第二章 系统概述
数据采集子系统主要完成对传感器子系统传送来的信号进行A/D转换和采样。
（3）信息处理子系统
信息处理子系统是整个系统的核心部分，包括环境参数预设值、信号处理和控制3个部分。信号处理实现测量数据与本阶段环境参数值进行比较分析，为控制提供决策依据，控制部分则由此发出各种相应的控制信号。
（4）数据显示子系统
该系统通过LED显示器实时显示传感器采集到的温度和湿度信息。 （5）伺服子系统
该子系统包括温度和湿度调节机构，通过对喷水设备、加热设备（如热风机）的工作方式及时间控制以实现对温度、湿度的调节功能。
2．系统软件设计：
本系统程序主要包括主程序、DS18B20初始化、写DS18B20、读DS18B20的程序、读TLC549程序、湿度准换程序、温度转换程序、键盘设置程序、显示程序、报警程序等。
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第三章 系统硬件电路设计
第三章 系统硬件电路设计
3.1 AT89C51简介
AT89C51具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片内时钟振荡器。封装形式如下图所示。
图3-1 AT89C51封装图
此外，89C51设计和配置了振荡频率范围可为0-24MHz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。AT89C51部分功能特性如表3-1所示。
表3-1 AT89C51功能特性
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第三章 系统硬件电路设计
兼容MCS-51指令系统 32个双向I/O口 3个16位可编程定时/计数器 全双工UART串行中断口线 2个外部中断源 中断唤醒省电模式 看门狗（WDT）电路 灵活的ISP字节和分页编程 4k可反复擦写(>1000次）ISP FlashROM 4.5-5.5V工作电压 时钟频率0-33MHz 128x8bit内部RAM 低功耗空闲和省电模式 3级加密位 软件设置空闲和省电功能 双数据寄存器指针 AT89C51各引脚说明：I/O端口分别为P0.0-P0.7，P1.0-1.7，P2.0-P2.7，P3.0-P3.7。4个I/O口都是双向的，且每个口都具有锁存器。每个口有8条线，共计32条I/O线。各端口的功能叙述如下：
1. P0有三个功能：
（1）外部扩充存储器时，当作数据总线（D0~D7）。 （2）外部扩充存储器时，当作地址总线（A0~A7）。
（3）不扩充时，可做一般I/O使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
2. P1只做I/O口使用，其内部有上拉电阻。 3. P2有两个功能：
（1）扩充外部存储器时，当作地址总线（A8~A15）使用。 （2）做I/O使用，其内部有上拉电阻。 4. P3有两种功能：
除了作为I/O使用外（内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置。
5. 主电源引脚Vss——（20脚）：电路低电平。Vcc——（40脚）：正常运行和编程校验（80C51/80C52）时为+5V电压。
6. RST/VPD——（9脚）：RST即Reset（复位）信号输入端。振荡器工作时，由该引脚输入脉宽2个以上机器周期的高电平时复位单片微机。当外部在RST与Vcc之间接一个电容（约10μF）和在RST与Vcc之间接一个电阻（约8.2kΩ）时，就可实现加电复位功能。VPD为备用电源输入端，即当VCC 掉电时，
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第三章 系统硬件电路设计
由此引脚提供备用电源，以保持内部RAM的信息。
7. ALE/PGOG——（30脚）：ALE，允许地址锁存信号输出。当访问外部存储器时，ALE 信号的负跳变将P0口上的低8位地址送入锁存器。在非访问外部存储器间，ALE仍以1/16振荡频率固定不变的速率输出，因此它能作外部时钟或定时信号用。当访问外部数据存储器时，将以1/12振荡频率输出。PROG为编程脉冲输入端，即当选用8751单片微机时 ，对片内程序存储器进行编程时，由此引脚输入编程脉冲。
8. PSEN——（29脚）：程序储存使能端。 （1）内部程序存储器读取；不动作。
（2）外部程序存储器读取（ROM）：在每个机器周期会动作两次。 （3）外部程序存储器读取（RAM）：两个/PSEN脉冲被跳国不会输出。 （4）外接ROM时，与ROM的/OE脚连接。 9． EA/VPP——（31脚）： （1）接高电平时：
CPU读取内部程序存储器（ROM）。扩充外部ROM：当读取内部程序存储器超过0FFF（80C51）时，自动读取外部ROM。
（2）接低电平时：CPU读取外部程序存储器（ROM）。
（3）8751烧写内部EPROM时，利用此脚输入21V的烧写电压。 10. XTAL1——（19脚） XTAL2——（18脚）：接石英晶体振荡器。 此外，89C51设计和配置了振荡频率可为0-24MHz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
3.2 温度传感器DS18B20介绍
3.2.1 DS18B20引脚说明
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Dallas 123
1（GND）：接地端
2（DQ）：数字信号 123 输入/输出端 3（VDD）：外接供 底视图 电电源输入端（在 寄生电源接线方
式时接地）。
3-2 DS18B20结构图
3.2.2 DS18B20芯片特点
DS18B20 是DALLAS 半导体公司生产的，是一种单总线温度传感器，属于新一代适配微处理器的智能温度传感器，有两种封装形式分别为3 脚PR- 35 封装和16 脚SSOP 封装。本文采用的是3 脚PR- 35 封装，其具有以下特点：（1）采用了单总线技术，传感器直接以二进制输出被测温度，可通过串行口线，也可与单片机通过I/O 口连接；（2） 测量温度范围为：- 55℃～+125℃，测量精度高达+0.5℃；（3）内含寄生电源，在两线方式下可通过数据线提供寄生电源，而不需要再单独供电；（4） 转换时间在分辨率为12 位（即0.0625℃） 时最大为750ms；（5） 用户可分别对每个器件设定温度上下限；（6）DS18B20 在使用时不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；（7）电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作；（8） 每个DSl8B20 器件对应一个唯一的64 位长的序号，该序号值存放ROM中，可通过序号匹配实现多点测温。
3.2.3 DS18B20的内部结构
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。结构如图3-3所示。
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