AT89S52单片机智能除湿器控制系统的设计(3)
方案一：选择HS1101湿度传感器采集空气湿度信号，HS1101是电容式湿度传感器，能够采集实时湿度并输出模拟信号，适用于线性电压输出和频率输出两种电路。可测量相对湿度范围在0%~100%RH之间；其测量误差在±2.0%RH内。
方案二： 选用SHT11作为湿度检测元件。SHT11是瑞士Scnsirion公司推出的一款数字温度传感器芯片，具有高度集成、测量精确度高、封装尺寸小、可靠性高等优点。全量程标定，两线数字输出；湿度测量范围：0%~100%RH；湿度测量精度为±3.0%RH；低功耗 80μW。
经上述分析，方案一虽然精度较高，但是需要进行模数转换，较为复杂。方案二精度较方案一稍逊，但是完全能够满足设计需求，且性能更好。故选择方案二，选择SHT11湿度传感器采集空气湿度信号。
SHT11简介
SHT11将湿度感测、温度感测、信号放大、A/D转换等功能集成到一个芯片上，其内部结构如图3所示。
图3 SHT11内部结构
该芯片包含一个电容性湿度敏感元件和一个温度敏感元件，分别将湿度和温度转换成电信号，产生的微弱电信号首先进入信号放大器进行放大处理；然后进入一个14位的A/D转换器进行模数转换；最后经过二线串行数字接口输出数字信号。传感器芯片SHT11采用二线串行数字接口与微处理器进行通信，所以硬件接口设计简单；DATA接线时需要外接上拉电阻，时钟线SCK用于微处理器和SHT11之间的通信同步，由于接口包含了完全静态逻辑，所以对SCK最低频率没有要求[7]。
2.3 显示器选择
LCD显示器分为字段和字符显示两种。其中字段显示与LED相似，只要将对应的信号送到相应的管脚就能实现显示。字符显示则是根据需要显示基本字符。与传统的LED数码管显示器件相比，LCD液晶显示具有体积小、功耗低、等优点，且不需外加驱动电路。现在LCD液晶显示已经成为单片机应用设计中最常用的显示器件了[8]。
LCD1602显示器的引脚如图4所示。
图4 LCD1602液晶显示器
其引脚功能如下：
RS：数据和指令选择控制端，RS=0命令状态；RS=1数据
R/W：读写控制线，R/W=0写操作；R/W=1读操作
A：背光控制正电源
K：背光控制地
E：数据读写操作控制位，E线向LCD模块发送一个脉冲，LCD模块与单片机间将进行一次数据交换
DB0～DB7：数据线，用8位连接，也可以只用高4位连接，节约单片机资源。
VDD：电源端
VEE：亮度控制端（1-5V） VSS：接地端
3. 硬件电路设计
3.1 时钟电路
单片机运行的时间基准需由时钟电路提供，在AT89S52的XTAL1和XYAL2两引脚间接一只晶振及两个电容即可作为单片机的时钟电路，电路中的两个电容器对振荡频率有微调作用，电容取30pF，晶振选择12MHz。系统时钟电路如图5所示。
图5 系统时钟电路
3.2 复位电路
AT89S52的RST管脚是个外部复位信号输入口。复位信号是高电平有效，在RST端输入高电平时实现复位和初始化。在振荡器运行的情况下，要实现复位操作，必须使RST引脚保持大于两个机器周期的高电平。CPU在第二个周期内执行内部复位操作，以后每一个周期重复一次，直至RST端电平变低。复位器件不产生ALE及PSEN信号。当RST引脚返回低电平后，CPU从0地址开始执行程序。本设计采用手动按键复位电路，当按键REST按下时，系统复位。复位电路如图6所示。
图6 系统复位电路
3.3 湿度采样电路
采用SHT11湿度传感器采集湿度信号，采用二线串行数字接口与微处理器进行通信。接线如图7所示。