?????????????????? - ??????

据的时候，存在的输入方式有2个，即读端口和读引脚。读引脚的时候，端口引脚上的数据会在由缓冲器后读入到内部总线。在读端口那个时候，锁存器的状态通过缓冲器进入到内部总线。P0口用作地址/数据总显得时候，一种是由P0引脚输出地址/数据信息，另外一种便是由P0输入数据。P0口输出级的结构上的特点主要就是没有内部上拉电阻，所以使用时需要外接上拉电阻，然后就会产生高电平，当P0是地址/数据总线的作用时候，这个时候不再需要接上拉电阻[1]。

P1口：特殊功能寄存器P1口是1个准双向的八位并行口，一般情况下作用是当成通用口。P1口和P0口的输出结构是不同的，P1口的里面自带上拉负载和电源连接在一起。P1口不仅仅只是做一般的I/O口，其中的五位还有另外的功能。P1.0、P1.1口用于定时器2，P1.5、P1.6、P1.7用于ISP功能，在PC上编译好的程序通过P1.5、P1.6、P1.7这三根ISP接口线在线下载，也就是可以直接把相关数据下载到了89C51单片机的内存中。

P2口：P2作为特殊功能寄存器，是一个准双向的8位并行口，不仅可以作为通用的I/O口使用，还有一个作用就是可以用作高8位地址线使用。在结构上面，将P2口和P1口两者相比，只是多了一个部分，那就是转换控制，作用是普通I/O口和高8位数据地址线两个之间的转换。当P2口只是作为普通输入输出端的时候跟P0口、P1

口的功能是一样的。当P2口被作为高八位地址线时，系统扩展片外存储器，P2口和P0口分别输出高八位地址和低八位地址。

P3口：该口作为特殊功能寄存器，是一个多功能的准双向8位并行口，每位除了可以作普通的I/0口使用之外，也有着第二输出功能。P3口与P1口的结构相比，多了一个缓存器和与非门，从而实现了多功能。P3口被当成普通的输入输出端的时候，输出的时候，第二输出功能置为高电平，与非门打开，锁存器经过与非门输出到引脚端，输入的时候，写存器置为高电平，引脚信号在这个时候读入中央处理器。P3口作为第二功能引脚的时候，第二功能端为输出，信号会通过与非门和场效应管送到引脚。当P3口的第二功能端是作为输入的时候，数据经过缓存器输入到输入功能端。

P3口的第二功能作用介绍如下表：

表2.1 P3口的第二功能作用

7

RST：复位输入。

ALE/PROG：在SFR8EH地址上置“0”就可以禁止ALE的输出了。这个时候， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。

PSEN：片外ROM选通控制信号端，一般也就是在低电平的时候有用，但是因为目

前基本上都不用片外程序存储器了，所以此引脚也基本都不使用了。

3、结构特点：

（1）中央处理器（CPU）

CPU其实就是一块超大规模的集成电路，拥有很强的运算和控制功能，能严格的执行指令，按照指令去完成各项操作，对于各种操作定时，有条不紊地工作，完成对数据的算术运算跟逻辑运算。

（2）程序存储器（内部ROM）

AT89C51单片机里的ROM是只读存储器，可以将数据永久的保存在单片机里面，所以系统拥有极高的可靠性。

（3）数据存储器（内部RAM）

AT89C51单片机的数据存储器一般存放着一些经常会改变的中间运算结果，标志位，数据暂存等信息。但是一旦出现断电等情况，这些数据就会消失，所以必须在使用的时候重新将这些数据写入。

（4）定时器/计数器

定时器有2种，即是定时器0（T0）和定时器1（T1），这2种定时器的结构原理和工作方式都是一模一样的，并且功能是可以改变的，只需要对工作方式，定时时间，量程，启动方式等的指令改变，只有把指令写进定时/计数器的特殊功能寄存器后，才可以实现不同的作用。特殊功能寄存器座位计数器使用的时候，脉冲信号是AT89C51单片机外部产生的，并且这个信号的频率幅值是不稳定的，会随机发生变化；如果单单只是当定时器使用时，这个时候传输稳定的频率和幅值的脉冲信号。

（5）串行口

串行通信的数据会按照顺序依次发出和接收。单片机内部设置了UATR串行接口，是一个可编程的端口，不仅仅可以同步移位，异步接收和发送，还可以设置各种波特率，多机通信，使用灵活方便。

8

（6）中断系统

AT89C51的中断既和硬件有关，也和软件有关。在程序正常运行时，单片机有内部，外部原因需要CPU立即响应并处理时，则可以终止当前程序，待处理结束后，可以返回接着执行原程序。

2.2.2 温度传感器

科技在不断的发展和进步着，新型的温度传感器种类也在不断增加着，当然应用也慢慢广泛多样化，总的方向上是由模拟式类型向各个类型方向上发展的，比如数字式等类型。在这一类的相关传感器里面，DS18B20温度式传感器是比较有代表性。

它的接口能够和控制核心直接相连，操作起来灵活方便。

2.2.3 湿度传感器

测量空气湿度有多种方式，殊途同归，不管用何种方式去测量湿度，它们的原理都是通过物质去吸收其周围空气中的水分，然后导致物质本身的物理或化学性质产生了一些变化，我们根据这些变化间接的可以推导出这种物质的吸水量以及我们需要的空气湿度数值。

这次设计我选择了HS 1101这一种湿度传感器。

HS1101是一种电容传感器，它具有以下几种特点：运行可靠，响应速度很快，稳定性高。HS1101适用于两种电路，分别是频率输出电路和线性电压输出电路。

HS1101测量范围：相对湿度100%RH以下，误差不高于±2%RH，温度系数则是0.04pF/℃。

9

图2.3 DS18B20电路

2.2.4 显示模块

液晶显示器具有许多其它显示器不具备的优点，比如重量轻，所占空间小，耗功低等。这些年来，以单片机为核心的各种智能仪表和仪器等产品中都使用到了液晶显示器。

显示模块选用LM016L，也就是1602LCD。 1602LCD主要技术参数： 显示容量:16×2个字符 芯片工作电压:4.5—5.5V 工作电流:2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 1602LCD的各引脚接口说明如下： 第1脚：VSS为地电源。 第2脚：VDD接5V正电源。

第3脚：VL，调节显示器的对比度，接地的时候对比度最高。 第4脚：RS，寄存器选择。

第5脚：R/W，读写信号线。高，低电平时分别进行读，写操作。 第6脚：E端，使能端。

10

图2.4 HS1101电路

第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。 第15脚：背光源正极。 第16脚：背光源负极。

图2.5 LM016L 电路

2.3 系统设计方案的工作原理

依据系统设计总体要求以及对上述原理的分析，本次工程选择如下的设计方案： 整个设计系统由控制芯片AT89C51、温湿度传感器、液晶显示器、蜂鸣器、温湿度超限处理系统以及其他组件构成。温度、湿度报警值作为系统阈值由使用人员预先设定；温、湿度传感器将采集到的信号传输给单片机，然后单片机进行信号处理，当判断出数据异常时,立即驱动蜂鸣器报警,提醒工作人员仓库温湿度发生异常，然后系统超限处理模块接收到信号，做出自我调整处理,这样就达到了智能化的目的。

仓库温湿度监测系统的系统整体框图如下图所示：

外部电源

DS18B20温度传感器 HS1101湿度传感器 复位电路 时钟电路 LCD显示模块 AT89C51 单片机 超限处理模块 图2.6 系统整体框图

11