畢業(yè)設計---基于gsm的溫室環(huán)境檢測與控制系統(tǒng)設計

1、<p>　　基于GSM的溫室環(huán)境檢測與控制系統(tǒng)設計 The detecting System Design of the Environmental Temperature and Humidity by Using GSM</p><p>　　系（院）名稱： 電子信息與電氣工程學院 </p><p>　　專 業(yè) 班 級： 08級自動化

2、1班 </p><p>　　學 生 姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師姓名： xxx </p><p>　　指導教師職稱：

3、 講師 </p><p><b>　　2012年 5月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　中文摘要、關鍵詞I</p><p>　　英文摘要、關鍵詞II</p><p><b>

4、;　　引 言1</b></p><p>　　第一章 方案論證2</p><p>　　1.1 課題的來源2</p><p>　　1.2 系統(tǒng)設計思路概述2</p><p>　　1.3 系統(tǒng)方案對比3</p><p>　　1.3.1 系統(tǒng)設計方案一3</p><p&g

5、t;　　1.3.2 系統(tǒng)設計方案二3</p><p>　　1.3.3 方案對比與選擇4</p><p>　　第二章 系統(tǒng)硬件設計5</p><p>　　2.1 硬件系統(tǒng)設計概述5</p><p>　　2.2 單片機最小系統(tǒng)設計5</p><p>　　2.2.1 單片機簡要介紹5</p>

6、<p>　　2.2.2 單片機的工作方式5</p><p>　　2.2.3 單片機最小系統(tǒng)6</p><p>　　2.3 溫濕度采集電路設計7</p><p>　　2.3.1 傳感器的選用原則8</p><p>　　2.3.2 SHT10與單片機的接口電路10</p><p>　　2.4 T

7、C35I通信模塊16</p><p>　　2.5 鍵盤控制電路設計18</p><p>　　2.5.1 鍵盤控制的主要功能18</p><p>　　2.5.2 鍵盤電路設計19</p><p>　　2.6 液晶顯示電路設計19</p><p>　　2.7 報警電路設計21</p>&

8、lt;p>　　2.8 實時時鐘電路設計21</p><p>　　2.8.1 DS1302簡介21</p><p>　　2.8.2 實時時鐘電路22</p><p>　　第3章 軟件設計23</p><p>　　3.1 程序設計語言與軟件開發(fā)環(huán)境23</p><p>　　3.1.1 程序設計語言的

9、選用23</p><p>　　3.1.2 KeilC51簡介24</p><p>　　3.1.3 uVision2集成開發(fā)環(huán)境25</p><p>　　3.2 程序流程圖26</p><p>　　3.2.1 主程序流程圖26</p><p>　　3.2.2 鍵盤控制子程序流程圖27</p

10、><p>　　3.2.3 溫濕度采集子程序流程圖28</p><p>　　3.2.4 LCD1602顯示子程序流程圖29</p><p>　　3.2.5 報警電路子程序流程圖30</p><p>　　第4章 仿真結果31</p><p>　　4. 1 單片機仿真結果31</p><p&

11、gt;　　4. 2 程序仿真結果32</p><p><b>　　總 結32</b></p><p><b>　　致 謝33</b></p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p>　　附件A 原理圖35</p><p&g

12、t;　　附件B 部分程序37</p><p>　　基于GSM的環(huán)境溫濕度采集系統(tǒng)設計</p><p>　　摘要：溫濕度是重要的環(huán)境條件，與人們的生產生活活動息息相關。因此，對于環(huán)境溫濕度的有效檢測就顯得尤為重要?；贕SM遠程溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)充分利用GSM 網絡，配用相關的傳感器，利用單片機進行多參數的數據采集和指令響應，在數據采集點與集中監(jiān)測中心建立快捷的數據通信通道，把各數據采集終

13、端的農業(yè)監(jiān)測數據發(fā)送到監(jiān)控中心，并進行相應的數據處理，決策結果可以利用短消息方式發(fā)送到用戶手機上。該系統(tǒng)實現了參數的自動采集與無線傳輸，降低了測量的工作量、節(jié)約成本、提高效率。本設計重點介紹遠溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的實現方法和軟件設計，并且系統(tǒng)仿真運行穩(wěn)定，達到了預期的設計目標。</p><p>　　關鍵詞：GSM 單片機 溫室環(huán)境 數據采集</p><p>　　The detecting

14、 System Design of the Environmental Temperature and Humidity by Using GSM</p><p>　　Abstract：The remote monitoring system of greenhouse environment based on GSM fully uses of GSM network with the relevant sen

15、sors，and uses single chip microcomputers to acquire data parameters and instruction responses．It establishes efficient data commu—nication channel between data collection points and centralized monitoring center，senting

16、agricultural monitoring data to the center by the data acquisition terminal and processing，the results can be used to send on the mobile phone by short mess</p><p>　　Keywords：GSM ；Singlechip；greenhouse envir

17、onment；data acquisition；</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　溫室環(huán)境的各項參數是否符合規(guī)定要求需進行檢測得知,而科技的發(fā)展為溫室環(huán)境的監(jiān)測自動化、高效化提供了重要條件。GSM短消息以其覆蓋區(qū)域廣、快捷、高效、準確、費用低廉、受環(huán)境影響小等特點，逐步應用于工業(yè)控制、移動作業(yè)環(huán)境、遠程數據采集和監(jiān)控集中，可隨時隨地通

