仓库管理_小型仓库温湿度监测系统设计

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1、 南京信息职业技术学院 毕业设计论文 作者 陈龚 学号 10619s34 系部 电子信息工程系 专业 电子信息工程技术/电子商务 题目 小型仓库温湿度监测系统 指导教师 丁宁 评阅教师 徐瑞亚 完成时间： 2010 年 4 月 10 日 毕业设计(论文)中文摘要 小型仓库温湿度监测系统 摘要：仓库内要实现温湿度的精确控制必须进行多点测量。基于这 一要求，本文采用多个数字温湿度传感器 SHTll 来设计仓库监测系 统，以达到简化软硬件系统设计，提高测量精度的目的。首先介绍 了 SHTll 的结构特点、接口电路和工作时序，然后确定了采用多个 SHTll 纽成的温湿度测量系统的软硬件设计方案，最后基

2、于 AT89S51 单片机设计了电路简洁、大大节省 I/O 口资源、具有现场独立显示 和远距离通信功能的多点温湿度测量系统，并编写了 PC 机端直观的 数据观测界面程序，为现代化仓库的集中管理提供了条件。 关键词：SHT11；AT89S51；串口通信；仓库温湿度监测系统 毕业设计(论文)外文摘要 TitleTitle : : Small Storage Temperature 式 12T 中 S()为 T SHT11 温度测量值，特点系数 d 、d 值见表 2-5。 12 S() T d 2 d 2 14 bit0.010.018 12 bit0.040.072 表 2-5 温度转换系数 3.

3、 测量举例 VDD d 1 d 1 5V-40.00-40.00 4V-39.75-39.50 3.5V-39.66-39.35 3V-39.60-39.28 2.5V-39.55-39.23 图 2-11 “10001” “10001”=2353 RH=C +C S()+C S() linear12RH3RH 2 =-4+0.04052353+-2.8102353 62 =75.19 %RH(未包含温度补偿) 2.22.2 单片机单片机 AT89S51AT89S51 本设计采用 ATMEI 公司的 AT89S51 芯片作为微控制器。AT89S51 是一个低 功耗，高性能 CMOS 8 位单片

4、机。 主要性能参数： 与 MCS-51 产品指令系统完全兼容 4k 字节在系统编程(ISP)Flash 闪速存储器 1000 次擦写周期 4.05.5V 的工作电压范围 全静态工作模式： 0Hz 33MHz 三级程序加密锁 1288 字节内部 RAM 32 个可编程 I /O 口线 2 个 16 位定时/计数器 6 个中断源 全双工串口 UART 通道 低功耗空闲和掉电模式 中断可从空闲模唤醒系统 看门狗(WDT）及双数据指针 掉电标识和快速编程特性 灵活的在系统编程(ISP 字节或页写模式) 2.2.12.2.1 单片机单片机 AT89S51AT89S51 的的结构及组成 AT89S51 是

5、由 CPU、内部数据存储器 RAM、内部程序存储器 ROM、并行输入/ 输出（I/O）口、串口口、定时/计数器、中断系统、时钟电路等部分组成，它 们均由单一总线连接并被集成在一块半导体芯片上，即组成了单片微型计算机。 结构图如图 2-12 图 2-12 AT89S51 内部结构 2.2.22.2.2 单片机单片机 AT89S51AT89S51 的的引脚 AT89S51 采用 40 管脚双列直插 DIP 封装，如图 2-13。 图 2-13 AT89S51 引脚图 引脚功能说明： VCC ：电源电压 VSS ：地 P0 口： P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/0 口，也即地址/数据总线复

6、 用口。作为输出口用时，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口写“ l ” 可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分 时转换地址（低 8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在 F1ash 编程时， P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验 时，要求外接上拉电阻。 P1 口： Pl 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， Pl 的输出缓冲级 可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“l” ，通过内部 的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部 存在上拉电阻，某个引脚被外部信

7、号拉低时会输出一个电流（ I） 。Flash 编 IL 程和程序校验期间， Pl 接收低 8 位地址。P1.5、P1.6、P1.7 可用于程序固化 （下载）使用，如表 2-6。 表 2-6 P2 口： P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 的输出缓 冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“ 1 ”，通 过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因 为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（I）。在 IL 访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器（例如执行 MOVXDPTR 指 令） 时， P

8、2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器 （如执行 MOVXRi 指令）时， P2 口线上的内容（也即特殊功能寄存器（ SFR ）区中 P2 寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash 编程或校验时， P2 亦接收高位地址和其它控制信号。 P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/0 口。 P3 口输出 缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。对 P3 口写入“ l ”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低 的 P3 口将用上拉电阻输出电流（I）。P3 口除了作为一般的 I/0 口线外， IL 更

