所示。
图3—11 DHT11与MCU的连接
3.2 信号分析与处理
本系统的单片机型号选择STC89C52芯片。STC89C52指令代码完全兼容8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择,
本系统中,选择STC89C52单片机为该系统的总控芯片,STC89C52单片机可把由温度、湿度检测电路检测出的信号数据传输到LED显示模块,实现温度、湿度、光照度的显示;通过键盘设定报警值,超过温度、湿度、光照度上下限,蜂鸣器实现报警。
3.2.1 单片机最小系统
单片机系统的扩展是以基本最小系统为基础的[9],故应首先熟悉应用应用系统的结构。单片机最小系统包括晶体振荡电路、复位电路,其电路图如图3—12所示。
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图3—12 单片机最小系统
1.复位电路
单片机复位的原理是在时钟电路开始工作后,在单片机的RST引脚施加24个时钟振荡脉冲(即两个机器周期)以上的高电平,单片机便可以实现复位。在复位期间,单片机的ALE引脚和\\P\\S\\E\\N引脚均输出高电平。当RST引脚从高电平跳变为低电平后,单片机便从0000H单元开始执行程序。
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在实际应用中,一般采用既可以手动复位,又可以上电复位的电路,这样可
以人工复位单片机系统,这种电路如图3—13复位部分所示。上电复位电路部分的原理也是RC电路的充放电效应。除了系统上电的时候可以给RST引脚一个短暂的高电平信号外,当按下按键开关的时候,VCC通过一个高电阻连接到RST引脚,给RST一个高电平,按键松开的时候,RST引脚恢复为低电平,复位完成。产生复位信号的电路逻辑如图3—13所示
图3—13 复位信号的电路
2.晶振电路
时钟电路是用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号,STC89C52单片机内部包含有一个振荡器,可以用于CPU的时钟源。另外也可以采用外部振荡器,由外部振荡器产生的时钟信号来供内部CPU运行使用。
(1)内部时钟模式
内部时钟模式是采用单片机内部振荡器来工作的模式。如图3—14(a)所示,51系列单片机内部包含有一个高增益的单级反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别为片内放大器的输入端口和输出端口,其工作频率为0~33MHz。
当单片机工作于内部时钟模式的时候,只需在XTAL1引脚和XTAL2引脚连接一个晶体振荡器或陶瓷振荡器,并联两个电容后接地即可,如图3-6所示。使用时对于电容的选择有一定得要求,具体如下:
A 当外接晶体振荡器的时候,电容值一般选择C1=C2=30±10pF; B 当外接陶瓷振荡器的时候,电容值一般选择C1=C2=40±10pF。 在实际电路设计时,尽量保证外接的振荡器和电容尽可能接近单片机的XTAL1和XTAL2引脚,这样可以减少寄生电容的影响,使振荡器能够稳定可靠
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地为单片机CPU提供时钟信号。
(2)外部时钟模式
外部时钟模式是采用外部振荡器产生时钟信号,直接提供给单片机使用。如图3—14(b)所示,对于不同的结构的单片机,外部时钟信号接入的方式有所不同。对于普通的8051单片机,外部时钟信号由XTAL2引脚接入后直接送到单片机内部的时钟信号发生器,而引脚XTAL1则应直接接地。这里需要注意,由于XTAL2引脚的逻辑电平不是TTL信号,因此外接一个上拉电阻[10]。对于CMOS型的80C51,80C52,AT89S52等单片机,和普通的8051不同的是其内部的时钟信号取自于反相放大器的输入端。因此外部的时钟信号应该接到单片机的XTAL1引脚,而XTAL2引脚悬空即可。
图3—14
根据实际应用,我们选择内部时钟电路,外接频率12.000MHz的晶体振荡器,选择两个电容值为30pF的陶瓷电容。
3.2.2 STC89C52引脚介绍及管脚说明 (1) 引脚介绍 1 主电源引脚(2根)
VCC(Pin40):电源输入,接+5V电源 GND(Pin20):接地线 2 外接晶振引脚(2根)
XTAL1(Pin19):片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20):片内振荡电路的输出端
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3 控制引脚(4根)
RST/VPP(Pin9):复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30):地址锁存允许信号 PSEN(Pin29):外部存储器读选通信号
EA/VPP(Pin31):程序存储器的内外部选通,接低电平从外部程序存储器读指令,如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 4 可编程输入/输出引脚(32根)
STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口,分别位P0、P1、P2、P3口,每个口有8位(8根引脚),共32根[11]。
PO口(Pin39~Pin32):8位双向I/O口线,名称为P0.0~P0.7 P1口(Pin1~Pin8):8位准双向I/O口线,名称为P1.0~P1.7 P2口(Pin21~Pin28):8位准双向I/O口线,名称为P2.0~P2.7 P3口(Pin10~Pin17):8位准双向I/O口线,名称为P3.0~P3.7 (2) 管脚说明
单片机采用40Pin封装的双列直接DIP结构,它们的引脚配置如图3—15所示,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。
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