畢業(yè)設計--mcs-51單片機實時多通道監(jiān)測系統(tǒng)設計

1、<p>　　編 號： </p><p>　　審定成績： </p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　設計（論文）題目：MCS-51單片機實時多通道監(jiān)測</p><p>　系統(tǒng)設計</p><p><b>　　

2、摘 要</b></p><p>　　隨著工業(yè)的發(fā)展需要,我國很多地方都迫切需要用到實時多通道監(jiān)測系統(tǒng),如對溫濕度.CO2等環(huán)境因素的監(jiān)測,我們在對溫濕度CO2等環(huán)境的實時監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復雜的發(fā)展過程， 其智能化程度也越來越高，然而我國的很多地方對于溫濕度等環(huán)境因素的調(diào)節(jié)是應用很傳統(tǒng)的開關門來實現(xiàn)，這種方法費時費力，效率又很低，準確度又不高，隨機性大，很不科學。因此需要研制一種結構簡

3、單、 價格低廉的測控系統(tǒng)來達到自動調(diào)節(jié)溫濕度等一系列環(huán)境參數(shù)。</p><p>　　本文設計了一種基于單片機和傳感器技術的實時監(jiān)測系統(tǒng)，在線實時測量，精度高、穩(wěn)定性好，系統(tǒng)功能及測量范圍能夠達到及時準確檢測被監(jiān)測對象對于溫濕度等環(huán)境因素的要求。本文分別從硬件和軟件兩個方面對此檢測系統(tǒng)進行了分析。本系統(tǒng)主要由集成溫濕度傳感器、12位雙積分模數(shù)轉換器ICL7109、主芯片AT89C51和鍵盤顯示輔助芯片8279組成。

4、</p><p>　　硬件部分介紹了系統(tǒng)總體工作流程、器件選擇、芯片功能及工作原理等。軟件部分設計了計數(shù)、數(shù)據(jù)采集、溫濕度顯示等子程序來完善整個系統(tǒng)的檢測功能。該系統(tǒng)操作簡單，安裝方便，性能穩(wěn)定可靠，特別適用于需對溫濕度等環(huán)境因素需要及時監(jiān)測的場所。</p><p>　　【關鍵詞】模數(shù)轉換器 溫濕度傳感器 AT89C51 鍵盤顯示輔助芯片8279</p><p&g

5、t;<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the development of the industry needs, our country greenhouse temperature and humidity monitoring system has experienced from scratch, from simple to complex dev

6、elopment process, the extent of their intelligence is also getting higher and higher, however many of our local greenhouse temperature and humidity regulation is applied very traditional switch door to achieve, this meth

7、od is time-consuming and laborious, efficiency is low, the accuracy is not high, randomness, is not scientific. So</p><p>　　In this paper, based on the design of a single-chip computer and sensor technology

8、in monitoring system of temperature and humidity, on-line real-time measurement, high precision, good stability, system function and the measuring range can achieve timely and accurate detection of the monitored object f

9、or temperature and humidity requirements. In this paper, from two aspects of hardware and software of this measure system of temperature and humidity are analysised. This system is mainly composed </p><p>　　

10、The hardware part introduces overall system work flow, selection of the device, chip function and principle. Software design of the counting, data collection, temperature and humidity display subroutine to perfect the wh

11、ole system detection function. The system has the advantages of simple operation, convenient installation, stable and reliable performance, especially suitable for the needs of temperature and humidity monitoring place i

12、n time.</p><p>　　【Key words】Analog to digital converter Temperature and humidity sensor AT89C51 Keyboard display auxiliary chip</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　

13、　前 言1</b></p><p>　　第一章 實時監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展狀況以及單片機的發(fā)展歷史2</p><p>　　第一節(jié) 實時監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展狀況2</p><p>　　第二節(jié) 單片機的發(fā)展歷史3</p><p>　　第二章 系統(tǒng)的總體設計概況5</p><p>　　第一節(jié) 系統(tǒng)的組成5

14、</p><p>　　第二節(jié) 系統(tǒng)工作流程5</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的硬件設計7</p><p>　　第一節(jié) 溫度采集系統(tǒng)7</p><p>　　一、溫度傳感器的選擇7</p><p>　　二、AD590的性能特點8</p><p>　　三、溫度采集電路8</p&

15、gt;<p>　　第二節(jié) 模數(shù)轉換器10</p><p>　　一、模數(shù)轉換器的選擇10</p><p>　　二、 AD轉換器ICL7109的特點10</p><p>　　三、ICL7109與89C51單片機的硬件接口設計14</p><p>　　第三節(jié) 濕度檢測系統(tǒng)15</p><p>　　

16、一、濕度傳感器的選擇15</p><p>　　二、HS1101的性能特點16</p><p>　　三、濕度測量電路17</p><p>　　第四節(jié) AT89C51單片機功能介紹19</p><p><b>　　一、芯片簡介19</b></p><p>　　二、AT89C51各引腳在設計

17、中的定義21</p><p>　　三、電手動復位電路23</p><p>　　四、 振蕩電路24</p><p>　　第五節(jié) 鍵盤及顯示接口擴展25</p><p>　　一、芯片的選擇25</p><p>　　二、8279的引腳功能介紹26</p><p>　　三、8279與AT8

18、9C51的連接27</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設計29</p><p>　　第一節(jié) 程序開發(fā)環(huán)境及設計原則29</p><p>　　第二節(jié) 本設計程序功能及流程29</p><p>　　第五章 部分單元電路仿真34</p><p>　　第一節(jié) AD590溫度采集仿真34</p>

19、<p>　　第二節(jié) 單路HS1101濕度采集仿真34</p><p><b>　　結 論36</b></p><p><b>　　致 謝37</b></p><p><b>　　參考文獻38</b></p><p><b>　　附 錄39

20、</b></p><p><b>　　一、英文原文39</b></p><p><b>　　二、英文翻譯41</b></p><p>　　三、電路原理圖43</p><p><b>　　四、源程序45</b></p><p><

21、b>　　前 言</b></p><p>　　本論文研究的主要目的是設計一個能夠提供對溫度、濕度等環(huán)境因素具有實時監(jiān)測的裝置。人類的生產(chǎn)和社會中各項活動的展開與溫度、濕度等參數(shù)值密切相關，隨著科學技術的發(fā)展，人類在不同應用領域?qū)囟?、濕度的測量提出了越來越高的要求。日常生活中，工廠、商場、銀行、醫(yī)院以及各類科研場所都需要符合操作規(guī)定的溫、濕度等環(huán)境條件。居民家庭中更離不開對溫度、濕度等環(huán)境因素的

