单片机的温湿度检测系统设计
目 录
引言
在目前的很多领域对于温湿度的检测要求都日益显现出来，仓库的温湿度检测，工厂生产车间的温湿度检测，甚至包括家庭环境中的温湿度检测,实时的温湿度保证日常生活，工厂的生产，仓库的温湿度检测工作的需求。而传统的检测方法是使用简单的湿度表，温度计通过人工检测的方法，非常的浪费时间，并且测量的结果往往并不是那么的准确，因为通过了解当前的需求我们需要新设计一款低成本，高效率的温湿度检测系统。
一、系统设计方案
本论文所设计的核心装置技术单片机，主要包括以下几种模块：温度敏感装置、湿度传感器模块还有A/D采样模块，和其他的外围模块来实现实时的检测温度，通过数码管显示温度，并且能在设定的温度下实现报警的功能,同时对于温湿度检测的设计精度需要达到一定的要求,要求温度检测范围在-20度-70度(可以满足日常生活中的各种条件)，湿度可以检测到15%-100%的湿度范围,同时温度的测量精度应该在正负0.5度的精度下，湿度的测量范围应该在正负1%的精度范围中。
图1系统结构框图
二、元器件的选择介绍
（一）、STC89C52RC芯片介绍
STC89C52RC单片机是由STC公司推出的抗干扰性能优良、 运行速度快，功耗低传统单片机，同时它的指令代码，几乎完全兼容传统的51单片机，对于程序的移植性较好，并且可以任意的选择12、6的机器周期，可以使用十分灵活。
STC89C52RC的主要特性:
可以选择的机器周期（12时钟或者是6时钟）兼容传统的51单片机指令代码
工作电压可以再3.3V-5.5V之间使用
因为是2倍的速率0-40Mhz的工作频率可以达到普通8051的2倍等效于0-80Mhz的工作频率
R *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
om为8KB
内部集成了512Byte的Ram
拥有32个标准的串行I/O口
ISP/IAP，无需专用编程器和仿真器，用户可以直接下载，并且下载速度可观
具有EEPROM和Watch Dog功能
共有3个16Bit的定时/计数器分别为T0、T1、T2，4个外部中断。
工作温度范围为：-40-+85度工业芯片 消费级为0-75度本次选用消费级
封装为DIP40
STC89C52RC的工作模式:
掉电模式：典型功耗小于0.1μA,并且可以使用外部中断唤醒，返回后，可以继续执行原来的程序
空闲模式:不工作的状态，功耗大约2mA
正常工作模式：功耗大约5-8mA
STC89C52RC引脚图
STC89C52RC各引脚功能：
电源VCC脚为40Pin
VSS脚为20Pin
P0口：该端口是具备8位数据传输功能的输出/输出端，不同管教均能承载8TTL的门级电流。在P1接口被赋值为“1”时，即被定义为高阻态数据输入模式。P0口则能实现同外部存储器间的通信，也就是能够进行外部存储器得之以及数据的选择功能，在进行 程序编制环节，P0又可以当做原码的输入端，当需要数据的校验工作时，则需要向该端口进行赋值“1”高电位的操作。
P1口：该接口是具备上拉电阻的具有8位数据传输的双向端口，内部集成的缓冲器能够实现4TTL的门电流锁存。当进行该端口的置“1”操作之后，该接口被赋予高电位，进而实现数据的传输。当P1口进行置“0”低电位操作后，因为内部电阻的存在将进行电流输出。当编程环节以及数据校验时，该端口作为地址总线使用。
P2口：该接口是具备上拉电阻的具有8位数据传输的双向端口，内部集成的缓冲器能够实现4TTL的门电流锁存。当进行该端口的置“1”操作之后，该接口被赋予高电位，进而实现数据的传输。当P2口进行置“0”低电位操作后，因为内部电阻的存在将进行电流输出。P2口同时还能作为连接外部程序存储器的功能以及进行16位读取外部数据的功能，当进行作为数据读取功能时P2口进行高八位的地址输出，此环节需要给P2口进行置“1”高电平操作，借助上拉电阻实现对外部数据的交互。同时P2口还具备输出寄存器的数据的功能。在进行程序编程以及数据监测行为时，进行高8为地址数据以及控制数据的读取。
P3口：该接口是具备上拉电阻的具有8位数据传输的双向端口，内部集成的缓冲器能够实现4TTL的门电流锁存。当进行该端口的置“1”操作之后，该接口被赋予高电位，进而实现数据的传输。当P3口进行置“0”低电位操作后，因为内部电阻的存在将进行电流输出。同时P3口还具备第二功能：
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 INT0(外部中断0)
