11的詳細(xì)規(guī)格 253.2.6 SHT-11的引腳 253.2.7 7SHT-11的的內(nèi)部命令與接口時(shí)序 263.2.8 電路連接 293.3 時(shí)鐘芯片 293.3.1 DS1302時(shí)鐘芯片的簡(jiǎn)介 293.3.2 引腳 303.3.3 命令字節(jié) 303.4 液晶顯示器LCD 343.4.1 液晶顯示器的分類(lèi) 353.4.2 AMPIRE128×64 353.4.3 LCD128×64引腳功能 363.4.4 KS0108控制器指令功能 373.4.5 應(yīng)用說(shuō)明 393.4.6 電路連接 393.5 鍵盤(pán) 403.6 繼電器 413.7 電路連接 423.8 總電路連接圖 42第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 434.1 系統(tǒng)控制流程圖 434.2 系統(tǒng)主控制程序如下： 434.3 子程序的流程框圖 48第5章 總結(jié) 52致謝 54參考文獻(xiàn) 55緒論1.1選題的目的和意義隨著社會(huì)生活的進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量越來(lái)越高。在家里養(yǎng)盆花可以陶冶情操、豐富生活。同時(shí)，盆花通過(guò)光合作用可吸收二氧化碳，凈化室內(nèi)空氣，在有花木的地方空氣中陰離子聚積較多，所以空氣也特別清新，而且有許多花木還可吸收空氣中的有害氣體，因此，養(yǎng)盆花如今被許多的人所喜愛(ài)。盆花澆水量是否能做到適時(shí)適量，是養(yǎng)花成敗的關(guān)鍵。但是，在生活中人們總是會(huì)有無(wú)暇顧及的時(shí)候，比如工作太忙或者出差、旅游等?；ú萆L(zhǎng)問(wèn)題80%以上是由花兒澆灌問(wèn)題引起；好不容易種植幾個(gè)月的花草,因?yàn)闈菜患皶r(shí)，長(zhǎng)勢(shì)不好，用來(lái)美化家園的花草幾乎成了“雞肋”；不種植了吧，家中沒(méi)有綠色襯托感覺(jué)沒(méi)有生機(jī)；保留吧，花草長(zhǎng)得不夠旺盛，還影響家庭裝飾效果。雖然目前市面上有賣(mài)盆花自動(dòng)澆水器的，但價(jià)格十分的昂貴，并且大多只能設(shè)定一個(gè)定時(shí)澆水的時(shí)間，很難做到給盆花適時(shí)適量澆水。也有較經(jīng)濟(jì)的盆花缺水報(bào)警器，可以提醒人們及時(shí)的給盆花澆水?？墒沁@種報(bào)警器只能報(bào)警，澆水還是需要人們親自動(dòng)手。當(dāng)家里無(wú)人時(shí)，即使報(bào)警也無(wú)人澆水，就起不到應(yīng)有的作用了。因此，我想通過(guò)設(shè)計(jì)一種集盆花土壤濕度檢測(cè)，自動(dòng)澆水以及蓄水箱自動(dòng)供水于一體的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)。讓盆花在人們無(wú)暇照顧時(shí)也能得到及時(shí)的澆灌。1.2自動(dòng)澆花器的誕生背景及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀微噴系統(tǒng)是近幾年利用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)組裝的新型灌溉設(shè)施，主要是利用水流通過(guò)低壓管道系統(tǒng)以一定速度從特制的噴頭噴出，在空氣中分散成細(xì)小的水滴，著落在花草植物、作物及周?chē)牡孛嫔?，從而達(dá)到及時(shí)補(bǔ)充水分的目的。該系統(tǒng)具有用水量少、沖擊力小的灌溉特性，適用于栽培密度大、植株柔軟細(xì)嫩的植物。自動(dòng)澆花器的誕生是隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快而誕生的一種懶人園藝用品。它把微噴的概念應(yīng)用于家庭盆花澆灌中，通過(guò)相應(yīng)的改進(jìn)，達(dá)到合理給盆花自動(dòng)澆水的目的。早在很多年前，國(guó)外就已經(jīng)開(kāi)始普及，國(guó)內(nèi)使用的電子類(lèi)自動(dòng)澆花器多數(shù)從國(guó)外進(jìn)口的，價(jià)格昂貴，但質(zhì)量比較可靠。不過(guò)這并不太適用于國(guó)內(nèi)，目前國(guó)內(nèi)外比較流行的是玻璃制作的自動(dòng)澆花器。這種類(lèi)型的澆花器多數(shù)在我國(guó)山西和浙江一帶加工生產(chǎn)的，價(jià)格比較低廉，實(shí)用性沒(méi)有電子類(lèi)自動(dòng)澆花器好。隨著國(guó)內(nèi)居民消費(fèi)水平和生活質(zhì)量的提高，居家園藝市場(chǎng)異?；鸨怯捎谏罟?jié)奏加快，種花容易養(yǎng)花難的問(wèn)題暴露出來(lái)，而養(yǎng)花最重要的問(wèn)題就是澆水問(wèn)題，研究表明花草80%以上的死亡由于澆水不及時(shí)引起，因此國(guó)內(nèi)商家已經(jīng)看到了這種需求潛力。目前這類(lèi)小居家用品的廠家主要集中在廣東，上海，浙江一帶。現(xiàn)在市面上所出售的自動(dòng)澆花器主要有以下幾類(lèi)：⑴電子類(lèi)自動(dòng)澆花器電子類(lèi)自動(dòng)澆花器又叫時(shí)控噴淋裝置，系統(tǒng)構(gòu)成為：主機(jī)（或者控制器）、主管（可以是花園管也可以是4/7mm的微噴淋管）、分水接頭(3通、4通、5通、6通、分水器）、副管(3/5mm)噴淋管（霧化噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭、折射霧化噴頭等）。電子類(lèi)自動(dòng)澆花器根據(jù)電源的不同分為交流電自動(dòng)澆花器和電池自動(dòng)澆花器兩種?？刂破鞯囊话阈阅苡校弘姶砰y控制；智能時(shí)控電路?微電腦芯片控制；適用電源為AC220V/50HZ；最適宜水壓0.3-0.6Mpa；待機(jī)功率（4VA，澆水時(shí)＜12VA）；可控制連續(xù)作業(yè)時(shí)間是1分鐘至168個(gè)小時(shí)；可每天自動(dòng)完成十次以上澆水作業(yè)，可每天、隔天、隔多天自動(dòng)循環(huán)進(jìn)行澆水，手動(dòng)自動(dòng)兩用；每天計(jì)時(shí)誤差小于正負(fù)3秒；電器適應(yīng)環(huán)境溫度為-10～50℃；相對(duì)濕度＜90%RH。⑵玻璃、陶瓷類(lèi)自動(dòng)澆花器玻璃、陶瓷類(lèi)自動(dòng)澆花器又叫自動(dòng)滲水裝置，它由本身材質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)構(gòu)成，根據(jù)器具的物理滲水原理完成自動(dòng)澆灌，當(dāng)自動(dòng)澆水器內(nèi)部存水，自身形成一定的壓力，當(dāng)遇到干燥的土壤，水就會(huì)自上而下的流出，當(dāng)土壤濕潤(rùn)以后，會(huì)形成一個(gè)堵塞壓力，從而導(dǎo)致水流速度變慢或者停止。器具工藝不同，效果也不一樣，當(dāng)然也因土壤的疏松情況決定器具內(nèi)水流的速度。當(dāng)前傳感器技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，其應(yīng)用逐步由工業(yè)、軍事等領(lǐng)域向其他領(lǐng)域滲透，已經(jīng)和我們的日常生活息息相關(guān)。而且智能家居概念也越來(lái)越受人們的推崇，因此，微電腦控制的電子類(lèi)自動(dòng)澆花系統(tǒng)有很好的發(fā)展前景。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)所采用的研究方法和手段本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一種單片機(jī)控制的自動(dòng)澆水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆水的自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對(duì)土壤的溫濕度進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)作物進(jìn)行適時(shí)、適量的澆水。其核心是單片機(jī)和溫濕度傳感器以及澆水驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的檢測(cè)控制部分。主要研究土壤濕度與澆水量之間的關(guān)系、澆灌控制技術(shù)及設(shè)備系統(tǒng)的硬件、軟件編程各個(gè)部分。檢測(cè)部分，單片機(jī)選用AT89C51單片機(jī)，溫濕度傳感器選用SHT-11溫濕度傳感器。SHT-11采用COMsens專(zhuān)利傳感器技術(shù)將溫度濕度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字接口、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、標(biāo)準(zhǔn)I2C總線等電路全部集成在一個(gè)芯片內(nèi)。。土壤溫濕度傳感器可將檢測(cè)到的土壤溫濕度模擬量放大轉(zhuǎn)換成數(shù)字量通過(guò)單片機(jī)內(nèi)程序控制精確的將溫度與濕度分別顯示在LCD顯示屏上，同時(shí)通過(guò)單片機(jī)內(nèi)的中斷服務(wù)程序判斷是否要給花澆水,若需澆水則單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出澆水信號(hào)并經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)設(shè)備開(kāi)啟電磁閥進(jìn)行澆水若不需澆水則進(jìn)行下一次循環(huán)檢測(cè)。第基于單片機(jī)控制的家庭自動(dòng)澆花機(jī)設(shè)計(jì)定時(shí)澆花方案的設(shè)計(jì)定時(shí)定量澆花是每天規(guī)定的時(shí)間開(kāi)始澆花，設(shè)置澆花時(shí)長(zhǎng)，比如1分鐘，1分鐘后停止?jié)不?。具體硬件：安裝了2個(gè)三位共陽(yáng)數(shù)碼管和1個(gè)兩位共陽(yáng)數(shù)碼管，用以顯示時(shí)間和澆花時(shí)間的長(zhǎng)短。