[學(xué)士]基于單片機的智能倉庫設(shè)計_secret

1、PAGE PAGE IIPAGE I 畢業(yè)論文（設(shè)計）基于單片機的智能倉庫設(shè)計（溫濕度的檢測及控制）學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 系 別： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 評閱教師： 論文答辯日期 答辯委員會主席 摘 要防潮、防霉、防腐、防爆是倉庫日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉庫管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。它直接影響到儲備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作的順利進行，首要問題是加強倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。因此我們需要一種造價低廉、使用方便且測量準(zhǔn)確的溫濕度測量儀?；趩纹瑱C應(yīng)用系統(tǒng)，提出了一種簡單、易行、廉價的嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框架及其整個系統(tǒng)的構(gòu)架、模塊的實現(xiàn)方法。在此系統(tǒng)框架基礎(chǔ)上開發(fā)了遠程溫度測控系統(tǒng)，包括

2、軟硬件設(shè)計。通過軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試，證明整個遠程測控系統(tǒng)可行有效。 對現(xiàn)場參量準(zhǔn)確的測量是高性能溫度控制的基礎(chǔ)。以單片機AT89C8051作為溫度監(jiān)控核心部件，采用熱電偶溫度傳感器、運算放大器、AD轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成溫度采集模塊，通過對采集到的溫度數(shù)據(jù)值進行比例積分微分運算處理，并采用RS 485與上位機進行通信，實現(xiàn)一種溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。實驗表明該系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)換速度快、精度高、控制能力強等特點。關(guān)鍵字: 倉庫；智能控制； 單片機；溫度傳感器；濕度傳感器AbstractKey Words：目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc261451966 摘 要 PAGEREF

3、 _Toc261451966 h I HYPERLINK l _Toc261451967 Abstract PAGEREF _Toc261451967 h II HYPERLINK l _Toc261451968 1 緒論 PAGEREF _Toc261451968 h 1 HYPERLINK l _Toc261451969 1.1課題的提出 PAGEREF _Toc261451969 h 1 HYPERLINK l _Toc261451970 2系統(tǒng)總體設(shè)計 PAGEREF _Toc261451970 h 1 HYPERLINK l _Toc261451971 2. 1 系統(tǒng)的各個部分的功能

4、和關(guān)系如下： PAGEREF _Toc261451971 h 2 HYPERLINK l _Toc261451972 2. 2 系統(tǒng)的工作方式 PAGEREF _Toc261451972 h 2 HYPERLINK l _Toc261451973 2. 3 信號采集通道的選擇 PAGEREF _Toc261451973 h 3 HYPERLINK l _Toc261451974 3 硬件的設(shè)計與論證 PAGEREF _Toc261451974 h 4 HYPERLINK l _Toc261451975 31 信號采集 PAGEREF _Toc261451975 h 4 HYPERLINK l

5、_Toc261451976 311 溫度傳感器DS18B20 PAGEREF _Toc261451976 h 4 HYPERLINK l _Toc261451977 3. 1. 2 濕度傳感器HS1100/HS1101濕度傳感器 PAGEREF _Toc261451977 h 4 HYPERLINK l _Toc261451978 3. 2. 2單片機8051 PAGEREF _Toc261451978 h 10 HYPERLINK l _Toc261451979 3. 2. 2. 1 8051的片內(nèi)結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc261451979 h 11 HYPERLINK l _Toc2

6、61451980 3. 2. 2. 2 8031的引腳圖 PAGEREF _Toc261451980 h 14 HYPERLINK l _Toc261451981 3. 2. 2. 3 8051程序存儲器 PAGEREF _Toc261451981 h 15 HYPERLINK l _Toc261451982 3. 2. 2. 4 8051數(shù)據(jù)存儲器 PAGEREF _Toc261451982 h 16 HYPERLINK l _Toc261451983 3. 2. 2. 5 特殊功能寄存器SFR PAGEREF _Toc261451983 h 17 HYPERLINK l _Toc26145

7、1984 3. 2. 2. 6 工作方式 PAGEREF _Toc261451984 h 18 HYPERLINK l _Toc261451985 3. 2. 3存儲器的設(shè)計 PAGEREF _Toc261451985 h 18 HYPERLINK l _Toc261451986 3. 2. 4數(shù)據(jù)存儲器的掉電保護 PAGEREF _Toc261451986 h 20 HYPERLINK l _Toc261451987 3. 2. 5系統(tǒng)時鐘的設(shè)計 PAGEREF _Toc261451987 h 20 HYPERLINK l _Toc261451988 3. 3 顯示與報警的設(shè)計 PAGERE

8、F _Toc261451988 h 21 HYPERLINK l _Toc261451989 3. 3. 1 顯示電路 PAGEREF _Toc261451989 h 21 HYPERLINK l _Toc261451990 3. 3. 2 報警電路 PAGEREF _Toc261451990 h 22 HYPERLINK l _Toc261451991 4 軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc261451991 h 23 HYPERLINK l _Toc261451992 5總結(jié)與展望 PAGEREF _Toc261451992 h 29 HYPERLINK l _Toc261451993 5

9、.1總結(jié) PAGEREF _Toc261451993 h 29 HYPERLINK l _Toc261451994 5.2展望 PAGEREF _Toc261451994 h 29 HYPERLINK l _Toc261451995 致謝 PAGEREF _Toc261451995 h 30 HYPERLINK l _Toc261451996 參 考 文 獻 PAGEREF _Toc261451996 h 30 HYPERLINK l _Toc261451997 獨創(chuàng)性聲明 PAGEREF _Toc261451997 h 32 HYPERLINK l _Toc261451998 學(xué)位論文（設(shè)計

