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1、基于51单片机的数字温湿度计设计及实现摘 要：温度和湿度是两个最基本的环境参数，人们生活与温湿度息息相关。在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。准确测量温湿度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要。因此研究温湿度的测量方法和装置具有重要的意义。随着科技的不断发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研等各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列有点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面。本论文介绍了一种以单片机AT89C51为主要控制器件，以DHT11为数
2、字温湿度传感器的新型数字温湿度计。本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计、硬件电路主要包括主控制器，测量温湿度控制电路和显示电路等。关键词：温湿度传感器；LCD1602；protel；keil 软件Digital Thermometer and humidity Based on Single Chip MicrocomputerAbstract ： Temperature and humidity are the two most basic environmental parameters, which are closely related to peoples lives and
3、 the temperature and humidity. Temperature and humidity measurement and control are often needed to ambient in the field of daily life, industry, medicine, environmental protection, chemical, petroleum, etc.,. Accurate measurement of temperature and humidity in the pharmaceutical, food processing, p
4、aper industry is essential. Therefore, studying the temperature and humidity measurement methods and devices is of great significance.This paper describes a microcontroller AT89S52 control devices, digital temperature and humidity sensors to DHT11 new digital hygrometer. The design includes the desi
5、gn of hardware circuits and system software design, hardware circuit includes a master controller, the measurement of temperature and humidity control circuit and display circuit. DHT11 is a composite Sensor contains a calibrated digital signal output of the temperature and humidity. Application of
6、a dedicated digital modules collection technology and the temperature and humidity sensing technology, to ensure that the product has a Song high reliability and excellent long-term stability. Display circuit LCD1602 LCD display, 8-bit microprocessor interface, mapped by the internal 80 8-bit DDRAM
7、2 line x 16 character display, convenient and intuitive. The software part includes the main program, the measured temperature and humidity subroutine to display subroutine. The digital hygrometer with DHT11 with AT89S52 not only has the simple external circuit, but also facilitate debugging and sim
8、ulation.Keywords：Temperature and humidity sensor; the LCD1602; protell; keil software目 录1 绪论11.1 选题意义11.2 国内外发展趋势12 温湿度计的发展32.1 温度计的发展史32.2 湿度测量方法33 开发工具keil和protel53.1 Keil C5153.1.1 keil 软件简介53.1.2 建立一个C项目53.1.3 如何生成.HEX文件103.2 protel软件123.2.1 软件简介123.2.2 功能特点123.2.3 设计环境133.2.4 电路原理图设计流程143.2.5 p
9、rotel基本操作143.3 本章小结184 系统方案设计194.1 系统设计194.2 方案论证194.2.1 主控制器芯片194.2.2 温湿度采集模块224.2.3 显示模块284.3 本章小结305 硬件电路设计315.1 复位电路设计315.2 时钟电路设计315.3 显示模块电路设计325.4 温湿度采集模块设计335.5 电源选择335.6 本章小结346 软件设计及联合调试356.1 设计思路与流程图356.1.1 主程序设计356.1.2 LCD1602液晶驱动流程图366.2 程序的设计366.3 联合调试426.4 本章小结42结 论43参考文献44致 谢451 绪论1.