按鍵控制時(shí)間調(diào)整和時(shí)間設(shè)置調(diào)整，并有一個(gè)按鈕根據(jù)不同花卉所需水量的不同，設(shè)置澆花時(shí)間長(zhǎng)短，在數(shù)碼管上顯示出來(lái)，1302芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)間保持，斷電時(shí)不影響時(shí)間。這里可假設(shè)每天早上7點(diǎn)20分自動(dòng)給花卉澆水，澆花時(shí)間為1分鐘，到了早上的7點(diǎn)20分，單片機(jī)控制智能澆花器開(kāi)始澆花，單片機(jī)p2．0引腳接繼電器，繼電器接電磁閥，電磁閥控制水流，到了7點(diǎn)20分，給單片機(jī)一個(gè)指令，setb02．0，三級(jí)管導(dǎo)通，這樣繼電器線圈有電流經(jīng)過(guò)，對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使得電磁閥線圈得電，此時(shí)電磁閥門(mén)由閉合變成斷開(kāi)，水流經(jīng)過(guò)，給花卉澆水，1分鐘時(shí)間到，給單片機(jī)一個(gè)指令clrp2．0，這樣單片機(jī)p2．0引腳輸出低電平，三極管截止，繼電器線圈沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)，常開(kāi)觸點(diǎn)恢復(fù)為斷開(kāi)，電磁閥線圈失電，此時(shí)電磁閥門(mén)閉合，水流停止。這里的時(shí)間是顯示在數(shù)碼管上，通過(guò)按鍵控制，時(shí)間可調(diào)整，同時(shí)澆花的時(shí)間也可以通過(guò)按鍵設(shè)置，另外澆花時(shí)間的長(zhǎng)短也可以通過(guò)按鍵調(diào)整。同時(shí)加入1302芯片，為了斷電時(shí)不影響時(shí)間正常，防止每次斷電后都要重新調(diào)整是時(shí)間。圖3為定時(shí)定量澆花結(jié)構(gòu)圖。圖1智能澆花先通過(guò)按鍵設(shè)定濕度，這里選用的是溫濕度傳感器是SHT-11濕度傳感器，SHT-11是一款專(zhuān)門(mén)為用戶(hù)設(shè)計(jì)自身產(chǎn)品而提供的數(shù)字化溫濕度探頭，其濕度測(cè)量量程為1％～99％RH，分辨率為0．5％RH，測(cè)量精度為±3．0％RH(典型值)；溫度測(cè)量范圍為-25～+60℃，分辨率為0．0625℃，測(cè)量精度為±0．5℃；響應(yīng)時(shí)間典型值為5s；工作電壓范圍為4．5～5．5V。LTM8901將測(cè)量結(jié)果直接輸出為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)“一線式總線”串行傳送給單片機(jī)，不需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，減少了元件，簡(jiǎn)單方便。利用SHT-11溫濕度傳感器檢測(cè)到溫濕度，傳送到單片機(jī)進(jìn)行處理，溫濕度顯示在LCD上，當(dāng)濕度低于設(shè)定值時(shí)，給單片機(jī)一個(gè)指令，sethp2．0，繼電器線圈有電流經(jīng)過(guò)，對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使電磁閥線圈得電，此時(shí)電磁閥門(mén)由閉合變成斷開(kāi)，進(jìn)行澆花，當(dāng)?shù)扔诨蚋哂谠O(shè)定值時(shí)，clrp2．0，繼電器線圈失電，對(duì)應(yīng)常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，電磁閥線圈失電，閥門(mén)閉合，水無(wú)法流過(guò)，停止?jié)不?。濕度控制澆花結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖2溫濕度控制澆花結(jié)構(gòu)圖智能澆花的外部結(jié)構(gòu)圖如圖3所示圖32.3本設(shè)計(jì)采用的方案和優(yōu)勢(shì)由于我們的設(shè)計(jì)要求是通過(guò)測(cè)量土壤的溫濕度來(lái)判斷是否給花澆水，所以我們采用智能澆水這種方式。我采用的是溫濕度傳感器SHT-11來(lái)測(cè)土壤的溫濕度，用DS1302芯片進(jìn)行對(duì)時(shí)間的設(shè)置，用LCD對(duì)溫濕度值和時(shí)間進(jìn)行顯示，也加了一個(gè)蜂鳴器，SHT-11的兩個(gè)探針直接插入到土壤中，然后SHT-11把測(cè)到的溫濕度值直接傳給單片機(jī)AT89C51，我事先用鍵盤(pán)設(shè)定了最適合植物生長(zhǎng)的溫濕度值，這時(shí)單片機(jī)就會(huì)把真實(shí)值和設(shè)定值進(jìn)行比較，如果設(shè)定的值高于真實(shí)值，那么蜂鳴器就會(huì)先報(bào)警，然后單片機(jī)就會(huì)輸出一個(gè)信號(hào)，p2.0就置高電平，這時(shí)就會(huì)有電流通過(guò)，而電磁閥就會(huì)打開(kāi)而驅(qū)動(dòng)水龍頭打開(kāi)從而進(jìn)行給花澆水，而這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)就在于能夠完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不需要人去管理，還有一個(gè)好處就是能夠給花澆最適量的水，給好最合適的生成環(huán)境。本設(shè)計(jì)的硬件總體設(shè)計(jì)圖4驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)計(jì)框圖圖5控制器電路圖硬件電路的設(shè)計(jì)AT89C51單片機(jī)51系列單片機(jī)最早有Intel公司推出，主要有8031系列，8051系列。后來(lái)Atmel公司以8051的內(nèi)核為基礎(chǔ)推出了AT89系列單片機(jī)。其中AT89C51、AT89C52、AT89S51、AT89S52等單片機(jī)完全兼容8051系列單片機(jī)，所有的指令功能也是一樣的。就是功能做了一系列的擴(kuò)展，比如說(shuō)AT89S系列都支持ISP功能，AT89S52、AT89S8252增加了內(nèi)部WDT功能，增加了一個(gè)定時(shí)器等功能。為了學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單Atmel也推出了8051指令完全一樣的AT89C2051、AT89C4051等單片機(jī)，這些單片機(jī)可以看成精簡(jiǎn)型的8051單片機(jī)。比較適合初學(xué)者的需要Avr單片機(jī)也是Atmel公司的產(chǎn)品，最早的就是AT90系列單片機(jī)，現(xiàn)在很多AT90單片機(jī)都轉(zhuǎn)型給了Atmega系列和Attiny系列，Avr單片機(jī)最大的特點(diǎn)就是精簡(jiǎn)指令型單片機(jī)，執(zhí)行速度，據(jù)我所知是8位MCU中最快的一種單片機(jī)（相同的振蕩頻率下）。學(xué)習(xí)AVR的單片機(jī)當(dāng)然可以直接學(xué)習(xí)，但是建議還是從51系列起。PIC單片機(jī)是Mirochip公司的產(chǎn)品，它也是一種精簡(jiǎn)指令型的單片機(jī)，指令數(shù)量比較少，中檔的PIC系列僅僅有35條指令而已，低檔的僅有33條指令。但是如果使用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)PIC單片機(jī)的程序有一個(gè)致命的弱點(diǎn)就是PIC中低端單片機(jī)里有一個(gè)翻頁(yè)的概念，編寫(xiě)程序比較麻煩，但是我個(gè)人認(rèn)為PIC還是一個(gè)不錯(cuò)的8位MCU。初學(xué)單片機(jī)一般是選用51系列的單片機(jī)，比如說(shuō)Itmel公司的8051系列，Atmel的AT89系列，STC公司的51系列等等都可以算是51系列單片機(jī)。這些單片機(jī)的指令系統(tǒng)是一樣的。外面出的資料也是最多。建議選擇Atmel的At89系列系列芯片，出的資料最多。如果你自己要做實(shí)驗(yàn)，建議選擇AT89S52AT89S51AT89S8252等芯片學(xué)習(xí)，因?yàn)檫@些“S”的芯片全部支持ISP（在線燒錄）只要一根下載線就可以了（建議選擇AVR的下載線，為了以后能同時(shí)下載AVR的芯片的程序考慮），編譯軟件可以到上下載。燒錄軟件就選雙龍的SLISP就可以了。這樣學(xué)習(xí)的話無(wú)需使用昂貴的編程器，只要一根廉價(jià)的下載線就可以了。這類(lèi)也可以同時(shí)進(jìn)行SPI（同步串行擴(kuò)展接口），和USART(串行方式通用同步/異步收發(fā)器）的學(xué)習(xí)。而且學(xué)習(xí)8051類(lèi)型片除了資料多以外還有一個(gè)好處就是它屬于CISC（復(fù)雜指令集）結(jié)構(gòu)型單片機(jī)。指令系統(tǒng)比較完全，利用匯編語(yǔ)言寫(xiě)程序比較簡(jiǎn)單，易懂。而且它也有keilC51的C編譯器?？梢岳肅語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)程序。當(dāng)然51類(lèi)單片機(jī)還有很多缺點(diǎn)：1.運(yùn)行速度很慢，（因?yàn)槭荂ISC（集中指令）結(jié)構(gòu)，而且芯片為了抗干擾采用了12分頻的方法）2.所有的I/0口都是準(zhǔn)雙向口，I/0口的驅(qū)動(dòng)能力弱。（但是AT89的灌電流比較大，大概有20mA左右）3.芯片里面的P0口沒(méi)有上拉電阻（P1,P2,P3口有上拉電阻）如果要輸出高電平或者要定義成輸入口，一般要外接電阻上拉。4.芯片不能定義成內(nèi)部復(fù)位方式，只能用外部微分電路復(fù)位。5.芯片內(nèi)部沒(méi)有RC振蕩，如要芯片正常工作，需要外加振蕩源（比如晶振，RC振蕩，PLL振蕩等）6.功耗比較高，抗干擾能力也不是很強(qiáng)。但是還是建議選擇8051類(lèi)單片機(jī)學(xué)習(xí)，因?yàn)檫@是學(xué)習(xí)其他8位單片機(jī)的基礎(chǔ)。51如果學(xué)好了，學(xué)習(xí)其他單片機(jī)上手非?？?。建議從匯編語(yǔ)言開(kāi)始學(xué)起，搞懂所有指令的意義，以及如何運(yùn)行的。等熟悉了以后再學(xué)C來(lái)寫(xiě)程序。