10、）版權(quán)使用授權(quán)書 PAGEREF _Toc261451998 h 33PAGE 331 緒論1.1課題的提出 防潮、防霉、防腐、防爆是倉庫日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉庫管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。它直接影響到儲備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作的順利進行，首要問題是加強倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。因此我們需要一種造價低廉、使用方便且測量準(zhǔn)確的溫濕度測量儀。傳統(tǒng)的方法是用與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測量計和濕度試紙等測試器材，通過人工進行檢測，對不符合溫度和濕度要求的庫房進行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。這種人工測試方法費時費力、效率低，且測試的溫度及濕度誤差大，隨機性大。目前，國內(nèi)大中型庫房在倉

11、儲管理中由于技術(shù)和資金上的原因，多數(shù)僅限于只對溫度進行監(jiān)測，當(dāng)溫度超標(biāo)時進行強制通風(fēng)和翻倉，即使如此，處理不及時或因設(shè)備人力條件有限仍會造成大量損失。實現(xiàn)庫房儲藏物的溫升主要是由于濕度引起的，庫房儲藏物本身的水分過高或連續(xù)的高濕天氣將導(dǎo)致儲藏物新陳代謝加快而放出熱量，放熱引起的溫升又使代謝進一步加劇以至發(fā)霉變質(zhì)。這種惡性循環(huán)一旦形成很難進行有效控制。因此，庫房在進行溫度監(jiān)測的同時，必須重視對空氣濕度的檢測，以利于提前采取有效措施控制庫房儲藏物升溫而霉變。本文所介紹的溫濕度控制系統(tǒng)是基于AT89C8051 HYPERLINK /embscm.asp 單片機控制核心，結(jié)合傳感器、通訊和數(shù)字電子電路

12、技術(shù)，實現(xiàn)了溫度和濕度檢測與庫房溫度和濕度的有效控制，降低經(jīng)濟損失和勞動強度。 2系統(tǒng)總體設(shè)計對倉庫的溫濕度進行實時的監(jiān)測與控制，為了適應(yīng)對多個測控點的監(jiān)控與管理，經(jīng)分析采用了分布式系統(tǒng)的控制方式，即在每個測控點配置能獨立工作的從機，多個從機由1個上位機進行監(jiān)控管理，上下采用主從式監(jiān)控管理形式，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如1-1所示。 圖2-1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計是基于單片機對數(shù)字信號的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號，和A/D模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，我設(shè)計了以8051基本系統(tǒng)為核心的一套檢測系統(tǒng)，其中包括A/D轉(zhuǎn)換、單片機、復(fù)位電路、溫度檢測、濕度檢測、鍵盤及顯示、報警電路、系統(tǒng)軟件等部分的

13、設(shè)計。2. 1 系統(tǒng)的各個部分的功能和關(guān)系如下：1）主機為管理機，完成參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲、處理及管理功能。2）從機為控制機，采用單片機8051，直接實現(xiàn)各個模塊的控制功能，并能在主機關(guān)機的條件下實現(xiàn)所有的控制功能。3） 通訊轉(zhuǎn)換機實現(xiàn)RS232信號和RS485信號的轉(zhuǎn)換，主機通過其向從機發(fā)送控制參數(shù)，從機將現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)通過其傳給主機。4）數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)對傳感器及運行設(shè)備的檢測。 5）控制器及其設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)輸出的信號對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。6） 輸入輸出部分包括輸入模塊和輸出模塊，輸入模塊將采集的信號轉(zhuǎn)換后輸入到從機，輸出模塊將系統(tǒng)的控制信號輸出到控制器及其設(shè)備。2. 2 系統(tǒng)的工作方式 系統(tǒng)以溫濕度

14、監(jiān)控為核心，溫濕度參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)由主機根據(jù)用戶要求定時向從機查詢，各控制模塊的設(shè)置參數(shù)修改時，將新的參數(shù)發(fā)送到從機。主機可以對從機進行參數(shù)設(shè)置及控制，從機也可以獨立工作。從機通過數(shù)據(jù)采集裝置不間斷地采集溫濕度數(shù)據(jù)，根據(jù)控制模塊的設(shè)置參數(shù)做出控制決策，驅(qū)動設(shè)備運行，并隨時準(zhǔn)備接受主機的指令，當(dāng)受到詢問時，將庫房的各項數(shù)據(jù)編碼通過串行通信方式傳輸?shù)街鳈C。主機接收到數(shù)據(jù)后，進行數(shù)據(jù)處理，在監(jiān)控界面上顯示當(dāng)前的狀態(tài)信息，并將此信息實時地存儲到數(shù)據(jù)庫中，為用戶維護和管理準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。此控制平臺主要實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，并將采集數(shù)據(jù)處理、存儲、發(fā)送給主機。8051是控制平臺的核心，溫濕度數(shù)據(jù)的采集通過多路傳感

15、器獲得，采集的信號經(jīng)ADS1286實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。為有效控制多路傳感器，在系統(tǒng)設(shè)計中使用4051實現(xiàn)擴展，使控制平臺可以控制多路傳感器，采集的數(shù)據(jù)存放于24LC04。在控制平臺的驅(qū)動上，使用CMOS管1120提高8051的驅(qū)動能力，使控制平臺每路可以控制多個傳感器（主要是提高控制平臺對18B20、溫濕度采集器的驅(qū)動能力）。在與主機通訊時，為達到電平一致，控制平臺通過RS485芯片實現(xiàn)8051的引腳RXD、TXD的TTL電平與RS485的引腳A、B的485電平之間的轉(zhuǎn)換。把主機通過通訊接口機送來的RS485標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換為TTL電平傳送給8051，把8051送出的TTL電平轉(zhuǎn)換成RS485標(biāo)準(zhǔn)電平通過通