18、過GSM模塊以短消息方式發(fā)送和接收現場采集到的數據。具有實時性強、精度高的優(yōu)點，便于數據信息的集中管理和遠程控制。采用 AT89S52 單片機和 tc35i 作為核心器件，系統(tǒng)實現了對環(huán)境中溫度、濕度等參數的實時監(jiān)測。并將測得數據定時以 GSM 短消息的方式發(fā)送到手機、遠程監(jiān)控中心，也可設置標準環(huán)境參數。當環(huán)境參數不符合環(huán)境要求時向手機發(fā)送警報。 因此， 該系統(tǒng)是一種低成本體積小、可移動、方便操作的新型環(huán)境監(jiān)測儀。</p>

19、<p><b>　　第一章 方案論證</b></p><p>　　1.1 課題的來源</p><p>　　溫濕度是一種最基本的環(huán)境參數，人們生產生活與環(huán)境溫濕度息息相關，在工農業(yè)生產過程中需要實時測量溫濕度，在生產條件要求苛刻的實驗室等場所更需要實時測量溫濕度，因此，研究環(huán)境溫濕度的測量方法和測量裝置具有重要的意義。</p><p&

20、gt;　　隨著科技的發(fā)展和自動化水平的提高，溫度的自動監(jiān)測已經成為各行各業(yè)進行安全生產和減少損失采取的重要措施之一。特定場合下由于監(jiān)測分站比較分散、偏遠，采用傳統(tǒng)的溫度測量方式周期長、成本高，而且測量員必須到現場進行測量，因此工作效率非常低。且不便于管理。本文提出了基于GSM的遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)，采用SHT10數字溫濕度傳感器，通過現有的GSM網絡將監(jiān)測結果以短信方式發(fā)送至相應的監(jiān)控終端(如手機、PC機)。系統(tǒng)具有結構簡單、可靠性高、成本

21、低等特點，可廣泛應用于橋梁混凝土測溫、油氣井場、電力電纜火災監(jiān)測、糧倉及物資倉庫溫度監(jiān)測。</p><p>　　在信號測量中，我們常采用溫濕度傳感器來檢測溫度、濕度。在后續(xù)的信號處理中，多交由單片機進行信號的處理與分析。采用單片機來處理溫濕度傳感器檢測到的環(huán)境溫濕度信號，不僅具有系統(tǒng)控制簡單方便、可擴展性強、靈活性大等優(yōu)點，而且，還可以大幅度地提高環(huán)境溫濕度的檢測精度與準確度。因此，本次畢業(yè)設計選擇以AT89S5

22、2單片和GSM模塊為核心器件的環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)作為研究課題。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)結構和工作原理</p><p>　　本次系統(tǒng)設計以AT89S52單片和GSM模塊為核心部件，主要由溫濕度信號采集電路、時鐘電路、復位電路、電源電路、鍵盤控制電路、報警電路、LCD液晶顯示電路、GSM模塊電路組成。系統(tǒng)通過溫濕度傳感器電路對環(huán)境中的溫濕度信號進行準確的采集，并將采集到數據交于單片

23、機進行處理與分析。在單片機進行數據處理與分析的同時，LCD液晶顯示電路對檢測到數據進行顯示。若信號采集電路檢測到的檢測值超過人為的設定值時，則有單片機發(fā)送報警指令，此時，報警電路進行警示報警，以引起相關檢測人員的注意，從而實現對環(huán)境溫濕度狀況的檢測、顯示、報警。本系統(tǒng)設計具體可實現如下功能：（1）檢測環(huán)境的溫濕度狀況； (2) 通過LCD顯示屏自動顯示溫濕度采集電路采集到的環(huán)境溫濕度狀況；（3）通過LCD顯示屏實時顯示時間；（4）使用鍵

24、盤控制電路對溫濕度的上下限進行設定及修正，對LCD顯示的時間進行修正；（5）檢測值與設定值比較，并通過報警電路進行警示。</p><p>　　1.3 系統(tǒng)方案對比</p><p>　　在本次系統(tǒng)設計中，需要采用傳感器作為信號采集器件。所謂傳感器，就是能感受規(guī)定的被測量并按一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。簡單的說，就是能把被測的非電量轉換成為電信號輸

25、出的器件或裝置稱為傳感器。信號檢測效果的好壞是檢測系統(tǒng)設計成敗的關鍵，傳感器的選擇又決定了信號檢測的效果。為此，本次系統(tǒng)設計根據傳感器的選用設計以下兩種方案。</p><p>　　1.3.1 系統(tǒng)設計方案一</p><p>　　在方案一中，采用溫度傳感器來測量環(huán)境溫度，采用濕度傳感器來測量環(huán)境濕度，然后分別將采集到的數據通過各自的模數轉換電路進行信號轉換，即將采集到的模擬信號轉換為數字信

26、號，然后送到單片機進行數據的分析與處理。在方案一種，輔助電路主要由電源電路、復位電路、報警電路、液晶顯示電路、鍵盤控制電路等組成。方案結構如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 方案結構圖一</p><p>　　1.3.2 系統(tǒng)設計方案二</p><p>　　在信號采集檢測系統(tǒng)中，傳感器的選用尤為重要，往往決定著檢測到的信號是否準確，決定著檢測系統(tǒng)設計的成

27、??；再者，眾所周知，相對濕度是溫度的函數，溫度嚴重地影響著指定空間內的相對濕度，溫度每變化0.1℃。將產生0.5％RH的濕度變化。使用場合如果難以做到恒溫，提出過高的測濕精度是不合適的。因為濕度隨著溫度的變化漂浮不定，所以，只談測量濕度的精度將失去實際意義。因此，在系統(tǒng)設計方案二中，采用集成化的溫濕度傳感器來檢測環(huán)境的溫濕度，然后送給51單片機進行分析與處理。系統(tǒng)設計方案二的結構如圖1.2所示。</p><p>

