基于GTM900C的節(jié)水灌溉終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)—畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、此頁摘 要利用GTM900C的無線數(shù)據(jù)傳輸功能，將灌溉現(xiàn)場單片機(jī)與上位控制管理計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)灌溉參數(shù)的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸與控制管理。用戶可以有參數(shù)設(shè)置的灌溉情況和統(tǒng)計(jì)。他們也能找到測量和控制終端的狀態(tài)，然后將其存儲和顯示電腦中的數(shù)據(jù)和圖形。系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C51和單片機(jī)為核心部件，下位機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)完成對土壤濕度信號的采集、處理、顯示以及對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制并向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)等功能;利用MCS51匯編語言編制下位機(jī)運(yùn)行程序，上位機(jī)單片機(jī)通過串行通信方式接收下位機(jī)的檢測信息并向其傳輸控制信息。論文深入介紹了GTM900C模塊的使用，以及與文中所列舉的單片機(jī)，顯示器，無線傳感器，報(bào)警器等連接與使用，實(shí)現(xiàn)

2、通過GPRS流量數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫酵寥罎穸惹闆r并將信息傳送給系統(tǒng)，打開電磁閥，實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉。關(guān)鍵詞：GTM900C；無線傳感器；GPRS；節(jié)水灌溉 AbstractGTM900C using the wireless data transmission function, will be the single chip irrigation and upper management control computer connections, realize the real-time data transmission irrigation parameters and control manage

3、ment. The user can have parameters Settings and irrigation statistics. They can also find measurement and control terminal of the state, and then the store and display the data in computer and graphics.On the single chip computer AT89C51 single chip microcomputer system and for the core parts of a m

4、achine under SCM system on soil humidity complete signal collection, processing, display and to implement the program control and up a machine to send data function; Use of MCS51 assembly language under a machine to run the program, PC microcontroller through serial communication way under the testi

5、ng a machine receive information to the transmission and control information.Paper in-depth introduction on the use of GTM900C module, and the listing the microcontroller, display, wireless sensor, alarm and etc connection and use, realize through the GPRS flow data transmission soil humidity and ge

6、t the information transmitted to the system, open the electromagnetic valve, realizing water-saving irrigation.Keywords: GTM900C; Wireless sensors; GPRS; Water-saving irrigation目 錄第一章緒論11.1課題研究背景11.2研究目的和意義11.3任務(wù)和要求1第二章智能灌溉系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)32.1灌溉系統(tǒng)的組成32.2主要器件的選擇32.3.1單片機(jī)選型42.3.2無線通信模塊選型方案52.3.3鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案72.3.4顯示

7、模塊設(shè)計(jì)方案72.3.5數(shù)據(jù)模塊設(shè)計(jì)方案82.3.6計(jì)時模塊設(shè)計(jì)方案82.3.7A/D模塊設(shè)計(jì)方案102.3.8傳感器模塊選型方案10第三章硬件電路設(shè)計(jì)123.1單片機(jī)AT89C51硬件設(shè)計(jì)123.2無線通信模塊選型與硬件接口電路153.3鍵盤模塊硬件設(shè)計(jì)243.4顯示單元硬件設(shè)計(jì)263.5存儲單元硬件設(shè)計(jì)273.6 A/D轉(zhuǎn)換單元硬件設(shè)計(jì)29第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)324.1 主程序設(shè)計(jì)324.2 鍵盤掃描子程序設(shè)計(jì)334.3 實(shí)時時鐘中斷與控制功能的完成344.4 時間灌溉控制功能的實(shí)現(xiàn)354.5 其它控制功能的實(shí)現(xiàn)354.5.1 定時設(shè)定功能的實(shí)現(xiàn)354.5.2 濕度范圍設(shè)定功能的實(shí)現(xiàn)364.

8、6 GTM900C軟件設(shè)計(jì)364.6.1 GPRS系統(tǒng)簡介364.6.2 AT命令簡介374.6.3 AT命令類型374.6.4 AT 命令語法384.6.5 AT命令說明384.6.6 灌溉信息發(fā)送軟件設(shè)計(jì)45第五章技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析48第六章結(jié)論50參考文獻(xiàn)51謝 辭52附錄一附錄二畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于GTM900C的節(jié)水灌溉終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一章 緒論1.1 課題研究背景中國是一個領(lǐng)銜的農(nóng)業(yè)國，它地域遼闊，水資源的供給極為重要，而農(nóng)業(yè)灌溉的用水需求量也在不斷提高，為了降低用水量，實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能，節(jié)省更多的人力物力，論文研究基于GTM900C的節(jié)水灌溉終端系統(tǒng)。系統(tǒng)采用AT89S51的單片機(jī)計(jì)算機(jī)，傳

9、感器節(jié)點(diǎn)作為主機(jī)控制器。它連接的溫度和濕度傳感器循環(huán)通過臺單片機(jī)系列和GPRS模塊GTM900C數(shù)字傳感器收集的數(shù)據(jù)2。通過使用AT命令，我們可以設(shè)置模塊的UDP數(shù)據(jù)服務(wù)器，并利用GPRS模塊，無線通信和互聯(lián)網(wǎng)訪問功能來傳輸數(shù)據(jù)1。在這些中心的計(jì)算機(jī)交易，在每個節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)，然后灌溉控制命令發(fā)送到每一個節(jié)點(diǎn)。1.2 研究目的和意義灌溉管理自動化是世界先進(jìn)國家發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的重要手段，而我國目前仍局限于灌溉單項(xiàng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，技術(shù)的集成和自動化水平較低，這也是制約我國高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因。以色列、日、英、美等國家己采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉制度，由傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展，對灌區(qū)用水進(jìn)行監(jiān)測預(yù)