16、訊接口機傳送給主機。2. 3 信號采集通道的選擇 在本設(shè)計系統(tǒng)中，溫度輸入信號為8路的模擬信號，這就需要多通道結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)采用多路分時的模擬量輸入通道。 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點為：對ADC、S/H要求高。硬件簡單，成本低。其缺點是，軟件比較復(fù)雜，處理速度慢。其系統(tǒng)框圖如圖2-2所示：圖2-2 多路分時的模擬量輸入通道3 硬件的設(shè)計與論證31 信號采集311 溫度傳感器DS18B20 DS18B20 是DALLAS 半導(dǎo)體器件公司生產(chǎn)的可編程一線數(shù)字溫度傳感器芯片，它僅用一線就可完成與單片微控制器的硬件接口,具有使用簡單方便、分辯率高的優(yōu)點。 DSl820數(shù)字溫度計提供9位(二進制)溫度讀數(shù)指

17、示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入DSl820或從DSl820送出因此從主機CPU到DSl820僅需一條線(和地線)DSl820的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源因為每一個DSl820在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號因此任意多個DSl820可以存放在同一條單線總線上這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件DSl820的測量范圍從-55到+125增量值為0.5可在l s(典型值)內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。 每一個DSl820包括一個唯一的64位長的序號該序號值存放在DSl820內(nèi)部的ROM(只讀存貯器)中開始8位是產(chǎn)品類型編碼(DSl820編碼均為10H)接著的48位是每個器件唯一的序號最后8位是前面

18、56位的CRC(循環(huán)冗余校驗)碼DSl820中還有用于貯。存測得的溫度值的兩個8位存貯器RAM編號為0號和1號1號存貯器存放溫度值的符號如果溫度為負()則1號存貯器8位全為1否則全為00號存貯器用于存放溫度值的補碼LSB(最低位)的1表示0.5將存貯器中的二進制數(shù)求補再轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)并除以2就得到被測溫度值(-550125)DSl820的引腳如圖226l所示每只D51820都可以設(shè)置成兩種供電方式即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線但完成溫度測量的時間較長采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線但測量速度較快3. 1. 2 濕度傳感器HS1100/HS1101濕度傳感器測

19、量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(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)生變化而進行濕度測量的。采用HS1100/HS1101濕度傳感器。HS1100/HS1101電容傳感器，在電路構(gòu)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。不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時間，專利設(shè)計的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，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

20、線上的自動插件和自動裝配過程等。相對濕度在1%100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF變到200pF，其誤差不大于2%RH；響應(yīng)時間小于5S；溫度系數(shù)為0.04 pF/?？梢娋仁禽^高的。 溫度檢測采用HS1101型溫度傳感器，HS1101是HUMIREL公司生產(chǎn)的變?nèi)菔较鄬穸葌鞲衅?，采用獨特的工藝設(shè)計。HS1101測量濕度采用將HS1101置于555振蕩電路中，將電容值的變化磚換成電壓頻率信號，可以直接被微處理器采集。設(shè)計的電路如圖1-2所示。圖3-1 濕度傳感器的電路圖555芯片外接電阻R57，R58與HS1101，構(gòu)成對HS1101的充電回路。7端通過芯片內(nèi)部的晶體管對地短路實現(xiàn)對HS11

21、01的放電回路，并將引腳2，6端相連引入到片內(nèi)比較器，構(gòu)成一個多諧波振蕩器，其中，R57相對于R58必須非常的小，但決不能低于一個最小值。R51是防止短路的保護電阻。HS1101作為一個變化的電容器，連接2和6引腳。引腳作為R57的短路引腳。HS1101的等效電容通過R57和R58充電達到上限電壓（近似于0.67VCC，時間記為T1），這時555的引腳3由高電平變?yōu)榈碗娖?，然后通過R58開始放電，由于R57被7引腳內(nèi)部短路接地，所以只放電到觸發(fā)界線（近似于0.33VCC，時間記為T2），這時555芯片的引腳3變?yōu)楦唠娖?。通過不同的兩個電阻R19，R20進行傳感器的不停充放電，產(chǎn)生方波輸出。電路

22、充電、放電時間分別為輸出波形的頻率和占空比的計算公式如下：由此可以看出，空氣相對濕度與555芯片輸出頻率存在一定線性關(guān)系。表2給出了典型頻率濕度關(guān)系（參考點：25，相對濕度：55%，輸出頻率：6.208kHz）?？梢酝ㄟ^微處理器采集555芯片的頻率，然后查表即可得出相對濕度值。為了更好提高測量精度，將采用下位機負責(zé)采集頻率，將頻率值送入上位機進行分段處理。 HYPERLINK file:/F:FPGA項目中傳感器資料濕度傳感器HS1101資料小小笨的地盤.files1d4aa96f-c4ac-4313-bd1f-3c973477f3a9.jpg t _blank 因此，利用該電路進行倉庫的濕度

23、控制是正確且可行的。一、特點不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時間，專利設(shè)計的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，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。圖3-2a為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。圖3-2b為濕度-電容響應(yīng)曲線。 圖3-2a、濕敏電容工作的溫、濕度范圍 圖3-2b、濕度-電容響應(yīng)曲線。相對濕度在1%100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF變到200pF，其誤差不大于2%RH；響應(yīng)時間小于5S；溫度系數(shù)為0.04 pF/?？梢娋仁禽^高的。二、濕度測量電路HS1100/HS110

