基于单片机的环境参数检测系统
基于单片机的室内环境监测系统设计
基于单片机的室内环境监测系统设计一、本文概述随着科技的快速发展和人们生活水平的提高，室内环境质量日益受到人们的关注。
室内环境监测作为保障居住环境和办公环境健康的重要手段，其重要性不言而喻。
本文旨在探讨基于单片机的室内环境监测系统的设计，旨在通过技术手段实现对室内环境参数的实时监测和数据分析，从而为用户提供舒适、安全的室内环境。
文章首先将对室内环境监测系统的背景和意义进行简要介绍，阐述其在实际应用中的价值和作用。
随后，将详细介绍基于单片机的室内环境监测系统的整体设计思路，包括系统的硬件组成、软件设计以及数据传输与处理等方面。
在硬件设计部分，将重点介绍单片机的选型、传感器的选择以及外围电路的设计。
在软件设计部分，将详细介绍系统的程序流程、数据处理算法以及用户界面设计。
将展示系统的实际运行效果，并对其性能进行评估。
本文的目的是为相关领域的研究人员和工程师提供一个基于单片机的室内环境监测系统设计的参考方案，同时也为普通用户提供一个了解室内环境监测技术途径的窗口。
通过本文的阐述，希望能够推动室内环境监测技术的发展，为改善人们的居住环境和生活质量做出贡献。
二、系统总体设计在基于单片机的室内环境监测系统设计中，总体设计是整个项目的核心部分，它决定了系统的基本架构和功能实现。
总体设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计方面，系统的核心是单片机，负责数据的采集、处理和控制。
我们选择了具有高性能、低功耗和易于编程的STC89C52单片机作为核心控制器。
为了监测室内的温度、湿度和空气质量，我们分别采用了DHT11温湿度传感器和MQ-135空气质量传感器。
DHT11具有响应速度快、抗干扰能力强等特点，而MQ-135则对有害气体具有较高的灵敏度。
系统还包括LCD1602液晶显示屏，用于实时显示监测数据；蜂鸣器，用于在空气质量超标时发出警报；以及按键模块，用于设置阈值和进行系统校准。
软件设计方面，我们采用了模块化编程思想，将系统划分为数据采集模块、数据处理模块、控制模块和显示模块等。
基于STM32单片机的煤矿环境监测及预警系统设计
基于STM32单片机的煤矿环境监测及预警系统设计一、引言随着煤矿行业的发展，对煤矿环境的监测与预警需求不断增加。
本文基于STM32单片机，设计了一种煤矿环境监测及预警系统，旨在提高煤矿的安全性和生产效率。
二、系统架构本系统由传感器模块、STM32单片机、数据处理模块和预警模块组成。
传感器模块负责采集环境参数数据，如气体浓度、温度、湿度等；STM32单片机对采集到的数据进行处理和存储；数据处理模块负责对数据进行分析和处理；预警模块负责判断环境异常情况并触发相应的预警措施。
三、传感器模块设计1. 气体传感器：采用可靠的气体传感器，能够精确测量气体浓度，并能实时传输数据给STM32单片机。
2. 温湿度传感器：测量煤矿中的温度和湿度，保证环境参数的准确获取。
四、STM32单片机设计1. 数据采集：STM32单片机通过串口通信与传感器模块进行数据交互，实时采集传感器数据，并将数据以合适的格式进行存储。
2. 数据处理：利用STM32单片机强大的计算能力，对采集到的数据进行处理和分析。
通过设定的算法，判断环境参数是否超过安全阈值。
3. 数据存储：将处理后的数据存储在内部存储器或外部存储器中，以便进行后续的分析和查询。
五、数据处理模块设计1. 数据分析：对采集到的数据进行实时分析，如气体浓度是否超过安全范围、温湿度是否适宜等。
2. 数据显示：将处理后的数据以直观的方式展示给用户，可以通过液晶显示屏或其他合适的方式进行显示。
六、预警模块设计1. 预警策略：根据煤矿环境监测的特点，设置相应的预警策略，如当气体浓度超过安全范围时，触发声光报警器，通知工作人员采取相应的防护措施。
2. 报警记录：记录预警时刻、预警类型以及触发报警的具体传感器数据，以供后续分析和处理。
七、系统测试与性能评估通过对设计的煤矿环境监测及预警系统进行实际测试，评估其性能和可靠性。
1. 精度测试：对传感器模块进行精度测试，评估其测量精确度。
2. 稳定性测试：长时间运行系统，观察系统的稳定性和运行状态。
《2024年基于单片机的室内环境监测系统设计》范文
《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着科技的发展和人们生活品质的提高，室内环境监测变得越来越重要。
为了实现室内环境的实时监测与控制，本文提出了一种基于单片机的室内环境监测系统设计。