28、　　圖1.2 方案結構圖二</p><p>　　1.3.3 方案對比與選擇</p><p>　　在現代生產生活中 ,溫度和濕度的監(jiān)測被廣泛應用于倉儲管理、智能化建筑、氣象、環(huán)保、生物制藥、食品加工等眾多領域。相對于溫度測量而言，濕度的測量是一個難點，目前的濕敏傳感器多為電容式傳感器，通過在不同濕度下介質的介電常數變化引起電容值的變化來測量濕度。傳統(tǒng)的濕度傳感器需設計信號調理電路并要經過復

29、雜的校準、標定過程，測量精度難以得到保證，而且在線性度、重復性、互換性等方面也往往不盡如人意。</p><p>　　隨著信息科學與微電子技術，特別是微型計算機與通信技術的迅猛發(fā)展，傳感器逐漸與微處理器、微型計算機相結合，產生了智能式傳感器。智能化傳感器是借助于半導技術將傳感器部分與信號調節(jié)電路、接口電路和微處理器制作在同一塊芯片上，即構成大規(guī)模集成電路的智能化傳感器。</p><p>　　

30、方案一中分別采用溫度傳感器、濕度傳感器進行溫濕度采集，不僅需要各自配備相應的數模轉換電路，使電路變得復雜，而且，在后續(xù)的系統(tǒng)調試過程中也容易出現許多不必要的麻煩。而方案二中采用溫濕度一體化的傳感器，不僅簡化了電路結構，而且，省去了方案一中由于電路調試所帶來的不必要麻煩。因此方案二電路簡單，抗干擾能力強。采用溫濕度一體化的智能傳感器，它不僅具有信號檢測、轉換和處理功能，同時還具有存貯、記憶、自補償、自診斷等多種功能。因而體積縮小、線路簡化

31、、結構更緊密，可靠性和抗干擾能力大大提高。通過方案之間的比較，本課題選擇第二種方案進行系統(tǒng)設計。</p><p>　　第二章 遠程溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計</p><p>　　2.1 硬件系統(tǒng)設計概述</p><p>　　本系統(tǒng)設計主要有兩大部分組成：環(huán)境數據采集部分和數據監(jiān)測終端部分。環(huán)境數據采集部分主要由環(huán)境數據采集傳感器、AT89S52單片機和GSM無線收發(fā)

32、模塊等部件組成，其中環(huán)境數據采集傳感器采用SHT10溫濕度一體化的數字傳感器作為環(huán)境溫濕度采集電路的主要部件，SHT10采集到的環(huán)境溫濕度信號送給AT89S52單片機進行分析與處理。單片機主要控制環(huán)境數據采集傳感器和GSM無線收發(fā)模塊兩者的有序工作，一方面它用來進行用戶權限鑒定，另一方面將得到的數據轉換成GSM短信模式，同時控制tc35i收發(fā)模塊發(fā)送數據。GSM無線收發(fā)模塊即tc35i負責發(fā)送和接收短信，它可以向用戶監(jiān)測終端發(fā)送檢測到的

33、實時環(huán)境數據，也可以接收送到用戶監(jiān)測終端發(fā)來的命令消息。液晶顯示電路采用LCD1602就可以完成顯示需求。報警電路由三極管和蜂鳴器等組成，當檢測值超過設定值時，報警電路中的蜂鳴器響起，實現報警功能。鍵盤控制電路由于所需按鍵較少，采用獨立式鍵盤方式完成鍵盤掃描等功能。</p><p>　　整個電路采用AT89S52 結合外同電路實現對溫濕度的數據采集和監(jiān)控。系統(tǒng)循環(huán)監(jiān)控環(huán)境，若出現問題，單機片立即通過 AT 命 令

34、 RS232 異步串行接口與 GSM 收發(fā)模塊進行通信， 并利用該模塊向手機終端或計算機監(jiān)控中心發(fā)送短信息。 監(jiān)測者可用短信命令設置智能模塊， 或發(fā)送短消息查詢命令查詢其監(jiān)控情況，從實現到無線監(jiān)測。該方式無需撥號，短信收發(fā)模塊直接把傳輸的內容和終端號碼傳送給 SMSC，再由SMSC 發(fā)送給接收終端。如果發(fā)送失敗，網絡保留消息重新發(fā)送。</p><p>　　2.2 單片機最小系統(tǒng)設計</p><

35、;p>　　2.2.1 單片機簡要介紹</p><p>　　單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。</p><p>　　在我國使

36、用最多的是英特爾公司的MCS-51系列單片機。它是一種8位的單片機，具有品種全、兼容性強、軟硬件資源豐富以及性能價格比高等特點，非常適合我國的國情，已為我國廣大工程技術人員所熟悉。</p><p>　　MCS-51系列單片機在硬件資源方面，片內數據存儲器采用8位地址，尋址范圍為256字節(jié)；4個雙向的8位并行I/O接口，可用于地址和數據的傳送；也可與8234、8155等連接，進行外部I/O接口的擴展；一個串行I/O

37、接口，為全雙工串行通信口，可用于數據的串行接收和發(fā)送，為構成串行通信網絡提供了方便；兩個（8052為三個）16位的定時器/計數器，具有4種工作方式；中斷系統(tǒng)設置有2級中斷優(yōu)先權，具有5個中斷源。</p><p>　　AT89S52系列單片機為MCS-51系列的新一代產品，其內部組織基本相同，除保留了MCS-51單片機的所有特性外，還增設了空閑和掉電兩種可以用軟件進行選擇的低功耗工作方式，主要技術特點是向外部接口電