24、1電容傳感器，在電路構(gòu)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(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號，常有兩種方法：一是將該濕敏電容置于運方與租蓉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(zhuǎn)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(zhuǎn)為與之成反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集頻率輸出的555測量振蕩電路如圖3-3所示。集成定時器555芯片外接電阻R4、R2與濕敏電容C，構(gòu)成了對C的充電回路。7端通過芯片內(nèi)部的晶體管對地短路又構(gòu)成了對C的放電回路，并將引腳2、6端相連引入到片內(nèi)比較器，便成為一個典型的

25、多諧振蕩器，即方波發(fā)生器。另外，R3 是防止輸出短路的保護電阻，R1 用于平衡溫度系數(shù)。圖3-3、頻率輸出的555振蕩電路該振蕩電路兩個暫穩(wěn)態(tài)的交替過程如下：首先電源Vs通過R4、R2 向C充電，經(jīng)t充電時間后，Uc達到芯片內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平，約0.67Vs，此時輸出引腳3端由高電平突降為低電平，然后通過R2放電，經(jīng)t放電時間后，Uc下降到比較器的低觸發(fā)電平，約0.33Vs此時輸出，此時輸出引腳3端又由低電平突降為高電平，如此翻來覆去，形成方波輸出。其中，充放電時間為 t充電=C（R4+R2）Ln2 t放電=CR2 Ln2因而，輸出的方波頻率為f=1/(t放電+t充電)=1/ C（R4+R2

26、）Ln2可見，空氣濕度通過555測量電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號，表3-1給出了其中的一組典型測試值。表3-1、空氣濕度與電壓頻率的典型值三、多路檢測信號的實現(xiàn) 本設(shè)計系統(tǒng)為八路的濕度信號采集，故采用CD4051組成多路分時的模擬量信號采集電路，其硬件接口如圖3-4所示圖3-4八路分時的模擬量信號采集電路硬件接口 VEE: 模擬部分的負電源端，接-5V。VAG： 模擬地端。VSS： 數(shù)字地端。VR： 基準(zhǔn)電壓。外界電阻及電容端RI： 積分電阻輸入端，VX=2V時，R1=470；VX=200Mv時，R1=27K。C1： 積分電容輸入端。C1 一般為0.1F。 C01、C02： 外界補償電容端

27、，電容取值約0.1F。 R1/C1： R1 與C1的公共端。CLKI、CLKO ： 外界振蕩器時鐘調(diào)節(jié)電阻Rc，Rc一般取 470 K左右。轉(zhuǎn)換啟動/結(jié)束信號端EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，正脈沖有效。DU： 啟動新的轉(zhuǎn)換，若DU與EOC相連，每當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，自動啟動新的轉(zhuǎn)換。過量程信號輸出端/OR ： 當(dāng)|Vx|VR，過量程/OR 輸出低電平。位選通控制線DS4DS1： 選擇個、十、百、千位，正脈沖有效。DS1 對應(yīng)千位，DS4 對應(yīng)個位。每個選通脈沖寬度為18個時鐘周期，兩個相應(yīng)脈沖之間間隔為2個時鐘周期。 圖3-5 MC14433選通脈沖時序圖BCD碼輸出線Q0Q3： BCD碼輸出線

28、。其中Q0為最低位，Q3 為最高位。當(dāng)DS2、DS3和DS4選通期間，輸出三位完整的BCD碼數(shù)，但在DS1選通期間，輸出端Q0Q3 除了表示個位的0或1外，還表示了轉(zhuǎn)化值的正負極性和欠量程還是過量程其含意見表3-1 表3-1、DS1選通時Q3Q0表示的結(jié)果由表可知Q3 表示1/2位，Q3=“0”對應(yīng)1，反之對應(yīng)0。 Q2 表示極性，Q2=“1”為正極性，反之為負極性。 Q0=“1”表示超量程：當(dāng)Q3=“0”時，表示過量程；當(dāng)Q3=“1”時，表示欠量程；3. 2. 2單片機8051 為了設(shè)計此系統(tǒng)，我們采用了8051單片機作為控制芯片，在前向通道中是一個非電信號的電量采集過程。它由傳感器采集非電

29、信號，從傳感器出來經(jīng)過功率放大過程，使信號放大，再經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換成為計算機能識別的數(shù)字信號，再送入計算機系統(tǒng)的相應(yīng)端口。由于8051中無片內(nèi)ROM，且數(shù)據(jù)存儲器也不能滿足要求，經(jīng)擴展2762和6264來達到存儲器的要求，其結(jié)果通過顯示器來進行顯示輸出。3. 2. 2. 1 8051的片內(nèi)結(jié)構(gòu)8051是MCS-51系列單片機的典型產(chǎn)品，8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。8051就是MCS-51系列單片機中的一種。其基本結(jié)構(gòu)組成如下圖所示時鐘電路SFR和RAMROM

30、數(shù)據(jù)存儲器CPU定時/計數(shù)器并行端口中斷系統(tǒng)串行端口系 統(tǒng) 總 線T0 T1P0 P1 P2 P3TXD RXD INT0 INT1圖 3-6 8051基本組成其各個部分的功能介紹如下：1）、中央處理器：中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。2）、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)：8051內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的的RAM只

31、有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。3）、程序存儲器(ROM)：8051共有4096個8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 4）、定時/計數(shù)器(ROM)：8051有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 5）、并行輸入輸出(I/O)口：8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。6）、全雙工串行口：8051內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。7）、中斷系統(tǒng)： 8051具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、