该系统集成了传感器技术、单片机控制技术和无线通信技术，旨在为家庭和办公场所提供更为智能化的环境监测服务。
二、系统概述本系统主要由传感器模块、单片机模块、无线通信模块和上位机软件组成。
传感器模块负责监测室内环境的温度、湿度、光照强度等参数；单片机模块负责数据的采集、处理和传输；无线通信模块用于将数据传输至上位机软件；上位机软件则负责数据的显示、存储和分析。
三、硬件设计1. 传感器模块：本系统采用多种传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，以实现对室内环境的全面监测。
这些传感器将环境参数转换为电信号，供单片机模块进行数据处理。
2. 单片机模块：单片机模块是本系统的核心，负责数据的采集、处理和传输。
本系统采用高性能的单片机，具有高速运算、低功耗、高可靠性等特点。
单片机通过与传感器模块的通信接口连接，实现对环境参数的实时采集。
3. 无线通信模块：无线通信模块用于将单片机模块采集的数据传输至上位机软件。
本系统采用无线通信技术，具有传输距离远、抗干扰能力强、功耗低等优点。
4. 上位机软件：上位机软件负责数据的显示、存储和分析。
本系统采用友好的界面设计，使用户可以方便地查看和操作数据。
同时，上位机软件还具有数据存储功能，可以将历史数据保存到数据库中，以供后续分析使用。
四、软件设计本系统的软件设计主要包括单片机程序和上位机软件两部分。
1. 单片机程序：单片机程序负责数据的采集、处理和传输。
程序采用循环扫描的方式，不断读取传感器模块的数据，并进行处理和存储。
同时，程序还具有与上位机软件通信的功能，将处理后的数据通过无线通信模块发送至上位机软件。
2. 上位机软件：上位机软件采用图形化界面设计，使用户可以方便地查看和操作数据。
(完整版)基于单片机的室内环境检测系统设计开题报告(可编辑修改word版)
辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）开题报告题目基于单片机的室内环境监测系统设计指导教师院（系、部）专业班级学号姓名日期教务处印制一、选题的目的、意义和研究现状经济持续快速的发展，人们生活水平不断改善，但空气质量却急剧下降。
人们对各种室内环境的要求也越来越高。
传统的室内环境监测设施实时性差、精度低、体积大、功能不齐全等，难以适应人们的要求。
基于以上背景，本文设计了基于单片机的室内环境监控系统，它能实时自动地采集室内的所需数据，并分析数据传输到我们需要的界面。
减轻室外空气污染最早为14 世纪，以英国伦敦的烟雾法为代表。
随着社会的进步，经济不断发展，我们对环境也造成了很大的危害。
最近随着空气质量的不断恶化，人们最多提及的就是保护环境，为我们创造一片蓝天。
生活环境的PM2.5 值的上升，让近几年涌现出一大批的空气净化系统，可见空气质量现在对人们的重要性。
随着不断的研究，人们对空气质量污染的成因和影响因素有了深刻的认识，解决空气污染的措施也不断完善。
人们对不同环境下，不同污染物在室内和室外的相互关系有了一定的认识，也有了检测系统。
国外对环境改善处理技术研究较早，正向自动化方向发展。
我国对于环境监控技术的起步较晚，目前仍有局限性。
国内市场室内环境的监测仪器主要是有害气体检测，功能单一且价格较贵，所以非常必要设计一种多功能且经济的室内环境监测系统。
二、研究方案及预期结果1.主要设计内容本系统是实现一个具备温湿度、烟雾、甲醛、一氧化碳为一体的多功能监测系统，要求其精度合适，适用于家庭、综合办公楼等室内环境监测，与硬件设计部分配合完成室内环境监测系统的总体方案设计。
完成系统软件设计部分包括：各个模块软件设计、系统总体软件设计，以及对应的软件代码调试。
各个模块包括：传感器数据采集与处理模块、报警、显示、输出驱动模块、与上位机监控中心的RS-485 通讯模块及上位机的人机交互模块等。
主要完成的内容如下：（1）下位机的主控制器采用单片机STC89C52；（2）温湿度检测传感器采用DTH11；（3）烟雾检测传感器采用MQ-2；（4）甲醛检测传感器采用MQ-138；（5）CO 检测传感器采用MQ-7；（6）A/D 转换芯片采用ADC0832；（7）显示数据用4 位数码管；（8）通讯用RS-485 总线通讯；（9）上位机采用Visual Basic 6.0 来编写。
《2024年基于单片机的室内环境监测系统设计》范文
《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着科技的发展，人们的生活品质得到了极大的提高。
