STC89C52单片机温室在线监控系统设计+流程图(4)
STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，它的输入端为芯片引脚XT1，输出引脚为XT2。这两个引脚跨接石英晶体和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，电路中的微调电容选择30PF，该电容的大小会影响振荡器的频率高低、振荡器的稳定性和起振的快速性，晶振选择12M以得到单片机较快的运行速度。单片机的复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。此处采用上电自动复位方式，通过给电容C1充电加至RST引脚一个短的高电平信号，此信号随着VCC对电容C1的充电过程而逐渐回落，即RST引脚上的高电平持续时间取决于电容C1的充电时间[5]。
2.2 温湿度检测电路
本设计使用DHT11温湿度传感器测量温湿度。由于温室中种植的作物多种多样，适合生长的温湿度范围并不相同，而且随着季节变化，即使是同一种作物，温湿度也应随着季节变化而变化，因此要求设计能对温湿度阈值进行实时调整，因此本设计还可利用24C02存储温湿度阈值。温湿度检测电路如图5所示。
图5 温湿度检测电路
2.2.1 芯片介绍
（1）DHT11温湿度传感器有四个引脚，引脚1是电源引脚，供电电压为 3.5-5.5V。传感器上电后，要等待1s以越过不稳定状态在此期间不要发送任何指令。电源引脚之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。 引脚2为单总线的数据输入/输出引脚，引脚3为空脚，扩展未用，引脚4接地[6]。
（2）本设计采用24C02存储温湿度阈值，24C02是电可擦除PROM，采用256×8bit的组织结构以及两线串行接口。电压可允许低至1.8V，待机电流和工作电流分别为1μA和1mA。24C02具有页写能力，每页分别为8字节，具有8-pin PDIP和8-pin SOP两种封装形式，其特点如下。
①宽范围的工作电压，低电压技术；
②施密特触发器输入噪声抑制；
③硬件数据写保护；
④内部写周期（最大5ms)；
⑤可按字节随机和序列读；
⑥自动递增地址；
⑦ESD保护大于2.5千伏；
⑧高可靠性：擦写寿命100万次，数据保持时间100年。
24C02支持IIC总线传输协议。IIC是一种双向、两线串行通讯接口，分别是串行数据线SDA和串行时钟线SCL。两根线必须通过一个上拉电阻接到电源。A0、A1、A2是器件地址输入引脚，SDA引脚漏极开路，需外接上拉电阻到VCC，SCL上升沿数据写入，下降沿数据读出。WP引脚提供硬件数据保护，当WP接地时，允许数据正常读写操作，当WP接VCC时，写保护，只读。
2.2.2 工作过程
（1）DHT11与单片机相连的DATA线用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零。一次完整的数据传输为40bit,高位先出，数据格式如下。
8bit湿度整数数据＋8bit湿度小数数据＋8bit温度整数数据＋8bit温度小数数据＋8bit校验和（数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据＋8bit湿度小数数据＋8bit温度整数数据＋8bit温度小数数据”所得结果的末8位）
（2）当IIC总线处于空闲状态（SDA和SCL都为高电平）时，单片机启动数据传输，温湿度阈值通过总线传送至24C02。每次数据传输均开始于START（SDA为高电平，SCL为下降沿）条件，结束于STOP（SDA为上升沿）条件，二者之间的数据字节数没有限制，由单片机决定，信息以字节为单位传输，附加1位由24C02产生应答。
2.3 液晶显示电路
本设计采用1602LCD实时显示温湿度阈值和当前检测到的温湿度值。系统选用单片机P0口与液晶相连，通过P2.6和P2.7对液晶显示器进行功能选择，显示电路如图6所示。