22、監(jiān)測，室內(nèi)溫度一般控制在45%至65%RH之間，人體感受比較舒適。而冬季供暖期的室內(nèi)濕度通常僅為10%—15%RH，在干燥的環(huán)境下呆久了，會使人皮膚緊繃，干燥上火，感覺不適，甚至使人的呼吸系統(tǒng)抵抗力降低，從而引發(fā)或者加重呼吸系統(tǒng)的疾病。當空氣濕度低于40%RH的時候，灰塵、細菌等容易附著在鼻部和肺部呼吸道黏膜上，刺激喉部引發(fā)咳嗽，也容易發(fā)生呼吸道的其他疾病，由此可見對溫濕度等參數(shù)監(jiān)測的意義重大。但是我國對于溫室控制技術的研究較晚，始于2

23、0世紀80年代。我國工程技術人員在吸收 發(fā)達國家溫室控制技術的基礎上，才掌握了人工氣候室內(nèi)微機控制技術， 該技術僅限于溫度、濕度和CO2濃度等單項環(huán)境因子的控制。我國溫室設施計算機應用，在總體上正從消化吸收、</p><p>　　實時監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展狀況以及單片機的發(fā)展歷史 </p><p>　　第一節(jié) 實時監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展狀況</p><p>　　安全存儲是關系到國

24、計民生的戰(zhàn)略大事，但要想安全的存儲就必須對溫濕度等環(huán)境因素進行實時監(jiān)測,科學存儲具有重要的社會意義與經(jīng)濟價值，往往涉及到的安全存儲都會與倉庫環(huán)境息息相關,倉庫管理中最重要的問題是檢測倉中的溫、濕度等環(huán)境因素的變化。為此，許多單位或者個人每年需要支付很高的費用去保證糧倉溫濕度等環(huán)境因素處于一個合理的范圍之內(nèi)，這主要是因為監(jiān)測測設備成本較高，管理方式不夠先進。在理論研究和實地考察實驗的基礎上，進行了倉庫溫度和濕度等關鍵環(huán)境因素的實時在線巡回

25、監(jiān)測與控制系統(tǒng)的設計和研制。溫度和濕度等環(huán)境因素的監(jiān)測與控制對防止產(chǎn)品變質(zhì)有著重要的意義，這就是為什么要討論倉庫溫度和濕度等環(huán)境因素變化的主要原因以及庫中溫度和濕度的允許變化范圍。探討在線測量，計算和控制倉庫溫度和濕度等環(huán)境因素的原理和方法，基本消滅了產(chǎn)品質(zhì)變的事故，同時也節(jié)省了大量人力和物力，減輕了倉庫管理的工作強度，提高了倉庫管理效率，使產(chǎn)品管理得到了安全可靠的保障。</p><p>　　每到產(chǎn)品集中堆積的時

26、候檢測工作壓力巨大，如何進行倉庫的現(xiàn)代化管理也是每一個儲庫點的重中之重，若管理不當，產(chǎn)品發(fā)霉或生蟲會造成極大浪費。倉庫管理中最重要的問題是監(jiān)測產(chǎn)品中的溫、濕度等環(huán)境因素的變化。單位或者個人為了安全儲藏每年支付很高的費用，主要是因為檢測測設備成本較高，管理方式不夠先進，于是溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應用也日益迫切。倉庫溫度等關鍵環(huán)境因素可否被監(jiān)測是能否保證產(chǎn)品安全儲存的重要指標之一,只有及時,準確地測得產(chǎn)品各層面的溫濕度數(shù)據(jù),并根據(jù)檢測的

27、溫濕度數(shù)據(jù)對產(chǎn)品儲存情況進行分析,作出決策,采取措施,最大限度的減少產(chǎn)品在儲存過程中的損失。</p><p>　　目前,對于倉庫中的溫濕度等環(huán)境因素監(jiān)測,基本上是人工監(jiān)測,勞動強度大,繁瑣,由于監(jiān)測報警不及時,造成倉庫產(chǎn)品損失的現(xiàn)象時有發(fā)生,于是,設計并研制性能價格比較高的倉庫溫濕度自動檢測系統(tǒng)迫在眉睫。由于大型倉庫分布廣、儲量大，倉庫的管理和監(jiān)測難度大，基于倉庫檢測系統(tǒng)上的計算機管理軟件的設計，由每個倉庫中配置

28、的下位機將倉庫中溫濕度數(shù)據(jù)通過無線數(shù)傳模塊發(fā)送給上位機，上位機將下位機的數(shù)據(jù)以曲線和表格的形式表示出來，清晰直觀地顯示出各倉內(nèi)溫濕度等狀況，由上位機對倉庫進行監(jiān)視，管理人員在控制室就可以看到實時數(shù)據(jù)，對倉庫內(nèi)溫濕度等數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)倉庫管理自動化、智能化。</p><p>　　第二節(jié) 單片機的發(fā)展歷史</p><p>　　單片機即單片微型計算機，是把中央處理器、存儲器、定時/計數(shù)器、輸入

29、輸出接口都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。與應用在個人電腦中的通用型微處理器相比，它更強調(diào)自供應（不用外接硬件）和節(jié)約成本。它的最大優(yōu)點是體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。由于其發(fā)展非常迅速，舊的單片機的定義已不能滿足，所以在很多應用場合被稱為范圍更廣的微控制器，但是目前在中國大陸仍多沿用“單片機”的稱呼。絕大多數(shù)現(xiàn)在的單片機都是基于馮·諾伊曼結構的，這種結構清楚地定義了嵌入式系統(tǒng)所必需的四個基

30、本部分：一個中央處理器核心，程序存儲器（只讀存儲器或者閃存）、數(shù)據(jù)存儲器（隨機存儲器），一個或者更多的定時/計時器，還有用來與外圍設備以及擴展資源進行通信的輸入/輸出端口——所有這些都被集成在單個集成電路芯片上。說單片機與通用型中央處理單元芯片不同是因為前者一般很容易配合最小型的外部支持芯片制成工作計算機。這樣就可以很容易的把單片機系統(tǒng)植入裝置內(nèi)部來控制裝置了。</p><p>　　第一代：七十年代后期，4位邏輯