38、路擴展，以實現微控制器完善的控制功能。</p><p>　　2.2.2單片機的工作方式</p><p>　　單片機共有復位，程序執(zhí)行，低功耗和編程與加密四種工作方式，下面分別加以介紹。 </p><p><b>　　1復位方式</b></p><p><b>　　1.1為什么要復位</b></

39、p><p>　　單片機規(guī)定執(zhí)行程序時總是從地址0000H開始的，所以在進入系統(tǒng)時必須對CPU進行復位也叫初始化。另外由于程序運行中的錯誤或操作失誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為了擺脫這種狀態(tài)也需要進行復位，就象電腦死機了要重新啟動一樣。</p><p><b>　　1.2 復位的原理</b></p><p>　　單片機復位的方法其實很簡單只要在RST引腳

40、9腳上加一個持續(xù)時間為24個振蕩周期即兩個機器周期的高電平就可以了。</p><p>　　1.3 如何進行復位</p><p>　　復位操作有上電自動復位、按鍵復位、外部脈沖復位3種方法。</p><p>　　上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現的看圖2.1</p><p><b>　　圖2.1</b><

41、/p><p>　　當電源剛接通時電容C對下拉電阻開始充電，由于電容兩邊的電壓不能突變，所以RTS端維持高電平只要這個充電時間不超過1ms一般都就可以實現對單片機的自動上電復位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的初始化。在實際的工程應用中如果沒有特殊要求一般都采用這種復位方式。</p><p>　　按鍵復位的電路如圖2.2所示 </p><p><b>　　圖2.

42、2</b></p><p>　　它其實就是在上電復位的基礎上加了R1和SA。這種電路一般用在需要經常復位的系統(tǒng)中。</p><p>　　外部脈沖復位的電路如圖2.3所示</p><p><b>　　圖2.3 </b></p><p>　　外部脈沖復位通常用于要求比較高的系統(tǒng)，比如希望系統(tǒng)死鎖后能自動復位

43、。外部復位是由專門的集成電路來實現的也就是我們通常俗稱的看門狗電路。它們不但能完成對單片機的自動復位功能而且還有管理電源用作外部存儲器等功能。</p><p>　　1.4復位后的狀態(tài)　 </p><p>　　復位除對PC產生影響外，還會對其他一些寄存器產生影響，復位時這些特殊寄存器的狀態(tài)如表一所示。</p><p><b>　　表一</b>&l

44、t;/p><p><b>　　2 程序執(zhí)行方式</b></p><p>　　程序執(zhí)行是單片機的基本工作方式。由于復位后PC=0000，所以程序就從地址0000H開始執(zhí)行，此時單片機就根據指令的要求完成一系列的操作控制。不過在實際使用中程序并不會從0000H開始執(zhí)行而總是安排一條跳轉指令比如ajmp START。</p><p><b>　

45、　3 低功耗操作方式</b></p><p>　　在以電池供電的系統(tǒng)中有時為了降低電池的功耗，在程序不運行時就要采用低功耗方式。低功耗方式有兩種：待機方式和掉電方式。</p><p>　　低功耗方式是由電源控制寄存器PCON來控制的。電源控制寄存器是一個逐位定義的8位寄存器，其格式如下：</p><p>　　SMOD：串行通信的波特率選擇位。</p

46、><p>　　----：保留位，未定義。</p><p>　　GF1、GF0：在串行通訊時用為通用標志位，供用戶在程序設計時使用。</p><p>　　PD：掉電保持模式控制位，PD=1進入掉電方式。</p><p>　　IDL：空閑模式控制位，IDL=1進入待機方式。</p><p><b>　　3.1 待機方

47、式</b></p><p><b>　　進入待機方式</b></p><p>　　當使用指令使PCON寄存器的IDL=1則進入待機工作方式，此時CPU停止工作，但時鐘信號仍提供給RAM定時器、中斷系統(tǒng)和串行口。同時堆棧指針SP、程序計數器PC程序狀態(tài)字PSW、累加器ACC以及全部的通用寄存器都被凍結起來。單片機的消耗電流從24mA降為3.7mA這樣就可以節(jié)

48、省電源的消耗。</p><p><b>　　退出待機方式</b></p><p>　　退出待機方式可以采用引入中斷的方法。在中斷程序中安排一條RETI的指令就可以了。</p><p><b>　　3.2掉電方式 </b></p><p><b>　　進入待機方式</b><

49、/p><p>　　當使用指令使PCON寄存器的PD=1則進入掉電工作方式此時單片機的一切工作都停止只有內部RAM的數據被保持下來掉電方式下電源可以降到2V耗電僅50uA此時就相當于把顯示器和硬盤也關閉了。</p><p><b>　　退出待機方式</b></p><p>　　退出掉電工作方式的唯一方法是復位。不過應在電源電壓恢復到正常值后再進行復位

50、。復位時間要大于1mS，在進入掉電方式前電源電壓是不能降下來的。因此可靠的單片機電路最好要有電源檢測電路。顯然掉電方式和待機方式是兩種不同的低功耗工作方式，前者可以在無外部事件觸發(fā)時降低電源的消耗而后者則在程序停止運行時才使用。</p><p><b>　　4 編程和加密方式</b></p><p>　　單片機的編程與加密是由專門的設備來完成的。這種設備稱為編程器或燒

51、錄器。單片機的加密是為了保護編程者的勞動成果而設計的一種工作方式。</p><p>　　2.2.3 單片機最小系統(tǒng),</p><p>　　單片機最小系統(tǒng)或者稱為最小應用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。對51系列單片機來說,最小系統(tǒng)一般應該包括:單片機、晶振電路、復位電路。圖2.4給出51單片機的最小系統(tǒng)電路圖.</p><p>　　圖2.4單片機最