而为了维持室内环境的舒适和健康，人们对环境参数的实时监测也日益关注。
基于此背景，本文将重点讨论一种基于单片机的室内环境监测系统的设计方法，这种系统可以对温度、湿度、光照等参数进行实时监测与反馈，有效提升了人们的居住体验。
二、系统设计概述本系统以单片机为核心，结合传感器模块、显示模块、控制模块等部分组成。
其中，传感器模块负责实时监测室内环境的各项参数，如温度、湿度、光照等；显示模块则负责将监测到的数据以直观的方式展示给用户；控制模块则根据预设的规则对环境进行自动调节。
三、硬件设计1. 单片机模块：作为系统的核心，单片机模块负责接收传感器数据，处理后通过显示模块展示，同时根据预设规则发出控制指令。
本系统选用性能优越、功耗低的单片机，如STM32系列。
2. 传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器等。
这些传感器能实时感知室内环境的各项参数，并将数据传输给单片机模块。
3. 显示模块：本系统采用液晶显示屏作为显示模块，能直观地展示温度、湿度、光照等数据。
4. 控制模块：根据单片机的指令，控制模块可以控制空调、加湿器、照明等设备的开关，以调节室内环境。
四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和传感器的数据处理。
程序设计采用C语言编写，易于理解和维护。
数据处理部分需要对传感器数据进行实时采集、处理和存储，以保证数据的准确性和可靠性。
五、系统功能1. 实时监测：系统能实时监测室内环境的温度、湿度、光照等参数。
2. 数据展示：通过液晶显示屏，用户可以直观地看到各项环境参数的数据。
3. 自动调节：根据预设的规则，系统能自动调节空调、加湿器、照明等设备，以保持室内环境的舒适和健康。
4. 报警功能：当室内环境参数超出预设范围时，系统会发出报警提示，以便用户及时采取措施。
六、系统优势1. 高精度：采用高精度的传感器，能准确监测室内环境的各项参数。
基于单片机的PM2.5检测系统设计
基于单片机的PM2.5检测系统设计随着城市化进程的不断加快，空气质量成为人们关注的焦点之一。
PM2.5是空气中颗粒物的一种，直径小于或等于2.5微米。
由于其粒径小，易进入人体肺部并对健康产生危害，因此对PM2.5的监测成为了城市环境监测的重点。
本文将介绍一种基于单片机的PM2.5检测系统设计，帮助人们更好地监测城市空气质量。
一、系统原理本系统基于单片机，通过传感器采集空气中的PM2.5颗粒物浓度，再通过单片机进行数据处理和显示。
系统的设计主要包括传感器模块、单片机模块、显示模块和供电模块。
1. 传感器模块传感器模块是PM2.5检测系统的核心，负责采集空气中的PM2.5颗粒物浓度。
传感器模块采用激光散射原理，通过激光束照射到空气中的颗粒物上，再通过光散射信号的强度来计算出颗粒物的浓度。
传感器模块能够实时监测空气中的PM2.5浓度，并将采集到的数据传输给单片机模块进行处理。
2. 单片机模块单片机模块是PM2.5检测系统的数据处理核心，负责接收传感器模块传来的数据，并进行数据处理、存储和显示。
单片机模块采用高性能的单片机，具有较强的数据处理能力和稳定性。
在接收到传感器模块传来的数据后，单片机模块将进行数据处理并通过显示模块将结果显示出来。
3. 显示模块显示模块以直观的方式将PM2.5的浓度显示出来，帮助用户直观地了解空气质量。
显示模块采用LED数码管或液晶显示屏，能够清晰地显示PM2.5的浓度数值。
显示模块还可以设置警报功能，当PM2.5浓度超过设定值时，显示模块将发出警报提醒用户。
4. 供电模块供电模块为整个系统提供稳定的电源，保证系统正常运行。
供电模块采用高品质的电源适配器或电池，以确保系统在室内和室外环境中都能正常工作。
二、系统设计基于上述原理，我们设计了一个基于单片机的PM2.5检测系统。
系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分。
1. 硬件设计硬件设计主要包括传感器模块、单片机模块、显示模块和供电模块。
基于STM32单片机家电控制及家居环境监测系统设计与实现
基于STM32单片机家电控制及家居环境监测系统设计与实现一、本文概述本文旨在介绍一种基于STM32单片机的家电控制及家居环境监测系统的设计与实现。
该系统集成了家电控制、环境监测和数据处理等功能，旨在为用户提供智能化、自动化的家居环境。
通过STM32单片机的强大性能和灵活编程，实现了对家电设备的远程控制、家居环境的实时监测以及数据的收集和处理。