千萬(wàn)別抄寫(xiě)人家一段程序，結(jié)果自己沒(méi)有弄懂直接把程序?qū)懶酒锪耍缓笮酒趺催\(yùn)行的都不知道。其他常見(jiàn)單片機(jī)如下：Microchip的PIC系列單片機(jī)Atmel的AVR系列單片機(jī)Freescal的MC系列Motorola的6800系列Zilog的Z80系列（這個(gè)是比51還要老的單片機(jī)）義隆公司的EM系列麥肯公司的MDT系列合泰的HT系列現(xiàn)代的ABOV系列意法半導(dǎo)體的ST系列單片機(jī)還有就是ARM系列32位的單片機(jī)。還有比如說(shuō)NECLG三星philip等公司都做單片機(jī)的對(duì)于我這個(gè)初學(xué)單片機(jī)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，我就選擇AT89C51單片機(jī)來(lái)做本次的設(shè)計(jì)。AT89C51單片機(jī)AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。單片機(jī)的基本組成AT89C51由一個(gè)8位的微處理器，128KB片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，21個(gè)特殊功能寄存器SFR，4KB片內(nèi)程序存儲(chǔ)器FlashROM，64KB可尋址片內(nèi)外統(tǒng)一編址的ROM，64KB可尋址片外的RAM，4個(gè)8位并行I/O接口（P0—P3），一個(gè)全雙工通用異步串行接口UART，兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有位操作功能的布爾處理機(jī)及位尋址功能的五個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷控制系統(tǒng)以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路。其基本組成框圖如圖6所示。圖6AT89C51的基本組成3.1.2AT89C51主要特性AT89C51主要特性有：·與MCS-51兼容·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器

·壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)

·數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年

·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz

·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定

·128*8位內(nèi)部RAM

·32可編程I/O線

·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

·5個(gè)中斷源

·可編程串行通道

·低功耗的閑置和掉電模式

·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路管腳說(shuō)明AT89C51的引腳圖如圖7所示。各引腳的具體說(shuō)明如下：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。

P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。圖789c51結(jié)構(gòu)圖P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入口。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如表2-1所示。同時(shí)，P3口為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。表2-1P3口的特殊功能引腳名稱(chēng)功能說(shuō)明引腳名稱(chēng)功能說(shuō)明P3.0RXD串行輸入口P3.4T0記時(shí)器0外部輸入P3.1TXD串行輸出口P3.5T1記時(shí)器1外部輸入P3.2外部中斷0P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通P3.3外部中斷1P3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。

/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。振蕩電路和時(shí)鐘在AT89C51芯片內(nèi)部，有一個(gè)振蕩電路和時(shí)鐘發(fā)生器，引腳XTAL1和XTAL2之間接入晶體振蕩器和電容后構(gòu)成內(nèi)部時(shí)鐘方式。也可以使用外部振蕩器，由外部振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)直接加載到振蕩器的輸入端，作為CPU的時(shí)鐘源，稱(chēng)為外部時(shí)鐘方式。采用外部時(shí)鐘方式時(shí)，外部振蕩器的輸出信號(hào)接至XTAL1，XTAL2懸空。兩種方式的電路連接如圖2-5所示。大多數(shù)的單片機(jī)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，本次設(shè)計(jì)亦然。（a）使用片內(nèi)振蕩器接法（b）使用片外振蕩器接法圖8AT89C51振蕩器的連接方式在AT89C51單片機(jī)內(nèi)部，引腳XTAL2和引腳XTAL1連接著一個(gè)高增益反相放大器，XTAL1引腳是反相放大器的輸入端，XTAL2引腳是反相放大器的輸出端。芯片內(nèi)部的時(shí)鐘發(fā)生器是一個(gè)二分頻觸發(fā)器，振蕩器的輸出為其輸入，輸出為兩相的時(shí)鐘信號(hào)（狀態(tài)時(shí)鐘信號(hào)），頻率為振蕩器輸出信號(hào)頻率的1/2。狀態(tài)時(shí)鐘經(jīng)三分頻后為低字節(jié)地址鎖存信號(hào)ALE，頻率為振蕩器輸出信號(hào)頻率的1/6，經(jīng)六分頻后為機(jī)器周期信號(hào)，頻率為/12。、一般取20～30pF的陶瓷電容器。AT89C51的中斷系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的工作效率，AT89C51單片機(jī)設(shè)置了中斷系統(tǒng)，采用中斷方式與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。所謂“中斷”，是指單片機(jī)在執(zhí)行某一段程序的過(guò)程中，由于某種原因（如異常情況或特殊請(qǐng)求），單片機(jī)暫時(shí)中止正在執(zhí)行的程序，而去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，待處理結(jié)束后，再返回到被打斷的程序處，繼續(xù)執(zhí)行原程序的過(guò)程。（1）中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和中斷控制AT89C51有六個(gè)固定的可屏蔽中斷源，分別是三個(gè)片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出中斷TF0、TF1和TF2，兩個(gè)外部中斷(P3.2)和(P3.3)，一個(gè)片內(nèi)串行口中斷TI或RI。6個(gè)中斷源有兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，可形成中斷嵌套。它們?cè)诔绦虼鎯?chǔ)器中各有固定的中斷入口地址，由此進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。引起6個(gè)中斷源的符號(hào)、名稱(chēng)及產(chǎn)生的條件如下：：外部中斷0，由P3.2端口線引入，低電平或下降沿引起；：外部中斷1，由P3.3端口線引入，低電平或下降沿引起；T0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷，由T0記滿(mǎn)回零引起；T1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷，由T1記滿(mǎn)回零引起；TI/RI：串行口I/O中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送/接收后引起中斷；T2：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2中斷，由T2記滿(mǎn)回零引起。在本次設(shè)計(jì)中采用了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷，它的中斷控制寄存器包括定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、1控制寄存器TCON和中斷允許控制寄存器IE。①定時(shí)器控制寄存器TCONTCON是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和外部中斷兩者合用的一個(gè)可位尋址的特殊功能寄存器，它的格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0各控制位定義如下：TF1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由內(nèi)部硬件置位TF1，向CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由硬件內(nèi)部自動(dòng)TF1清0。TR1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1啟動(dòng)/停止位。由軟件置位/復(fù)位控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的啟動(dòng)或停止計(jì)數(shù)。TF0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由內(nèi)部硬件置位TF0，向CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由硬件內(nèi)部自動(dòng)TF1清0。TR0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0啟動(dòng)/停止位。