31、控制器件發(fā)展到8位。使用NMOS工藝(速度低、功耗大、集成度低)。代表產(chǎn)品：MC6800、Intel 8048。</p><p>　　第二代：八十年代初，采用CMOS工藝，并逐漸被高速低耗的HMOS工藝代替。代表產(chǎn)品：MC146805、Intel 8051。</p><p>　　第三代：近十年來，MCU的發(fā)展出現(xiàn)了許多新特點：在技術上，由擴展總線型向純單片型發(fā)展，即只能工作在單片方式；MC

32、U的擴展方式從并行總線型發(fā)展出各種串行總線；將多個CPU集成到一個MCU中；在降低功耗，提高可靠性方面，MCU工作電壓已降至3.3V</p><p>　　第四代：FLASH的使用使MCU技術進入了第四代。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)的總體設計概況</p><p><b>　　系統(tǒng)的組成</b></p><p>　

33、　根據(jù)系統(tǒng)總體功能，將其劃分為以下幾個功能模塊：微處理器CPU、模數(shù)轉換器A/D、溫度傳感器、濕度傳感器、鍵盤、數(shù)碼顯示組成，整個系統(tǒng)的構成如圖所示。</p><p>　　圖2.1溫濕度控制系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　系統(tǒng)工作流程</b></p><p>　　一、設計過程分為下面兩個階段</p><p>　?。?/p>

34、一）分析階段：為本論文的開始，作為系統(tǒng)設計的前提階段，分析系統(tǒng)的設計總括，初步了解系統(tǒng)硬軟件部分的主要性能，并初步的確定系統(tǒng)的設計方案。</p><p>　?。ǘ┰O計階段：在已經(jīng)分析好的基礎上開始著手系統(tǒng)的總體設計，包括系統(tǒng)的硬件部分的設計和軟件部分的設計。</p><p>　　二、設計過程分為下面兩個部分</p><p><b>　?。ㄒ唬┯布脑O計&

35、lt;/b></p><p><b>　　（二）軟件的設計</b></p><p>　　三、系統(tǒng)大致工作流程</p><p>　　整個檢測系統(tǒng)的核心器件是單片機，它是整個系統(tǒng)的“心臟”由它來接收溫濕信號并控制協(xié)調(diào)各功能模塊的正常工作。一方面AD590集成傳感器采集溫度信號，信號經(jīng)過整理放大后送ICL7109A/D轉換器，由此將模擬信號轉變

36、成數(shù)字信號后送至CPU進行運算處理，另一方面濕度傳感器HS1101將采集的濕度信號通過以555定時器為主的單穩(wěn)態(tài)電路轉換成數(shù)字信號直接送至89C51進行處理，在單片機內(nèi)部，CPU根據(jù)模擬量與數(shù)字量的對應關系，把收到的數(shù)字量與溫濕度值一一對照，找出合適的溫濕度值進行顯示，達到測溫測濕的目的。顯示部分由專用鍵盤、顯示器控制芯片8279輔助單片機來完成，并可通過鍵盤輸入指令進行控制，充分提高了單片機的工作效率。</p><

37、p>　　因89C51內(nèi)含4KB的EPROM，不需外擴展存儲器，可使系統(tǒng)整體結構簡單。</p><p><b>　　系統(tǒng)的硬件設計</b></p><p><b>　　溫度采集系統(tǒng)</b></p><p>　　一、溫度傳感器的選擇</p><p>　　當將單片機用作測控系統(tǒng)時，系統(tǒng)總要有被測信號

38、通過輸入通道，由單片機拾取必要的輸入信息。對于測量系統(tǒng)而言，如何準確獲得被測信號是其核心任務；而對測控系統(tǒng)來講，除對被控對象狀態(tài)的信號測試外，還要將測試數(shù)據(jù)與控制條件對比并實時控制相應執(zhí)行設備。</p><p>　　傳感器是實現(xiàn)測量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關鍵部件，如果沒有傳感器對原始被測信號進行準確可靠的捕捉和轉換，一切準確的測量和控制都將無法實現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化測量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來

39、檢測和控制生產(chǎn)過程中的各種參量，使設備和系統(tǒng)正常運行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量,考慮到設計的方便性以及性價比,所以,本設計選用集成溫度傳感器,集成溫度傳感器實質(zhì)上是一種半導體集成電路，集成溫度變換器把作為感溫元件的結型溫敏器件與外圍電路集成在了同一芯片上, 實現(xiàn)了溫度變換器的小型化。由于附加了線性化電路, 因此變換器線性很好, 解決了溫敏器件非線性問題。集成溫敏變換器還具有高靈敏度、高電平輸出、穩(wěn)定性好, 易于與讀出電路和

40、控制電路接口等優(yōu)點。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0。C時輸出為0，溫度25。C時輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1μA/ K。溫度檢測在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科研以及日常生活等領域占有重要地位。</p><p>　　AD590是AD公司利用PN結正向電流與溫度的關系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。這種器件在被測溫度一定時, 相當于一個恒流源。

41、該器件具有良好的線性和互換性,測量精度高, 測溫范圍寬而且容易實現(xiàn)。并具有消除電源波動的特性。即使電源在5～15V之間變化,其電流只是在1μA以下作微小變化。因為AD590是恒流器件, 所以適合遠距離傳送, 也容易實現(xiàn)智能數(shù)字化顯示。</p><p>　　二、AD590的性能特點</p><p>　　AD590是電流型溫度傳感器,一般主要是用于精密溫度測量電路,它的電路外形如圖3.1所示,

42、它采用金屬殼3腳封裝, 其中1腳為電源正端V+；2腳為電流輸出端Io；3腳為管殼,一般不用。集成溫度傳感器的電路符號如圖3.2所示</p><p>　　圖3.1 AD590 的外形電路</p><p>　　圖3.2 集成溫度傳感器電路符號</p><p>　　AD590的主要特性如下：兩端器件：電壓輸入。靈敏度：1μA/ K。即電流輸出溫度每增加1。C，它會增加1μ

43、A輸出電流。較寬的檢測范圍：-55～+155。C。較寬的工作電壓：+4～+30V。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。輸出電阻為710MW。精度高，線形好：AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55。C～+150。C范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3。C。</p><p><b>　　三、溫度采集電路</b></p>

44、;<p>　　首先，我們根據(jù)AD590的特性，找出其輸出電流值與溫度值的關系。具體說明如下：AD590輸出電流是以絕對溫度零度(－273。C)為基準，每增加1。C，它會增加1μA輸出電流，例如在室溫25。C時，其輸出電流Io=(273+25)=298μA。故AD590的輸出電流I=(273+T)μA(T為攝氏溫度)。　</p><p><b>　　溫度采集電路分析</b><

45、;/p><p>　　圖3.3 AD590溫度采集放大電路</p><p>　　如圖3.3所示因此量測的電壓V為(273+T)μA×10K= (2.73+T/100)V。為了將電壓量測出來又需使輸出電流I不分流出來,使用電壓跟隨器，其輸出電壓V2等于輸入電壓V。由于一般電源供應較多零件之后，電源是帶雜訊的，因此使用齊納二極體作為穩(wěn)壓零件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓V1需調(diào)整至2.