52、小系統(tǒng)</p><p>　　復位電路：由電容串聯電阻構成，由圖并結合"電容電壓不能突變"的性質，可以知道當系統(tǒng)一上電，RST腳將會出現高電平，并且這個高電平持續(xù)的時間由電路的RC值來決定。典型的51單片機當RST腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復位，所以適當組合RC的取值就可以保證可靠的復位。一般推薦C 取10u。當然也有其他取法的,原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產生不少于2個機周期的

53、高電平復位電路。單片機復位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現死機，按下重啟按鈕電腦內部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機也一樣，當單片機系統(tǒng)在運行中，受到環(huán)境干擾出現程序跑飛的時候，按下復位按鈕內部的程序自動從頭開始執(zhí)行。</p><p>　　時鐘電路用于產生AT89S52單片機工作時所必須的控制信號。AT89S52單片機各功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準，有條不紊地工作的。因此時鐘頻率直接影響單片機的速

54、度，時鐘電路的質量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路有兩種方式，一種是內部時鐘方式，另一種為外部時鐘方式，本系統(tǒng)采用內部時鐘方式，將XTAL1與XTAL2兩引腳跨接石英晶體和微調電容，構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。</p><p>　　2.3 溫濕度采集電路設計</p><p>　　在溫濕度采集電路中，傳感器的選用是關鍵。在實際的應用電路中，對傳感器的基本要求主要有：反應靈敏、準確

55、；工作可靠、穩(wěn)定；能量轉換效率要高；抗干擾能力要強等?，F代傳感器在原理與結構上千差萬別，如何根據具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進行某個量的測量時首先要解決的問題。當傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設備也就可以確定了。測量結果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。</p><p>　　2.3.1 傳感器的選用原則</p><p>　　1)根據

56、測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型</p><p>　　要進行—個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源

57、，國產還是進口，價格能否承受，還是自行研制。</p><p>　　在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。</p><p><b>　　2)靈敏度的選擇</b></p><p>　　通常，在傳感器的線性范圍內，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利于信

58、號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的干擾信號。傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。</p><p><b>　　3)頻率響應特性</b>&

59、lt;/p><p>　　傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件，實際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。傳感器的頻率響應高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結構特性的影響，機械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。</p><p>　　在動態(tài)測量中，應根據信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性，以免產生過火的誤差。

60、</p><p><b>　　4)線性范圍</b></p><p>　　傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時

61、，在一定的范圍內，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。</p><p><b>　　5)穩(wěn)定性</b></p><p>　　傳感器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結構外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應能力。在選擇傳感器之前，應

62、對其使用環(huán)境進行調查，并根據具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當的措施，減小環(huán)境的影響。</p><p>　　傳感器的穩(wěn)定性有定量指標，在超過使用期后，在使用前應重新進行標定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格，要能夠經受住長時間的考驗。</p><p><b>　　6)精度</b&g

63、t;</p><p>　　精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的，選用重復精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級

64、能滿足要求的傳感器。對某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設計制造傳感器。自制傳感器的性能應滿足使用要求。</p><p>　　2.3.2 溫濕度傳感器SHT10簡介</p><p>　　SHTxx 系列產品是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片,提供全量程標定的數字輸出。它采用專利的CMOSens技術,確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電容性聚合體濕度敏感

65、元件和一個用能隙材料制成的溫度敏感元件, 這兩個敏感元件與一個14 位的 A/D 轉換器以及一個串行接口電路設計在同一個芯片上面。該傳感器品質卓越,響應超快,抗干擾能力強,極高的性價比。每個傳感器芯片都在極為精確的恒溫室中進行標定, 以鏡面冷凝式露點儀為參照。通過標定得到的校準系數以程序形式儲存在芯片本身OTP 內存中. 通過兩線制的串行接口與內部的電壓調整,使外圍系統(tǒng)集成變得快速而 簡單微小體積,極低功耗等優(yōu)點使其成為各類應用中的首選

66、。</p><p>　　SHTxx 系列產品的特點：露點測量、全標定輸出,無需標定即可互換使用。卓越的長期穩(wěn)定性、兩線制數字接口,無需額外電路，基于請求式測量,低能耗 、4針引腳安裝、超小尺寸、自動休眠、超快響應時間等。 應用領域 ：暖通空調 、HVAC 汽車、 消費電子、 家用氣象站、 濕度調節(jié)器 、 測試及檢測設備 、數據記錄儀、 自動控制 、家電產品 、醫(yī)療儀器等。</p><p&

67、gt;　　基本型號見表二 </p><p><b>　　表二</b></p><p><b>　　接口說明 </b></p><p>　　電源引腳 SHTxx 的供電電壓為 2.4~5.5V。傳感器上電后,要等待 11m 來完成"休眠"狀態(tài)。在此期間無需發(fā)送任何指令

68、。電源引腳(VDD,GND)之間可增加一個 100nF 的濾波電容.。串行接口 (兩線雙向) SHTxx 應用的的串行接口技術,在傳感器信號讀取及電源損耗方面都做了優(yōu)化處理；但與 I2C 接口不兼容。SHTxx 溫濕度傳感器注意事項</p><p>　　1）按引腳說明圖連接電路。區(qū)分使用引腳和非使用引腳,并注意 VCC,GND,DATA,SCK 四個引腳的具體位。</p><p>　　2

69、)SHTxx 焊接溫度要求使用標準的波動焊爐,在最高 250℃的溫度條件下不超過 30 秒。手動焊接,在最高 350℃的溫度條件下接觸時間須少于 5 秒。</p><p>　　3）傳感器焊接后的恢復處理 ：由于焊接時傳感器局部受熱過高,可能導致測量數據不準確(溫度偏高, 濕度偏低) , 因此, 傳感器焊接以后, 必需在 20-30℃ (70-90℉) 和>74%RH 的濕度條件下保持 48 小時。</