9、重要的用途是它的第二功能，如下表 2-7 所示：P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 表 2-7 RST ：复位输入。当振荡器工作时， RST 引脚出现两个机器周期以上高电 平将使单片机复位。 WDT 溢出将使该引 脚输出高电平，设置 SFR AUXR 的 DISRT0 位（地址 8EH ）可打开或关闭该 功能。 DISRT0 位缺省为 RESET 输出高电平 打开状态。 ALEALE/：当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许）PROG 输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。即使不访问外部存储器， ALE 仍以时 钟振荡频率的 1 /6 输

10、出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定 时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。对 F1ash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。如有必要，可通 过对特殊功能寄存器(SFR)区中的 8EH 单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 该位置位后，只有一条 M0VX 和 M0VC 指令 ALE 才会被激活。此外，该引脚会 被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 无效。 ：程序储存允许(）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 PSENPSEN AT89S51 由外部程序存储器取指令(或数据)时，每个机器周期两次有效，PSEN

11、即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的信号。 PSEN /VPP ：外部访问允许。欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为EA 0000H FFFFH），端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位 EA LB1 被编程，复位时内部会锁存端状态。如端为高电平（接 Vcc 端），EAEA CPU 则执行内部程序存储器中的指令。F1ash 存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程电压 Vpp 。 XTALl ：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2 ：振荡器反相放大器的输出端。 内置看门狗电路(WDT) ：由十单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干 扰，造成

12、程序的跑飞而陷入死循环，这样会打断程序的正常运行，从而使单片 机控制的系统无法继续工作，造成整个系统陷入停滞状态，发生不可预料的后 果。为了避免这种情况发生，本芯片内置了看门狗电路。所谓看门狗技术是一 种程序监视技术，它不断的监视程序循环运行时间，当程序出现跑飞时而陷入 死循环时，看门狗电路就会在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位 信号，使单片机发生复位，即程序从程序存储器的起始位置开始执行，这样便 实现了单片机的自动复位，使单片机可以在无人状态下实现连续工作。 2.2.32.2.3 存储器存储器 AT89C51 内核采用程序存储器和数据存储器空间分开的结构，均具有 64KB 外部程序

13、和数据的寻址空间。 2.2.3.12.2.3.1 程序存储器程序存储器 用于存放编制好的程序和表格。ROM 的 0000H-002AH 单元预留给上电复位 后引导程序地址及 5 个中断服务程序的入口地址，在实际应用系统中，主程序 的存放从 002BH 单元开始。在程序存储器中有六个单元有特定的含义： 0000H0002H：单片机复位后，PC=0000H 即从此处开始执行指令。 0003H000AH：外部中断 0 入口地址区。 000BH0012H：定时器 0 溢出中断入口地址区。 0013H001AH：外部中断 1 入口地址区。 001BH0022H：定时器溢出中断入口地址区。 0023H00

14、2AH：串口口中断入口地址区。 使用时常在这些入口外安放一条绝对跳转指令，使程序跳转到拥护安排的 中断处理程序的起始地址，或从 0000H 外执行一跳转指令，跳转到用户设计的 初始程序入口。 如果 EA 引脚接地,全部程序均执行外部存储器。 若 EA 接 Vcc，程序首先执行地址从 0000H-0FFFH (4KB)内部程序存储器， 再执行地址为 1000H-FFFFH（60KB）的外部程序存储器。 2.2.3.22.2.3.2 数据存储器数据存储器 数据存储器用于存放运算中间的结果、数据暂存、缓冲、标志位、待测程 序等功能。 片内的低 128B 的 RAM 地址为 00H7FH，供用户做 R

15、AM 用，但是在这中间 的前 32 单元，00H1FH 即引用地址寻址做用户 RAM 用，常常做工作寄存器区， 分做四组，每组由 8 个单元组成通用寄存器 R0R7，任何时候都由其中一组作 为当前工作寄存器，通过 RS0，RS1 的内容来决定选择哪一个工作寄存器。 片内 RAM 不够用时，须扩展片外数据存储器。此时单片机通过 P2 口和 P0 口选出 6 位地址，使用 ALE 作低 8 位的锁存信号，再由 P0 口写入或读出数据。 写时用，读时用做外部数据存储器的选通信号。 2.2.3.32.2.3.3 特殊功能寄存器特殊功能寄存器 SFRSFR 在内部数据存储器的 80HFFH 的高 128B 单元中有 21 个特殊功能寄存器 SFR，其余单元现无定义，用户不能对这些单元进行读写操作。它们用来管理 CPU 和 I/O 口以及内部逻辑部件，在指令中专用寄存器是以存储单元方式被读 写的，专用寄存器虽有名称，但寻址时都做专用寄存器用，它们的地址是与片 内 RAM 的地址相连的。下面就专用寄存器作以简单的介绍： 累加器 A：在绝大多数情况下它参与运算的一方并存放运算的结果。 寄存器 B：进行乘除运算时，寄存器 B 有特定的用途，在乘时存放一个乘 数以及积的最高位，A 中存放另一个乘数以及积的低位。除法时，B 中存放除数 及余数，而在 A 中存放被除数和商，其他