32、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。8）時鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達12MHz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電容。單片機的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INTEL的MCS-51系列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。如圖37為8051系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖37 8051系列單片機

33、的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖3. 2. 2. 2 8031的引腳圖如圖，圖3-8為8051的引腳圖： 3-8 8051引腳圖8051的制作工藝為HMOS，采用40管腳雙列直插DIP封裝，引腳說明如下：VCC（40引腳）正常運行時提供電源。VSS（20引腳）接地。XTAL1（19引腳）在單片機內(nèi)部，它是一個反向放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)的震蕩器，可以提供單片機的時鐘信號，該引腳也是可以接外部的晶振的一個引腳，如采用外部振蕩器時，對于8031而言此引腳應(yīng)該接地。XTAL2（18引腳）在內(nèi)部，接至上述振蕩器的反向輸入端，當(dāng)采用外部振蕩器時， 對MCS51系列該引腳接收外部震蕩信號，即把該信號直接接到內(nèi)部

34、時鐘的輸入端。RST/VPD（9引腳）在振蕩器運行時，在此引腳加上兩個機器周期的電平將單片機復(fù)位，復(fù)位后應(yīng)使此引腳電平保持不高于0.5V的低電平以保證8031正常工作。在掉電時，此引腳接備用電源VDD，以保持RAM數(shù)據(jù)不丟失，當(dāng)BVCC低于規(guī)定的值時，而VPD在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)時，VPD就向內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器提供備用電源。ALE/PROG（30引腳）當(dāng)8031訪問外部存儲器時，包括數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器，ALE9地址鎖存允許0輸入的脈沖的下沿用于鎖存16位地址的低8位，在不訪問外部存儲器的時候，ALE仍有兩個周期的正脈沖輸出，其頻率為振蕩器的頻率的1/6，在訪問外存儲器的是候，在兩個周期中，AL

35、E只出現(xiàn)一次，ALE斷可驅(qū)動8個LS TTL負載，對于有片內(nèi)EPROM的而言，在EPROM編程期間，此腳用于輸入編程脈沖PROG。（29引腳）此腳輸出為 單片機內(nèi)訪問外部程序存儲器的讀選通信號，在讀取外部指令期間， PSEN非有兩次在每個周期有效，在此期間，每當(dāng)訪問外部存儲器時，兩個有效的PSEN非將不再出現(xiàn)，同樣這個引腳可驅(qū)動8個LSTTL負載。/VPP（31引腳）當(dāng)保持高電平時，單片機訪問內(nèi)部存儲器，當(dāng)PC值超過0FFFH時，將自動轉(zhuǎn)向片外存儲器。當(dāng)保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，對8051而言，此腳必須接地。P0，P1，P2，P3：8051有四個并行口，在這四個并行口中，可以在任何

36、一個輸出數(shù)據(jù)，又可以從它們那得到數(shù)據(jù)，故它們都是雙向的，每一個I/O口內(nèi)部都有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，各成為SFR中的一個，因此CPU數(shù)據(jù)從并行I/O口輸出時可以得到鎖存，數(shù)據(jù)輸入時可以得到緩沖，但他們在功能和用途上的差異很大，P0和P2口內(nèi)部均有個受控制器控制的二選一選擇電路，故它們除可以用做通用I/O口以外還具有特殊的功能，P0口通常用做通用I/O口為CPU傳送數(shù)據(jù)，P2口除了可以用做通用口以外，還具有第一功能，除P0口以外其余三個都是準(zhǔn)雙向口。8051有一個全雙工串行口，這個串行口既可以在程序下把CPU的8位并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)一位一位的從發(fā)送數(shù)據(jù)線發(fā)送出去，也可

37、以把串行數(shù)據(jù)接受進來變成并行數(shù)據(jù)給CPU，而且這種串行發(fā)送和接收可以單獨進行也可以同時進行。8051的 串行發(fā)送和接收利用了P3口的第二功能，利用P3.1做串行數(shù)據(jù)接收線，串行接口的電路結(jié)構(gòu)還包括了串行口控制寄存器SCON，電源及波特率選擇寄存器PCON和串行緩沖寄存器SBUF，他們都屬于SFR，PCON和SCON用于設(shè)置串行口工作方式和確定數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，SBUF用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)起到緩沖的作用。3. 2. 2. 3 8051程序存儲器MCS-51系列單片機的內(nèi)部ROM是不同的，8031則沒有片內(nèi)的ROM ，8751則是4K光可擦寫EPROM，而我們采用的 8051有4K的ROM，但是無論

38、那種型號的芯片都可以在片外擴展多達64K的片外程序存儲器，外部程序存儲器擴展的大小以滿足系統(tǒng)要求即可，或有特殊要求或為了以后升級方便采用大容量的片外程序存儲器。當(dāng)外接程序存儲器的時候，單片機通過P2口和P0口輸出16位的地址，即可尋址的外部程序存儲器單元的地址，使用ALE作為低8位地址鎖存器信號，再由P0口讀回指令的代碼，用PSEN非作為外部程序存儲器的選通信號。單片機有一個程序計數(shù)器PC，它始終存著CPU要讀取的機器碼的所在地址，單片機工作時，PC自動加一，此時程序開始順序執(zhí)行，因為單片機程序 訪問空間是64K，故需要16條地址線，當(dāng)接“0”則8051在片外程序存儲器中讀取指令，此時片外程序