10、報(bào)，實(shí)行動態(tài)管理，采用遙感技術(shù)，監(jiān)土壤墑情和作物生長，開發(fā)和制造了一系列用途廣泛、功能強(qiáng)大的數(shù)字式灌溉控制器，得到廣泛應(yīng)用2。1.3 任務(wù)和要求本課題采用AT89C51單片機(jī)為灌溉控制器的核心，通過傳感器自動檢測土壤水分，按照設(shè)置的程序根據(jù)土壤含水量要求的上、下限確定供水時間、供水量，采用預(yù)編定時程序的時間控制和根據(jù)水分信息決定灌溉指標(biāo)的閉環(huán)控制兩種工作方式，并能實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警功能。使單片機(jī)灌溉向適時、適量、按需灌溉發(fā)展，達(dá)到節(jié)約用水、省工省時、增產(chǎn)增收的目的。本自動灌溉控制器的總體研制方案如下：自動控制器采用ATMEL公司的AT89C51系列單片機(jī)；土壤水分測量時采用先進(jìn)的TW-02型水分傳感

11、器，可同時接八路傳感器；系統(tǒng)控制多路輸出；系統(tǒng)可完成:傳感器自動閉環(huán)控制，時間控制等多種灌溉控制方式；具有灌溉水分超出設(shè)定范圍通過GTM900C無線模塊的自動報(bào)警功能；根據(jù)以上性能要求本控制器采用4位LED顯示和4個按鍵來完成多種功能操作?？傮w功能確定后，開始著手整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件編制工作3。第二章 智能灌溉系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 灌溉系統(tǒng)的組成自動化單片機(jī)灌溉系統(tǒng)是指利用微機(jī)技術(shù)對單片機(jī)灌溉工程的主要設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制以及各種信息處理，及時地對設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行全面地分析和準(zhǔn)確的判斷，確保灌溉工程安全、合理和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。它包括傳感器系統(tǒng)，控制器系統(tǒng)和水源控制系統(tǒng)三大部分組成。報(bào)警器單片機(jī)電磁

12、閥及顯示器傳感器信號GTM900-C用戶手機(jī)或用戶個人PC圖2-1 灌溉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2 主要器件的選擇影響灌溉的環(huán)境因素主要有降雨量、風(fēng)力風(fēng)速、植物蒸騰量及土壤濕度等。降雨量與土壤含水量成正比，一旦降雨量超過一定范圍，則根據(jù)情況停止灌溉流程直至土壤含水量低于下限；風(fēng)速對作物需水量的影響是通過加快水汽擴(kuò)散、減少水汽擴(kuò)散阻力來實(shí)現(xiàn)的。水汽擴(kuò)散與風(fēng)速成反比，風(fēng)速越大，水汽擴(kuò)散阻力越小，從而促進(jìn)蒸騰3；太陽輻射是作物蒸發(fā)蒸騰所需能量的唯一來源，太陽輻射能越高，作物蒸騰速率越快，作物需水量與太陽輻射量的大小成一定的比例關(guān)系；土壤濕度直接反映了土壤的含水量，通過傳感器采集的數(shù)據(jù)得知含水量的多少，然后確

13、定灌溉與否。2.3.1 單片機(jī)選型AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，也叫單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容4。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖2-2所示圖2-2 AT89C2051單片機(jī)主要特性： 與MCS-51 兼容 4K字節(jié)可編

14、程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間：10年 全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz 三級程序存儲器鎖定 1288位內(nèi)部RAM 32可編程I/O線 兩個16位定時器/計(jì)數(shù)器 5個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路2.3.2 無線通信模塊選型方案GSM模塊，是一個類似于手機(jī)的通訊模塊，集成了手機(jī)的若干功能于一塊小電路板上，它可以發(fā)送短消息，通話等等，模塊雖小，但它具備了很多手機(jī)的功能，它在很多應(yīng)用領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，GSM模塊通過使用AT指令控制，模塊可以與電腦RS232串口相連，也可以用單片機(jī)來進(jìn)行控制。常見的GSM模塊有：西門子的TC35i，BE

15、NQ的M22，華為的GTM900-A/B/C，Wavecom 的GSM（Mo3、Mo2）,愛立信的DM10/DM20, GM22/GM25,GM47/48，中興的ZXGM18,ZXGM28，Motorola 的D10、D15等等。工業(yè)及車載的高可靠性應(yīng)用西門子是第一選擇，一般工業(yè)及車載應(yīng)用的話，可以用Wavecom的。普通環(huán)境，建議用BenQ的。綜合考慮性能及通用性，本課程設(shè)計(jì)選用了華為公司生產(chǎn)的GTMM900C為GSM模塊，它不僅擁有完整的模塊功能，良好的質(zhì)量，而且價格便宜，通用性強(qiáng)，推廣到工業(yè)生產(chǎn)，可直接替換成TC35i，符合本設(shè)計(jì)的要求。 圖 2-3 GTM900-C實(shí)物圖華為GTM90