70、p><p>　　4） 傳感器的應用環(huán)境要求:如果一些大分子與傳感器內部的濕敏元件接觸,很難再揮發(fā)到空氣中,會阻塞空氣中水分子的滲入,導致傳感器反應不靈敏,測量濕度偏高.因此,在使用過程中,傳感器要遠離塑料,硅膠,香水等大分子材料和物質。 </p><p>　　5)注意上拉電阻的連接.由于不加上拉電阻或者阻值選用不當,給應用帶來麻煩。通常情況,在數據線 DATA 上加 10K-20K 的上拉電阻

71、. 具體情況由用戶根據自己的單片機類型進行實際調整。</p><p>　　6） 注意 SCK 的頻率選擇。建議 SCK 的頻率范圍為 4-6MHz , 最高頻率不得超過 10MHz。如果用戶選用晶振頻率較高,要在軟件上加一些延時和空操作指令,以調整時序。</p><p>　　7）注意單片機的 I/O 設置。注意選用不同單片機編程時對 SCK,DATA 的 I/O 方向設置與轉換。 <

72、/p><p>　　8）注意避免冷凝現象的發(fā)生。SHT 系列溫濕度傳感器在結露和浸水情況下,其本身的性能和質量不會受到任何損壞, 但是, 由于水滴對敏感元件的影響, 會導致傳感器測量數據不準確, 此時讀出的數據不具有實際意義.如果傳感器工作在 95%RH 以上高濕環(huán)境,要避免發(fā)生冷凝現象。方法:通過軟件驅動傳感器內部的加熱器,打破冷凝條件。數據讀取正常后,即可關掉加熱器。</p><p>　　本

73、設計主要用SHT10 數字式溫濕度傳感器，其接口電路圖如圖2.5</p><p><b>　　圖2.5</b></p><p>　　SHT10傳感器由相對濕度傳感器, 溫度傳感器, 校準存儲器, 14 位 A/D 轉換器, 信號放大器 和 I2C 總線接口構成。SHT10 具備卓越的長期穩(wěn)定性, 露點值計算輸出功能, 全較準, 數字輸出功能, 免外圍電路, 完全低功耗

74、, 采用表面貼片封裝或四腳互換封裝, 體積微小, 全自動降能功能。</p><p>　　單片機和 SHT10 接口電路 </p><p>　　由于AT89S51 不具備 I2C 總線接口, 故使用單片機通用 I/O 口線來虛擬 I2C 總線, 利用 P1.1來虛擬時鐘線, 利用 P1.2 口線來虛擬數據線 DATA, AT89S51 單片機與 SHT10 的接口電路如圖 2.6所示.

75、 </p><p><b>　　圖2.6</b></p><p>　　當單片機發(fā)出了傳輸開始命令, 且 SHT10 正確接收到溫濕度測量命令后, 單片機就要等到測量完成。使用 8/12/14 位的分辨率測量分別需要大約 11/55/210 毫秒。為表明測量完成, SHT10 會使數據線為低, 此時單片機必須重新啟動 SCK。然后傳送兩字節(jié)測量數據與 1 字節(jié) CRC

76、校驗和。在傳輸過程中控制器必須通過使 DATA 為低來確認每一字節(jié), 所有的測 量值從右算 MSB 列于第一位。通訊在確認CRC 數據位后停止。如果沒有用 CRC- 8 校驗 和, 則單片機需要在測量數據 LSB 后, 保持 ACK 為高來停止通訊, SHT10 在測量和通訊完成 之后會自動返回睡眠模式。需要注意的是, 為使 SHT10 溫升低于 0.1℃, 則此時工作頻率不能大于15% 。</p><p>　　

77、2.4 TC35i通信模塊</p><p>　　TC35i是西門子最新推出的無線通信模塊，功能與TC35兼容，設計緊湊。TC35i與GSM 2／2+兼容，雙頻(GSM900/GSMl800)工作，帶有RS232數據口。符合ETSI標準GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT命令接口，為數據、語音和短消息提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開

78、發(fā)及設計[4，5]。TC35i有40個引腳，通過ZIF連接器引出。這些引腳可劃分為5類，即電源、數據輸入／輸出、SIM卡、音頻接口和控制。因為此次不需要用35到40引腳且?guī)熘袩oTC35i元件模型，因此用34引腳模型代替。外圍電路圖如圖2.7所示。</p><p><b>　　圖2.7</b></p><p>　　1～14引腳為電源部分，其中l(wèi)～5引腳為電源電壓輸入端V

79、BATT+，6～10引腳為電源地GND，ll～12引腳為充電端，13引腳為對外輸出電壓(供外部電路使用)，14引腳ACCU／TEMP接負溫度系數的熱敏電阻；24～29引腳為SIM卡連接端；33～40引腳為語音接口用來接電話手柄。15、30、31和32引腳為控制部分，15引腳為啟動線IGT(Ignition)。當TC35i通電后必須給IGT一個大于100 mV的低電平，模塊才能啟動。30引腳為RTC backup；31引腳為掉電控制；32

80、引腳為SYNC，16～23引腳為數據輸入／輸出端。</p><p>　　電源電路分為充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分。充電電池為整個系統(tǒng)提供3.6 V 工作電壓。同時產生MAX232所需要的高電平：三端電源模塊LM7806將外部12 V直流電源轉換為6 v。連接至ZIF連接器的11、12引腳。在充電模式下可為TC35i提供6V／500。mA的充電電源。</p><p>　　啟動電路由漏極開路三

