2。2 系统方案设计
基于单片机的档案馆温度湿度监测系统主要包括以下几个部分:控制电路、传感器采集电路、显示电路、报警电路和串口通信电路。系统框图如图2-1所示。
图2-1 系统框图
本设计选用STC89C51单片机作为主控芯片,并在外围添加了传感器采集电 路、LCD显示电路、串口通信电路和报警电路。温湿度传感器采用 SHT11来测量温湿度的值,显示电路采用LCD12864显示温湿度数值,串口采用CH340G来进行串口传输,以上电路构成了一个完整的单片机温湿度检测系统。
3 系统硬件设计
3。1 单片机最小系统
3。1。1 单片机的选择
本课题选用的主控芯片为STC89C51,该芯片是采用8051内核的ISP(In System Programming)在系统可编程芯片,工作时钟频率最高可达80MHz,片内含4K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,而且器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,在芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元[5]。芯片引脚如图3-1所示
图3-1 STC89C51引脚图
STC89C51单片机特点:
(1)增强型1T精简指令集结构8051 CPU;
(2)工作频率相当于普通8051 的0~420MHz,实际工作频率可达48MHz;
(3)用户应用程序空间12K / 10K / 8K / 6K / 4K / 2K字节;
(4)片上集成512 字节RAM;
(5)通用I/O 口(27/23个),复位后:准双向口/ 弱上拉,I/O口可设置成四种模式:准双向口/ 弱上拉、推挽/ 强上拉、仅为输入/高阻;
(6)ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),不需要专用编程器,可通过串口(P3。0/P3。1)直接下载程序,数秒即可完成下载;
(7)EEPROM 功能;文献综述
(8)看门狗;
(9)内部集成MAX810 专用复位电路(当外部晶体20M 以下时,可省外部复位电路)
(10)2个16 位定时器/ 计数器;
(11)2路外部中断,可选择为下降沿中断或低电平触发中断;
(12)通用异步串行口(UART);
(13)SPI同步通信口,主模式/ 从模式;
STC89C51内部结构框图如图3-2所示
图3-2 STC89C51内部结构框图
STC89C51单片机内部器件介绍:
1。运算器
运算器的功能:主要用来完成算数运算和逻辑运算。
运算器的组成:
(1)算术逻辑运算单元( ALU):
用于完成各种运算,其中包括加、减、乘、除、移位运算以及与、或、非逻辑运算,ALU 同时还具有传输、程序转移等功能。
(2)累加器( ACC):
累加器是一个8位的寄存器,它在 CPU 中的使用是最频繁的,ALU 中所要进行各种运算的操作数大部分也来自于累加器,ALU 运算完毕以后的结果通常 也会送到 ACC 中保存。
(3)暂存寄存器( TMP1、 TMP2):
它主要是用来存放参与运算的另一个操作数,用户是无法访问的。
(4)状态寄存器( PSW):
PSW 是一个8位的寄存器,它主要功能是用来保存结果的特征信息, 从而对程序可以进行查询、判断和识别。
2。 控制器
控制器的功能:是以一定的时序来辅助单片机内部工作的控制核心。
控制器的组成:
(1)程序计数器( PC):
PC 是一个16位专用的寄存器,其主要用来存储程序下一条要执行指令的地址,所有程序的指令都是存储在ROM区的某一个单元,一个单元对应一个地址,当 CPU 在执行某一条指令的时候,就会把该地址送到地址总线,然后地址进行加 1 运算,从而指向下一条指令的地址,依次反复的执行,直至程序结束[4]。 STC89C51单片机的档案馆温度湿度监测系统设计+电路图+程序(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_83958.html