基于单片机的粮仓温湿度控制系统设计 - 图文

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（2）管脚功能

VCC：接+5V电源正端。 GND: 接+5V电源地端。

P0口：P0.0-P0.7统称为P0口，在不接片外存储器与不扩展I/O口时，可作为准双向I/O口。

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在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。

P1口：P1口是一个8位的双向I/O口，其内部提供上拉电阻。P1口缓冲器能接受输出4TTL门电流。P1口管脚写入1时，被内部上拉为高，可用于输入，由于上拉电阻的缘故，P1口下拉为低电

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平时，将输出电流。

P1.0和P1.1还有第二功能：P1.0可作为定时/计数器2的计数脉冲输入端T2；P1.1可作为定时/计数器2的外部控制端T2EX.

P2口：P2.0-P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O口使用；在接有片外寄存器或扩展I/O 口且寻址范围超过256B时，P2口用作高8位地址总线。

P3口：P3.0-P3.7统称为P3口，是一个内部带上拉电阻的8位的双向I/O口。除作为准双向I/O口使用外，P3口还可具有第二功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输

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出或第二功能。

RST:复位输出引脚。若该引脚保持两个周期的高电平，则可以使C51处于初始化（复位）工作状态。

EA/VPP:片外存储器访问允许信号，低电平有效。在EA保持低电平期间，不管是否有内部程序存储器，外部程序存储器（0000H-FFFFH）工作，注意：加密位LB1被编程时，EA将内部锁定为RESET。在EA端保持高电平期间，内部的程序存储器工作。其第二功能VPP为对EPROM的编程电源输入。

ALE:地址锁存有效信号输出端。在访问片外程序存储器期间，ALE以每机器周期两次进行信号输出，其下降沿用于控制锁存P0输出的低8位地址；在不访问片外程序寄存器期间，ALE端仍以上诉频率出现，可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的。但要注意，在访问片外数据寄存器期间，ALE脉冲会跳空一个，此时就不能作为时钟输出了。

PSEN：当该引脚为低电平时，片外程序存储器被选通。在片外程序存储器取指期间，每个机器周期PSEN两次有效，但在访问片外数据存储器时，两次有效的PSEN信号将不会出现。

XTAL1：反向震荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入（ 当外接振荡器时，此引脚接振荡器的信号）。

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XTAL2：反向振荡器的输出（当外接振荡器时，此引脚悬浮）。 P3口的第二功能如表3.1所示。

表3.1 P3端口的特殊功能

端口引脚 兼用功能

P3.0 RXD （串行口输入端） P3.1 TXD （串行口输出端）

P3.2 INT0 （外部中断0请求输入端，低电平有效） P3.3 INT1 （外部中断1请求输入端，低电平有效） P3.4 T0 （定时/计数器0计数脉冲输入端） P3.5 T1 （定时/计数器1计数脉冲输入端）

P3.6 WR （外部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效） P3.7 RD （外部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效）

3.1.3 主控模块电路原理图

单片机主程序模块通过对DHT11传感器采集到信号的读取，将得到的数据信号进行分析和处理，再将处理后的信号发送给1602液晶显示模块。完成信息的接收与发送。并且连接蜂鸣器。控制报警系统。如图3.2所示。

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图3.2 STC89C52模块电路原理图

3.2 温湿度检测模块

3.2.1 DHT11传感器简介

DHT11传感器是一种由可校准并且输出数字信号的温湿度传感器。它采用了数字式的模块采集和温湿度传感技术，具有非常高的可靠性与长期的使用稳定性。传感器由一个电阻式感湿元件和一

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个NTC测温元件组成。因此该产品品质卓越、响应速度快、抗干扰能力强、性价比极高。每一个DHT11传感器都在非常严格的校验室中进行校验。校验系数则通过程序的方式存储在OTP内存中，在传感器的内部在检测和处理信号时需要调用这些校验系数。而其采用的单线制串行接口，则使系统集成快捷简单。体积小、功耗低，信号传输距离较长，使其成为各类应用场合的极佳选则。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。

DHT11传感器实物图如图3.3所示：

图3.3 DHT11传感器实物图

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（1）引脚介绍：

Pin1：(VDD)，电源引脚，供电电压为3～5.5V。Pin2：（DATA），串行数据，单总线。 Pin3:（NC），空脚，请悬浮。Pin4（VDD），接地端，电源负极。 （2）接口说明 ：

建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻。 DHT11应用电路如图3.4所示。

图3.4 DHT11典型应用电路

（3）数据帧的描述：

DATA 用于单片机与 DHT11之间的同步和通信,采用单总线数据格式,每次通信时间为4ms左右,通信数据会分小数和整数部分。操作流程如下:

每一次完整的数据传输为40bit,先出高位。数据格式是8bit湿度整数数据和8bit湿度小数数据加上8bi温度整数数据和8bit温度小数数据，当数据传输正确时校验和的数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”得到结果的末8位。

例如：接受40bit数据如下：

0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111 1110 1110 湿度数据 温度数据 校验和

0000 0010 + 1000 1100 + 0000 0001 + 0101 1111 =1110 1110 湿度=65.2%RH 温度=35.1℃

当温度低于0℃时温度数据的最高位置1。 例如：-10.1℃表示为1000 0000 0110 0101

（4）电气特性：VDD=5V，T = 25℃，除非特殊标注。如表3.2所示。

表3.2 DHT11的电气特性 参数 供电 供电电流 采样周期

条件 DC 测量 平均 待机 秒

注:采样周期间隔不得低于1秒钟。

Min 3 0.5 0.2 100 1

Typ 5

max 5.5 2.5 1 150

单位 V mA mA uA 次

3.2.2 DHT11传感器模块电路

DHT11传感器连接STC89C51系列单片机相对比较简单。单片机的P2.0口用来发收串行数据，即数据口。连接传感器的Pin2（单总线，串行数据）。由于测量范围电路小于20米，建议加一个5K

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的上拉电阻，因此在传感器的Pin2口与电源之间连接一个5K电阻。而传感器的电源端口Pin1和Pin4分别接单片机的VDD和GND端。传感器的第三脚悬浮放置。DHT11传感器原件的电路图如图3.5所示：

图3.5 DHT11电路图

3.3显示模块

3.3.1 OLED显示屏简介

OLED是一种机发光二极管，它可以自发光，不需背光源，屏幕对比度高、厚度较薄、可视角度广、有很快的响应速度、使用环境温度范围较大。该屏有以下特点：

⑴ 0.96寸 OLED 有黄蓝，白，蓝三种颜色可选；其中黄蓝是屏上 1/4 部分为黄光，下 3/4 为蓝；而且是固定区域显示固定颜色，颜色和显示区域均不能修改；白光则为纯白，也就是黑底白字；蓝色则为纯蓝，也就是黑底蓝字。

⑵ 分辨率为 128*64

⑶ 多种接口方式；OLED 裸屏总共种接口包括：6800、8080 两种并行接口方式、3 线或 4 线的串行 SPI 接口方式、 IIC 接口方式（只需要 2 根线就可以控制 OLED ） ，这五种接口是通过屏上的 BS0~BS2 来配置的。

⑷两种接口的 Demo 板，接口分别为七针的 SPI/IIC 兼容模块，四针的IIC 模块。 如图3.6所示为IIC四针OLED屏幕

图 3.6 OLED屏正面、反面

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