81、極管和上電復位電路組成。模塊上電10ms后(電池電壓須大于3 V)，為使之正常工作，必須在15引腳(IGT)施加低電平信號，至少保持100 ms且該號下降沿時間小于1ms，啟動后15引腳應保持高電平。</p><p>　　數據通信電路主要實現短消息收發(fā)、與PC機通信、軟件控制等功能。TC35i的數據接口采用串行異步收發(fā)，符合RS-232接口電路標準。工作在CMOS電平(2.65 V)。數據通信電路以MAX232為

82、核心實現電平轉換及串口通信。</p><p>　　2.5 鍵盤控制電路設計</p><p>　　2.5.1 鍵盤控制的主要功能</p><p>　　在單片機應用系統(tǒng)中，鍵盤用于輸入數據、代碼和命令；顯示器用來顯示單片機的輸入值、控制過程中間信息及運算結果等。鍵盤和顯示器是實現人機對話，是兩個必不可少的硬件配置。</p><p>　　在本系統(tǒng)

83、中，鍵盤控制電路的主要功能是用于溫濕度初值的設定和檢測時間實時顯示值的修改。</p><p>　　2.5.2 鍵盤電路設計</p><p>　　在鍵盤接口技術中，鍵盤分獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤兩種。</p><p><b>　　1、獨立式鍵盤</b></p><p>　　獨立式鍵盤是最簡單的鍵盤電路，每個鍵獨立的連接一根

84、輸入線。這種鍵盤的優(yōu)點是結構簡單、使用方便，目前這種結構的鍵盤應用還相當普通，這種鍵盤的缺點是每個鍵占用一根I/O口線，這樣隨著鍵盤數量的增加I/O端口會不足。因此獨立式按鍵結構的鍵盤只適應于鍵盤數量較少的應用系統(tǒng)。</p><p><b>　　2、矩陣式鍵盤</b></p><p>　　矩陣式鍵盤也稱行列式鍵盤。在系統(tǒng)所需按鍵數較多時，采用此種結構式鍵盤。</

85、p><p>　　行列式鍵盤由鍵盤開關矩陣、輸出（行線）鎖存器、輸入（列線）緩沖器三部分組成。在行列式鍵盤有以下幾種結構形式。</p><p>　　第一種是直接使用I/O口構成的行形式鍵盤電路。MCU的I/O口輸出具有鎖存器，輸入具有緩沖器，因此應用I/O口直接與行線、列線相連就可以組成行列式鍵盤。</p><p>　　第二種是利用I/O口和譯碼器構成的行列式鍵盤電路。&

86、lt;/p><p>　　第三種是利用串行口和移位寄存器構成的行列式鍵盤電路。</p><p>　　盡管構成的行列式鍵盤結構形式不一樣，但它們的工作原理是相同的。按鍵掃描方式有以下3種：</p><p>　　第一種程控掃描方式。CPU從執(zhí)行程序就開始了鍵盤的掃描，等待來自鍵盤的命令。這種程控掃描方式，適用單任務多分支結構。</p><p>　　第二

87、種定時掃描方式。在多任務應用系統(tǒng)中，既要執(zhí)行當前任務，又要及時接受鍵盤命令，定時掃描方式適應這種需要。具體做法是：在程序初始化時，先對定時/計數器進行設置，使其每10ms中斷一次，每次中斷，CPU將去掃描一次鍵盤，若掃描到有鍵按下，CPU將對鍵盤輸入作相應的處理。</p><p>　　第三種中斷掃描方式。當有鍵按下時，產生中斷請求，CPU響應中斷，在中斷服務程序掃描鍵盤后做相應處理。這是多任務應用系統(tǒng)常用的一種方

88、式。</p><p>　　在這次設計中，鍵盤控制電路主要用于設定溫濕度的上下限和對時鐘電路所需顯示的時間數據進行修正等，所用按鍵數較少，所以使用獨立式鍵盤，足以滿足系統(tǒng)設計的要求。所需的五個按鍵分別連接單片機端口中的五個引腳相連接即可。其電路結構如圖7所示。</p><p>　　圖2.8 獨立式鍵盤連接圖</p><p>　　2.6 液晶顯示電路設計</p&g

89、t;<p>　　本次設計中，所需要顯示的數據主要有溫度值、濕度值以及時間，也即所需顯示的數據不多，而LCD1602可以總共顯示32個字符，因此，采用LCD1602完全能夠滿足顯示要求，這也是液晶顯示電路設計中采用LCD1602的緣故。</p><p>　　液晶顯示模塊以其功耗、體積小、顯示內容豐富、模塊化、接口電路簡單等諸多優(yōu)點，在電器設備、儀器、儀表中得到廣泛應用。液晶顯示模塊分字符型和點陣型兩種

90、，前者字符型顯示模塊只能顯示常用的字符，后者點陣型液晶顯示模塊除顯示字符外還能顯示各種圖形和漢字。目前，盡管液晶顯示模塊種類繁多，但是其結構及控制方法是一樣的。</p><p>　　LCD1602液晶顯示模塊表示橫向有128點，縱向有16點，可顯示16×2中文字2行，每行16個字。芯片工作電壓為4.5V—5.5V，最佳工作電壓為5V。1602液晶顯示芯片的引腳分布如圖8所示。</p>&l

91、t;p>　　圖2.9 1602液晶顯示芯片引腳分布圖</p><p>　　LCD1602芯片各引腳接口說明如表三所示。</p><p>　　表三 1602液晶顯示模塊引腳功能</p><p>　　1602LCD顯示電路連接圖如圖2.10所示。</p><p>　　圖2.10 1602LCD顯示電路連接圖</p><