本文首先将对系统的整体架构进行介绍，然后详细阐述各个功能模块的设计和实现过程，包括家电控制模块、环境监测模块、数据处理模块等。
接着，将介绍系统的软件设计和编程实现，包括控制程序的编写、数据传输和处理等。
将对系统的性能进行测试和评估，并给出相应的结论和建议。
通过本文的介绍，读者可以深入了解基于STM32单片机的家电控制及家居环境监测系统的设计与实现过程，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
二、系统总体设计本家电控制及家居环境监测系统基于STM32单片机进行设计，以实现家电的智能控制和家居环境的实时监测。
系统总体设计包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计是系统实现的基础，主要包括传感器选择、家电控制模块、数据处理模块、电源模块等。
针对家居环境的不同监测需求，选择了温湿度传感器、空气质量传感器、光照传感器等，以实现对家居环境的全面监测。
家电控制模块通过继电器或红外遥控等方式，实现对家电的远程控制。
数据处理模块选用STM32单片机，具有强大的数据处理能力和丰富的外设接口，满足系统对数据处理和传输的需求。
电源模块采用稳定可靠的电源设计，为整个系统提供稳定的电力供应。
软件设计是系统功能的实现关键，主要包括数据采集与处理、家电控制逻辑、数据通信协议等。
数据采集与处理部分，通过编写传感器驱动程序，实现对家居环境数据的实时采集和处理。
家电控制逻辑部分，根据用户设定的控制规则，编写控制算法，实现对家电的智能控制。
数据通信协议部分，采用可靠的通信协议，如Modbus或TCP/IP 等，实现系统与用户端的数据传输和交互。
基于单片机的室内环境监测系统设计
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要目前，随着生活水平的提高，人们对室内居住环境的舒适度要求越来越高，住宅和居室是人们生活的重要物质条件,是人们生活、家庭团聚的场所，但随着装修材料大量使用和生活用品的日益广泛，家居环境隐患重重。
不仅表现在室内温湿度的影响上，也体现在室内有害气体浓度的大小上。
在室内装修之后，甲醛浓度的监测受到人们关注，中国环境保护协会有关数据统计表明，每年因室内环境污染患病或死亡的人数例已引起专家们的注意，室内环境污染已经成为严重影响现代人类健康的杀手之一。
在市场也有对室内环境的监测仪器，主要针对的是有害气体检测，功能单一，而且价格较贵，根据市场调查非常需要家用室内温湿度和室内有害气体的综合检测系统。
把传感器技术应用与单片机控制技术相结合，实现了对环境温湿度、可燃气浓度和甲醛浓度的采集和读取。
利用LED数码管显示技术完成了环境温度、湿度及显示电路的设计。
外接了蜂鸣器报警模块，在超过设定燃气浓度上限时自动报警。
关键词：单片机，温湿度监测，室内环境系统。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ABSTRACTNow,with the improvement of living standards,People on the indoor comfort of the living environment have become increasingly demanding,Housing and living room is an important material conditions of life,people,family reunion sites,but with the extensive use of decoration materials and daily necessities of an increasingly wide range of home environment breaches.Not only in indoor temperature and humidity,but also reflected the concentration of harmful gases in the room size.In the interior,the formaldehyde concentration monitoring of people's attention，China Environmental Protection Association,the statistics show that，Each year due to