46、73V。接下來使用差動放大器，其輸出Vo為(50K/10K)×(V2－V1)=T/20V。如果現(xiàn)在為攝氏100度，輸出電壓為5V。圖中用到兩個LM324集成運算放大器，前一個起跟隨作用，防止測電壓時分流，第二個起放大作用，將電壓信號放大5倍后送至模數(shù)轉換器，此電路的最終目的是實現(xiàn)信號的放大并將輸出電壓與測量溫度的關系設定為V=。這樣輸入模數(shù)轉換器的電壓不會超過滿度電壓，同時所測溫度的范圍也滿足要求。本設計設定的測溫范圍是0。C

47、～70。C，那么輸入ADC的模擬電壓范圍為0V～3.5V。</p><p><b>　　模數(shù)轉換器</b></p><p>　　一、模數(shù)轉換器的選擇 </p><p>　　在測量系統(tǒng)中,常常需要將檢測到的連續(xù)變化的模擬量如：溫度、壓力、流量、速度、光強等轉變成離散的數(shù)字量，才能輸入到計算機中進行處理。這些模擬量經(jīng)過傳感器轉變成電信號（一般為電壓

48、信號），經(jīng)過放大器放大后，就需要經(jīng)過一定的處理變成數(shù)字量。實現(xiàn)模擬量到數(shù)字量轉變的設備通常成為模數(shù)轉換器（ADC），簡稱A/D。雙積分式A/D轉換器的基本原理是：先對輸入模擬電壓進行固定時間的積分，然后轉為對標準電壓的反相積分，直至積分輸入返回初始值，這兩個積分時間的長短正比于二者的大小，進而可以得出對應模擬電壓的數(shù)字量。這種A/D轉換器對消除共模干擾性能特別優(yōu)異，雖然轉換速度較慢，但不影響這種變化速度不高的溫度信號的檢測，且精度較高。

49、 ICL7109就是一種價格低廉的雙積分式12位模/數(shù)變換器。該芯片由模擬電路和數(shù)字電路兩部分組成，其中模擬電路由模擬信號輸入、振蕩電路、積分、比較電路和基準電壓源組成。數(shù)字電路由時鐘振蕩器、異步通信握手邏輯、轉換控制邏輯、計數(shù)器、鎖存器、三態(tài)門組成。其最大的特點是數(shù)據(jù)輸出為12位二進制數(shù)，并配有較強的接口功能，能方便的與各種微處理器相連。</p><p>　　AD轉換器ICL7109的特點</p>

50、<p>　?。ㄒ唬㊣CL7109主要有如下特性</p><p>　　高精度(精確到1/212=1/4096)，低漂移(<1μV/。C)；低噪聲(典型值為15μVP-P)，低功耗(<20mw)；高輸入阻抗(典型值1012歐姆)；轉換速度最快達30次/秒，當采用3.58MHz晶振作振源時，速度為7.5次/秒；片內(nèi)帶有振蕩器，外部可接晶振或RC電路以組成不同頻率的時鐘電路；12位二進制輸出，同時

51、還有一位極性位和一位溢出位輸出； 輸出與TTL兼容，以字節(jié)方式(分高低字節(jié))三態(tài)輸出，并且具有VART掛鉤方式，可以用簡單的并行或串行口接到微處理系統(tǒng)；可用RVN/（運行/保持）STATUS(狀態(tài))信號監(jiān)視和控制轉換定時；所有輸入端都有抗靜電保護電路；ICL7109工作電壓為雙電源±5V，基準電壓典型值為外部分壓輸入的2.8V。</p><p>　　(二) ICL7109芯片引腳說明及外部連接<

52、/p><p>　　圖3.4 ICL7109引腳說明及外部連接</p><p>　　ICL7109的引腳功能如下：</p><p>　　GND：數(shù)字地,0V。 </p><p>　　V-：負電源，接-5V。 </p><p>　　V+：正電源，接+5V。</p><p>　　STATUS

53、：狀態(tài)輸出，ICL7109轉換結束時，該腳發(fā)出轉換結束信號。</p><p>　　POL：極性輸出，高電平表示ICL7109的輸入信號為正。</p><p>　　OR：過量程狀態(tài)輸出，高電平表示過量程。</p><p>　　B1~B12：三態(tài)轉換結果輸出，B12為最高位，B1為最低位。</p><p>　　TEST：此引腳僅用于測試芯片，接高

54、電平時為正常操作，接低電平時則強迫所</p><p>　　有位B1~B12輸出為高電平。</p><p>　?。旱妥止?jié)使能端。當MODE和CE/LOAD均為低電平時，此信號將作為低位字節(jié)（B1~B8）輸出的輔助選通信號；當MODE為高電平時，此信號將作為低位字節(jié)輸出。</p><p>　?。焊咦止?jié)使能端。當MODE和CE/LOAD均為低電平時，此信號將作為低電平時，

55、此信號將作為高位字節(jié)（B8~B12）以及POL、OR輸出的輔助的選通信號；當MODE為高電平時，此信號將作為高位字節(jié)輸出而用于信號交換方式。</p><p>　　：片選端。當MODE為低電平時，它是數(shù)據(jù)輸出的主選通信號，當本腳為低電平時，數(shù)據(jù)正常輸出；當本腳為高電平時，則所有數(shù)據(jù)輸出端（B1~B12，POL、OR）均處于高阻狀態(tài)。</p><p>　　MODE：方式選擇。當輸入低電平信號時