16、0C無線模塊如圖2-3所示，是一款雙頻段GSM/GPRS無線模塊。它支持標(biāo)準(zhǔn)的AT命令及增強(qiáng)AT命令，提供豐富的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應(yīng)用的理想解決方案。GTM900-C 在Terminal 型固定臺、Phone 型固定臺、車載臺、公用電話、電力無線抄表業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程信息服務(wù)臺等方面被廣泛的應(yīng)用。GTM900C工作在EGSM900/GSM1800雙頻段，最大發(fā)射功率為2W，模塊接收靈敏度-106dBm，工作電壓為3.4V4.7V，平均待機(jī)電流為3.5mA。通過UART接口與外部CPU通信，主要實(shí)現(xiàn)無線發(fā)送和接收、基帶處理、音頻處理等功能。鍵盤、LCD等外部設(shè)備由外部CPU進(jìn)行處

17、理。外接CPU主要完成對SLIC芯片的配置以及電源管理、串口通信等功能，其余的功能均由GTM900C來完成。GPRS模塊與計(jì)算機(jī)之間的通信協(xié)議是一些AT指令集。AT指令集是一些與AT開始和結(jié)束字符的字符串。是否成功執(zhí)行指令的響應(yīng)數(shù)據(jù)包，或不能在每個指令都有相應(yīng)的回報(bào)。對于其他意想不到的信息，如某人通話或電路沒有信號和等，模塊會提示一些相應(yīng)的信息和接收器可以與它相應(yīng)的處理。GPRS模塊與計(jì)算機(jī)之間的通信協(xié)議是一些AT指令集。 AT指令集是一些與AT開始和結(jié)束字符的字符串。是否成功執(zhí)行指令的響應(yīng)數(shù)據(jù)包，或不能在每個指令都有相應(yīng)的回報(bào)。對于其他意想不到的信息，如某人通話或電路沒有信號和等，模塊會提示

18、一些相應(yīng)的信息和接收器可以與它相應(yīng)的處理。 GTM900C模塊電路圖原理圖所示2-4。正如圖2-4顯示，GTM900C模塊采用4.5V電源，SIM卡是SIM卡插槽。 RSE1是復(fù)位開關(guān)。 UART1的是TTL電平。 AT命令與單片機(jī)的UART通信。對氧磷是一種功率/斷電控制信號。 LED D1是GPRS網(wǎng)絡(luò)的跡象。圖2-4 串口通信模塊電路上位機(jī)和單片機(jī)的接口：傳感器節(jié)點(diǎn)本身和GPRS模塊之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換主控單片機(jī)（崔等人，2004年）的控制下。 MAX232芯片的系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)串行通信程序。該芯片提供TTL電平與RS-232電平之間的轉(zhuǎn)換。提高電容產(chǎn)生正/負(fù)電壓RS-232需要。圖6顯示了串口通

19、信模塊電路制成最大232和DB/9M的成立。MAX232芯片是美信（MAXIM）公司專為RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5v單電源供電，額定電流為300A，采用半雙工通訊方式。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-232電平的功能7。（1）符合所有的RS-232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（2）只需要單一 +5V電源供電（3）片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生10V電壓V+、V-（4）功耗低，典型供電電流5mA（5）內(nèi)部集成2個RS-232C驅(qū)動器（6）高集成度，片外最低只需4個電容即可工作。2.3.3 鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案鍵盤是人向機(jī)器輸入數(shù)據(jù)和對系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)的基本設(shè)備，它實(shí)質(zhì)上是一組按鍵

20、開關(guān)的集合，按接口方式通常分為兩種：編碼式按鍵和獨(dú)立式按鍵。相對于編碼式按鍵來說，獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但在按鍵數(shù)量多時占用較多I/O線。由于本控制器按鍵數(shù)量較少，故采用獨(dú)立式按鍵。本控制器的鍵盤接口電路如圖2-5所示：圖2-5 鍵盤、報(bào)警接口電路按鍵輸入采用低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開時I/O口線有確定的高電平。當(dāng)I/0口內(nèi)部有上拉電阻時，外電路可以不配置上拉電阻。2.3.4 顯示模塊設(shè)計(jì)方案LED顯示屏硬件實(shí)現(xiàn)對LED燈的驅(qū)動并提供控制接口。驅(qū)動芯片也稱LED DRIVER ，不同的DRIVER有不同的控制方式。DRIVER之間有并行或串行連接。你所說的與單片機(jī)的串行

21、連接，應(yīng)該查看LED顯示屏的用戶手冊。單色LED顯示屏有的是通過RS232通訊，RGB三基色的彩色LED顯示屏通訊控制線有多根，可以包括時鐘、數(shù)據(jù)線、輸出使能、鎖存以及數(shù)據(jù)輸出等信號。綜上所述，LED顯示屏適合本設(shè)計(jì)選材。 如圖2-6；圖 2-6 LED顯示器模塊2.3.5 數(shù)據(jù)模塊設(shè)計(jì)方案AT89C51單片機(jī)將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分為不同的存儲空間，程序存儲器只可讀不可寫，用于存放編好的程序和表格常數(shù)。AT89系列單片機(jī)可尋址的外部程序總空間為64KB，引腳接高電平時，執(zhí)行內(nèi)部ROM中的命令，EA引腳接低電平時，單片機(jī)就從外部程序存儲器中取指令。數(shù)據(jù)存儲器在物理上和邏輯上分為兩個地址空間4