illness or death of indoor environmental pollution has caused the proportion of the attention of the experts,Indoor pollution has become a serious impact on the killer of one of the modern humanhealth.Market but also on the indoor environment monitoring instruments,mainly for the hazardous gas detection,single function,and higher prices,according to market research is needed household indoor temperature and technology humidity and indoor harmful gas integrated detection system.The sensor and MCU control technology,to achieve the environmental temperature and humidity,gas concentration and the concentration of formaldehyde in the collection and reading.The use of LED display technology to complete the environmental temperature,humidity and display circuit design.Add a buzzer alarm modules,gas concentrations in excess of the limit set alarm.Light-emitting diode for temperature and humidity and gas concentration limit alarm.KEY WORDS：Single-chip microcomputer,monitoring of temperature and humidity, indoor environment.┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章绪论 (1)1.1 设计背景及意义 (1)1.2 室内环境监测系统现状 (2)1.3 设计目的及内容 (3)第2章系统设计方案 (4)2.1 设计要求 (4)2.1.1 硬件设计要求 (4)2.1.2 功能要求 (5)第3章硬件电路选型 (6)3.1 CPU模块 (6)3.1.1 芯片管脚连接 (6)3.1.2 芯片管脚说明 (6)3.1.3 晶振和复位电路 (11)3.2 气体传感器与模数转换模块 (12)3.2.1 气敏传感器的特点和使用 (12)3.2.2 气敏传感器的连接 (14)3.3 温度湿度传感器模块设计 (14)3.3.1 SHT11温湿度简介 (15)3.3.2 SHT11的引脚功能 (16)3.3.3 SHT11的内部结构和工作原理 (16)3.3.4 SHT11应用与连接电路 (17)3.3.5 温度和湿度值的计算 (18)3.4 LCD显示模块设计 (19)3.4.1 LCD特点 (19)3.4.2 LCD的管脚 (21)3.4.3 LCD的连接电路 (21)3.5 按键电路块 (22)3.6 报警电路模块设计 (23)第4章软件设计 (24)4.1 软件系统设计 (24)4.2 主程序设计 (25)4.3 LCD1602显示模块程序设计 (26)4.4 SHT11温湿度测量模块程序设计 (27)4.5 系统程序设计 (27)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1 设计背景及意义随着人们生活水平的提高，人们对居住环境的要求越来越高，家居环境中尤为受到人们关注的是有害气体的污染、温湿度控制等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
题目：基于单片机的环境参数检测系统1.实验目的（1）了解单片机的基础知识；（2）了解51单片机的组成和工作方法；（3）掌握项目工程的建立、编辑、编译和下载的过程方法；（4）熟练单片机开发调试工具和方法；（5）了解DHT11温湿度及MQ-9烟雾检测模块等的工作原理和使用方法；（6）掌握使用单片机开发实际项目的能力。