10、1 选题意义随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平、在三大信息采集、信息传输和信息处理中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温湿度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域。人民的生活与环境息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温湿度的测量。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此我
11、们必须掌握各种传感器的结构、原理及其性能指标，通过对传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制和开发及应用。温湿度传感器发展速度快，应用领域也很广泛，如纺织行业、农业、食品生产、石油化工、日常生活等，并且还有很大发展潜力，为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温湿度传感器的深入研究，基于实时、准确和广泛的原则进行了本次设计。1.2 国内外发展趋势最常见到得测量温度的工具是各种各样的温度计，例如：水银玻璃温度计，酒精温度计，热电偶或热 电阻温度计等。它们常常以刻度的形式表示温度的高低，虽然结构简单、价格便宜，但是它的精确度不高，不易读数。传统的湿度采用
12、干湿球法，不仅复杂而且测量精度不高。而利用单片机和温、湿度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温、湿度，得到温、湿度的数字值，既简单方便，又直观准确。测量温湿度的关键是温湿度传感器。过去测量温度与湿度是分开的。随着技术的进步和人们生活的需要出现了温湿度传感器。温度传感器的发展经过了3个阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字化、从集成化向智能化、网络化的方向发展。湿度传感器也是经历了这样一个阶段逐渐走向数字智能化。温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同
13、日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的 PID 控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。进入21世纪后，特别在我国加入WTO后，国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业，温湿度是影响纺织品质量的重要因素，但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用干湿球湿度计，采用人工观测，人工调节阀门、风机的方法，其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业
14、里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器。本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。2 温湿度计的发展2.1 温度计的发展史 最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(15641642)发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移，根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计，受外界大气压强等环境因素的影响较大，所以测量误差大
15、。 伽利略发明的第一个温度计后来伽利略的学生和其他科学家，在这个基础上反复改进，如把玻璃管倒过来，把液体放在管内，把玻璃管封闭等。比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计，他把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度；经过反复实验与核准，最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0，把纯水凝固时的温度定为32，把标准大气压下水沸腾的温度定为212，用代表华氏温度，这就是华氏温度计。 在华氏温度计出
16、现的同时，法国人列缪尔(16831757)也设计制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小，不宜做测温物质。他专心研究用酒精作为测温物质的优点。他反复实践发现，含有1/5水的酒精，在水的结冰温度和沸腾温度之间，其体积的膨胀是从1000个体积单位增大到1080个体积单位。因此他把冰点和沸点之间分成80份，定为自己温度计的温度分度，这就是列氏温度计。华氏温度计制成后又经过30多年，瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点定为零度，把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来，就成了现在的百分温度，即摄氏温度，用表示。 随着科学技术的发展和现代工业
17、技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器。2.2 湿度测量方法湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。现代湿度测量方案最主要的有两种：干湿球测湿法，电子式湿度传感器测湿法。下面对这两种方案进行比较。 干湿球测湿法的维护相当简单，在实际使用中，只需定期给湿球加水及更换湿球纱布即可。与电子式湿度传感器相比，干湿球测湿法不会产生老化，精度下降等问题。所以干湿球测湿方法更适合于在高温及恶劣环境的场合使用。 电子式湿度传感器的特点： 电子式湿度传感器是近几十年，特别是近20年才迅速发展起来的。湿度传感器生产厂在产品出厂前都要采用标准湿度