22、，一個為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器空間，一個為外部數(shù)據(jù)存儲器空間，外部數(shù)據(jù)存儲器的尋址空間可達(dá)64KB。2.3.6 計(jì)時模塊設(shè)計(jì)方案PCF8563 是低功耗的CMOS 實(shí)時時鐘/日歷芯片，選擇它滿足了系統(tǒng)低功耗的前提且其他基本功能都具備，提供了一個可編程時鐘輸出，一個中斷輸出和掉電檢測器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過I2C 總線接口串行傳遞，最大總線速度為400Kbits/s，每次讀寫數(shù)據(jù)后，內(nèi)嵌的字地址寄存器會自動產(chǎn)生增量。PCF8563 具有如下特性：（1）低工作電流：典型值為0.25uA（VDD=3.0V）；（2）大工作電壓范圍：1.05.5V；（3）低休眠電流：典型值為0.25uA；（4）400KHz 的

23、I2C 總線接口；（5）可編程時鐘輸出頻率為：32.768KHz，1024KHz 等；（6）報(bào)警和定時器；（7）掉電檢測器；（8）內(nèi)部集成的振蕩器電容；（9）片內(nèi)電源復(fù)位功能；（10）I2C 總線從地址：讀，0A3H；寫，0A2H；（11）開漏中斷引腳；實(shí)時時鐘主要功能即是實(shí)時反映當(dāng)前時間，采用 PCF8563 芯片，如圖2-7所示，圖 2-7 PCF8563計(jì)時模塊引腳功能如表2-1所示；表2-1時鐘芯片管腳功能表符號管腳號描述OSCI1振蕩器輸入OSCO2振蕩器輸出/INT3中斷輸出（開漏；低電平有效）VSS4地SDA5串行數(shù)據(jù)I/OSCL6串行時鐘輸入CLKOUT7時鐘輸出（開漏）VDD

24、8正電源該芯片有 16 個可尋址的八位并行寄存器，但不是所有位都有用。前兩個寄存器（內(nèi)存地址00H，01H）用于控制寄存器和狀態(tài)寄存器，內(nèi)存地址02H08H 用于時鐘計(jì)數(shù)器（秒到年計(jì)數(shù)器），地址09H0CH 用于報(bào)警寄存器（定義報(bào)警條件），地址0DH 控制CLKOUT管腳的輸出頻率，地址0EH 和0FH 分別用于定時器控制寄存器和定時器寄存器。秒、分鐘、小時、日、月、年、分鐘報(bào)警、小時報(bào)警、日報(bào)警寄存器編碼格式為BCD，星期和星期報(bào)警寄存器不以BCD 格式編碼。2.3.7 A/D模塊設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件采用單片機(jī)AT89S51的和GTM900C 無線通信為核心模塊的。A/D轉(zhuǎn)換電路是數(shù)

25、據(jù)采集系統(tǒng)的核心電路，它對采樣獲得的連續(xù)電壓(被測量信號從時間上離散化)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量(數(shù)值上離散化)。任何A/D轉(zhuǎn)換器的最基本的特性都是轉(zhuǎn)換位數(shù)和轉(zhuǎn)換時間，轉(zhuǎn)換時間是指完成一次完整的A/D轉(zhuǎn)換所占有時間。在同樣模擬輸入電壓下，A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越高，標(biāo)志著它的量化精度越高，但這會帶來轉(zhuǎn)換速度減慢和轉(zhuǎn)換器價格上升的問題。 A/D轉(zhuǎn)換器芯片種類繁多，但大量投放市場的單片集成或模塊A/D按其變換原理主要分為逐次比較式、雙積分式、量化反饋式和并行式A/D轉(zhuǎn)換器。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾能力強(qiáng)、價格低，但轉(zhuǎn)換速度較慢；并行式轉(zhuǎn)換器速度快，但價格高；逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換精度較高、速度

26、快，但抗干擾能力弱。2.3.8 傳感器模塊選型方案影響灌溉的環(huán)境因素主要有降雨量、風(fēng)力風(fēng)速、植物蒸騰量及土壤濕度等5?？刂破髋鋫涞乃穆穫鞲衅鹘涌诳梢暂敵鰳?biāo)準(zhǔn)的模擬信號，05V 的方波或420mA可選，根據(jù)這個條件用戶從實(shí)際情況出發(fā)來選擇傳感器的種類，本控制系統(tǒng)以上面的四種傳感器為例。由于本課題為虛擬課題，所以在這里著重研究土壤濕度傳感器。（1） 雨量傳感器選擇PH100RS01/02 型號的翻斗式雨量傳感器，如圖2-8所示：圖2-8雨量傳感器它是一個機(jī)械雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，當(dāng)一個斗室接水時，另一個斗室處于等待狀態(tài)。當(dāng)所接雨水容積達(dá)到預(yù)定值時，由于重力作用使自己翻倒，處于等待狀態(tài)另一個斗室處于接水工作狀