2.实验要求和技术指标2.1实验要求能够实时显示温度、湿度等参数。
2.2 技术指标一个以单片机为控制核心的环境参数检测系统，需要实现的功能为：①能够准确的显示当前的温度以及湿度。
温度检测的范围0℃-60℃，测温精度：±2℃；湿度检测范围20%-100%RH，测湿精度：±5％RH；②能够实现对可燃性气体的检测，比如烟雾、CO等；③能够实现对环境参数的移动实时检测，并将检测参数发送至手机客户端；④载具小车移动方式采用蓝牙或WIFi控制，具有前进、后退、左转、右转、停止功能；⑤具有报警功能，一旦发现检测参数超过了预设值，蜂鸣器蜂鸣报警；⑥系统的温湿度及日期采用LCD1602显示。
3.实验内容和目标本设计是一种基于单片机的移动式环境参数监测系统，以STC公司生产的STC89C52单片机为系统的控制核心，以蓝牙控制小车作为载体，搭载DHT11温湿度传感器模块、MQ-9烟雾检测模块等作为环境温湿度和烟雾数据采集装置，采集周围环境的实时温度、湿度及烟雾的数值，并上传给单片机分析处理，同时将处理结果利用LCD1602液晶显示器显示，完成对所处位置周围环境温湿度及烟雾情况的实时监测显示和超限报警功能。
检测参数还可通过蓝牙发送到手机APP显示。
4.系统总体设计4.1 系统设计思路主控电路芯片选择STC89C52单片机，STC89C52单片机的优点有很多，例如执行指令的速度很快，对工作环境的要求比较低；温湿度传感器模块我们选择了DHT11数字温湿度传感器，DHT11传感器能同时检测温湿度的变化，比以前单纯分别使用DS18B20检测温度，使用湿度传感器检测湿度更加方便简单。
烟雾检测模块采用MQ-9，其具有对可燃性气体的检测功能，灵敏度高。
移动载具采用常用的51小车，并通过HC06蓝牙模块控制小车的行进状态。
根据电路原理连接好外围电路。
通过蓝牙控制小车移动，并通过DHT11传感器和MQ-9烟雾传感器准确地检测出当前场所下的温湿度和可燃性气体浓度，并将所测数据信号传递给STC89C52单片机进行分析和处理。
STC89C52单片机再将所得数据发送给LCD1602液晶屏显示。
同时可以通过向蓝牙发送指令，让其将检测参数返回至手机APP。
报警方式采用蜂鸣器报警，系统设计软件编辑中分别预先设置好所需温湿度和烟雾浓度的限值，若温湿度和烟雾浓度超过限值，蜂鸣器将响起警报声。
整体上来说，本设计主要涉及了小车的蓝牙控制、温湿度测量、烟雾检测、串口通信等。
硬件方面主要有7个模块，即温湿度传感器、烟雾传感器、L298N驱动模块、蓝牙、LCD1602液晶、单片机主控板、蜂鸣器报警模块。
4.2 系统设计原则要求单片机系统应具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点。
设计原则有以下几个：1. 可靠性高：可靠性是单片机系统应用的前提，在系统设计的每一个环节，都应该将可靠性作为首要的设计准则。
提高系统的可靠性通常从以下几个方面考虑：使用可靠性高的元器件；设计电路板时布线和接地要合理；对供电电源采用抗干扰措施；输入输出通道抗干扰措施；进行软硬件滤波等。
2. 操作维护方便：在系统的软硬件设计时，应从操作者的角度考虑操作和维护方便，尽量减少对操作人员专业知识的要求，以利于系统的推广。
因此在设计时，要尽可能减少人机交互接口，多采用操作内置或简化的方法。
3. 性价比高：单片机除体积小、功耗低等特点外，最大的优势在于高性能价格比。
一个单片机应用系统能否被广泛应用，性价比是其中一个关键因素。
因此，在设计时，除了保持高性能外，尽可能降低成本，如简化外围硬件电路，在系统性能和速度允许的情况下尽可能用软件功能取代硬件功能等。
4.3 系统整体框图由本系统的设计思路和相关的功能要求，同时也充分考虑到要尽可能的降低系统运行的成本，提高系统的稳定性，降低系统的复杂程度，最终确定的系统的整体框图如下图所示。
图1 系统整体框图5．系统器件选择及硬件设计5.1主控芯片的选择方案一：采用AT89C51单片机AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS型8位单片机，器件采用ATMEL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，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大。
其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。
