基于某单片机地温湿度检测毕业论文设计

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图3-2 直流稳压电源框图

直流稳压电源由变压、整流、滤波和稳压电路4部分组成。各部分作用如下： 变压：将电网供电的220V交流电压通过变压器或其它电路变换成所需要的交流电压。

整流：将正弦交流电变成单方向脉动直流电，电路一般由二极管构成。 滤波：将脉动的直流电变成脉动很小的平直的直流电，电路一般由电容、电感及电阻元件构成。

稳压：一般由稳压管、三极管或稳压器构成电路，进一步减少直流电源的脉动，并保证输出的直流电压在交流电压或负载变动时能基本保持稳定。 三端集成稳压器稳压直流稳压电源电路。图中CW7812为输出+12V的三端集成稳压器，该电路具有结构简单、输出电压稳定的特点。

集成稳压器是将取样电路、基准电路、比较放大电路、调整电路、启动电路和保护电路集成在一个硅片上的稳压电路。

它体积小、重量轻、价格低廉，具有使用方便、功能体系完整、保护功能健全、工作安全可靠的特点，因此得到了广泛的应用。

集成稳压器的种类很多，其中以三端集成稳压器应用最为普遍，三端集成稳压器又分为固定式和三端可调式两种。。

图3-3 三端稳压器应用电路

图中C1的作用是旁路高频干扰信号，在输入线路较长时抵消线路产生的

电感效应，防止电路形成自激振荡；C2的作用是消除负载电流跃变时引起输出电压的较大波动。接线时，应使C1和C2尽量靠近稳压器，引脚不能接错，公共端不能悬空，以免损坏变压器。

二极管的选用:

在半波整流电路中，二极管的电流与负载的电流相等，即

ID=I0 （3-1） 所以在选用二极管时，二极管的最大整流电流 IF 应大于负载电流I0。 二极管在电路中承受的最高反向电压URmax为交流电压的最大值，即

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URmax =U2m=2U2 （3-2）

所以，二极管的最高反向工作电压URM应大于URmax。所以我们选用1A/100V的整流桥。

3.2 单片机最小系统设计

本系统主要采用AT89C51单片机，AT89C51 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。

使用Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89C51为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、有效的解决方案。 AT89C51具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。 另外，AT89C51 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

图3-4 单片机最小系统

最小系统构成的基本条件是: 1.电源

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89S52单片机的电压为4.0V-5.5V。我们采用电脑的USB进行供电，电脑以及手机充电器一般输出电压为5V，可以为单片机正常供电。 2.晶振

晶振结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。本系统主要采用的是12M晶振，配合2个30pF的电容构成晶体振荡电路。 3复位

为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位，复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。

3.3显示电路设计

显示电路主要采用4位共阳8段数码管，采用动态扫描方式显示。其原理图如下所示。

数码管主要有共阳、和共阴两种类型。在这里我们先用的是共阳数码管，主要是由于单片机I/0的驱动能力有限，无法直接驱动4位8段数码管，所以必须采用共阳的数码管，并接上四个三极极管8550。

此处三极管主要起开关作用。控制数码管的哪一位导通。在实际的单片机系统中，往往需要多位显示。动态显示是一种最常见的多位显示方法，应用非常广泛。

用数码管显示信息时，由于每个数码管至少需要8 个I/O 口，如果需要多个数码管，则需要太多I/O 口，而单片机的I/O 口是有限的。在实际应用中，一般采用动态显示的方式解决此问题。

所有数码管的段选全部连接在一起，如何能显示不同的内容呢？动态显示是多个数码管，交替显示，利用人的视觉暂留作用使人看到多个数码管同时显示。 在编程时，需要输出段选和位选信号，位选信号选中其中一个数码管，然后输出段码，使该数码管显示所需要的内容，延时一段时间后，再选中另一个数码管，再输出对应的段码，高速交替。

在动态显示程序中，各个位的延时时间长短是非常重要的，如果延时时间长，则会出现闪烁现象；如果延时时间太短，则会出现显示暗且有重影。

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图3-5 显示电路

以前在学习单片机时，写程序由于没有控制好延时的时间，导致数码管显示有重影，后面经过反复的调试，发现当延时的时间取到1-3ms时，数码管重影与闪烁现象消失。所以在处理数码管的程序时，应该把各个位的延时设置成2ms。这样才能让数码管显示清楚。

图3-6 数码管内部接法

8个发光二极管的阳极共同接到正电源上，阴极接到单片机。单片机正常工作时，给接单片机的I/O口置低电平，发光二极管亮，显示管上面显示出数字。假如数码管全亮时，即8个LED全亮，这时的电流可达

Imax=4?8?ILED =32ILED （公式一）