39、存儲器從0000H開始編址，因為8031無片內(nèi)程序存儲器，故在此系統(tǒng)中必須接地使CPU到外部ROM中去尋址。在程序存儲器中有六個單元有特定的含義：0000H單元：單片機復(fù)位后，PC=0000H即從此處開始執(zhí)行指令。0003H單元：外部中斷0入口地址。000BH單元：定時器0溢出中斷入口地址。0013H單元：外部中斷1入口地址。001BH單元：定時器溢出中斷入口地址。0023H單元：串行口中斷入口地址。使用時常在這些入口外安放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到擁護安排的中斷處理程序的起始地址，或從0000H外執(zhí)行一跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計的初始程序入口。3. 2. 2. 4 8051數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存

40、儲器用于存放運算中間的結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、標(biāo)志位、待測程序等功能。片內(nèi)的128B的RAM地址為00H7FH，供用戶做RAM用，但是在這中間的前32單元，00H1FH即引用地址尋址做用戶RAM用，常常做工作寄存器區(qū)，分做四組，每組由8個單元組成通用寄存器R0R7，任何時候都由其中一組作為當(dāng)前工作寄存器，通過RS0，RS1的內(nèi)容來決定選擇哪一個工作寄存器。低128字節(jié)中的20H2FH共16字節(jié)可用位尋址方式訪問各位，共128個位地址，30H7FH共80個單元為用戶RAM區(qū)，作堆棧或數(shù)據(jù)緩沖用，片內(nèi)RAM不夠用時，須擴展片外數(shù)據(jù)存儲器。此時單片機通過P2口和P0口選出6位地址，使用ALE作低8位的

41、鎖存信號，再由P0口寫入或讀出數(shù)據(jù)。寫時用，讀時用做外部數(shù)據(jù)存儲器的選通信號3. 2. 2. 5 特殊功能寄存器SFR8051有21個特殊的專用寄存器，他們是用來管理CPU和I/O口以及內(nèi)部邏輯部件的，在指令中專用寄存器是以存儲單元方式被讀寫的，專用寄存器雖有名稱，但尋址時都做專用寄存器用，它們的地址是與片內(nèi)RAM的地址相連的。下面就專用寄存器作以簡單的介紹：累加器A：在絕大多數(shù)情況下它參與運算的一方并存放運算的結(jié)果。寄存器B：進行乘除運算時，寄存器B有特定的用途，在乘時存放一個乘數(shù)以及積的最高位，A中存放另一個乘數(shù)以及積的低位。除法時，B中存放除數(shù)及余數(shù)，而在A中存放被除數(shù)和商，其他情況可作

42、為普通寄存器用。堆棧指針SP：在子程序調(diào)用或中斷時，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它按先進后出的原則存儲數(shù)據(jù)，它是一個八位寄存器它指出堆棧頂部在片內(nèi)RAM中的位置，系統(tǒng)復(fù)位后，SP變成07H，使堆棧從00單元開始。；數(shù)據(jù)指針DPTR：由兩個字節(jié)組成，DPH字地址由83H，DPL由82H，存放一個16位的二進制數(shù)做地址用。程序狀態(tài)字PSW：七位用來表征各種標(biāo)志，另一位無意義。 C AC FO RS1 RS0 OV - PC：進位標(biāo)志位，用于表示加減運算時最高位有無進位和借位，在加法運算中，若累加器最高位有進位則CY=1，否則CY=0，在減法時則有借位CY=1，否則CY=0，在執(zhí)行算術(shù)邏輯運算時可以被硬件或

43、軟件置位或清除，CPU在進行移位操作也會影響該位。AC：當(dāng)進行加法或減法運算時并產(chǎn)生由低四位向高四位的進位或借位時，AC置1，否則清0。若AC=0時則在加減過程中A3沒有向A4進位或借位，否則正好相反。F0：F0常不是由機器來指令執(zhí)行中形成的，而是用戶根據(jù)程序的需要進行設(shè)置的，這個位一經(jīng)確定就可通過軟件測試來決定用戶程序的流向。RS1，RS0：8031有四個8位工作寄存器R0R7，用戶可以改變RS1和RS0的狀態(tài)來決定R0R7的物理地址。OV：用以指示運算是否發(fā)生溢出，由機器執(zhí)行指令自動形成，若機器在執(zhí)行指令過程中累加器A超過8位，則OV=1否則為0。P：用來來表示累加器A中的值為1的二進制位

44、的奇偶數(shù)，若1的個數(shù)為奇數(shù)P=1，為偶數(shù)P=0。在串行通信中常用奇偶校驗數(shù)據(jù)傳輸結(jié)果的正確性。3. 2. 2. 6 工作方式它的工作方式可以分做復(fù)位，掉電和低功耗方式等。復(fù)位方式當(dāng)MCS-5l系列單片機的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如圖 (3-15a)中左圖所示。圖中電容C1和電阻R1對電源十5V來說構(gòu)成微分電路。上電后，保持RST一段高電平時間，由于單片機

45、內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻R1，也能達到上電復(fù)位的操作功能，如圖 (3-15a)中所示。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機自動復(fù)位，并且在單片機運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機復(fù)位。常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路如圖 (3-15b)所示。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。當(dāng)單片機已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。 二、掉電和低功耗方式人們往往在程序運行中系統(tǒng)發(fā)生掉電的故障，使RAM和寄存器中的數(shù)據(jù)內(nèi)容丟失，使人們丟失珍貴的數(shù)據(jù)而束手無策，8051有掉電保護，是先把有用的數(shù)據(jù)保存，再用備用電源

