基于单片机的空气质量检测系统设计-正文.pdfVIP

2系统的硬件电路设计

2.1主控制器电路设计

主控芯片是整个系统的数据处理单元。主控芯片主要负责数据操作、中断响应等

各种逻辑指令。主控芯片的工作频率与整个系统设计相关的内部硬件资源是好还是

坏，要充分了解资源需求等系统要求，自行选择适合恰当的控制器。否则，选择低性

能主控芯片可能会影响整个系统性能，并为设计增加额外的困难。本设计中采用

STC89C52单片机最小系统。STC89C52单片机最小系统具有体积小、质量轻、功能强、

功耗低、性价比高等特点。在本设计整套系统中起到了信号处理实时控制的作用，可

以监测按键和采集传感器的各项参数，同时还能驱动LCD1602液晶显示检测到PM2.5

浓度数据。STC89C52单片机最小系统由STC89C52芯片、复位电路、时钟电路及输入

/输出端口设备等构成。

STC89C52单片机是美国STC公司开发制造的一种8位微控制芯片，拥有512字

节的数据存储空间和8K字节的程序存储空间。共40个引脚，2个优先级设置，3个

十六位强大定时/计数器，4个八位并行I/O端口，5个优质中断源。STC89C52单片

机的时钟引脚为XTAL1和XTAL2；控制信号的引脚有RST，ALE，PSEN和EA；I/O端

口有P0，P1，P2和P3。

复位电路主要用于协助单片机来实现启动过程，控制单片机工作的起始状态。在

单片机工作过程中，受到外界干扰而出现代码丢失、运行出错或直接死机、停止运行

的时候，此时通过复位，单片机内部的烧录代码就会自动重新执行。复位方式一般分

为自动复位和手动按键复位，本设计为了编程的简单化，采用了外部手动按键复位的

方式。STC89C52单片机的P0脚内无上拉电阻，为开漏输出。所以在本设计中P0脚

用作输出端口，需另加上拉电阻以加大输出的驱动能力，本设计采用10K的排阻作为

上拉电阻。

时钟电路好比心脏，单片机的工作动力都来源于它。时钟电路其实本质就是一个

晶体振荡电路，提供一个正弦波信号作为基准让单片机进行工作，因此单片机的运行

速度及处理能力都是由时钟电路决定。XTAL1为反相放大输入端，XTAL2为反向放大

输出端。本设计中外接的石英晶体振荡器具有11.0592MHZ的振荡频率。

STC89C52芯片内部结构框图如图2.1所示:

-1-

AUX-RAMRAM地址RAM

256字节寄存器256字节

程序存储器(Flash)

B寄存器ACC堆栈指针

ISP/IAP

定时器

TMP2TMP1

0/1

地址生成器

串口

ALU程序计数器(PC)

PSWWDTPCA(4路)

LVD/LVRSPI接口

Control