27、態(tài)。當(dāng)其接水量達(dá)到預(yù)定值時，又自己翻倒，處于等待狀態(tài)。（2） 風(fēng)速傳感器選擇型號為PH100SX 系列的風(fēng)速傳感器，如圖2-10所示：感應(yīng)元件是三杯風(fēng)組件，由三個碳纖維風(fēng)杯和杯架組成。轉(zhuǎn)換器為多齒轉(zhuǎn)杯和狹縫光耦。當(dāng)風(fēng)杯受水平風(fēng)力作用而旋轉(zhuǎn)時，通過活軸轉(zhuǎn)杯在狹縫光耦中的轉(zhuǎn)動，輸出頻率的信號。圖2-9風(fēng)速傳感器（3） 快速、準(zhǔn)確地測定農(nóng)田土壤水分，對于探明作物生長發(fā)育期內(nèi)土壤水分的盈虧，以便適時做出灌溉決策具有重要意義。土壤濕度傳感器采用北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心研制的可以進(jìn)行在線實(shí)時測量且具有05V 通用模擬信號接口的電阻式土壤含水量傳感器6，如圖2-10所示，可與測控系統(tǒng)直接相連，具有1%的測量

28、分辨率和3%的測量精度7。其特點(diǎn)是，尺寸小，浸水無影響，高可靠性與長時間穩(wěn)定性。如圖2-10所示。圖2-10 土壤濕度傳感器74第三章 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)AT89C51硬件設(shè)計(jì)AT89C51引腳定義如圖3-1圖3-1 AT89C51引腳排列電源引腳：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一

29、個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢

30、，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時器0外部輸

31、入） P3.5 T1（記時器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR

32、8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。時鐘引腳XT

33、AL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。AT89C51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成片內(nèi)蕩振器的高增益反相放大器，引腳XTAL 1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個自激振蕩器，振蕩電路的連接方法如圖3-3所示：圖3-3 振蕩電路圖中外接石英晶體(或陶瓷諧振器)以及電容C1或C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。雖然對電容的大小沒有嚴(yán)格的要求，但多少會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度穩(wěn)定性。外接石英晶體時，Cl和C2一般取(30pF士10pF)，外接陶瓷諧

34、振器時，C1和C2一般取(40pF土10pF)，在此選用的是石英晶體，C1， C2均為30pF。AT89系列與其它微處理器一樣，在啟動時都需要復(fù)位，使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。AT89C51的上電復(fù)位電路如圖3-4所示。圖3-4復(fù)位電路在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個電阻到地。上電復(fù)位的過程是在加電時，復(fù)位電路通過電容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落。為保證能可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。在復(fù)位期間端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后系統(tǒng)將端口置為全”1”態(tài)，除了端口寄存器的復(fù)位值

35、為FFH，堆棧指針SP為07H， SBUF內(nèi)為不定值外，其余的寄存器全部清0。內(nèi)部RAM的狀態(tài)不受復(fù)位的影響8，在系統(tǒng)上電時RAM的內(nèi)容是不定的。若系統(tǒng)在上電時得不到有效的復(fù)位，則在程序計(jì)數(shù)器PC中將得不到一個合適的初值，CPU可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序9。3.2 無線通信模塊選型與硬件接口電路GTM900C是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM/GPRS模塊，是GTM900B的升級模塊。內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議模塊，使用簡單，易于集成，它可以在較短的時間內(nèi)花費(fèi)較少的成本開發(fā)出新的產(chǎn)品。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無線公話以及無線POS終端等領(lǐng)域都有GTM900C無線模塊在發(fā)揮作用，GTM9

36、00C軟件、硬件兼容GTM900B、TC35i、MC39i，使用TC35i或MC39i的用戶不用作任何更改就可以使用，以降低產(chǎn)品成本。引腳說明如圖3-4所示；圖3-4 GTM900C引腳圖主要支持的功能及參數(shù)：（1） GSM/GPRS Phase 2/2+（2） GSM 03.40短信業(yè)務(wù)（3） GPRS CLASS 10數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（4） 支持Group3, Class2傳真業(yè)務(wù)（5） 電路交換業(yè)務(wù)(9.6kbps, 14.4kbps)（6） 分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(85.6kbps)（7） FR/HR/EFR/AMR 語音編碼（8） 呼叫轉(zhuǎn)移、等待、保持、呼叫前轉(zhuǎn)（9） 多方通話、來電顯示、可選鈴聲

37、（10） 40pin zip連接器（11） 紅外串口接口（12） SIM 3.0V和1.8V接口（13） 2路模擬音頻輸入輸出接口（14） 電源輸入接口和充電管理（15） ADC輸入（16） 全雙工串行接口，TTL電平（17） 支持GSM07.05，GSM07.07（18） TCP/IP擴(kuò)展AT指令集工作頻段：EGSM900/GSM1800雙頻（19） 發(fā)射功率：EGSM900 Class4(2W)；GSM1800 Class1(1W)（20） 工作溫度：-30C+75C（21） 存儲溫度： -50C+85C（22） 工作電壓：3.34.7V（23） 功耗電流： 關(guān)機(jī)：40uA； 待機(jī)：4mA

