51单片机粮仓温湿度检测系统设计+源程序+电路图(2)
1. 设计目标
1.1 基本功能
(1) 检测温度、湿度
(2) 显示温度、湿度
(3) 过限报警
1.2 主要技术参数
(1) 温度检测范围：-40℃～+120℃
(2) 测量精度：±0.4℃
(3) 湿度检测范围：0～100﹪RH
(4) 测量精度：±3﹪RH
(5) 报警方式：三极管驱动的蜂鸣器报警
2. 设计方案
温湿度监测系统要满足以下条件：温湿度监测系统能完成数据采集和处理、显示、串行通信、输出控制信号等多种功能。由数据采集、数据调理、单片机、数据显示等4大部分组成。该测控系统具有实时采集（检测粮仓内的温湿度）、实时显示（对检测到的进行显示）、实时警报（根据检测的结果，超出预设定的值的进行蜂鸣警告）的功能。系统[3]主要包括主控模块、温湿度采集模块、键盘模块、显示模块和报警模块。系统整体框图如图1所示。
图1 系统整体框图
3. 主要芯片简介
3.1 AT89S51单片机
AT89S51单片机[4]是在一片半导体硅片上集成了中央处理器单元CPU、存储器RAM和ROM、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机。AT89S51单片机应用领域包括工业检测与控制、仪器仪表、消费类电子产品、通信、武器装备、各种终端及计算机外部设计、汽车电子设备、分布式多机系统，主要用于测控领域，国际上通常称为嵌入式控制器或微控制器。
单片机的特点：
功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强。
简单普遍，易于普及。
发展迅速，前景广阔。
嵌入容易，用途广泛。
3.1.1 AT89S51的基本结构
AT89S51单片机[5]把那些作为控制应用所必需的基本功能部件都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上，其功能部件如下：
（1）8位微处理器（CPU）
（2）数据存储器（128B RAM）
（3）程序存储器（4KB ROM）
（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口和P3口）
（5）1个全双工的异步串行口
（6）2个可编程的16位定时器/计数器
（7）1个看门狗定时器
（8）中断系统具有5个中断源、5个中断向量
（9）特殊功能寄存器（SFR）26个
（10）低功耗节电模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式下的中断恢复模式
（11）3个程序加密锁定位
具体片内硬件组成结构如图2所示：
图2 AT89S51单片机的片内硬件组成结构图
3.1.2 AT89S51单片机的最小系统
AT89S51单片机最小系统如图3所示，其中有4个双向的8位并行I/O端口，分别记作P0、P1、P2、P3，都可以用于数据的输出和输入，P3口具有第二功能为系统提供一些控制信号。时钟电路用于产生单片机工作所必须的时钟控制信号，内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序指令工作。单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片的引脚XTAL1，输出端为XTAL2。电路中的微调电容通常选择为30PF左右，该电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶体的振荡频率为12MHZ。
把EA脚接高电平，单片机访问片内程序存储器，但读完单片机内部程序存储器时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。
单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。采用最简单的外部按键复位电路，按键自动复位是通过外部复位电路来实现的。