由軟件置位/復(fù)位控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的啟動(dòng)或停止計(jì)數(shù)。IE1：外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)CPU檢測(cè)到INT0低電平或下降沿且IT1=1時(shí)，由內(nèi)部硬件置位IE1標(biāo)志位（IE1=1）向CPU請(qǐng)求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由硬件內(nèi)部將IE1清0。IE0：外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)CPU檢測(cè)到INT0低電平或下降沿且IT0=1時(shí)，由內(nèi)部硬件置位IE0標(biāo)志位（IE0=1）向CPU請(qǐng)求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由硬件內(nèi)部將IE0清0。IT1：用軟件置位/復(fù)位IT1來(lái)選擇外部中斷INT1是下降沿觸發(fā)還是電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求。當(dāng)IT1置1時(shí)，則外部中斷INT1為下降沿觸發(fā)中斷請(qǐng)求，即INT1端口由前一個(gè)機(jī)器周期的高電平跳變?yōu)橄乱粋€(gè)機(jī)器周期的低電平，則觸發(fā)中斷請(qǐng)求；當(dāng)IT1復(fù)位清0，則INT1的低電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求。IT0：由軟件置位/復(fù)位IT0來(lái)選擇外部中斷INT0是下降沿觸發(fā)還是低電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求，其控制原理同IT1。②中斷允許控制寄存器 中斷允許控制寄存器IE的格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0EAET2ESET1EX1ET0EX0各控制位定義如下：EA：中斷總控制為。EA=1，CPU開(kāi)中斷，它是CPU是否響應(yīng)中斷的前提，在此前提下，如果某中斷源的中斷允許位置1，才能響應(yīng)該中斷源的中斷請(qǐng)求。如果EA=0，無(wú)論哪個(gè)中斷源有請(qǐng)求，CPU都不予回應(yīng)。ET2：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2中斷控制位，ET2=1，允許T2計(jì)數(shù)溢出中斷；ET2=0，禁止T2中斷。ES：串行口中斷控制位，ES=1，允許串行口發(fā)送/接收中斷；ES=0禁止串行口中斷。ET1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1中斷控制位，ET1=1，允許T1計(jì)數(shù)溢出中斷；ET1=0，禁止T1中斷。EX1：外部中斷1控制位，EX1=1，允許中斷；EX1=0，禁止外部中斷1中斷。ET0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷控制位，ET0=1，允許T0計(jì)數(shù)溢出中斷；ET0=0，禁止T0中斷。EX0：外部中斷0控制位，EX0=1，允許中斷；EX0=0，禁止外部中斷0中斷[1]。（2）中斷響應(yīng)過(guò)程CPU中斷處理從響應(yīng)中斷、控制程序轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的中斷矢量地址入口處執(zhí)行中斷服務(wù)程序，到執(zhí)行返回（RETI）指令為止。中斷響應(yīng)可分為以下幾個(gè)步驟：①保護(hù)斷點(diǎn)，即保存下一個(gè)將要執(zhí)行的指令的地址，把這個(gè)地址送入堆棧。②尋找中斷入口，根據(jù)6個(gè)不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，中斷系統(tǒng)必須能夠正確地識(shí)別中斷源，查找6個(gè)不同的入口地址。以上工作是由單片機(jī)自動(dòng)完成的，與編程者無(wú)關(guān)。在6個(gè)入口地址處存放有中斷處理程序。③執(zhí)行中斷處理程序。④中斷返回：執(zhí)行完中斷指令后，從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行[2]。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器AT89C51單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1。除此之外還有一個(gè)可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和1簡(jiǎn)介定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和1內(nèi)部有一個(gè)計(jì)數(shù)寄存器（和），它實(shí)際上是一個(gè)累加寄存器進(jìn)行加1計(jì)數(shù)。定時(shí)器和計(jì)數(shù)器共用這個(gè)寄存器，但定時(shí)器/計(jì)數(shù)器同一時(shí)刻只能工作在其中一種方式下，不可能既工作在定時(shí)器方式，同時(shí)又工作在計(jì)數(shù)器方式。這兩個(gè)工作方式的根本區(qū)別是在于計(jì)數(shù)脈沖的來(lái)源不同。工作在定時(shí)器方式時(shí)，對(duì)振蕩源12分頻的脈沖計(jì)數(shù)，即每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期（1個(gè)機(jī)器周期在時(shí)間上和12個(gè)振蕩周期的時(shí)間相等），計(jì)數(shù)寄存器中的值就加1。工作在計(jì)數(shù)器方式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖不是來(lái)自?xún)?nèi)部的機(jī)器周期，而是來(lái)自外部輸入。對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1，計(jì)數(shù)脈沖分別來(lái)自T0、T1引腳。當(dāng)這些引腳上輸入的信號(hào)產(chǎn)生高電平至低電平的負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)寄存器的值就加1。單片機(jī)每個(gè)機(jī)器周期都要對(duì)對(duì)外部輸入進(jìn)行采樣，如果在第一個(gè)周期采得的外部信號(hào)為高電平，在下一個(gè)周期采得的信號(hào)為低電平，則在再下一個(gè)機(jī)器周期，即第三個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)寄存器的值才增加1[1]。（1)與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和1相關(guān)的特殊功能寄存器①計(jì)數(shù)寄存器TH0、TL0和TH1、TL1計(jì)數(shù)寄存器是16位的，再啟動(dòng)定時(shí)器時(shí)需要對(duì)它設(shè)定初始值。是計(jì)數(shù)寄存器的高8位，是計(jì)數(shù)寄存器的低8位。TH0、TL0對(duì)應(yīng)T/C0，TH1、TL1對(duì)應(yīng)T/C1。②定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON的格式如下：TF1TR1TF0TR1IE1IT1IE0IT0TF1為T(mén)/C1的溢出標(biāo)志，溢出時(shí)由硬件置1，進(jìn)入中斷后又由硬件自動(dòng)清0。TR1為T(mén)/C1的啟動(dòng)和停止位，由軟件控制。置1時(shí)啟動(dòng)T/C1；清0時(shí)停止T/C1。TF0和TR0的功能和使用方法以TF1、TR1類(lèi)似，只是它們針對(duì)的是T/C0。③定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TMOD定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TMOD的格式如下所示。它的控制位都是由軟件控制的，其中高4位是針對(duì)T/C1的，低4位是針對(duì)T/C0的，其功能和使用方法相似。GATEM1M0GATEM1M0現(xiàn)在以T/C0來(lái)說(shuō)明各控制位的使用方法：GATE是一個(gè)選通位，當(dāng)GATE位置1時(shí)，T/C0受到雙重控制，只有為高電平且TR0位置1是T/C0才開(kāi)始工作，當(dāng)GATE位清0時(shí)，T/C0僅受到TR0的控制。用來(lái)選擇工作在定時(shí)器方式還是計(jì)數(shù)器方式。當(dāng)該位置1時(shí)工作在計(jì)數(shù)器方式，清0時(shí)工作在定時(shí)器方式。M1和M0聯(lián)合起來(lái)用于選擇操作模式，一共有四種操作模式，如表2-2所示。表2-2操作模式M1M0操作模式計(jì)數(shù)器配置00模式013位計(jì)數(shù)器10模式2自動(dòng)重轉(zhuǎn)載的8位計(jì)數(shù)器10模式2自動(dòng)重轉(zhuǎn)載的8位計(jì)數(shù)器11模式3T0分為兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，T1停止計(jì)數(shù)溫濕度傳感器現(xiàn)在研發(fā)的溫濕度的傳感器種類(lèi)很多，由于有一體化的傳感器，就比如SHT-11,SHT-10，DHT10等，選用溫濕度傳感器要從精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性、溫度系數(shù)、濕度系數(shù)、溫濕度傳感器的供電、互換性、溫濕度校正、根據(jù)對(duì)以上幾個(gè)型號(hào)的傳感器參數(shù)的對(duì)比，我決定選用SHT-11的傳感器，這個(gè)傳感器既能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，也不浪費(fèi)資源，也適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。