46、進行供電。3. 2. 3存儲器的設(shè)計在8051芯片的外圍電路中必須對其進行程序存儲器的擴展，和根據(jù)系統(tǒng)的需要對其進行數(shù)據(jù)存儲器的擴展。8051對程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器均可進行0000HFFFFH的64K字節(jié)地址內(nèi)容的有效尋址。在前面我們已經(jīng)講過8051外擴展存儲器時，P2作高位的地址輸出，P0作低位地址輸出和數(shù)據(jù)線。一、程序存儲器的擴展 由于8051無內(nèi)部ROM ，故擴展的程序存儲器地址為0000HFFFFH，考慮系統(tǒng)的需要，我們將8051的程序存儲器擴展為8K EPROM，采用2764作為ROM芯片。程序存儲器擴展的容量大于256字節(jié)，故EPROM片內(nèi)地址線除了由P0口經(jīng)地址存儲器提供低8位

47、地址外，還需要由P2口提供若干條地址線，我們選用8K的2764 EPROM，故地址線應(yīng)該是13條，因為系統(tǒng)中只擴展一片EPROM，所以不用片選信號，即EPROM 的接地。在程序擴展中，我們選用的地址鎖存器是74LS373當(dāng)三態(tài)門的為低電平時，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許Q端輸出，否則為高電平，輸出為三態(tài)門斷開，輸出端對外電路呈高阻態(tài)，所以在這里為低電平，這時當(dāng)G端為高電平時，鎖存器輸出和輸入的狀態(tài)是相同的，當(dāng)G由高電平下落為低電平時，輸入端1D8D的數(shù)據(jù)鎖入1Q8Q中。當(dāng)2764處于讀方式下和均為低電平有效。當(dāng)VPP=+5V時，EPROM處于讀工作方式：這時由給定地址信號決定被選中存儲器單元信息。

48、被讀出到數(shù)據(jù)輸出端D0D7上。維持方式：當(dāng)為高電平時，VPP為+5V，EPROM處于低功耗方式，輸出端均為高阻態(tài)，這與輸入無關(guān)。編程方式：在VPP加上+25V編程電源并在和地端跨接一個0.1uf的電容以干擾電壓的瞬間對2764進入編程方式，被編程的8位數(shù)據(jù)以并行方式送到數(shù)據(jù)輸出斷編程校驗。2764與8051的連接如圖3-9所示圖3-9 程序存儲器的擴展在選用芯片擴展的同時要考慮滿足系統(tǒng)的要求的前提下，使電路簡化，盡量選擇大容量的芯片，以減少芯片組合的數(shù)量，在芯片型號的選擇上選用滿足應(yīng)用環(huán)境要求的芯片型號。二、數(shù)據(jù)存儲器的擴展在單片機中有128 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器。但往往在系統(tǒng)的要求下片內(nèi)RAM不

49、能滿足要求，用戶只有選擇擴展片外的數(shù)據(jù)存儲器，以進行存儲系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集的要求。我們采用8K靜態(tài)RAM6264進行擴展。與動態(tài)RAM相比，靜態(tài)RAM無須考慮保持?jǐn)?shù)據(jù)而刷新電路，所以擴展電路較為簡單且能滿足系統(tǒng)的要求。6264是8K*8位的靜態(tài)隨機存儲器芯片。它采用CMOS工藝制作，單一的+5V電源供電，額定功耗是200mW，典型存取時間200ms，為28線雙列直插封裝。數(shù)據(jù)存儲器的擴展與程序存儲器的擴展類似，讀寫控制信號與8031的和相連。P0口通過74LS373與A0A7相連，P2.0P2.4與A8A12相連，P2.7與相連，P0口與D0D7相連作為數(shù)據(jù)線，同時CE2接+5

50、V電源，GND接地。如圖3-10:所示： 圖3-10數(shù)據(jù)存儲器的擴展3. 2. 4數(shù)據(jù)存儲器的掉電保護單片機系統(tǒng)內(nèi)的RAM數(shù)據(jù)是非常容易丟失的，特別是一些珍貴的科研數(shù)據(jù)，一旦丟失后果不堪設(shè)想，因此掉電保護是必須要做的，一旦電源發(fā)生掉電現(xiàn)象，在掉電的瞬間系統(tǒng)能自動保護RAM中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運行狀態(tài)，當(dāng)電源恢復(fù)正常供電后能恢復(fù)到掉電前的工作狀態(tài)。3. 2. 5系統(tǒng)時鐘的設(shè)計時鐘電路是用來產(chǎn)生8051單片機工作時所必須的時鐘信號，8051本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為保證工作方式的實現(xiàn)，8051在唯一的時鐘信號的控制下嚴(yán)格的按時序執(zhí)行指令進行工作 ，時鐘的頻率影響單片機的速度和穩(wěn)定性。通常時鐘由

51、于兩種形式：內(nèi)部時鐘和外部時鐘。我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式來為系統(tǒng)提供時鐘信號。8051內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1和XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個自激勵振蕩器電路中的C1、C2的選擇在30PF左右，但電容太小會影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。晶振頻率為在1.2MHZ12MHZ之間，頻率越高單片機的速度就越快，但對存儲器速度要求就高。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的NPO電容，采用的晶振頻率為12MHZ。圖3-11系統(tǒng)時鐘3. 3 顯示與報警的設(shè)計3. 3. 1 顯示電路 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中，一般都是把鍵盤

52、和顯示器放在一起考慮。本設(shè)計是利用8051的串行口實現(xiàn)鍵盤/顯示器接口。 當(dāng)8051的串行口未作它用時，使用8051的串行口來外擴鍵盤/顯示器。應(yīng)用8051的串行口方式0的輸出方式，在串行口外接移位寄存器74LS164，構(gòu)成鍵盤/顯示器接口，其硬件接口電路如圖3-12所示：圖3-12 鍵盤及顯示與主機的硬件接口圖中下邊的8個74LS164：74LS164（0）74LS164（7）作為8位段碼輸出口，74LS138的Y0作為鍵輸入線，Y2作為同步脈沖輸出控制線。這種靜態(tài)顯示方式亮度大，很容易作到顯示不閃爍。靜態(tài)顯示的優(yōu)點是CPU不必頻繁的為顯示服務(wù)，因而主程序可不必掃描顯示器，軟件設(shè)計比較簡單，

