系统工作流程
第3章 硬件设计
单片机是整个系统的高级监控机构，相当于人的大脑，决定和支配着外部电路的动作，进而实现相应的功能。硬件电路采用的模块化设计，不同的模块只能实现一个相应的动作，最后在将各个模块搭建在一起，组建一个高级多能能的监控系统，这种的设计方法完全削弱了设计者的难度，使其不会被搞晕。本系统关键硬件设计由供电电源电路、温度监控调节电路、湿度监控调节电路、ADC0809转
换芯片、数码显示器组成。
3.1主控电路
3.1.1 AT89C51单片机
本设计采用的单片机是常见的AT89C51，框图如下图3-1所示。
图3-1 AT89C51引脚图
AT89C51单片机是一种工作需求电压很低，性能十分高，稳定性很强、可控性好的的单片机，并且自身内部含有4K字节能够反复擦写的程序存储器。此类单片机在生成过程中使用了ATMEL公司先进的有关分析处理数据的技术，并且能够实现与其他单片机的兼容。其内部自带8位中央处理器以及存储空间，特别是
一些比较先进的单片机被使用在监控系统中。
3.1.2AT89C51引脚介
P3口不但能作为I\\O口，其更重要的是其他功能的体现，其功能说明如下表所
示 表3-1
RST是复位信号的写入口，当振荡器在执行命令时，RST拐角会出现至少两个周
期以上的高电平，让单片机停止工作。
ALE是当单片机访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE输出脉冲是用来锁存地址的低8位字节。即使单片机不访问外部存储器时，ALE会以时钟震荡频率的1/16输出固定的正脉冲信号，因此它可对输出时钟或者用于定时目的。值得注意的是：每当访问外部数据存储器它跳过一个ALE脉冲时，闪烁存储器编程时，这个引脚还能用于输入编程脉冲。如果必要，可对特殊寄存器区中的8EH单元的D0位置禁止ALE操作。这个位置之后只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被应用。此外，这个引脚会微弱拉高，单片机执行外部程序时，应该把ALE
设置为无效。
PSEN是程序储存允许输出，是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器读取指令时，每个机器周期中PSEN两次有效，也就是输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN 信号将不会
出现。
EA是 外部电路访问允许，想让中央处理器只是查询爱步程序存储器时，EA不
能咋高电平，一定要接地。
XTAL1：作为震荡电路与反相放大电路和单片机内部时钟发生器共同的输入端。
XTAL2：震荡器反相放大器的输出端。
3.2时钟电路和复位电路
3.2.1时钟电路
AT89C51单片机在实际应用中，时钟电路用于产生时钟信号，时钟信号是单片机自身内部不同微小操作的时间基准。在此基础上，控制器将按照指令的功能并且产生一系列在时间上有一定先后次序的信号，这些信号是用来控制相关的逻辑
电路工作，实现指令的功能的指令。时钟电路图如下图3-2所示。
AT89C51时钟电路 3.2.2复位电路
复位电路是给单片机还没有工作之前，给即将开始的动作做好准备的电路 本设计在对复位电路设计上采用电复位和手动复位。这样使用起来比较方便，就算是在程序飞快的运行时，我们也可以通过手动复位，让程序停下来，不需要
再去重新单片机电源。其Protel DXP电路图如下图3-3所示。
AT89C51复位电路 3.3测温电路设计
本设计系统采用的PT100热敏传感器当温度信号采集原件，同时使用LM741
为核心为放大电路。
3.3.1 PT100
PT100热敏电阻传感器是和温度变化成正相关变化的传感器，其有关系数如下
所示；
① 测量范围：-210～+390℃； ② 允许偏差值℃： A级 ， B级 ；
③ 响应时间＜30s；
④ 最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm；
⑤ 允通电流≤5mA。
另外，PT100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压、抗低温等优良的特点。鉑热敏电阻的线性较好，在0～100摄氏度之间变化时，最大
非线性偏差不超过0.5摄氏度{2}。鉑热电阻阻值与温度关系为：
① 当-200℃＜t＜0℃时，
（3-1）
② 当0℃≤t≤850℃时，
（3-2）
式中，A=0.00390802 ；B=-0.000000580； C=0.0000000000042735。可见PT100在温度范围为0～100摄氏度区域内的变动的线性度是十分的号，它
的电阻值表达式可大约当作：