18、发生器来逐支标定，电子式湿度传感器的准确度可以达到2%一3%RH。 在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，会产生老化，精度下降，湿度传感器年漂移量一般都在2%左右，甚至更高。一般情况下，生产厂商会标明1次标定的有效使用时间为1年或2年，到期需重新标定。 电子式湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断，一般说来，电子式湿度传感器的长期稳定性和使用寿命不如干湿球湿度传感器。 湿度传感器是采用半导体技术，因此对使用的环境温度有要求，超过其规定的使用温度将对传感器造成损坏。 所以电子式湿度传感器测湿方法更适合于在洁净及常温的场合使用。3 开发工具keil和protel3.1
19、Keil C513.1.1 keil 软件简介KeilC51是Keil Software公司推出的51系列单片机兼容汇编语言和C语言的软件开发工具。它提供了基于Windows的集成开发环境uVision2，拥有丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，同时具备功能强大的软件仿真和硬件仿真功能；另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。使用C 语言肯定要使用到C 编译器，以便把写好的C 程序编译为机器码，这样单片机才能执行编写好的程序。KEIL uVISIO
20、N2 是众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS51 架构的芯片，它集编辑，编译，仿真等于一体，同时还支持，PLM，汇编和C 语言的程序设计，它的界面和常用的微软VC+的界面相似，在调试程序，软件仿真方面有很强大的功能。因此很多开发51 应用的工程师或普通的单片机爱好者，都对它十分喜欢。与汇编语言相比，C语言在功能、结构、可读性和可维护性上有明显的优势，因而易学易用。KeilC51生成的目标代码效率非常高，多数语句生成的汇编代码紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。KeilC51编译器是一个完全支持ANSI标准的C语言编译器，除少数关键地方外，Kei
21、lC51和标准ANSI C语言是基本相似的；但是由于51单片机结构的特殊性，KeilC51在ANSI C的基础上进行了一些扩展，使其能够更有效的利用单片机的各种资源。深入理解并应用C51对ANSI C的扩展，是学习C51的关键之一，因为大多数扩展功能都是直接针对C51系列单片机硬件设计的。常用的KeilC51的扩展主要包括；数据类型；存储类型；存储模型；指针；中断函数；再入函数。3.1.2 建立一个C项目应用Keil进行软件仿真开发的主要步骤为：（1）运行KEIL uVISION2 界面如下图3-1。图3-1 KEIL uVISION2 界面图（2）点击Project 菜单，选择弹出的下拉式菜
22、单中的New Project，如图3-2。接着弹出一个标准Windows 文件对话窗口，如下图3-3，在“文件名”中输入您的第一个C 程序项目名称，这里我用“test”，只要符合Windows 文件规则的文件名都行。“保存”后的文件扩展名为uv2，这是KEILuVision2 项目文件扩展名，以后我们可以直接点击此文件以打开先前做的项目。图3-2 New Project菜单图图3-3 文件窗口（3）选择所要的单片机，这里我们选择常用的Ateml 公司的AT89C51。此时屏幕如图3-4 所示。完成上面步骤后，我们就可以进行程序的编写了。图3-4 选取芯片（4）接下来要在项目中创建新的程序文件或
23、加入旧程序文件。如果没有现成的程序，那么就要新建一个程序文件。点击图3-5 中新建文件的快捷按钮或者点击File菜单下的New，中出现一个新的文字编辑窗口，这个操作也可以通过快捷键Ctrl+N 来实现。好了，现在可以编写程序了，光标已出现在文本编辑窗口中，等待我们的输入了如图3-6。图3-5 新建文件图3-6 程序编辑窗口（5）程序写好后点击保存按钮保存新建的程序，也可以用菜单FileSave 或快捷键Ctrl+S进行保存。因是新文件所以保存时会弹出文件操作窗口，这里我把把第一个程序命名为test1.c，保存在项目所在的目录中，这时会发现程序单词有了不同的颜色，说明KEIL 的C 语法检查生效
24、了。如图3-7。图3-7 保存文件程序（6）如图3-8鼠标在屏幕左边的Source Group1 文件夹图标上右击弹出菜单，在这里可以做在项目中增加减少文件等操作。我们选“ Add File to Group SourceGroup 1”弹出文件窗口，选择刚刚保存的文件，按ADD 按钮，关闭文件窗，程序文件已加到项目中了。这时在Source Group1 文件夹图标左边出现了一个小+号说明，文件组中有了文件，点击它可以展开查看。图3-8把文件加入到项目文件组中（7）C 程序文件已被我们加到了项目中了，下面就剩下编译运行了。使用软件默认的编译设置，它不会生成用于芯片烧写的HEX 文件。图3-9中
25、1、2、3 都是编译按钮，不同是1是用于编译单个文件。2是编译当前项目，如果先前编译过一次之后文件没有做动编辑改动，这时再点击是不会再次重新编译的。3是重新编译，每点击一次均会再次编译链接一次，不管程序是否有改动。在3右边的是停止编译按钮，只有点击了前三个中的任一个，停止按钮才会生效。在4 中可以看到编译的错误信息和使用的系统资源情况等，要查错就靠它了。5是123在菜单中的位置，这个项目只有一个文件，按123 中的任何一个都可以编译。图3-9 编译程序3.1.3 如何生成.HEX文件可以用KEIL uVISION2来编译生成用于烧写芯片的HEX文件。HEX文件格式是Intel公司提出的按地址排
26、列的数据信息,数据宽度为字节,所有数据使用16进制数字表示, 常用来保存单片机或其他处理器的目标程序代码。它保存物理程序存储区中的目标代码映象。一般的编程器都支持这种格式。打开刚才的程序，打开它的所在目录，找到test.Uv2的文件就可以打开先前的项目了。然后右击图3-10中的项目文件夹，弹出项目功能菜单，选Options for TargetTarget1,弹出项目选项设置窗口，同样先选中项目文件夹图标，这时在Project菜单中也有一样的菜单可选。打开项目选项窗口，转到Output选项页图311所示，图中1是选择编译输出的路径，2是设置编译输出生成的文件名，3则是决定是否要创建HEX文件，
27、选中它就可以输出HEX文件到指定的路径中。再将它重新编译一次，很快在编译信息窗口中就显示HEX文件创建到指定的路径中了，如图312。这样我们就可用自己的编程器所附带的软件去读取并烧到芯片了。图3-10 项目功能菜单图3-11 项目选项窗口图3-12 编译信息窗口3.2 protel软件3.2.1 软件简介Protel是Altium公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人