56、，轉換器為直接輸出工作方式。此時，可在片選和數(shù)據(jù)使能的控制下直接讀取數(shù)據(jù)。當輸入高電平脈沖時，轉換器處于UART方式，并在輸出的兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)后，返回到直接輸出方式。當輸入高電平時，轉換器將在信號交換方式的每一轉換周期的結尾輸出數(shù)據(jù)。</p><p>　　OSC IN、OSC OUT：振蕩器輸入、輸出端。</p><p>　　OSC SEL：振蕩器選擇。輸入高電平時，采用RC振蕩器；當輸入

57、低電平時采用晶體振蕩器。</p><p>　　BUF OSC OUT：緩沖振蕩器輸出。</p><p>　　RUN/：運行/保持輸入。輸入高電平時，每經(jīng)8192個時鐘脈沖均完成一次轉換。當輸入低電平時，轉換器將立即結束消除積分階段并跳至自動調(diào)零階段，從而縮短了消除積分階段的時間，提高了轉換速度。</p><p>　　SEND：是輸入信號。用于數(shù)據(jù)信號傳送時的信號交換

58、方式，以指示外部器件能夠接受數(shù)據(jù)的能力。</p><p>　　REF OUT：基準電壓輸出，一般為+2.8V。 </p><p>　　BUF：緩沖器輸出。</p><p>　　AZ：自動調(diào)零電容CAZ連接端。</p><p>　　INT：積分電容CINT連接端。</p><p>　　COMMON：公共模擬端。&

59、lt;/p><p>　　INLO、INHI：差分輸入低端、高端。</p><p>　　REFIN+、REFIN-：正、負差分基準輸入端。</p><p>　　REFCAP+：正差分電容連接端。</p><p>　　REFCAP-：負差分電容連接端。</p><p>　　ICL7109外部電路連接元件參數(shù)選擇：</p&

60、gt;<p>　　基準電壓的供給：ICL7109片內(nèi)含有參考電壓源，由REFOUT(29端)輸出，一般為2.048V伏，經(jīng)電阻分壓輸出?；鶞孰妷狠斎霝椴罘州斎?，分別從REFIN+(36端)、REFIN-(39 端)引入。一般來說對模擬輸入如果滿度輸出4096個數(shù)，則VIN =2VREF，即2.048V基準電壓對應于4.096滿度輸入模擬電壓，當輸入模擬電壓為5.0V，因此基準電壓為2.5V，通過片內(nèi)參考電壓源經(jīng)電位器分壓得

61、到。</p><p>　　時鐘電路的選擇：ICL7109時鐘電路選擇晶體振蕩器，為了使電路具有抗50Hz串模干擾能力，A/D轉換應選擇積分時間（2048個時鐘數(shù)）等于50Hz的整數(shù)倍，系統(tǒng)選擇3.58MHz晶振。本設計中，ICL7109接成晶體振蕩器時，內(nèi)部時鐘為58分頻后的振蕩器頻率。ICL7109每轉換一次所需的時間為8192個時鐘周期，轉換時間的計算公式為：轉換時間=(8192×58)/晶振頻率。

62、本系統(tǒng)中所用晶振頻率為3.58MHz，則轉換時間為133ms，即一秒轉換7.5次。</p><p>　　積分電容CINTZ選擇：積分電壓根據(jù)積分器給出的最大輸出擺幅電壓選擇。此電壓應使積分器不飽和(大約低于電源0.3V)。對于ICL7109±5V電源，0.15uF比較合適。通常CINT=。</p><p>　　自動調(diào)零電容CAZ選擇：在模擬輸入信號較小時，如0～0.5伏時，自動調(diào)

63、零電容可選比積分電容CINT大一倍，以減小噪聲，CAZ的值越大，噪聲越小，如果CINT選為0.15μF，則CAZ=2CINT=0.33μF。當傳感器傳來的微弱信號經(jīng)放大器放大后為0～5V，這時噪聲的影響不是主要的，可把積分電容CINT選大一些，使CINT=2CAZ，選CINT=0.33μF，CAZ=0.15μF，本系統(tǒng)正屬于這種情況。</p><p>　　積分電阻RINT選擇：緩沖放大器和積分器能夠提供20μA的

64、推動電流，積分電阻要選的足夠大。以保證在輸入電壓范圍內(nèi)的線性。積分電阻RINT等于滿度電壓時對應的電阻值(當電流為20μA、輸入電壓=4.096V時，RINT=200千歐)，此時基準電壓V+RI和V-RI之間為2V，由電阻R1、R3和電位器R2分壓取得。 基準電容CREF一般取值1uF 較好。如果存在一個大的共模電，要求電容值較大，以防止?jié)L動誤差。</p><p>　　三、ICL7109與89C51單片機

65、的硬件接口設計</p><p>　　ICL7109內(nèi)部有一個14位(12位數(shù)據(jù)和一位極性、一位溢出)的鎖存器和一個14位的三態(tài)輸出寄存器，同時可以很方便地與各種微處理器直接連接，而無需外部加額外的鎖存器。ICL7109有兩種接口方式，一種是直接接口，另一種是掛鉤接口。在直接接口方式中，當ICL7109轉換結束時，由STATUS發(fā)出轉換結束指令到單片機，單片機對轉換后的數(shù)據(jù)分高位字節(jié)和低位字節(jié)進行讀數(shù)。</p

66、><p>　　圖3.5 ICL7109與89C51的接口電路</p><p>　　在掛鉤接口方式時，ICL7109提供工業(yè)標準的數(shù)據(jù)交換模式，適用于遠距離的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用直接接口方式，7109的MODE端接地，使7109工作于直接輸出方式。</p><p>　　ICL7109與AT89C51的連接如圖3.5所示，兩者間關系如下：</p><

67、p>　　RUN/(運行/保持)引腳接+5V，使A/D轉換連續(xù)進行。</p><p>　　B1～B12輸出高低位數(shù)據(jù)，POL、OR輸出極性和溢出位，這些數(shù)據(jù)分時送至89C51的P0口。</p><p>　　將STATUS線與89C51的INT0相連，這樣每完成一次轉換便向89C51發(fā)一次中斷請求。</p><p>　　A/D轉換正在進行時，STATUS引腳輸出高

68、電平。當一次AD結束時，STATUS引腳降為低電平，由P2.6輸出低電平信號到ICL7109的，讀高位數(shù)據(jù)、極性和溢出位；由P2.5輸出低電平信號到，讀低位數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分時傳輸。這種方法可簡化設計，節(jié)省硬件和軟件。</p><p>　　為7109片選端，低電平時數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)正常輸出，接至89C51的讀選通端。</p><p>　　其中ICL7660是＋5V輸入－5V輸出的電源極性變換器，