写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护我们的劳动成果。
再者，AT89C51目前的售价比8031还低，市场供应也很充足。
AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。
只要程序长度小于4K，四个I/O口全部提供给用户。
可用5V电压编程，而且擦写时间仅需lOms。
AT89C51芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。
PO口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。
方案二：采用STC89C52单片机STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。
另外STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
比较这两种方案，由于在学校期间学过数字电路、单片机原理、C语言程序设计，综合考虑本系统需要满足的技术指标、单片机的各部分资源、硬件设计的性价比以及作为学生能够获得的资源，加之学校也提供了相应的硬件操作平台，实际操作起来比较方便，故STC为更合理的选择，即选择方案二。
STC89C52单片机引脚图如下图所示。
图2 STC89C52引脚图主要特性：本芯片具有512字节数据存储空间和8K字节程序存储空间，内带4K字节EEPROM 存储空间，可直接使用串口下载。
（1）工作电压：5V单片机5.5V～3.3V，3V单片机3.8V～2.0V。
（2）工作频率：正常工作频率0～40MHz，相当于普通的8051～80MHz，最大的工作频率可达48MHz。
（3）时钟/机器周期：STC90C516RC是增强型8051单片机，有6时钟/机器周期和12时钟/机器周期模式，所以指令代码完全兼容传统8051。
（4）片上集成512字节RAM(Random Access Memory) ，用户应用程序空间为8K字节，内带4K字节EEPROM存储空间，可以使用dataflash技术进行在线数据保存防止掉电造成数据丢失。
（5）芯片具有4组通用的I/O口，其中P0口是漏极开路输出可以作为总线扩展端使用，该端口作为普通端口使用时须要加弱上拉电阻才能正常工作。
P1、P2、P3是准双向的I/O口具有弱上拉电阻。
（6）芯片下载程序时只须通过RxD/P3.0，TxD/P3.1端口进行串行数据传输就能完成，不需要专用的编程器和仿真器进行下载程序。
该芯片内部具有EEPROM存储空间使得系统可以在线编程和应用编程。
（7）片内16位定时器/计数器一共有3个，分别是T0、T1、T2。
可以通过指令控制定时和计数功能。
（8）外部中断，触发电路下降沿或低电平中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。
5.1.1引脚说明P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P0口在访问外部存储器时，P0口既是一个真正的双向数据总线口，又是输出8位地址口。
它包括一个输出锁存器，两个三态缓冲器，一个输出驱动电路和一个输出控制电路。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入”1”后，被内部上拉为高电平，可用作输入。
P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
专门为用户使用的I/O口，是准双向口，P1口为8位准双向口，每一位均可单独定义为输入或输出口。
在编程校验期间，用做输入低位字节地址。
P1口可以驱动4个TTL负载。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流，这是由于上拉的缘故。
P2口也是双向口。
它是供系统扩展时输出高8位地址。
如果没有系统扩展时，也可以作为用户的I/O口使用。
P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口AB8-AB15，P0口由ALE选通作为地址总线的低8位输出口AB0-AB7。
外部的程序存储器由PSEN信号选通，数据存储器则由WR和RD读写信号选通，因为2=64k，所以STC89C52最大可外接64kB的程序存储器和数据存储器。