28、才时在其条件栏上常会写着要求会使用Protel。Protel 99采用全新的管理方式，即数据库的管理方式。Protel 99 是在桌面环境下第一个以独特的设计管理和团队合作技术为核心的全方位的印制板设计系统。所有Protel99设计文件都被存储在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计编辑窗口。 Protel 99软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点，内部界面与Protel 98大体相同，新增加了一些功能模块。Protel公司引进了德国INCASES公司的先进技术，在Protel 99中集成了信号完整性工具，精确的模型和板分析，帮助你在设计周期里利用信号完整性分析可获得一次性成功
29、和消除盲目性。Protel99容易使用的特性就是新的“这是什么” 帮助。按下任何对话框右上角的小问号，然后选择你所要的信息。现在可以很快地看到 特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用自然语言帮助顾问。 3.2.2 功能特点Protel99 SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能： 可生成30多种格式的电气连接网络表； 强大的全局编辑功能； 在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中； 同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查
30、找元器件、引脚、网络 既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性； 满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）； * 方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE 3f5）； 支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件； * PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层； 强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查； 智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺； 提供大量的工业化标准电路板做为设计模版； 放置汉字功能； 可以输入和输出DXF、DWG格式文件
31、，实现和AutoCAD等软件的数据交换； 智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）； 方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果； 独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果； 强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等； 经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB启动； 反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合。 3.2.3 设计环境Protel99SE程序提供了一个设计、管理的整合环境，它有三个特点：1. 将所有设计环境集合在一个用户界面中，包括：电路图编辑器、混合信号电
32、路仿真器、PLD编译器、印刷电路板编辑器等；2. 所有的设计文件集合在一个设计库文件文件（*ddb）中，包括电路图、印刷电路板图文件、元件库文件以及元件报表（BOM）；3. 能管理其他用户使用自己项目中的文件，也就是让多个设计者通过网络对同一设计进行单独设计，再通过工作组管理功能将各个部分集成到设计管理器中。在此次的毕业设计中，整个电路图的设计是基于Protel 99 SE的开发环境，它具有简单、方便、快速的特点，在设计中起到了重要的作用。3.2.4 电路原理图设计流程电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步，也是电路设计的根本。由于后面的印刷电路板设计等工作都是以此为基础的，因此电路原理图设
33、计的好坏直接影响到印刷电路板设计等工作，其设计流程如图3-13所示。图3-13 电路原理图设计流程3.2.5 protel基本操作1 新建一个设计库（1）启动Protel 99，出现以下启动界面，如图3-14所示, 启动后出现的窗口如下图3-15所示。图3-14启动界面图3-15启动后的窗口（2）选取菜单File/New来新建一个设计库，出现如下图3-16对话框。Database File Name处可输入设计库存盘文件名，点击Browse.改变存盘目录。如果想用口令保护设计文件，可点击Password选项卡，再选Yes并输入口令，点击OK按钮后，出现如图3-17主设计窗口。图3-16新建设计
34、库对话框图3-17主设计窗口（3）选取File/New.打开New Document对话框，如图3-18，选取Schematic Document建立一个新的原理图文档。图3-18新建文档对话框2 添加元件库在放置元件之前，必须先将该元件所在的元件库载入内存才行。如果一次载入过多的元件库，将会占用较多的系统资源，同时也会降低应用程序的执行效率。所以，通常只载入必要而常用的元件库，其它特殊的元件库当需要时再载入。添加元件库的步骤如下：（1）双击设计管理器中的Sheet1.Sch原理图文档图标，打开原理图编辑器。（2）点击设计管理器中的Browse Sch选项卡，然后点击Add/Remove按钮，
35、屏幕将出现如图3-19所示的“元件库添加、删除”对话框。图3-19“元件库添加/删除”对话框（3）在Design Explorer 99LibrarySch文件夹下选取元件库文件，然后双击鼠标或点击Add按钮，此元件库就会出现在Selected Files框中，如上图3-19所示。（4）然后点击OK按钮，完成该元件库的添加。3.3 本章小结本章主要简单介绍了研究本课题需要用到的仿真软件protel和编译软件Keil，了解了这两种软件发展，功能和初步用法，了解了protel的功能特点和设计流程，以及keil的调试功能等。4 系统方案设计4.1 系统设计本方案使用AT89C51作为控制核心，以智能