38、； 語音：240mA； GPRS class 10(平均)：400m AGTM900C采用模塊化設(shè)計(jì)，集成度高，采用40PIN ZIF連接器，使用簡單，方便9。GTM900-C 的接口包括：UART 接口；USB接口；SIM卡接口；RTC Backup接口；Audio接口；LPG接口。本設(shè)計(jì)僅使用UART 接口、SIM卡接口、天線接口。信號連接器GTM900-C的信號連接器是一個40 Pin 的ZIF 連接器，引腳間距為0.5mm，線距0.5mm，結(jié)構(gòu)為單排彎式表貼型，帶電纜鎖緊機(jī)構(gòu)，型號是Hirose 的FH12-40S-0.5SH。連接器外形如圖3-5 所示。圖 3-5連接器信號接口功能如

39、表3-1所示；表3-1信號連接器接口功能表序號信號名稱I/O接口電平功能備注1VBATI3.44.7V電源建議典型值：3.8V2VBATI3VBATI4VBATI5VBATI6GND-地7GND-8GND-9GND-10GND-11USB_D+I/O僅用于模塊調(diào)測,設(shè)計(jì)時懸空12USB_D-I/O僅用于模塊調(diào)測,設(shè)計(jì)時懸空13VBUSI僅用于模塊調(diào)測, 設(shè)計(jì)時懸空。注意：此管腳與GTM900-A/B 存在差異，不能兼容，GTM900-A/B為VDD 信號，用于模塊正常啟動指示信號。14ADCI01.75V模擬數(shù)字采樣最高輸入電壓15PWONI-開/關(guān)機(jī)控制信號低電平有效16UART_DSR0O

40、2.85V(0.1)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒-17UART_RI0O2.85(0.1)振鈴指示-18UART_RXD0O2.85V(0.1)GTM900 模塊AT 命令串口發(fā)送信號（對端設(shè)備接收）19UART_TXD0I2.85V(0.1)GTM900 模塊AT 命令串行接收信號（對端設(shè)備發(fā)送）用于GTM900-C 模塊的AT 命令，TTL 電平20UART_CTS0O2.85V(0.1)清除發(fā)送GTM900-C上PIN 腳定義為輸出信號21UART_RTS0I2.85V(0.1)請求發(fā)送GTM900-C上PIN 腳定義為輸入信號22UART_DTR0I2.85V(0.1)數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備就緒-23UART_

41、DCD0O2.85V(0.1)載波檢測-24SIM_CDI2.85V(0.1)SIM 卡在位信號目前軟件尚不支持, 設(shè)計(jì)時懸空25SIM_RSTO2.85V(0.1)SIM 卡復(fù)位信號-26SIM_DATAI/O2.85V(0.1)SIM 卡數(shù)據(jù)傳輸接口-27SIM_CLKO2.85V(0.1)SIM 卡時鐘信號-28SIM_VCCO2.85V(0.1)SIM 卡電源-29SIM_GND-SIM 卡地與通常的工作地：GND信號連接同時要求與SIM卡的GND信號連接30VbackupI/O3.0V備用電池電源信號參考后面章節(jié)的推薦設(shè)計(jì)31RSTI2.85V(0.1)復(fù)位信號低電平有效，對模塊復(fù)位

42、32LPGO2.85V(0.1)指示燈狀態(tài)控制信號-33AUXO+O-第二路音頻輸出信號-34AUXO-O-第二路音頻輸出信號-35EAR+O-第一路音頻輸出信號-36EAR-O-第一路音頻輸出信號-37MIC+-第一路音頻輸入信號第一路音頻單端輸入正，內(nèi)部已經(jīng)帶直流偏置38MIC-第一路音頻輸入信號第一路音頻單端輸入負(fù)，內(nèi)部已經(jīng)帶直流偏置39AUXI+-第二路音頻輸入信號第二路音頻單端輸入正，內(nèi)部已經(jīng)帶直流偏置40AUXI-第二路音頻輸入信號第二路音頻單端輸入負(fù)，內(nèi)部已經(jīng)帶直流偏置天線接口GTM900-C 提供的天線接口為GSC 射頻連接器，外接天線通過電纜連接到該連接器上。該連接器是由HR

43、S 公司提供的，器件編碼是U.FL-R-SMT-1(10)，具體的圖形和尺寸如圖3-6所示。圖 3-6天線連接器GTM900C輸入電流及工作電流要求如下表：表 3-2電源需求表項(xiàng)目最小值典型值最大值單位VBAT3.43.84.7V空閑狀態(tài)-3.8mA通話狀態(tài)-250-mAGPRS數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)-350-mA關(guān)機(jī)狀態(tài)-50-uAUART 接口：UART 接口與外界進(jìn)行串行通信，支持3.00V 電平輸入和輸出。UART 接口的信號除了RXD0、TXD0 是高電平有效之外，其余所有信號均為低電平有效。UART 接口有512 byte 的發(fā)送FIFO（First In First Out）和接收FIFO