P3.3 INT1(外部中断1)
P3.4 T0(记时器0外部输入)
P3.5 T1(记时器1外部输入)
P3.6 WR控制外部程序存储器选通。
P3.7 RD控制外部数据存储器的选通。
RST：系统服务端。在进行复位环节中，需要给该端口发送两个机器周期的”1”控制信号。
ALE/PROG：当单片机需要进行外部存储器的选通时，则进行相关地位地址信息的锁存。在进行编程环节中，可以用作脉冲编程输入端口。通常情况下，ALE进行某一特定周期的正脉冲信号输出，其周期为振荡器频率的1/6。因而可以拥有控制外部电路定时的作用。其中，当该端口用作外部数据连接作用时，需要进行一个脉冲的跳过行为。当需要对ALE数据终止时，则需要向起置低电平。该情况下，ALE只接受 指令的控制。如果将其进行电位拉高操作，则是进行了ALE的关闭，任何置位操作均无效。
PSEN：进行外部程序读取的选通端口。在需要进行外部程序读取时，需要向该端口进行持续两个机器周期的置“1”操作。当进行内部数据存储器读取时，则置于低电平状态。
EA/VPP：当该接口处于低电平状态时，则表征该单片机进行外部ROM连接。当加密方式为1情况下，则进行复位的锁存。当EA为高电平状态时，则进行内部ROM的信息交互。在进行编程环节中，该引脚进行12v电压的处理。
XTAL1：晶振1;
XTAL2：晶振2;
（二）、温度感应装置AD590简介
主要特点
它是通过电流的变化而对温度进行感应的装置，通过其内部构造可以把电流值转变为稳定值，图3-2表示了AD590中的一种温度感应器，它的管脚数是2，各个管脚的用途为：管脚1表示连接电源正极，管脚二是电流输出，管脚三基本没有什么用途。其中，L和M型号的稳定感应装置AD590可以对进行温度的精确测量。
下图是使用该种温度感应装置来进行环境温度测量的电路图，它的电流值会随着环境温度的变化而产生变化，当R1+ R2=1kΩ，环境温度没增加1K，电阻的电压就增加1mV，但是在使用之前应该对这种装置进行校准，具体的方法是：将其放置在温度恒为零度的环境中，然后通过调整R2的阻值，使其输出电压为298.2毫伏。
图3-10 MC14433型号的数模转换装置工作原理图
图3-19系统时钟
（三）显示电路
引言
在目前的很多领域对于温湿度的检测要求都日益显现出来，仓库的温湿度检测，工厂生产车间的温湿度检测，甚至包括家庭环境中的温湿度检测,实时的温湿度保证日常生活，工厂的生产，仓库的温湿度检测工作的需求。而传统的检测方法是使用简单的湿度表，温度计通过人工检测的方法，非常的浪费时间，并且测量的结果往往并不是那么的准确，因为通过了解当前的需求我们需要新设计一款低成本，高效率的温湿度检测系统。
一、系统设计方案
本论文所设计的核心装置技术单片机，主要包括以下几种模块：温度敏感装置、湿度传感器模块还有A/D采样模块，和其他的外围模块来实现实时的检测温度，通过数码管显示温度，并且能在设定的温度下实现报警的功能,同时对于温湿度检测的设计精度需要达到一定的要求,要求温度检测范围在-20度-70度(可以满足日常生活中的各种条件)，湿度可以检测到15%-100%的湿度范围,同时温度的测量精度应该在正负0.5度的精度下，湿度的测量范围应该在正负1%的精度范围中。
图1系统结构框图
二、元器件的选择介绍
（一）、STC89C52RC芯片介绍
STC89C52RC单片机是由STC公司推出的抗干扰性能优良、 运行速度快，功耗低传统单片机，同时它的指令代码，几乎完全兼容传统的51单片机，对于程序的移植性较好，并且可以任意的选择12、6的机器周期，可以使用十分灵活。
STC89C52RC的主要特性:
可以选择的机器周期（12时钟或者是6时钟）兼容传统的51单片机指令代码
工作电压可以再3.3V-5.5V之间使用
因为是2倍的速率0-40Mhz的工作频率可以达到普通8051的2倍等效于0-80Mhz的工作频率
R *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
om为8KB
内部集成了512Byte的Ram
拥有32个标准的串行I/O口
ISP/IAP，无需专用编程器和仿真器，用户可以直接下载，并且下载速度可观
具有EEPROM和Watch Dog功能
共有3个16Bit的定时/计数器分别为T0、T1、T2，4个外部中断。
工作温度范围为：-40-+85度工业芯片 消费级为0-75度本次选用消费级
封装为DIP40
STC89C52RC的工作模式:
掉电模式：典型功耗小于0.1μA,并且可以使用外部中断唤醒，返回后，可以继续执行原来的程序
空闲模式:不工作的状态，功耗大约2mA
正常工作模式：功耗大约5-8mA
STC89C52RC引脚图
STC89C52RC各引脚功能：
电源VCC脚为40Pin
VSS脚为20Pin
P0口：该端口是具备8位数据传输功能的输出/输出端，不同管教均能承载8TTL的门级电流。在P1接口被赋值为“1”时，即被定义为高阻态数据输入模式。P0口则能实现同外部存储器间的通信，也就是能够进行外部存储器得之以及数据的选择功能，在进行 程序编制环节，P0又可以当做原码的输入端，当需要数据的校验工作时，则需要向该端口进行赋值“1”高电位的操作。
P1口：该接口是具备上拉电阻的具有8位数据传输的双向端口，内部集成的缓冲器能够实现4TTL的门电流锁存。当进行该端口的置“1”操作之后，该接口被赋予高电位，进而实现数据的传输。当P1口进行置“0”低电位操作后，因为内部电阻的存在将进行电流输出。当编程环节以及数据校验时，该端口作为地址总线使用。
P2口：该接口是具备上拉电阻的具有8位数据传输的双向端口，内部集成的缓冲器能够实现4TTL的门电流锁存。当进行该端口的置“1”操作之后，该接口被赋予高电位，进而实现数据的传输。当P2口进行置“0”低电位操作后，因为内部电阻的存在将进行电流输出。P2口同时还能作为连接外部程序存储器的功能以及进行16位读取外部数据的功能，当进行作为数据读取功能时P2口进行高八位的地址输出，此环节需要给P2口进行置“1”高电平操作，借助上拉电阻实现对外部数据的交互。同时P2口还具备输出寄存器的数据的功能。在进行程序编程以及数据监测行为时，进行高8为地址数据以及控制数据的读取。
P3口：该接口是具备上拉电阻的具有8位数据传输的双向端口，内部集成的缓冲器能够实现4TTL的门电流锁存。当进行该端口的置“1”操作之后，该接口被赋予高电位，进而实现数据的传输。当P3口进行置“0”低电位操作后，因为内部电阻的存在将进行电流输出。同时P3口还具备第二功能：
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 INT0(外部中断0)
P3.3 INT1(外部中断1)
P3.4 T0(记时器0外部输入)
P3.5 T1(记时器1外部输入)
P3.6 WR控制外部程序存储器选通。
P3.7 RD控制外部数据存储器的选通。
RST：系统服务端。在进行复位环节中，需要给该端口发送两个机器周期的”1”控制信号。
ALE/PROG：当单片机需要进行外部存储器的选通时，则进行相关地位地址信息的锁存。在进行编程环节中，可以用作脉冲编程输入端口。通常情况下，ALE进行某一特定周期的正脉冲信号输出，其周期为振荡器频率的1/6。因而可以拥有控制外部电路定时的作用。其中，当该端口用作外部数据连接作用时，需要进行一个脉冲的跳过行为。当需要对ALE数据终止时，则需要向起置低电平。该情况下，ALE只接受 指令的控制。如果将其进行电位拉高操作，则是进行了ALE的关闭，任何置位操作均无效。
PSEN：进行外部程序读取的选通端口。在需要进行外部程序读取时，需要向该端口进行持续两个机器周期的置“1”操作。当进行内部数据存储器读取时，则置于低电平状态。
EA/VPP：当该接口处于低电平状态时，则表征该单片机进行外部ROM连接。当加密方式为1情况下，则进行复位的锁存。当EA为高电平状态时，则进行内部ROM的信息交互。在进行编程环节中，该引脚进行12v电压的处理。
XTAL1：晶振1;
XTAL2：晶振2;
（二）、温度感应装置AD590简介
主要特点
它是通过电流的变化而对温度进行感应的装置，通过其内部构造可以把电流值转变为稳定值，图3-2表示了AD590中的一种温度感应器，它的管脚数是2，各个管脚的用途为：管脚1表示连接电源正极，管脚二是电流输出，管脚三基本没有什么用途。其中，L和M型号的稳定感应装置AD590可以对进行温度的精确测量。
下图是使用该种温度感应装置来进行环境温度测量的电路图，它的电流值会随着环境温度的变化而产生变化，当R1+ R2=1kΩ，环境温度没增加1K，电阻的电压就增加1mV，但是在使用之前应该对这种装置进行校准，具体的方法是：将其放置在温度恒为零度的环境中，然后通过调整R2的阻值，使其输出电压为298.2毫伏。
图3-10 MC14433型号的数模转换装置工作原理图
图3-19系统时钟
（三）显示电路
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