36、温湿度传感器DHT11作为温湿度测量元件，显示电路采用LCD1602模块显示，采用单片机最小系统。如下图4-1所示。DHT11温湿度传感器数据采集单片机LCD1602液晶显示时钟复位电路图4-1 温湿度测量系统方案框4.2 方案论证4.2.1 主控制器芯片AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT8
37、9C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。（1）主要性能: 与MCS-51产品指令系统完全兼容4k字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作：0Hz24MHz三级加密程序存储器1288字节内部RAM32个可编程IO口线2个16位定时计数器6个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式（2）功能特性描述AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个IO 口线，两个16位定时计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作
38、，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。（3）引脚结构图4-2 AT89C51引脚结构图VCC : 电源GND: 地P0 口：P0口是一个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
39、时，需要外部上拉电阻。P1 口：P1 口是一个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，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。P2 口：P2 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4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“
40、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）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。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4 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
41、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）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。（4）引脚号第二功能表4-1 引脚号第二功能引脚号第二功能P3.0 RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2 INT0(外部中断0)P3.3 INT0(外部中断0)P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5 T1（定时器1外部输入）P3.6 WR(-)(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(-)(外部数据存储器写选通)RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期
42、高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（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MO
43、VX 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AT89S52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GND。为了执行内部程序指令，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
44、路的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。存储器结构MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器。外部程序存储器和数据存储器都可以64K寻址。程序存储器：如果EA引脚接地，程序读取只从外部存储器开始。对于 89C51，如果EA 接VCC，程序读写先从内部存储器（地址为0000H0FFFH）开始，接着从外部寻址，寻址地址为：1000HFFFFH。4.2.2 温湿度采集模块（1）温湿度传感器选择 AM2302湿敏电容数字温湿度模块 图4-3 AM2302外观图相对湿度 表4-2： AM2302相对湿度性能表 参数条件mintypmax单位分辨率0.1%RH16bit精度252%RH重复性
45、0.3%RH互换性完全互换响应时间1/e(63%)5S迟滞0.3%RH漂移典型值0.5%RH/yr温度 表4-3： AM2302相对温度性能表参数条件mintyptyp单位分辨率0.116bit精度0.51量程范围-4080重复性0.2互换性完全互换响应时间1/e(63%)10S漂移0.3/yr DHT11数字温湿度传感器 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快
46、响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为 4 针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。图4-4 DHT11外形图表4-4 DHT11产品参数参数条件MinTypMax单位湿度分辨率111%RH8Bit重复性1%RH精度254%RH0505%RH互换性可完全互换量程范围03090%RH252090%RH502080%RH响应时间1/e(6