44、，支持可編程的數(shù)據(jù)寬度、可編程的數(shù)據(jù)停止位、可編程的奇/偶校驗(yàn)或者沒有校驗(yàn)。UART 接口工作的最大速率為115.2kbit/s，默認(rèn)支持9600bit/s 的速率，支持波特率掉電保存。UART 接口信號定義如表3-3所示；表3-3 UART 接口信號定義序號信號名描述特性方向23UART_DCD0載波檢測數(shù)據(jù)鏈路已連接DCE-DTE17UART_RI0振鈴指示通知DTE 有遠(yuǎn)程呼叫DCE-DTE21UART_RTS0請求發(fā)送DTE通知DCE 請求發(fā)送DTE-DCE19UART_TXD0發(fā)送數(shù)據(jù)DTE 發(fā)送數(shù)據(jù)DTE-DCE16UART_DSR0數(shù)據(jù)設(shè)備就緒DCE 準(zhǔn)備就緒DCE-DTE22U

45、ART_DTR0數(shù)據(jù)終端就緒DTE 準(zhǔn)備就緒DTE-DCE20UART_CTS0清除發(fā)送CE 已切換到接收模式DCE-DTE18UART_RXD0接收數(shù)據(jù)DTE 接收串行數(shù)據(jù)DCE-DTE6GND地-DCE-DTE 的連接關(guān)系如圖3-7所示。圖3-7 DCE-DTE 的連接關(guān)系UART_R10 引腳波形說明：來電振鈴時，1秒低電平4秒高電平，周期變化。傳真振鈴時，始終低電平。來短信時，150毫秒低電平。如下圖所示；圖3-8 UART_R10 引腳波形示意圖SIM卡接口：SIM卡讀卡器是一種讀取SIM卡內(nèi)部信息的硬件接口電路，和平常見到的各種儲存卡的讀卡器相似。能夠讀出SIM卡中的電話薄、短信、

46、以及其他信息，并能完成電話薄的修改，從而備份電話薄。GTM900C可外接1.8V或3.0V的SIM卡。接口電路下如圖。圖 3-9 SIM卡接口電路表3-6 SIM卡 接口信號定義序號信號名描述27SIM_CLKSIM卡時鐘信號25SIM_RSTSIM卡復(fù)位信號26SIM_DATASIM卡數(shù)據(jù)線28SIM_VCCSIM卡電源29SIM_GNDSIM卡接地24SIM_CDSIM卡在位監(jiān)測上位機(jī)和單片機(jī)的接口：傳感器節(jié)點(diǎn)本身和GPRS模塊之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換主控單片機(jī)的控制下。 MAX232芯片的系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)串行通信程序。該芯片提供TTL電平與RS-232電平之間的轉(zhuǎn)換。提高電容產(chǎn)生正/負(fù)電壓RS-232

47、需要。圖中顯示了串口通信模塊電路制成最大232和DB/9M的成立。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)可分為以下幾節(jié)。收集傳感器節(jié)點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)的。驅(qū)動器的無線傳輸。單片機(jī)通信和界面顯示。GTM900 C模塊內(nèi)置協(xié)議棧用戶的發(fā)展帶來極大的方便。圖3-10串行通信模塊圖傳感器節(jié)點(diǎn)模塊編程：傳感器節(jié)點(diǎn)模塊的功能主要是詢問筆記，繪圖可用性的IP地址和端口票據(jù)使用TCP協(xié)議連接GPRS網(wǎng)絡(luò)連接的服務(wù)器和端口，詢問是否收到數(shù)據(jù)包或不和繪制控制信息上位監(jiān)控;較低的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息檢查，停車后，他們通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)：如今，有絲束熟悉監(jiān)控系統(tǒng)的軟件工程方法。它采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，如VB和VC開發(fā)。另一種

48、它采用的配置軟件來完成。硬件驅(qū)動配置軟件提供的功能可以直接訪問硬件溝通，并利用其成像工具，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控界面。3.3 鍵盤模塊硬件設(shè)計(jì)鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個很關(guān)鍵的部件，它能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)、發(fā)送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段?？紤]到本設(shè)計(jì)實(shí)際需要的按鍵較少，故采用獨(dú)立式鍵盤接口電路。下圖中，S2S5便是控制顯示用的按鍵。其作用就是通過按動它們實(shí)現(xiàn)對高低警戒液位的設(shè)置。具體來說，S3、S4分別實(shí)現(xiàn)數(shù)字的增一與減一，S2、S5則作為高低警戒液位的模式選擇和確認(rèn)鍵。圖3-11系統(tǒng)按鍵電路3.4 顯示單元硬件設(shè)計(jì)圖3-12顯示接口電路4位LED動態(tài)顯示需要一個8位I/O口和另外4位

49、I/O口，其中一個控制段選碼，另外一個控制位選碼。由于所有位的段選碼皆由一個I/0控制，因此每個瞬間，只能顯示相同的字符，可采用掃描顯示方式使在每一瞬間只使某一位顯示相應(yīng)字符。在此瞬間，用上拉電阻控制I/0輸出相應(yīng)字符段選碼，位選控制I/0在顯示位送入選通電平(在此為共陰極，選通電平為低電平)以保證該位顯示相應(yīng)字符，如此輪流、使每位顯示該位應(yīng)顯示字符并保持延時一段時間，以造成視覺暫留效果，看起來不會有閃動的感覺。3.5 存儲單元硬件設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的大容量存儲，達(dá)到能夠存六萬組數(shù)據(jù)的要求，存儲芯片選擇AT45DB081。AT45DB081 是Atreel 公司推出的工作電壓為2736 v 的存