53、從而使單片機有更多的時間處理其他事務(wù)。3. 3. 2 報警電路在微型計算機控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)或記過計算機進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示和控制。本設(shè)計采用峰鳴音報警電路。峰鳴音報警接口電路的設(shè)計只需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過MCS-51的1根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴音發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需10mA的驅(qū)動電流，可以使用TTL系列集成電路7406或7407低電平

54、驅(qū)動，也可以用一個晶體三極管驅(qū)動。在圖中，P3.2接晶體管基極輸入端。當(dāng)P3.2輸出高電平“1”時，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V電壓而鳴叫；當(dāng)P3.2輸出低電平“0”時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。圖3-13是一個簡單的使用三極管驅(qū)動的峰鳴音報警電路： 圖3-13 三極管驅(qū)動的峰鳴音報警電路 本設(shè)計是為在溫濕度測量中對溫濕度的上下限超出是的提示報警，接口位于單片機AT89C51的P3.2口，但溫濕度過限時，P3.2口被置0，本系統(tǒng)開始工作。4 軟件設(shè)計溫度控制主程序的設(shè)計應(yīng)考慮以下問題：（1）鍵盤掃描、鍵碼識別和溫度顯示；（2）溫濕度采樣，數(shù)字濾波；（3）越限報警和處理；（5）溫度標(biāo)

55、度轉(zhuǎn)換。通常，符合上述功能的溫度控制程序由主程序和T0中斷服務(wù)程序兩部分組成。這里所需要注意的是標(biāo)度變換，下面簡單的介紹一下標(biāo)度變換：標(biāo)度變換：目的是要把實際采樣的二進制值轉(zhuǎn)換成BCD形式的溫度值，然后存放到顯示緩沖區(qū)34H-3BH。對一般線性儀表來說，標(biāo)度變換公式為： 式中：A0為一次測量儀表的下限；Am為一次測量儀表的上限；AX為實際測量值；N0為儀表下限所對應(yīng)的數(shù)字量；Nm為儀表上限所對應(yīng)的數(shù)字量；NX為測量所得數(shù)字量。主程序流程圖：T0中斷流程圖： 溫度采樣子程序流程圖：鍵掃描程序流程圖：報警子程序流程圖：5總結(jié)與展望5.1總結(jié)本文在對基于單片機的倉庫智能控制，將庫房溫濕度進行了自動智

56、能控制，采用數(shù)字式的溫度傳感器和單片機，實現(xiàn)了對庫房內(nèi)溫濕度的自動測量和調(diào)節(jié)，AT8051單片機因其指令系統(tǒng)豐富、小巧、低價、靈活易擴展等獨特的優(yōu)點，在所設(shè)計的倉庫溫濕度控制系統(tǒng)中使整個系統(tǒng)的性價比得以大幅度的提高。本文所取的成果主要是：1對倉庫的溫濕度進行了實時智能監(jiān)控。2對爭個倉庫系統(tǒng)溫度和濕度進行了設(shè)限報警。3由于現(xiàn)在計算機基本上采用了數(shù)字化處理模式，因此，將倉庫的溫濕度的各個模塊結(jié)合在一起，便于工作人員的操作和監(jiān)控。4模塊結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，靈活，便于調(diào)節(jié)和調(diào)整。5調(diào)試系統(tǒng)是可運行的。5.2展望實驗的結(jié)果基本令人滿意，今后可以在以下幾個方面繼續(xù)研究：1通過網(wǎng)絡(luò)通信的學(xué)習(xí)研究可以改進系統(tǒng)對倉庫

57、進行遠程控制2將系統(tǒng)實行多個模塊的鏈接使系統(tǒng)更便于操作。3信號采集應(yīng)該采用立體多路方式，對倉庫各個部分都得到實時監(jiān)控。4應(yīng)該對傳感器進行改進，采用最好的系統(tǒng)，使系統(tǒng)達到最優(yōu)狀態(tài)。致謝本文的研究工作是在我尊敬的*老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從論文的選題到具體每一步的設(shè)計思想和實現(xiàn)思想，無不滲透著*老師給予我的關(guān)懷和幫助。他為我本次設(shè)計提出了各方面的指導(dǎo)性意見，為我提供各方面的重要資料。在此期間，*老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、謙遜的品德、深奧的知識和豐富的實踐經(jīng)驗使我受益匪淺。這將是我一生的財富同時還要感謝我以前叫我知識和治學(xué)的老師，他們有的曾經(jīng)直接帶過我的課，有的雖然沒有直接教我的功課，但是也一直在生活和學(xué)習(xí)中幫助我，是他們四年辛勤的教學(xué)，讓我用掌握的知識與實踐緊密的聯(lián)系起來完成了這畢業(yè)論文。我特別要感謝我們實驗室的*老師，是他為我的畢業(yè)設(shè)計提供了實驗平臺，給我們毫無保留的借實驗室的設(shè)備，讓我們能順行完成論文設(shè)計。在我將要完成學(xué)業(yè)之際，我要對我們學(xué)院所有的老師們執(zhí)著追求和默默無聞的奉獻精神致以崇高的敬意，對老師無私的幫助和教誨表示衷心的感謝。我還要感謝