1 系统的总体设计
1.1 系统设计方案
红娇凤凰螺
方案一：采用纯硬件的闭环控制系统。该系统的优点是速度较快但可靠性较差、控制精度比较低、线路复杂、调试、安装都不方便，实现题目所有的要求难度较大。
方案二：采用单片机、安卓手机与温度传感器结合使用的方式。即使用单片机完成人机界面系统控制，实现信息数据的采集存储、分析处理，由温度传感器完成环境信息的采集与转换。这种方案克服了方案一的缺点，所以本论文的设计是基于单片机和温湿度传感器实现对温度和湿度环境信息采集显示的控制。 1.2 系统设计原理
为了实现便携式环境信息的采集，本设计采用基于安卓手机与单片机的温湿度的信息采集，根据环境数据信息的采集、发送，选用51单片机STC89C52，温湿度传感器DHT11实现温湿度数据的采集和传输，通过单片机采集完这些数据后，可通过GSM模块以短信方式发送到手机。本论文采用将安卓手机作为信息接收的设计方案，系统主要由主控中心(单片机)、温度信号采集、温度信号显示及控制等功能模块组
光标跟随成，采用模块化设计，可根据需要设置测温点数量，系统具有很好的灵活性和扩展性。
1.3 系统设计框图
系统采集的温湿度数据需要进行处理，实现被测数据的存储、显示以及控制，本系统釆用模块化设计思想，设计了数据采集模块，单片机控制模块，显示驱动模块和温度设置模块，驱动电路，通信模块。系统总体设计框图如图1.1所示。
图1.1 系统总体设计框图
Figure 1.1 system overall design block diagram
2 系统的硬件设计
该系统的硬件模块由键盘、单片机、LCD显示、GSM短信模块、温湿度传感器等各模块组成。
2.1 单片机控制模块
本设计的硬件电路，通过单片机控制温湿度传感器，从而对温湿度实时采集和监控，并通过LCD1602显示出来。同时，本设计增加了报警语音模块，可根据需要设定温湿度上下限，若当时温湿度超限便
会报警。接入矩阵式键盘实现人机交换功能，并用LCD。显示屏显示出来。通过矩阵键盘设置手机，通过GSM手机短信模块，手机发送一个指令，系统便会自动把当前温湿度值短信送设置的手机上。
2.1.1 STC89C52主要特性
STC89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，器件采用STCMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），片置通用8位中央处理器和Flash存储单元，STC89C52单片机在电信息行业中有着广泛推广应用。单片机STC89C52有40个引脚，2个读写口线，2个全双工串行通信口，同时含有2个外中断口，32个外部双向输入/输出端口，3个16位可编程定时计数器，它可以按常规方法进行编程，也可以进行在线编程，也可将Flash存储器和通用的微处理器结合使用，可反复擦写的 Flash存储器能够有效降低开发成本。单片机STC89C52为8 位通用微处理 淀粉牙签器，采用工业标准的C51核，它主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 部寄存器、数据RAM和外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试控制，红外遥控信号IR的接收解码和主板CPU通信等。单片机STC89C52 提供以下功能：8字节FLASH闪速存储器，256字部RAM，32个I/O口线，3个16 位定时／计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片振荡器及时钟电路。同时，STC89C52可降至OHz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电上作模式。空
闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM，定时／计数器．串行通信口及中断系统继续工作[1]。掉电方式保存RAM 中的容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
2.1.2 STC89C52的引脚说明
STC89C52的引脚图如图2.1所示。
图2.1 STC89C52的引脚图
Figure 2.1 STC89C52 pin diagram
P0口：P0口是一组8位开路型双向1/O 口，即地址/数据总线复用口。作为输出口时，每位可以吸收电流驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组端口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活部上拉电阻。在FLASH由编程时，P0口接收指令字节，在程序校验时，输出指令字节，需要外接上拉电阻。在访问外部数据存储器或
程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，访问期间会激活部上拉电阻。道路bim
P1口：P1口是一个带部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个
TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低8 位地址。
破窗器原理
P2口：P2口是一组带有部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动4 个TTL 逻辑门电路。对P2口写“1”，通过部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，因为部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16 位的地数据存储器（例如执行MOVX DPTR 指令）时，P2 端口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器（例如执行MOVXRI指令）时，P2 口输出P2锁存器的容。Flash编程或者校验时，P2也可以接收高位地址和一些控制信号。
P3 口：P3 口是一组带有部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能。P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号[2]。P3 口引脚的第二功能如表2.1所示。
表2.1 P3 口引脚的第二功能
Table 2.1 P3 pin second functions
引脚号第二功能
P3.0 RXD（串行输入）
P3.1 TXD（串行输出）
P3.2 INT0（外部中断0）
P3.3 INT1（外部中断1）
P3.4 T0（定时器0外部输入）
P3.5 T1（定时器1外部输入）
P3.6 WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 RD（外部数据存储读选通）
RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节[3]。一般情况下，ALE 仍然以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，它可以对外输出时钟或者是在用于定时目的。当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对Flash存储器编程时，该引脚可以输入编程脉冲（PROG）。还可通过对特殊功能寄存器区中的8EH 单元的D0位置位，禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才可以将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。
PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号[4]。rbd-446
EA/VPP：外部访问允许。CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH）的时候，EA 端必须保持低电平（接地）。如果加密位LB1 被编程，复位时部会锁存EA 端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 就会执行部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时，该引脚加+12V 电平的编程允许电源。
XTAL1：振荡器反相放大器及部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
VCC：供电电压。
GND：接地。
2.1.3 复位电路与晶振电路设计
单片机控制模块是整个设计方案的核心，它控制了温湿度的采集、处理以及显示，
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