92、p>　　2.7 報警電路設計</p><p>　　當傳感器的測定值超出系統(tǒng)預設值時，蜂鳴器發(fā)出報警聲音，提示監(jiān)測人員注意，以便做出相應調整。報警電路是通過蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲來起到報警作用的。報警電路與單片機的接口電路如圖2.11所示。</p><p>　　圖2.11 報警系統(tǒng)與單片機接口圖</p><p>　　2.8 實時時鐘電路設計</p>&l

93、t;p>　　2.8.1 DS1302簡介</p><p>　　DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數據。DS1302內部有一個31×8的用于臨時存放數據的RAM寄存器。D

94、S1302是DS1202的升級產品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。</p><p>　　DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當Vcc2大于Vcc1+0.2V時，Vcc2給DS1302供電。當Vcc2小于Vcc1時，DS

95、1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數據的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數據傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數據傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在

96、Vcc>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數據輸入輸出端(雙向)。SCLK為時鐘輸入端。下圖為DS1302的引腳功能圖：</p><p>　　圖2.12 DS1302的引腳功能圖</p><p>　　2.8.2 實時時鐘電路</p><p>　　DS1302中的引腳5、引腳6、引腳7分別與51單

97、片機端口P3中的引腳5、引腳6、引腳7三個相連接，DS1302中的引腳2和引腳3連接一個晶振，即構成了實時時鐘電路，實時時鐘電路如圖2.13所示。</p><p>　　圖2.13 實時時鐘電路</p><p><b>　　第3章 軟件設計</b></p><p>　　3.1 程序設計語言與軟件開發(fā)環(huán)境</p><p&

98、gt;　　3.1.1 程序設計語言的選用</p><p>　　在單片機的開發(fā)應用中，逐漸引入了高級語言，C語言就是其中的一種。對于用慣了匯編語言的人來說，高級語言的可控性不好，不如匯編語言那樣能夠隨心所欲。但是使用匯編語言會遇到很多問題，首先它的可讀性和可維護性不強，特別是當程序沒有很好標注的時候；其次就是代碼的可重用性也比較的低。C語言卻沒有這些問題。</p><p>　　C語言具有模

99、塊化，容易閱讀和維護等優(yōu)點。由于模塊化，用C語言編寫的程序有很好的可移植性，功能化的代碼能夠很方便地從一個工程移植到另一個工程，從而減少了開發(fā)的時間。</p><p>　　用C語言編寫程序比用匯編語言更符合人們的思考習慣，開發(fā)者可以更專心地考慮算法而不用費很大力氣考慮一些細節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調試的時間。使用C語言，程序員不必十分熟悉處理器的運算過程，這是因為很多處理器支持C編譯器，這也使得用C語言編寫的程

100、序有很好的可移植性。</p><p>　　所有這些并不說明匯編語言就沒有了立足之地，很多系統(tǒng)特別是實時時鐘系統(tǒng)都是用C語言和匯編語言聯合編寫的。對時鐘要求嚴格時，使用匯編語言是唯一的方法。C語言的特點就是可以使程序員盡量少地對硬件進行操作，它是一種功能性和結構性很強的語言。</p><p>　　對于大多數51系列單片機，使用C語言有如下優(yōu)點：</p><p>　　1

101、、不需要了解處理器的指令集，也不必了解存儲器結構。</p><p>　　2、寄存器分配和尋址方式由編譯器進行管理，編程時不需要考慮存儲器的尋址和數據類型等細節(jié)。</p><p>　　3、指定操作的變量選擇組合提高了程序的可讀性。</p><p>　　4、可使用與人的思維更相近的關鍵字和操作函數。</p><p>　　5、與使用匯編語言編程相比

102、，C語言的程序的開發(fā)和調試時間大大縮短。</p><p>　　6、C語言中的庫文件提供許多標準的例程，例如格式化輸出、數據轉換和浮點運算等。</p><p>　　7、可實現模塊化編程技術，從而可將已編制好的程序加入到新程序中。</p><p>　　8、C語言可移植性好且非常普及，C語言編譯器幾乎適用于所有的目標系統(tǒng)，已完成的軟件項目可以很容易地轉換到其他的處理器或環(huán)

103、境中。</p><p>　　綜上所述，在本次畢業(yè)設計中，使用C語言來編寫程序。</p><p>　　3.1.2 KeilC51簡介</p><p>　　單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼

104、，用于MCS-51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行的開發(fā)MCS-51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運行Keil軟

105、件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。</p><p><b>　　1、系統(tǒng)概述</b></p><p>　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編語言相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明

106、顯的優(yōu)勢，因而易學易用。</p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows界面。另外，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現高級語言的優(yōu)勢。</p><p>　　2、Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結構</p&g

107、t;<p>　　C51工具包的整體結構中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由

108、OH51轉換成標準的Hex文件，以供調試器dScope51或tScope51使用，進行源代碼級調試；也可由仿真器使用，直接對目標板進行調試；也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。</p><p>　　3.1.3 uVision2集成開發(fā)環(huán)境</p><p><b>　　1、項目管理</b></p><p>　　工程(project)是由源

109、文件、開發(fā)工具選項以及編程說明三部分組成的。 </p><p>　　一個單一的uVision2工程能夠產生一個或多個目標程序。產生目標程序的源文件構成“組”。開發(fā)工具選項可以對應目標，組或單個文件。</p><p>　　uVision2包含一個器件數據庫(device database)，可以自動設置匯編器、編譯器、連接定位器及調試器選項，用來滿足用戶的特定需求。</p&g