69、用來為ICL7109提供雙極性電壓。</p><p><b>　　濕度檢測系統(tǒng)</b></p><p>　　一、濕度傳感器的選擇</p><p>　　測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣中吸收水分后引起的物理或化學性質(zhì)的變化，電容式、電阻式和濕漲式濕敏元件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進

70、行濕度測量的。</p><p>　　HS1101是一種高分子濕敏電容傳感器, 濕敏電容是一種在高分子薄膜上形成的電容，高分子薄膜上的電極是很薄的金屬微孔蒸發(fā)膜，水分子可通過兩端的電極被高分子薄膜吸附或釋放，隨著這種水分子的吸附或釋放，高分子的介電系數(shù)將發(fā)生相應的變化。由于介電系數(shù)隨空氣的相對濕度變化而變化。所以只要測定電容C值就可得相對濕度。其具有不需校準的完全互換性、高可靠性和長期穩(wěn)定性，響應時間快速。專利設計

71、的固態(tài)聚合物結構，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動插件和自動裝配過程等。</p><p>　　二、HS1101的性能特點</p><p>　　HS1101的主要性能特點如下：相對濕度在0%～100%RH范圍內(nèi), 相對濕度為55%RH時的典型電容值約182pF溫度系數(shù)為0.04pF/。C可見精度是較高的，常溫使用無需溫度補償，無需校準。相對濕度在(33～75)

72、%RH 之間時平均靈敏度為0.34pF/%RH ；HS1101有響應快(響應時間小于5S)、線性度高、高可靠性及長期穩(wěn)定性(年漂移量0.5 %RH/年)、常時間飽和下快速脫濕等優(yōu)點；供電電壓一般選+5V最高不超過+10V。+5V供電時間的漏電僅為1nA，工作溫度范圍為- 40。C～100。C；產(chǎn)品具有良好的互換性。在標準條件下（10KHZ、+25。C），更換HS1101時不需要重新標定</p><p>　　濕度值

73、與電容值的關系如下圖所示：</p><p>　　圖3.6 濕度-電容響應曲線</p><p>　　相對濕度為55 %RH時的典型電容值約182pF，相對濕度從0%變化到100%時，電容量由162pF變到200pF。</p><p>　　濕度傳感器工作范圍如下圖：</p><p>　　圖3.7 HS1101濕敏電容工作的溫濕度范圍</p

74、><p>　　HS1101的工作范圍包含三個區(qū)域，長期穩(wěn)定區(qū)，正常工作區(qū)和非正常區(qū)。在長期工作區(qū)可長期連續(xù)工作，正常穩(wěn)定區(qū)僅供短期測量使用。</p><p><b>　　三、濕度測量電路</b></p><p>　　HS1101電容傳感器在電路構成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。如何將電容的變化量準確地轉變?yōu)橛嬎銠C易于接

75、受的信號，常用兩種方法：一是將該濕敏電容置于運放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號經(jīng)整流、直流放大、再A/D 轉換為數(shù)字信號；另一種是將該濕敏電容置于555振蕩電路中，將電容值的變化轉為與之呈反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集。本設計采用頻率輸出形式，采集電路如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 濕度信號采集電路</p><p>　　通電后，電源沿著UCC→

76、R4→R2→C→地的途徑給C充電，經(jīng)過t1時間后濕敏電容的壓降UC就被充電到TLC555的高觸發(fā)電平(UH=0.67UCC)，使內(nèi)部比較器翻轉，OUT端的輸出變成低電平。然后C開始放電，放電回路為C→R2→D端→內(nèi)部放電管→地。經(jīng)過t2時間，UC降至低觸發(fā)電平（UL=0.33UCC）,內(nèi)部比較器再次翻轉，使OUT端輸出高電平。這樣周而復始的進行充、放電，就形成了震蕩。充電，放電時間分別為：</p><p>　　輸

77、出波形的頻率（f）和占空比（D）的計算機公式如下：</p><p>　　通常取R4<<R2,使D50%，輸出接近于方波。例如，取R2=576kΩ、R4=49.9kΩ時，D=52%。當C=C0=181.5pF時，求出f=6668Hz,這與6660Hz非常接近。輸出方波頻率與相對濕度的數(shù)據(jù)對照見表3.1。</p><p>　　濕敏電容經(jīng)振蕩電路變換后的脈沖頻率信號，送入單片機的定時

78、/計數(shù)器T1，T1工作于方式1為16位計數(shù)器，同時用T0定時1S，實現(xiàn)計數(shù)功能，記錄脈沖數(shù)并存入內(nèi)存緩沖區(qū)。</p><p>　　表3.1 輸出方波頻率與相對濕度的數(shù)據(jù)對照表</p><p>　　AT89C51單片機功能介紹</p><p><b>　　一、芯片簡介</b></p><p>　　AT89C51是美國ATM

79、EL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C51單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。</p><p>　　AT89C51提供以下

80、標準功能:4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM, 32個I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電力式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。</p&

81、gt;<p>　　Flash閃速存儲器的編程: AT89C51單片機內(nèi)部有4k字節(jié)的Flash PEROM，這個Flash存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)(即所有存儲單元的內(nèi)容均為FFH )用戶隨時可對其進行編程。編程接口可接收高電壓（+12V）或低電壓(Vcc)的允許編程信號。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用EPROM編程器兼容。AT89C51單片機中，有些屬于低電壓編程力式，而有此則是高電壓編

82、程力式，用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息。AT89C51的程序存儲器陣列是采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個字竹，要對整個芯片內(nèi)的PEROM程序存儲器寫入一個非空字節(jié)，必須使用片擦除的力式將整個存儲器的內(nèi)容清除。 </p><p>　　編程方法：編程前，須設置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號.；在地址線上加上要編程單元的地址信號；在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)；.激活相應的控制信號；在高電壓編程

83、方式時；將EA/Vpp端加上+12V編程電壓；每對Flash存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個ALE/PROG編程脈沖改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復1-5步驟，自到全部文件編程結束每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，通常約為1.5ms </p><p>　　數(shù)據(jù)查詢：AT89C51單片機用數(shù)據(jù)查詢力式來檢測一個寫周期是否結束，在一個寫周期中，如需讀取最后寫入的那個字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位