數(shù)字溫濕度傳感器SHT-11數(shù)字溫濕度傳感器SHT—11采用COMSens專(zhuān)利傳感器技術(shù)將溫度濕度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字接口、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、標(biāo)準(zhǔn)I2C總線等電路全部集成在一個(gè)芯片內(nèi)（其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖9所示）[4]。圖9數(shù)字溫濕度傳感器SHT—11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖由它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可看出SHT-11具有不同保護(hù)的“微型結(jié)構(gòu)”檢測(cè)電極系統(tǒng)與聚合物覆蓋層組成了傳感器芯片的電容,這樣除保持了電容式濕敏器件的原有特性外還可抵御來(lái)自其它方面的影響。將溫度傳感器與濕度傳感器結(jié)合在一起構(gòu)成了一個(gè)單一的個(gè)體,這就使得測(cè)量精度提高并且可以精確得出露點(diǎn),而不會(huì)產(chǎn)生由于溫度與濕度傳感器之間隨溫度梯度變化而引起的誤差。而且將傳感器元件、信號(hào)放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、OTP校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I2C工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行總線等，電路功能部件全部采用CMOS技術(shù)與溫濕度傳感器一起放置在一個(gè)芯片內(nèi)。這不僅使信號(hào)強(qiáng)度增加,更重要的是長(zhǎng)期穩(wěn)定性也得到增強(qiáng),這對(duì)傳感器系統(tǒng)是極為重要的。同時(shí),模/數(shù)轉(zhuǎn)換也在一個(gè)芯片內(nèi)同時(shí)完成,這可使信號(hào)對(duì)噪聲不敏感,尤其重要的是,在傳感器芯片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)裝載的針對(duì)每一只傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)保證了每一只傳感器都有相同的功能,可以實(shí)現(xiàn)100%的互換。此外,。該傳感器還具有I2C二線串行總線接口,這可使傳感器方便的與任何類(lèi)型的微處理器、微控制器接口相連,為溫濕度的微機(jī)化測(cè)試帶來(lái)極大的方便,這不僅能減少溫濕度測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間,還可節(jié)約數(shù)字化接口的軟硬件成本。該傳感器還有反應(yīng)迅速、高精度、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。濕度值輸出SHT-11可通過(guò)I2C總線直接輸出數(shù)字量濕度值,其相對(duì)濕度輸出特性曲線如圖3-2所示。從中可以看出,SHT11的輸出特性呈一定的非線性,為了補(bǔ)償濕度傳感器的非線性以獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù),可按式（3-1）修正濕度值:=式中,SORH表示傳感器相對(duì)濕度測(cè)量值,系數(shù)取值分別如下:12位時(shí)：；8位時(shí)：。溫度值輸出SHT-11溫度傳感器的線性非常好,可用下列公式（3-2）將溫度數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫度值T:式中，表示傳感器溫度測(cè)量值。當(dāng)電源電壓為5V，溫度傳感器的分辨率為14位時(shí)，，；當(dāng)溫度傳感器的分辨率為12位時(shí)，，。圖10相對(duì)濕度輸出特性曲線SHT-11的特性SHT-11傳感器的特點(diǎn)如下:1）相對(duì)濕度和溫度一體測(cè)量；2）精確露點(diǎn)測(cè)量；3）全量程標(biāo)定，無(wú)需重新標(biāo)定即可互換使用；4）超快響應(yīng)時(shí)間；5）兩線制數(shù)字接口（最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)集成，較低的價(jià)格）；6）超小尺寸（7.5×5×2.5mm）；7）高可靠性（工業(yè)CMOS工業(yè)）；8）優(yōu)化的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；9）可完全浸沒(méi)水中；10）基于請(qǐng)求式測(cè)量，因此低能耗；11）具有濕度傳感器元件的自檢測(cè)能力；12）傳感器元件加熱應(yīng)用，亦可獲得極高的精度和穩(wěn)定性。SHT-11的詳細(xì)規(guī)格1.相對(duì)濕度傳感器（RH）的性能參數(shù)如下：范圍：0—100%RH；精度：±3%RH（20—80%RH）；響應(yīng)時(shí)間：≤4s；復(fù)現(xiàn)性：±0.1%RH；分辨率：0.03%RH；工作溫度：－40℃—＋120℃。2.溫度傳感器（T）的性能參數(shù)如下：范圍：－40℃—＋120℃；精度：±0.5℃（在25℃時(shí)），±0.9℃（在0—40℃時(shí)）；響應(yīng)時(shí)間：≤20s；復(fù)現(xiàn)性：±0.1℃；分辨率：0.01℃。3.電器數(shù)據(jù)能耗：典型30uW（@5V，12-bit，測(cè)量周期2秒）典型1uW（@2.4V,8-bit，測(cè)量周期2分）；供電范圍：2.4V—5.5V；檢測(cè)電流：0.5mA；待機(jī)電流：0.3uV。SHT-11的引腳SHT-11的引腳圖如圖11所示。圖11SHT-11的引腳圖引腳簡(jiǎn)介引腳1—GND接地端；SHT-11的供電電壓為0.4～5.5V，傳感器上電后要等待11ms以越過(guò)“休眠”狀態(tài)。在此期間無(wú)需發(fā)送任何指令，電源引腳（VDD,GND）之間可增加一個(gè)100uF的電容，用以去耦濾波。引腳2—DATA雙向串行數(shù)據(jù)線；SHT-11的串行接口，在傳感器的讀取及電源損耗方面都做了優(yōu)化處理。DATA三態(tài)門(mén)用于數(shù)據(jù)的讀取。引腳3—SCK串行時(shí)鐘輸入；用于微處理器與SHT-11之間的通訊同步。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小SCK頻率。引腳4—VDD電源端，0.4—5.5V電源引腳5—8—NC空管腳7SHT-11的的內(nèi)部命令與接口時(shí)序（1）SHT-11的內(nèi)部命令SHT-11傳感器共有5條用戶(hù)命令,具體命令格式見(jiàn)表3-1。在程序編程時(shí)根據(jù)命令編號(hào)來(lái)設(shè)定SHT-11的工作狀態(tài)。例如：0x03設(shè)置SHT-11為溫度測(cè)量，0x05是設(shè)置SHT-11為濕度測(cè)量[5]。表3-1SHT-11傳感器命令列表命令編號(hào)說(shuō)明測(cè)量溫度00011溫度測(cè)量測(cè)量濕度00101濕度測(cè)量讀寄存器00111“讀”狀態(tài)寄存器寫(xiě)寄存器00110“寫(xiě)”狀態(tài)寄存器軟啟動(dòng)11110重啟芯片,清除狀態(tài)記錄器的錯(cuò)誤記錄11毫秒后進(jìn)入下一個(gè)命令（2）SHT-11的命令順序及命令時(shí)序1)傳輸開(kāi)始初始化傳輸時(shí),應(yīng)發(fā)出“傳輸開(kāi)始”命令,具體為SCK是高電平時(shí),DATA高電平變?yōu)榈碗娖?并在下一個(gè)SCK為高時(shí)將DATA升高。接著傳輸開(kāi)始下一個(gè)命令，包含3個(gè)地址位(目前只支持“000”)和5個(gè)命令位,通過(guò)DATA腳的ack位處于低電位表示SHT11正確收到命令。2)連接復(fù)位順序如果與SHT11傳感器的通訊中斷,下列信號(hào)順序會(huì)使串口復(fù)位:當(dāng)使DATA線處于高電平時(shí),觸發(fā)SCK9次以上(含9次),并發(fā)一個(gè)前述的“傳輸開(kāi)始”命令。3)溫濕度測(cè)量時(shí)序當(dāng)發(fā)出了溫(濕)度測(cè)量命令后，控制器就要等到測(cè)量完成后才開(kāi)始動(dòng)作。使用8/12/14位的分辨率測(cè)量分別需要大約11/55/210ms。為表明測(cè)量完成，SHT11會(huì)使DATA為低電平,此時(shí)控制器必須重新啟動(dòng)SCK，然后SHT11傳送兩字節(jié)測(cè)量數(shù)據(jù)與1字節(jié)CRC校驗(yàn)和到控制器，控制器必須通過(guò)使DATA為低來(lái)確認(rèn)每一字節(jié)，通訊在確認(rèn)CRC數(shù)據(jù)位后停止。如果沒(méi)有用CRC28校驗(yàn)和,則控制器就會(huì)在測(cè)量數(shù)據(jù)LSB后，保持ack為高時(shí)停止通訊,SHT11在測(cè)量和通訊完成之后會(huì)自動(dòng)返回睡眠模式。需要注意的是，為使SHT11溫升高低于0.1℃，則此時(shí)工作頻率不能大15%(如:12位精確度時(shí),每秒最多進(jìn)行3次測(cè)量)。測(cè)量溫度和測(cè)量濕度命令所對(duì)應(yīng)的時(shí)序如圖12所示。圖12測(cè)量溫濕度時(shí)序圖4)加熱控制將傳感器芯片中的加熱開(kāi)關(guān)接通，傳感器溫度大約增加5℃，加熱用途如下:其一，通過(guò)對(duì)啟動(dòng)加熱器前后的溫、濕度進(jìn)行比較，可以正確地區(qū)別傳感器的功能；其二，在相對(duì)濕度較高的環(huán)境下，傳感器可通過(guò)加熱來(lái)避免冷凝。5)低電壓檢測(cè)SHT11的工作極限功能可以檢測(cè)VDD電壓是否低于2.45V，準(zhǔn)確度為±0.1V。3．3.2.8SHT-11的狀態(tài)寄存器SHT-11的狀態(tài)寄存器的類(lèi)型及其說(shuō)明見(jiàn)表3-2。