50、儲芯片，可在系統(tǒng)可重復(fù)擦寫并兼容SPI 的FLASH 數(shù)據(jù)存儲器，內(nèi)部有4 096 頁、每頁264 個字節(jié)，共計(jì)8 MB 的主存儲器容量以及2 個264 字節(jié)的SRAM 數(shù)據(jù)緩存器支持在系統(tǒng)重復(fù)編程，不需要較高的編程電壓，只需要芯片的工作電壓2736 V 就可以完成對FLASH 的讀寫操作AT45DB081 通過一個三線接口(包含串行輸入SI、串行輸出SO、串行時鐘SCK)在片選信號的配合下進(jìn)行訪問這種串行接口FLASH 存儲器十分適用于要求存儲量大而引腳資源較少、電源電壓低和低功耗的應(yīng)用領(lǐng)域。圖3-13 AT45DB081存儲器的接口電路時間單元硬件設(shè)計(jì)：圖 3-14 實(shí)時時鐘采用3.3V

51、供電，I2C 總線用兩條線（串行數(shù)據(jù)線SDA 和串行時鐘線SCL）在芯片和模塊間傳遞信息，兩條線必須用一個上拉電阻與正電源相連，其數(shù)據(jù)只有在總線不忙時才可傳送。芯片電壓的輸入端通過一個三極管連接3.2V 的紐扣電池，保證突發(fā)掉電情況下系統(tǒng)正常工作，從而不會造成數(shù)據(jù)的丟失；當(dāng)VDD 電壓低于Vlow 時，寄存器的控制位被置1，用于知名可能產(chǎn)生不準(zhǔn)確的時鐘/日歷信息，該標(biāo)志位只可以用軟件清除。當(dāng)VDD 慢慢降低（例如以電池供電）達(dá)到Vlow 時，相應(yīng)寄存器標(biāo)志位被設(shè)置，此時可能產(chǎn)生中斷。圖 3-15 PCF8563與89C51的接口電路3.6 A/D轉(zhuǎn)換單元硬件設(shè)計(jì)ADC0809是一種逐次逼近式8

52、路模擬輸入，8位數(shù)字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器。為了實(shí)現(xiàn)8路模擬信號的分時采集，片內(nèi)設(shè)置了8路模擬選通開關(guān)以及相應(yīng)的通道地址鎖存及譯碼電路，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，其轉(zhuǎn)換時間約為100ms。A/D轉(zhuǎn)換過程主要包括：采樣量化及編碼，采樣是使模擬信號在時間上離散化，量化及編碼是把采樣后的值按比例變換成相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)碼。如8位A/D轉(zhuǎn)換器采集到OV電壓則變成00H數(shù)字信號，采集到5V電壓則變換成FFH數(shù)字信號，其他在05V之間的模擬量都可轉(zhuǎn)換成00HFFH之間的數(shù)字量。通過數(shù)字量運(yùn)算比較的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對模擬量的測量及控制。ADC0809的引腳及模擬通道的地址碼如圖3-16所示圖3-16 ADC0

53、809引腳圖INOIN7是8路模擬信號輸入端； D0D7是8位數(shù)字量輸出端； A B C和ALE控制8路模擬通道的切換，A, B, C分別與三根數(shù)據(jù)線相連，三者編碼對應(yīng)8個通道地址口。CBA =000111分別對應(yīng)INOIN7通道地址； OE START CLK為控制信號端。OE為輸出允許端，START為啟動信號輸入端，CLK為時鐘信號輸入端。Vr(+)和Vr(-)，為參考電壓輸入端。電源電壓Vcc由Vcc和GND引入，參考電壓Vr，由外部參考電壓源提供(典型值為5V)。EOC是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的標(biāo)志信號，可作為微機(jī)處理機(jī)中斷或查詢信號，EOC端出現(xiàn)高電平時表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。OE為數(shù)據(jù)輸出允許

54、控制端，當(dāng)給OE端輸入高電平時，控制三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器向外部輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。 電路連接主要涉及兩個問題，一是8路模擬信號通道選擇，二是A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。圖中ADC0809的數(shù)據(jù)線D0D7接于AT89C51的數(shù)據(jù)總線P0.0 P0.7端，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信號由P0口送入CPU。地址編碼端A, B, C直接與AT89C51的地址總線P2. 1, P2. 2, P2. 3相接，這三位的狀態(tài)決定選擇的通道。8路模擬通道共用一個A/D轉(zhuǎn)換器，8路模擬信號分時轉(zhuǎn)換，每個瞬間只能轉(zhuǎn)換1路，各路之間的切換由軟件變換通道地址實(shí)現(xiàn)。 AT89C51的/WR、/RD與P2. 0通過兩個邏輯門控制ADC0809的啟動、鎖存和輸出。當(dāng)P2. 0= 0 ,/WR=0時，啟動0809； 當(dāng)P2. 0=0,/RD=0時，讀轉(zhuǎn)換的結(jié)果，這些信號狀態(tài)由指令時序形成。從圖中可以看出把ADC0809的ALE信號與START信號連