文档介绍：3 系统硬件设计
为了实现检测系统的智能化，系统的硬件设计包括单片机最小系统的设计、温湿度测量回路的设计、显示电路的设计、报警电路的设计和电源电路的设计。
单片机的选择
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制以下时产生RST和信号，ST与AT89S52单片机的AEL/相连，实现AT89S52对DS1232的时钟周期输入，RST与AT89S52单片机的RESET连接，由RST发出复位信号，实现AT89S52单片机工作系统的复位功能。
由时钟电路和看门狗DS1232电路构成的单片机最小系统如图3-2所示。
图3-2　单片机系统最小系统图
温湿度传感器的选择
温湿度传感器的选择是本设计的核心问题，传统的模拟式温湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过负复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，并且在重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意。目前国际上新型传感器正从模拟式向数字式、智能化和网络化的方向发展。鉴于上述原因，本系统采用SHT11作为测量温湿度的传感器。一般情况下，我们生活环境中的温度都在-20~+40℃之间，所以选用智能化的集成温湿度传感器芯片SHT11，足以满足我们的设计要求。
SHT11是瑞士Scnsirion公司推出的基于CMOSensTM技术的新型数字温湿度传感器芯片，该芯片将CMOS芯片技术与传感器技术完美的结合起来，发挥出它们强大的优势互补作用，广泛应用于暖通空调、汽车、消费电子、自动控制等领域。
SHT11的主要特点如下：
（1）将温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、C总线接口全部集成于芯片（COMensTM技术）；
（2）可给出全校准相对湿度及温度值输出；
（3）带有工业标准的C总线数字输出接口；
（4）具有露点值计算输出功能；
（5）具有卓越的长期稳定性；
（6）是只读输出分辨率为14位，温度值输出分辨率为12位；
（7）小体积（××）,可表面贴装；
（8）具有可靠的CRC数据传输校验功能；
（9）片内装载的校准系数可保证100%互换性；
（10）—；
（11）电流消耗，测量时为550μA,休眠时为3μA。
SHT11的工作原理
SHT11的DATA引脚在SCK时钟的下降沿之后改变状态，并仅在SCK时钟上升沿后有效，所以，AT89S52单片机可以在SCK高电平时读出数据，而当其向SHT11发送数据时，则必须保证DATA上的电平状态在SCK高电平段稳定。在需要输出高电平时，单片机将置为高阻状态，由外部的上拉电阻将信号拉至高电平，从而实现高电平输出。SHT11首先由两个传感器分别测量相对温度和湿度信号，经过放大电路放大后分别送到14位的ADC进行A/D转换、标准和纠错，最后通过二线制的串行接口，将相对温度和湿度的数据送至AT89S52单片机，最后利用AT89S52单片机完成非线性补偿和温度补偿，SHT11的引脚如图3-3所示。
图3-3 SHT11的引脚图
SHT11各引脚功能如下：
GND：接地端；
DATA：串行数据输出/输入端；
SCK ：串行口时钟输入端；
VDD ：接电源端；
NC：不连接。
SHT11的湿度检测运用电容式结构，并采用具有不同保护的“微型结构”检测电极系统与聚合物覆盖层来组成传感器芯片的电容，除保持电容式的原有特性外，还可以抵御来自外界的影响。由于它将温度传感器与湿度传感器结合在一起而构成了一个单一的个体，因而测量精度较高且可得出露点，同时不产生由于温度与湿度传感器之间随温度梯度变化引起的误差。CMOSensTM技术不仅将温湿度传感器结合在一起，而且还将信号放大电路、模/数转换器、校准数据存储器、标准I2C总线等电路集成在一个芯片内。SHT11传感器的校准系数预先存在OTP内存中，经校准的相对湿度和温度传感器与A/D转换器相连，可以将转换后的数字温湿度值送给二线I2C总线器件，从而将数字信号转换为符合I2C总线协议的串行数字信号。
传输开始：初始化传输时，应首先发出“传输开始”命令，该命令可在SCK为高电平时使DATA由高电平变为低电平，并在下一个SCK为高时将DATA升高，接下来的命令顺序包含三个地址（目前只支持“000”）和5个命令位，当DATA脚的ack位处于低电平时，表示SHT11正确接收到命令。
连接复位顺序：如果与SHT11传感器的通讯中断，下列信号顺序会使串口复位，当DATA线处于高电平时，触发SCK9次以上（含九次），此后接着发一个“传输开始”命令。
温湿度测量时序：当发出了温湿度测量命令后，控制器就要等到测量完成。使用8/12/14位的分辨率测量分别需要大约11/55/210毫秒的时间，为表明