表3-2SHT-11狀態(tài)寄存器及說(shuō)明位類(lèi)型說(shuō)明缺省說(shuō)明7保留06讀工檢限X5保留04保留0續(xù)表位類(lèi)型說(shuō)明缺省說(shuō)明3只用于試驗(yàn)，不可以使用02讀/寫(xiě)加熱0關(guān)1讀/寫(xiě)不從OTP重下載0重下載0讀/寫(xiě)‘1’—8位相對(duì)濕度，12位溫度分辨率；‘0’—12位相對(duì)濕度，14位溫分辨率012位相對(duì)濕度，14溫度電路連接圖13SHT-11與AT89C51電路連接時(shí)鐘芯片DS1302是Dallas公司推出的高性能低功耗涓流充電時(shí)鐘芯片?？赏ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，光感應(yīng)用于智能儀器、單片機(jī)系統(tǒng)和家用時(shí)鐘電路等領(lǐng)域。DS1302時(shí)鐘芯片的簡(jiǎn)介DS1302涓流充電計(jì)時(shí)芯片包含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。它通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的串行接口與微處理器進(jìn)行通信[8]。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷提供秒，分鐘，小時(shí)，周，日期，月份和年的有關(guān)信息。對(duì)于少于31天的月份，每月月底的日期是自動(dòng)調(diào)整的，包括對(duì)瑞年進(jìn)行更正，時(shí)鐘運(yùn)行可采用24小時(shí)制或帶AM/PM指示的12小時(shí)制。同步串行通信簡(jiǎn)化了DS1302與微處理的接口。與時(shí)鐘/RAM通信只需三根線:、I/O(數(shù)據(jù)線)及SCLK（串行時(shí)鐘）。時(shí)鐘/RAM數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)以每次一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31個(gè)字節(jié)的多字節(jié)模式傳輸。DS1302設(shè)計(jì)為低功耗工作，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息的功耗小于1uF引腳DS1302的引腳（引腳圖如圖4-1所示）及功能簡(jiǎn)介如下：圖14DS1302引腳圖第1、2腳：Vcc1、Vcc2電源。第3腳：復(fù)位輸入端。第4腳：串行時(shí)鐘輸入端。第5腳：數(shù)據(jù)輸入/輸出端。第6、7腳：X1、X2是32.768kHz晶振輸入/輸出端。命令字節(jié)表4-1所示為命令字節(jié)格式。命令字節(jié)啟動(dòng)每個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸。該MSB（第7位）必須為邏輯1.如果是0，寫(xiě)入DS1302操作將被禁用。第6位是邏輯1時(shí)指定RAM數(shù)據(jù)。第1至第5位規(guī)定特定寄存器作為輸入還是輸出。LSB（第0位）如果是邏輯0，指定一個(gè)寫(xiě)操作（輸入）；如果是邏輯1，執(zhí)行一個(gè)讀操作。命令字節(jié)總是從LSB（第0位）輸入。表4-1DS1302命令字節(jié)765432101RAMSCLKA4A3A2A1A0RD（1）及時(shí)鐘控制驅(qū)動(dòng)輸入高電平可啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳輸。輸入起到兩種功能：第一，啟動(dòng)控制邏輯，允許地址/字節(jié)序列訪問(wèn)移位寄存器。第二，信號(hào)提供了一種終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。一個(gè)時(shí)鐘周期是一個(gè)上升沿序列，緊跟著下降沿。對(duì)于數(shù)據(jù)輸入，在時(shí)鐘周期的上升沿時(shí)間，數(shù)據(jù)必須正確；在時(shí)鐘周期的下降沿，數(shù)據(jù)位輸出。如果輸入低電平所有數(shù)據(jù)傳輸中止。I/O引腳變成高阻狀態(tài)。數(shù)據(jù)的傳輸如圖15所示。在上電時(shí)，必須是邏輯0，直到Vcc>2.0V.此外，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)到邏輯1狀態(tài)時(shí)，SCLK必須為邏輯0。a)單字節(jié)傳送b)多字節(jié)傳送圖15數(shù)據(jù)傳送時(shí)序（2）數(shù)據(jù)輸入繼輸入寫(xiě)命令字節(jié)的8個(gè)SCLK周期后，在接下來(lái)的8個(gè)SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)。如果有額外的SCLK周期，將被忽略。數(shù)據(jù)輸入從位0開(kāi)始。（3）數(shù)據(jù)輸出繼輸入寫(xiě)命令的8個(gè)SCLK周期后，在接下來(lái)的8個(gè)SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。請(qǐng)注意，將被傳輸?shù)牡谝粋€(gè)數(shù)據(jù)位出現(xiàn)在命令字節(jié)最后一位被寫(xiě)入后的第一個(gè)下降沿。只要維持高電平，如有附加的SCLK的周期，將重新轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)字節(jié)。此操作允許連續(xù)多字節(jié)模式讀取能力。此外，I/O引腳在每個(gè)SCLK的上升沿都是三態(tài)的。數(shù)據(jù)輸出開(kāi)始于第0位。（4）多字節(jié)模式時(shí)鐘/日歷或由十進(jìn)制存儲(chǔ)單元31（地址/命令1至5=邏輯1）尋址的RAM寄存器可以為多字節(jié)模式。如上所述，第6位指定時(shí)鐘或RAM和第0位指定讀或?qū)?。在日歷/時(shí)鐘寄存器的地址9至31或RAM寄存器中的地址31不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在多字節(jié)模式中，讀或?qū)戦_(kāi)始于地址0的第0位。當(dāng)在多字節(jié)模式下寫(xiě)時(shí)鐘寄存器時(shí)，必須按數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇涡驅(qū)懭胧装藗€(gè)寄存器。然而，當(dāng)在多字節(jié)模式寫(xiě)入RAM時(shí)，為了數(shù)據(jù)的傳輸，沒(méi)有必要寫(xiě)入所有的31個(gè)字節(jié)。每個(gè)被寫(xiě)入的字節(jié)都將被傳輸?shù)絉AM，無(wú)論31個(gè)字節(jié)是否都被寫(xiě)入。（5）DS1302內(nèi)部寄存器DS1302內(nèi)部寄存器地址及數(shù)據(jù)分配情況如表4-2所示。1）時(shí)鐘/日歷：時(shí)鐘/日歷包含在7個(gè)寫(xiě)/讀寄存器中。數(shù)據(jù)以BCD碼形式包含在時(shí)鐘/日歷寄存器中。2）時(shí)鐘暫停標(biāo)志：秒寄存器的第7位定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志。當(dāng)此位置1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302進(jìn)入低功耗備用模式，電源消耗小于100nA。當(dāng)此位置0時(shí)，時(shí)鐘將啟動(dòng)。初始上電狀態(tài)未定義。3）AM-PM/12-24模式：DS1302能運(yùn)行于12小時(shí)制或24小時(shí)制模式下。小時(shí)寄存器的第7位被定義為12或24小時(shí)模式選擇位。當(dāng)其處于高電平時(shí)，選擇12小時(shí)模式。在12小時(shí)模式下，第5位是AM/PM位，其為邏輯高電平表示PM。在24小時(shí)模式下，第5位是第二個(gè)10小時(shí)位元（20-23）小時(shí)。當(dāng)12/24位被改變時(shí)，小時(shí)數(shù)據(jù)一定要被重新初始化。表4-2DS1302的日歷、時(shí)鐘寄存器及控制字寄存器名命令字格式取值范圍位內(nèi)容寫(xiě)操作讀操作76543210秒寄存器80H81H00-59CH10SECSEC分寄存器82H83H00-59010MINMIN小時(shí)寄存器84H85H01-1200-2312/24010HRHRA/P日期寄存器86H87H01-28/29/30/310010DATEDATE月份寄存器88H89H01-1200010MMONTH星期寄存器8AH8BH01-0700000DAY年份寄存器8CH8DH00-9910YEARYEAR寫(xiě)保護(hù)寄存器8EH8FH—WP0涓流充電寄存器90H91H—TCSDSRS時(shí)鐘多字節(jié)寄存器BEHBFH——RAM多字節(jié)寄存器FEHFFH——4）寫(xiě)保護(hù)位：控制寄存器的第7位是寫(xiě)保護(hù)位。首7位（第0至第6位）必須為0，讀取時(shí)始終讀0。對(duì)時(shí)鐘或RAM進(jìn)行任何操作前，第7位必須為0。當(dāng)寫(xiě)保護(hù)位為高電平時(shí)，該位阻止對(duì)任何其他寄存器的寫(xiě)操作。初始的上電狀態(tài)沒(méi)有定義。因此，在寫(xiě)入該器件之前，應(yīng)清除WP位。5）涓流充電寄存器：該寄存器控制DS1302的涓流特性。涓流充電選擇(TCS)位（第4至第7位）控制涓流充電器的選擇。為了阻止意外使能，只有1010模式使能涓流充電器。所有其他模式都禁用涓流充電器。DS1302上電時(shí)，涓流充電器被禁用。DS為二極管選擇位，RS為電阻選擇位。6）時(shí)鐘/日歷多字節(jié)模式：該時(shí)鐘/日歷命令字節(jié)指定多字節(jié)觸發(fā)模式操作。在此模式下，首8個(gè)時(shí)鐘/日歷寄存器可以從地址0的第0位開(kāi)始被連續(xù)地讀取或?qū)懭?。?dāng)指定寫(xiě)時(shí)鐘/日歷多字節(jié)模式時(shí)，如果寫(xiě)保護(hù)位被設(shè)置為高電平，將沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送到8個(gè)時(shí)鐘/日歷寄存器（包括控制寄存器）的任意一個(gè)。在多字節(jié)模式下，涓流充電器不可用。7）RAM：靜態(tài)RAM是RAM地址空間中連續(xù)編址的31×8字節(jié)。