84、(P0.7)是原來寫入字節(jié)最高位的反碼。寫周期完成后，有效的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)在所有輸出端上，此時，可進入下一個字節(jié)的寫周期，寫周期開始后，可以在任意時刻進行數(shù)據(jù)查詢。</p><p>　　Ready/Busy:字節(jié)編程的進度可通過RDY/BSY輸出信號監(jiān)測，編程期間，ALE變?yōu)楦唠娖健癏"后P3.4 (RDY/BSY)端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)(忙狀態(tài))。編程完成后，P3.4變?yōu)楦唠娖奖硎緶蕚渚途w狀態(tài)&

85、lt;/p><p>　　芯片擦除:利用控制信號的正確組合并保持ALE/PROG引腳l0mS的低電平脈沖寬度即可將PEROM陣列(4k字節(jié))擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入1，這步驟需在編程之前進行。</p><p>　　讀片內(nèi)簽名字節(jié)：讀簽名字節(jié)的過程和單元030H, 031H及032H的正常校驗相仿，只需將P3.6和P3.7保持低電平，返回值意義如下:：</p>

86、<p>　　(030H) ＝1EH聲明產(chǎn)品為ATMEE公司制造。</p><p>　　(031H) ＝51H聲明為AT89C51單片機。</p><p>　　(032H) ＝FFH聲明為12V編程電壓。</p><p>　　(032H) ＝05H聲明為5V編程電壓。 </p><p>　　編程接口：采用控制信號的正確組合可對F

87、lash閃速存儲陣列中的每一代碼字節(jié)進行寫入和存儲器的整片擦除，寫操作周期是自身定時的，初始化后它將自動定時到操作完成。</p><p>　　AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處

88、理器和Flash存儲單元，內(nèi)置功能強大的微型計算機的AT89C51提供了高性價比的解決方案。AT89C51有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>　　二

89、、AT89C51各引腳在設計中的定義</p><p>　　本設計中，單片機引腳功能定義如下，如圖3.9所示：</p><p>　　圖3.9 AT89C51在本設計中的引腳</p><p>　　89C51各管腳說明如下：</p><p>　　Vcc：電源引腳，接+5V電源。 </p><p><b>　　Vs

90、s：接地。</b></p><p>　　RST/Vpd：RST是復位信號輸入端，高電平有效。Vpd為備用電源輸入端。</p><p>　　XTAL1，XTAL2：時鐘引腳。兩引腳間外接晶體與片內(nèi)反相放大器構成一個振蕩器，為單片機提供時鐘控制信號。本設計根據(jù)需要外接6MHZ晶體。</p><p>　?。和獠恐袛?輸入，本設計中與ICL7109的STATUS

91、相連接受中斷請求信號。</p><p>　　：外部中斷1輸入，本設計中接收來自8279的中斷請求。</p><p>　　T1：定時器/計數(shù)器T1外部輸入。</p><p>　　本設計中將濕度檢測電路產(chǎn)生的頻率輸入T1口，用T1計數(shù)。同時用T0設置1S的定時，從而實現(xiàn)計數(shù)功能。</p><p>　?。和獠繑?shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸入線。</p&g

92、t;<p>　　：外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸入線。設計中與8279和7109的片選端相連負責數(shù)據(jù)的讀寫。</p><p>　　ALE/：地址鎖存允許信號輸出端，設計中此端接到74LS373地址鎖存器的鎖存允許端實現(xiàn)鎖存功能。</p><p>　　/Vpp：程序存儲器地址允許輸入端。當為高電平時，CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器指令，當為低電平時，CPU只執(zhí)行片外程序存儲器的指令。本設計不

93、用外擴程序存儲器，固此腳接高電平。</p><p>　　P3口為多功能口，每一位都可以分別被定義為復用的輸入功能或復用的輸出功能。當P3口某一位的鎖存器被置1后，輸出端可由復用的輸出功能信號控制，作復用的輸出功能的輸出線使用。而實際上，如果把復用輸出功能控制端置1，則P3.x端可實現(xiàn)復用的輸入功能。</p><p>　　P2口是一個準雙向I/O口，它有兩種使用功能：一種是作普通的I/O口使

94、用；另一種是作系統(tǒng)擴展的地址總線口，輸出高8位的地址。當口電路中的多路開關接通鎖存器的Q端輸出時，P2口作普通輸入輸出使用，當開關接通地址時，作地址總線口使用，P2口的引腳狀態(tài)由所輸出的地址確定。本系統(tǒng)中用P2.6和P2.5對ICL7109的高低位數(shù)據(jù)輸出進行控制，P2.7接到8279的片選端。</p><p>　　P0口為雙向I/O口，它的結構與P2口相似，可作輸入/輸出口使用，也可作系統(tǒng)擴展的地址/數(shù)據(jù)總線口

95、。P0口作地址/數(shù)據(jù)總線口使用時，由控制線控制將電子開關接通至地址/數(shù)據(jù)端，分時輸出擴展外存的低8位地址。本設計中，P0口分時復用，一方面接收7109的數(shù)據(jù)，一方面向8279輸入數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　三、電手動復位電路</b></p><p>　　AT89C51單片機復位信號是高電平有效的，其有效時間應持續(xù)2個機器周期以上。為了保證應用系統(tǒng)可靠地復位，在

96、設計復位電路時，通常使復位引腳保持10ms以上的高電平。圖中RESET按鍵未按下時，單片機剛接通電源，就進入了上電復位狀態(tài)，在單片機開始工作了以后，如按下RESET，由兩電阻組成的串聯(lián)分壓電路使RST得到一個高電平，從而使單片機重新復位；松開按鍵，復位信號消失，單片機可開始正常工作。</p><p>　　圖3.10 手動復位電路</p><p><b>　　振蕩電路</b&

97、gt;</p><p>　　根據(jù)本設計需要，AT89C51的振蕩電路由一個6MHZ 和兩個20PF的電容組成。這個電路是一個典型的單片振蕩電路。</p><p><b>　　圖3.11振蕩電路</b></p><p><b>　　鍵盤及顯示接口擴展</b></p><p><b>　　一、

98、芯片的選擇</b></p><p>　　鍵盤及顯示部分擴展選擇8279可編程鍵盤/顯示控制芯片，8279是Intel公司生產(chǎn)的通用可編程鍵盤和顯示器接口芯片，單個芯片就能完成鍵盤輸入和LED顯示控制兩種功能。由于它本身可提供掃描信號，因而可代替CPU完成鍵盤和顯示器的控制，從而減輕了CPU的負擔，提高了運算速度，而且接口方便、顯示穩(wěn)定、程序簡單、可靠性高、使用方便。如果不采用芯片8279作為顯示接口，

