大型粮仓温湿度检测系统的设计 - 图文(5)

武汉理工大学华夏学院毕业设计(论文)

图3-10 89C51存储器配置

程序存储器

与ROM密切相关的两个引脚 地址锁存允许信号端

外部程序存储器允许输出信号端

当ROM容量不够时,尽量选择高容量存储器空间的单片机,如89C52,89C54,89C58等,应避免外扩程序存储器,因为会增加硬件负担. 通过16位PC寻址,最大可寻址64kB地址空间

数据存储器

数据存储器用于存放运算中间的结果、数据暂存、缓冲、标志位、待测程序等功能。 片内的128B的RAM地址为00H～7FH，供用户做RAM用，但是在这中间的前32单元，00H～1FH即引用地址寻址做用户RAM用，常常做工作寄存器区，分做四组，每组由8个单元组成通用寄存器R0～R7，任何时候都由其中一组作为当前工作寄存器，通过RS0，RS1的内容来决定选择哪一个工作寄存器。

低128字节中的20H～2FH共16字节可用位寻址方式访问各位，共128个位地址，30H～7FH共80个单元为用户RAM区，作堆栈或数据缓冲用，片内RAM不够用时，须扩展片外数据存储器。此时单片机通过P2口和P0口选出6位地址，使用ALE作低8位的锁存信号，再由P0口写入或读出数据。写时用

特殊功能寄存器SFR

，读时用

做外部数据存储器的选通信号

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武汉理工大学华夏学院毕业设计(论文) 表3-3 特殊功能寄存器SFR的位置

3.2.2.4 89C51的工作模式

有四种工作模式：模式0，模式1，模式2，模式3

模式0：选择定时器的高8位和低5位组成一个13位定时器/计数器。TL低5位溢出时向TH进位，TH溢出时向中断标志位TF进位，并申请中断。

定时时间t=(213-初值)×振荡周期×12；计数长度位213=8192个外部脉冲

模式1：与模式0的唯一差别是寄存器TH和TL以全部16位参与操作。定时时间t=(216-初值)×振荡周期×12；计数长度位216=65536个外部脉冲

模式2：把TL0和TL1配置成一个自动重装载的8位定时器/计数器。TL用作8位计数器，TH用以保存初值。TL计数溢出时不仅使TF0置1，而且还自动将TH中的内容重新装载到TL中。

定时时间t=(28-初值)×振荡周期×12；计数长度位28=256个外部脉冲 模式3：对T0和T1不大相同

若设T0位模式3，TL0和TH0被分为两个相互独立的8位计数器。TL0为8位计数器，功能与模式0和模式1相同，可定时可计数。

TH0仅用作简单的内部定时功能，它占用了定时器T1的控制位TR1和中断标志位TF1，启动和关闭仅受TR1控制。

定时器T1无工作模式3，但T0在工作模式3时T1仍可设置为0~2。

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3.2.2.5 89C51的系统时钟的设计

时钟电路是用来产生89c51单片机工作时所必须的时钟信号，89c51本身就是一个复杂的同步时序电路，为保证工作方式的实现，89c51在唯一的时钟信号的控制下严格的按时序执行指令进行工作 ，时钟的频率影响单片机的速度和稳定性。通常时钟由于两种形式：内部时钟和外部时钟。

我们系统采用内部时钟方式来为系统提供时钟信号。89c51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该放大器的输入输出引脚为XTAL1和XTAL2，它们跨接在晶体振荡器和用于微调的电容，便构成了一个自激励振荡器

电路中的C1、C2的选择在30PF左右，但电容太小会影响振荡的频率、稳定性和快速性。晶振频率为在1.2MHZ～12MHZ之间，频率越高单片机的速度就越快，但对存储器速度要求就高。为了提高稳定性我们采用温度稳定性好的NPO电容，采用的晶振频率为12MHZ。

图3-11 系统时钟

3.3 本章小结

本章主要介绍了主要芯片的简介，其中重点介绍了dht11温湿度传感器和89c51的元件结构及其各自的工作原理。

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4 硬件设计

4.1 显示与报警的设计

4.1.1 显示电路

该设计中我们采用显示驱动接口芯片方式。即用MAX7219 LED显示驱动芯片与单片机89c51和4位阴极数码管组成显示电路。

MAX7219是Maxim公司推出的8位LED串行显示驱动器，它采用3线串口传送数据，占用资源少且硬件简单，只需一个外部电阻即可方便地调节LED的亮度；可灵活地选择显示器的个数( 1～8个, 级联可成倍增加)；可进行译码或不译码显示；内含硬件动态扫描控制，可设置低功耗停机方式。

显示电路的电路连接图如图4-1,图4-2,图4-3所示

图

4-1 MAX7219引脚连接图

图4-2 4LED引脚连接图

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图4-3 89C51引脚连接图

4.1.2 报警电路

在微型计算机控制系统中，为了安全生产，对于一些重要的参数或系统部位，都设有紧急状态报警系统，以便提醒操作人员注意，或采取紧急措施。其方法就是把计算机采集的数据或记过计算机进行数据处理、数字滤波，标度变换之后，与该参数上下限给定值进行比较，如果高于上限值（或低于下限值）则进行报警，否则就作为采样的正常值，进行显示和控制。

本设计采用峰鸣音报警电路。峰鸣音报警接口电路的设计只需购买市售的压电式蜂鸣器，然后通过MCS-51的1根口线经驱动器驱动蜂鸣音发声。压电式蜂鸣器约需10mA的驱动电流，可以使用TTL系列集成电路7406或7407低电平驱动，也可以用一个晶体三极管驱动。在图中，P3.2接晶体管基极输入端。当P3.2输出高电平“1”时，晶体管导通，压电蜂鸣器两端获得约+5V电压而鸣叫；当P3.2输出低电平“0”时，三极管截止，蜂鸣器停止发声。

图4-4是一个简单的使用三极管驱动的峰鸣音报警电路：

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