8）RAM多字節(jié)模式：RAM命令字節(jié)指定多字節(jié)模式操作。在此模式下，31個(gè)RAM寄存器從地址0的第0位開(kāi)始被連續(xù)讀取或?qū)懭?。?）晶振的選擇32.768kHz的晶振可通過(guò)引腳2和3（X1、X2）直接連接至DS1302。所選定的晶振應(yīng)該加一個(gè)6pF的負(fù)載電容。（7）電源控制Vcc1在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源的電池備份。Vcc2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，此時(shí)Vcc1連接到備份電源，以便在沒(méi)有主電源，以便在沒(méi)有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中較大者供電。它與單片機(jī)連接后，單片機(jī)便可讀出其實(shí)時(shí)時(shí)間。連接示意圖如圖16所示。圖16DS1302與AT89C51連接圖液晶顯示器LCD液晶顯示器是一種低功耗液晶顯示器件。工作電流小，適合于儀表和低功耗系統(tǒng)。常用的有筆畫(huà)型液晶顯示器、點(diǎn)陣字符型液晶顯示器和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。LCD液晶顯示器的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，。有電就顯示黑色，這樣就顯示出圖形。液晶顯示器適應(yīng)于大規(guī)模電路直接驅(qū)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)。目前被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等眾多領(lǐng)域。液晶顯示器的分類(lèi)液晶顯示器按顯示圖案的不同可分筆段型LCD、字符型LCD和點(diǎn)陣圖型LCD三種[1]。筆段型筆段型是以長(zhǎng)條狀作為基本單位顯示。該類(lèi)型主要用于數(shù)字顯示，也可用于顯示西文字符或某些字符。這種段型顯示通常有6段、7段、8段、9段、14段和16段等，在形狀上與數(shù)碼管類(lèi)似，總是圍繞數(shù)字“8”的結(jié)構(gòu)變化。其中以7段顯示器常用，常用于數(shù)字儀表、電子儀器中。字符型字符型液晶顯示器是專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示英文和其他拉丁文字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。它一般由若干個(gè)5×8或5×11點(diǎn)陣組成，每個(gè)點(diǎn)陣顯示一個(gè)字符。這類(lèi)模塊一般應(yīng)用于數(shù)字尋呼機(jī)、數(shù)字儀表等電子設(shè)備中。點(diǎn)陣圖形型點(diǎn)陣圖形型是在一平板上排列多行多列的矩陣式的晶格點(diǎn)，點(diǎn)的大小可根據(jù)顯示清晰度來(lái)設(shè)計(jì)，可顯示數(shù)字、字母、漢字、圖像，甚至動(dòng)畫(huà)。這液晶顯示器廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦等需要顯示大量信息的設(shè)備中。AMPIRE128×64帶中文字庫(kù)的128×64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64,內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字.也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。在本次設(shè)計(jì)中要求顯示溫度值，濕度值的同時(shí)顯示起表明作用的“溫度”與“濕度”兩組漢字。因此選用點(diǎn)陣圖形型的AMPIRE128×64。它的基本特性如下：?低電源電壓（VDD:+3.0--+5.5V）；?顯示分辨率:128×64點(diǎn)；?內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)16×16點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選)；?內(nèi)置128個(gè)16×8點(diǎn)陣字符；?2MHZ時(shí)鐘頻率；?顯示方式：STN、半透、正顯；?驅(qū)動(dòng)方式：1/32DUTY，1/5BIAS；?視角方向：6點(diǎn)；?背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5—1/10；?通訊方式：串行、并口可選；?內(nèi)置DC-DC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓；?無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)；?工作溫度:0℃-+55℃,存儲(chǔ)溫度:-20℃-+60℃。LCD128×64引腳功能AMPIRE128×64內(nèi)置KS0108型圖形液晶模塊驅(qū)動(dòng)，它的引腳功能表如表5-1所示。邏輯工作電壓：4.5V～5.5V；電源地（GND）：0V；工作溫度：0～60℃（常溫）/-20～70℃（寬溫）。表5-1LCD128×64引腳功能表引腳號(hào)引腳名稱(chēng)電平引腳功能描述1CS1/CS2H/L片選信號(hào)，芯片1/芯片2控制液晶左半屏/右半屏2GND0V電源地3VCC+5V電源正4V0—對(duì)比度（亮度）調(diào)整續(xù)表引腳號(hào)引腳名稱(chēng)電平引腳功能描述5RSH/LRS=“H”,表示DB7～DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7～DB0為顯示指令數(shù)據(jù)6R/WH/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7～DB0R/W=“L”,E=“L”,DB7～DB0的數(shù)據(jù)被寫(xiě)到IR或DR7EH/L使能信號(hào)8DB0～DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9H/L復(fù)位端，低電平有效10VOUT—LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端KS0108控制器指令功能KS0108控制器指令功能如表4-2所示。具體分析如下：讀狀態(tài)字（readstatus）格式：BUSY0ON/OFFRESETO000BUSY=1：表示KS0108正在處理計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的指令或數(shù)據(jù)。此時(shí)接口電路被封鎖，不能接受除狀態(tài)字以外的任何操作。BUSY=0表示KS0108接口控制電路已處于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)，等待計(jì)算機(jī)的訪問(wèn)。ON/OFF：表示當(dāng)前的顯示狀態(tài)。ON/OFF=1表示關(guān)顯示狀態(tài)；ON/OFF=0表示開(kāi)顯示狀態(tài)。RESSET：表示當(dāng)前KS1008的工作狀態(tài)，即反映RET端得電平狀態(tài)。當(dāng)RST為低電平狀態(tài)時(shí)，KS0108處于復(fù)位工作狀態(tài)，RESET=1；當(dāng)RST為高電平狀態(tài)時(shí)，KS0108為正常工作狀態(tài)，RESET=0。在占領(lǐng)設(shè)置和數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)要注意狀態(tài)字中的BUSY標(biāo)志。只有在BUSSY=0時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)KS0108的操作才有效。因此計(jì)算機(jī)在每次對(duì)KS0108操作之前，都要讀出狀態(tài)字判斷BUSY是否為“0”。若不為“0”，則計(jì)算機(jī)需要等待，直至BUSY=0為止。顯示開(kāi)關(guān)（displayon/off）格式：0011111D該指令設(shè)置顯示開(kāi)關(guān)/觸發(fā)器的狀態(tài)，由此控制顯示數(shù)據(jù)鎖存器的工作方式，從而控制顯示狀態(tài)。D位為顯示開(kāi)/關(guān)的控制位。當(dāng)D=1為顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器正常工作，顯示屏上呈現(xiàn)所需的效果。此時(shí)在狀態(tài)字中ON/OFF=0。當(dāng)D=0為關(guān)顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器被清0，顯示屏呈不顯示狀態(tài)，但顯示存儲(chǔ)器并沒(méi)有被破壞，在狀態(tài)組中ON/OFF=1。顯示起始行設(shè)置（displaystartline）格式：11L5L4L3L2L1L0該指令設(shè)置了顯示起始行寄存器的內(nèi)容。KS0108有64行顯示的管理能力，該指令中L5～L0為顯示起始行的地址，取值在0～3FH（1～64）范圍內(nèi)，它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對(duì)的顯示存儲(chǔ)器的行地址。如果定時(shí)間間隔地，等間距地修改（如加一或減一）顯示起始行寄存器的內(nèi)容，則顯示屏將呈現(xiàn)顯示內(nèi)容向上或向下平滑滾動(dòng)的顯示效果。頁(yè)面地址設(shè)置（setpage(Xaddress)）格式：10111P2P1P0該指令設(shè)置了頁(yè)面地址→X地址寄存器的內(nèi)容。KS0108將顯示存儲(chǔ)器分成了8頁(yè)，指令代碼中P2～P0就是要確定當(dāng)前所要的選擇的頁(yè)面地址，取值范圍為0～7H，代表第1～8頁(yè)。該指令規(guī)定了以后的讀/寫(xiě)操作將在哪一個(gè)頁(yè)面上進(jìn)行。⑤列地址設(shè)置（setYaddress）格式：01C5C4C3C2C1C0該指令設(shè)置了Y地址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，C5～C0=0～3FH(1～64)代表某一頁(yè)面上的某一單元地址，隨后的一次讀或?qū)憯?shù)據(jù)將在這個(gè)單元上進(jìn)行。