99、CPU 忙時顯示器常會出現(xiàn)斷顯現(xiàn)象，很難使精測系統(tǒng)達到要求,且電路較復雜。</p><p>　　8279主要特點如下：能與MC-51等系列單片機兼容；能同時執(zhí)行鍵盤和顯示器操作；掃描式鍵盤工作方式；有8個鍵盤FIFO（先入先出）存儲器；帶觸點去抖動的二鍵鎖定或N鍵巡回功能；兩個8位或16位的數(shù)字顯示器；可左/右輸入的16字節(jié)顯示RAM；輸入時可產(chǎn)生中斷信號</p><p>　　二、8279

100、的引腳功能介紹</p><p>　　圖3.12 8279管腳圖</p><p>　　D0～D7：數(shù)據(jù)總線、雙向、三態(tài)，與單片機數(shù)據(jù)總線相連，在CPU和8279之間傳送命令或數(shù)據(jù)。</p><p>　　CLK：系統(tǒng)時鐘輸入線，用于8279內(nèi)部定時，以產(chǎn)生其工作所需的時序。8279 通過內(nèi)部定時器將該信號變?yōu)閮?nèi)部時鐘。內(nèi)部時鐘頻率的高低直接決定顯示器的掃描時間，通常與

101、編程設置為100Hz。</p><p>　　RESET：復位輸入線，高電平有效。該引腳為高電平時，8279被復位。</p><p>　?。浩x線，輸入低電平有效。</p><p>　　A0：A0=1時，CPU寫入8279的字節(jié)是命令字，從8279讀出的字節(jié)是狀態(tài)字。A0=0時，寫入或讀出的字節(jié)均為數(shù)據(jù)。</p><p>　?。鹤x寫控制引腳，低

102、電平有效。</p><p>　　IRQ：中斷請求線，高電平有效。在鍵盤工作方式中，當鍵盤RAM在存有按下鍵的數(shù)據(jù)時，IRQ為高電平，向CPU提出中斷申請。CPU每次從鍵盤RAM中讀出1B數(shù)據(jù)時，IRQ就變?yōu)榈碗娖?。如果鍵盤RAM中還有未讀完的數(shù)據(jù)，IRQ將再次變?yōu)楦唠娖?，再次提出中斷請求?lt;/p><p>　　SL0～SL7：掃描輸出線。</p><p>　　RL0

103、～RL7：輸入線，它們是鍵盤矩陣的行信號輸入線。</p><p>　　SHIFT：輸入線，高電平有效，通常用作鍵盤上、下?lián)豕δ艿目刂奇I。</p><p>　　CNTL/STB：輸入線，高電平有效。在鍵盤方式時，通常用來作為鍵盤控制功能鍵使用。</p><p>　　OUTA0～OUTA3（A組顯示數(shù)據(jù)）：輸出引腳。</p><p>　　OUTB

104、O～OUTB3（B組顯示數(shù)據(jù)）：輸出引腳。</p><p>　　：消隱顯示控制，低電平有效。</p><p>　　三、8279與AT89C51的連接</p><p>　　圖3.5.1為89C51通過8279與8位顯示器，4×4鍵盤的接口電路。圖中鍵盤的行線接8279的RL0~RL3，8279選用外部譯碼方式，SL0~SL2經(jīng)74LS138譯碼輸出，接鍵盤的

105、列線，來實現(xiàn)逐列掃描。輸出線OUTB0~OUTB3，OUTA0~OUTA3作為8位段數(shù)據(jù)輸出口，輸出段碼，并且由7407驅(qū)動LED顯示。P0口與8279的數(shù)據(jù)線相連，RD,WR直接相連，P2.7口控制8279的CS，由ALE作為8279的時鐘CLK，8279的請求中斷線經(jīng)反相器與INT1相連。當鍵盤上出現(xiàn)有效的閉合鍵時，鍵輸入數(shù)據(jù)自動的進入8279的鍵盤RAM存儲器，并向89C51請求中斷，89C51響應中斷讀取鍵盤RAM中的鍵盤數(shù)據(jù)。

106、若要更新顯示器輸出，僅需改變8279中顯示RAM中的內(nèi)容。根據(jù)系統(tǒng)需要,可設置顯示啟動和停止顯示等鍵盤功能鍵。74LS373為三態(tài)輸出的八D鎖存器，74LS373的輸出端Q0～Q7可直接與總線相連。當三態(tài)允許控制端OE為低電平時，Q0～Q7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負載或總線。當OE為高電平時，Q0～Q7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不</p><p>　　圖3.13 89C5

107、1與8279接口電路</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　程序開發(fā)環(huán)境及設計原則</p><p>　　基于單片機應用系統(tǒng)的軟件開發(fā)，常用的有匯編語言，C語言等?？紤]到要編寫的程序較小，且功能也簡單，采用C語言來編寫難度大，匯編語言基本保留了機器語言的靈活性。使用匯編語言能面向機器并較好地發(fā)揮機器的特性，得到質(zhì)量

108、較高的程序。匯編語言像機器指令一樣，是硬件操作的控制信息。匯編語言用來編制系統(tǒng)軟件和過程控制軟件，其目標程序占用內(nèi)存空間少，運行速度快，有著高級語言不可替代的用途。因此，采用匯編語言作為編程語言。</p><p>　　編制軟件最基本的要求是：軟件結構清晰、簡捷、流程合理；名功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化。這樣便于調(diào)試、鏈接，又便于移植、修改；程序存儲區(qū)，數(shù)據(jù)存儲區(qū)規(guī)劃合理，既節(jié)省空間，又便于操作。</p>&l

109、t;p>　　本設計基于模塊化思想。編寫過程中，使用了子程序。主程序比較簡單,可讀性強，結構清晰，層次明確。</p><p>　　本設計程序功能及流程</p><p>　　本系統(tǒng)軟件部分設計了計數(shù)器計數(shù)、數(shù)據(jù)信號采集、溫濕度值顯示等主要子程序。并列出了溫濕度顯示主程序及個子程序的流程圖。在程序設計中運用了模塊化與結構化相結合的方法，低級模塊可以被高級模塊重復調(diào)用，提高了效率，節(jié)省了內(nèi)存