31各个单元模块功能介绍及电路设计 13311单片机最小系统 13312液晶显示模块 15313 温湿度传感器模块 16314报警电路设计 18315输出电路设计 19316电源的设计 20317按键的设计 20319无线传输电路 2132关键器件的介绍 22321 STC89C52RC 22322DHT11温湿度传感器 2434本章小结41 系统软件设计 2642 软件设计的总体设计 2743

3.1 各个单元模块功能介绍及电路设计

3.1.1 单片机最小系统

单片机最小系统是指单片机芯片、晶振和电源电路构成的最基本的电路系统。在本设计中，采用了STC89C52RC单片机作为主控芯片，晶振频率为11.0592MHz，电源电路采用稳压电源。单片机最小系统的电路图如图3.1所示。

图3.1 单片机最小系统电路图

3.1.2 液晶显示模块

液晶显示模块是将单片机处理的信息显示出来的重要模块。本设计采用了16x2字符型液晶显示器，显示器的控制器采用HD44780。液晶显示模块的电路图如图3.2所示。

图3.2 液晶显示模块电路图

3.1.3 温湿度传感器模块

温湿度传感器模块用于检测环境温度和湿度信息。本设计采用了DHT11温湿度传感器，其工作电压为3.3V~5.5V，温度测量范围为0℃~50℃，湿度测量范围为20%RH~90%RH。温湿度传感器模块的电路图如图3.3所示。

图3.3温湿度传感器模块电路图

3.1.4 报警电路设计

报警电路用于在超出设定范围时，发出相应的报警信号。本设计采用了蜂鸣器作为报警器件，通过单片机控制输出高电平信号，驱动蜂鸣器发出报警声音。报警电路的电路图如图3.4所示。

图3.4 报警电路电路图

3.1.5 输出电路设计

输出电路用于控制外部设备的开关，本设计采用了继电器作为输出器件。通过单片机控制输出高低电平信号，驱动继电器实现控制。输出电路的电路图如图3.5所示。

图3.5 输出电路电路图

3.1.6 电源的设计

电源是整个系统的动力源，本设计采用了稳压电源，输入电压范围为AC220V，输出电压为DC5V。电源的电路图如图3.6所示。

图3.6 电源电路图

3.1.7 按键的设计

按键用于对系统进行控制，本设计采用了4个按键，分别为上、下、左、右。按键的电路图如图3.7所示。

图3.7 按键电路图

3.1.8 无线传输电路

本设计采用了无线传输模块nRF24L01+，实现从机与主机之间的无线通信。nRF24L01+工作频率为2.4GHz，最大传输速率为2Mbps，最大传输距离为100m。无线传输电路的电路图如图3.8所示。

图3.8 无线传输电路图

3.2 关键器件的介绍

3.2.1 STC89C52RC

STC89C52RC是一款8051单片机，由STC公司生产。该芯片具有高速、低功耗、强韧性等特点，广泛应用于各种嵌入式系统和消费电子产品中。本设计中采用STC89C52RC作为主控芯片，其主要特性如下：

3.2.2 DHT11温湿度传感器

DHT11温湿度传感器是一种数字式温湿度传感器，由AOSONG公司生产。该传感器采用单总线接口，输出数字信号，应用范围广泛。本设计中采用DHT11温湿度传感器实现环境温湿度检测，其主要特性如下：

3.4 本章小结

本章主要介绍了系统硬件的各个单元模块功能及电路设计，包括单片机最小系统、液晶显示模块、温湿度传感器模块、报警电路设计、输出电路设计、电源的设计、按键的设计和无线传输电路等。同时，还介绍了本设计所采用的关键器件STC89C52RC和DHT11温湿度传感器的主要特性。