Y地址計(jì)數(shù)器具有自動(dòng)加一功能，在每一次讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)后它將自動(dòng)加一，所以在連續(xù)進(jìn)行讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，Y地址計(jì)數(shù)器不必每次都設(shè)置一次。頁(yè)面地址的設(shè)置和列地址的設(shè)置將顯示存儲(chǔ)器單元唯一確定下來(lái)，為后來(lái)的顯示數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)作了地址的選通。⑥寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)（writedisplaydata）該操作將8位數(shù)據(jù)寫(xiě)入先前已經(jīng)確定的顯示存儲(chǔ)器的單元內(nèi)，操作完成后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。⑦讀顯示數(shù)據(jù)（readdisplaydata）該操作將KS0108接口部的輸出寄存器內(nèi)容讀出，然后列地址自動(dòng)加一。應(yīng)用說(shuō)明用帶中文字庫(kù)的128×64顯示模塊時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①欲在某一個(gè)位置顯示中文字符時(shí)，應(yīng)先設(shè)定顯示字符位置，即先設(shè)定顯示地址，再寫(xiě)入中文字符編碼。②顯示ASCII字符過(guò)程與顯示中文字符過(guò)程相同。不過(guò)在顯示連續(xù)字符時(shí)，只須設(shè)定一次顯示地址，由模塊自動(dòng)對(duì)地址加1指向下一個(gè)字符位置，否則，顯示的字符中將會(huì)有一個(gè)空ASCII字符位置。③當(dāng)字符編碼為2字節(jié)時(shí)，應(yīng)先寫(xiě)入高位字節(jié)，再寫(xiě)入低位字節(jié)。④模塊在接收指令前，向處理器必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙狀態(tài)，即讀取BF標(biāo)志時(shí)BF需為“0”，方可接受新的指令。如果在送出一個(gè)指令前不檢查BF標(biāo)志，則在前一個(gè)指令和這個(gè)指令中間必須延遲一段較長(zhǎng)的時(shí)間，即等待前一個(gè)指令確定執(zhí)行完成。指令執(zhí)行的時(shí)間請(qǐng)參考指令表中的指令執(zhí)行時(shí)間說(shuō)明。⑤“RE”為基本指令集與擴(kuò)充指令集的選擇控制位。當(dāng)變更“RE”后，以后的指令集將維持在最后的狀態(tài)，除非再次變更“RE”位，否則使用相同指令集時(shí)，無(wú)需每次均重設(shè)“RE”位。電路連接圖17顯示器電路連接圖鍵盤(pán)在單片機(jī)控制系統(tǒng)中可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)或命令。鍵盤(pán)是由一組常開(kāi)的按鍵組成，每個(gè)按鍵都被賦予一個(gè)代碼，稱(chēng)為鍵碼。鍵碼分為編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。編碼鍵盤(pán)是通過(guò)一個(gè)編碼電路識(shí)別閉合鍵的鍵碼，非編碼鍵盤(pán)是通過(guò)軟件來(lái)識(shí)別鍵碼。由于非編碼鍵盤(pán)的硬件電路簡(jiǎn)單，用戶(hù)可以方便的改變鍵的數(shù)量，因此在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。非編碼鍵盤(pán)可以分為獨(dú)立式鍵盤(pán)和行列式鍵盤(pán)兩種結(jié)構(gòu)形式。在本次設(shè)計(jì)中用到的鍵數(shù)較少，為了簡(jiǎn)化硬件電路，選用獨(dú)立式非編碼鍵盤(pán)。圖18鍵盤(pán)電路圖繼電器電磁繼電器是在輸入電路內(nèi)電流的作用下，由機(jī)械部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生預(yù)定響應(yīng)的一種繼電器。它包括直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼電器、極化繼電器、舌簧繼電器，節(jié)能功率繼電器。直流電磁繼電器，輸入電路中的控制電流為直流的電磁繼電器。交流電磁繼電器，輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器。磁保持繼電器，將磁鋼引入磁回路，繼電器線圈斷電后，繼電器的銜鐵仍能保持在線圈通電時(shí)的狀態(tài)，具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。極化繼電器，狀態(tài)改變?nèi)Q于輸入激勵(lì)量極性的一種直流繼電器。舌簧繼電器，利用利用密封在管內(nèi)，具有觸點(diǎn)簧片和銜鐵雙重作用的舌簧的動(dòng)作來(lái)開(kāi)，閉或轉(zhuǎn)換線路繼電器。節(jié)能功率繼電器：輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器，但它的電流大，體積小，節(jié)電功能。電磁式繼電器一般由控制線圈、鐵芯、銜鐵、觸點(diǎn)簧片組成，控制線圈和接點(diǎn)組之間是相互絕緣的，因此，能夠?yàn)榭刂齐娐菲鸬搅己玫碾娖鞲綦x作用。當(dāng)我們?cè)诶^電器的線圈兩頭加上其線圈的額定的電壓時(shí)，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)吸和當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)吸和。這樣吸和、釋放，從而達(dá)到了在電路中的接通、切斷的開(kāi)關(guān)目的。繼電器的作用就相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)，繼電器連接一個(gè)三極管，三極管的一個(gè)手（手）和單片機(jī)的p2.3連接，當(dāng)這個(gè)引腳置高電平時(shí)，繼電器就會(huì)打開(kāi)進(jìn)而澆水。電路連接圖19總電路連接圖圖20軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制流程圖圖21主要流程圖系統(tǒng)主控制程序如下：#include<reg51.h>#include<intrins.h>#include<string.h> #include<12864.h>#include<DS1302.h>#include<sht11.h>#include<key.h>xdatauncharTemBuf[]={0,0,0};xdatauncharTimeBuf[]={0,0,0};//分別存放秒、分、時(shí)xdatauncharDateBuf[]={0,0,0}; //分別存放年的后兩位、月、日xdataunsignedintmaxhumidity;xdataunsignedintminhumidity;sbitled_red=P2^4;sbitbuzzer=P2^3;sbitflower=P2^5;//顯示日期voidDateShow(){GetDate(DateBuf);PutOnech(0,0,Seg[2]); //顯示年份PutOnech(0,1,Seg[0]); PutOnech(0,2,Seg[DateBuf[0]/10]);PutOnech(0,3,Seg[DateBuf[0]%10]);PutOneWor(0,2,nianyueri[0]); PutOnech(0,6,Seg[DateBuf[1]/10]); //顯示月份PutOnech(0,7,Seg[DateBuf[1]%10]);PutOneWor(0,4,nianyueri[1]);PutOnech(0,10,Seg[DateBuf[2]/10]); //顯示月份PutOnech(0,11,Seg[DateBuf[2]%10]);PutOneWor(0,6,nianyueri[2]);}//顯示時(shí)間voidTimeShow()//顯示時(shí)分秒{GetTime(TimeBuf);PutOnech(1,0,Seg[TimeBuf[2]/10]); //顯示時(shí)PutOnech(1,1,Seg[TimeBuf[2]%10]);PutOneWor(1,1,shifenmiao[0]);PutOnech(1,4,Seg[TimeBuf[1]/10]); //顯示時(shí)PutOnech(1,5,Seg[TimeBuf[1]%10]);PutOneWor(1,3,shifenmiao[1]);PutOnech(1,8,Seg[TimeBuf[0]/10]); //顯示時(shí)PutOnech(1,9,Seg[TimeBuf[0]%10]);PutOneWor(1,5,shifenmiao[2]);}voidread_sht11(){ valuehumi_val,temp_val;unsignedcharerror,checksum;unsignedintwendu,shidu; error=0;error+=s_measure((unsignedchar*)&humi_val.i,&checksum,HUMI);//measurehumidityerror+=s_measure((unsignedchar*)&temp_val.i,&checksum,TEMP);//measuretemperatureif(error!=0) s_connectionreset();//incaseofanerror:connectionresetelse{ humi_val.f=(float)humi_val.i;//convertsintegertofloat temp_val.f=(float)temp_val.i;//convertsintegertofloat calc_dht90(&humi_val.f,&temp_val.f);//calculatehumidity,temperature wendu=10*temp_val.f; PutOneWor(2,0,wen); PutOneWor(2,1,Wendu); PutOneWor(2,2,fenhao); PutOnech(2,5,Seg[wendu/1000]); //顯示時(shí) PutOnech(2,6,Seg[(wendu%10