近日,智能网联技术创新团队召开组会。物联网二班大二学生陈爽在会上汇报了其设计的基于 AT89C52 单片机的教室环境数据采集系统。该系统以 AT89C52 为主控芯片,分别接入温湿度、光照与时钟三类传感器,实现环境数据的本地四页显示与串口定时上传;整套系统已在 Proteus 中完成完整仿真,程序采用 Keil C51 编译。

在硬件接口设计上,三颗传感器采用三种互不相同的串行通信方式:DHT11 温湿度传感器采用单总线接口,时序要求最为严格;BH1750 光照传感器采用 I²C 接口,通过普通 I/O 口软件模拟 100kHz 通信;DS1302 时钟芯片采用三线接口,低位在前传输。三类总线分别接至 P1 口的不同引脚,P0 口专门作为液晶数据接口,使各接口独立工作、互不干扰。
在软件设计上,系统采用定时器 T0 每 50ms 中断一次,累加生成 1 秒、2 秒两个定时节拍,主循环仅判断标志位执行任务,采样周期由硬件定时器保证,液晶刷新、串口发送等耗时操作不会影响定时精度。按键设置两种设计方式加以对比:两颗采用外部中断方式,一颗采用查询方式,均配有 10ms 消抖处理。
在数据通信方面,串口以 9600bps 波特率每 2 秒发送一帧数据,字段定长、逗号分隔、数值补足前导零,格式为 "HUM=48, TMP=26, LUX=0320, TIM=20:31:42, ALM=0"。帧末 ALM 为状态码:0 表示正常,1 表示过湿,2 表示过干,3 表示光照不足,4 表示传感器故障;数据越限后最迟在一个采样周期内报警,上位机按逗号分隔字段即可解析。
器件选型注重实用:选用 DHT11(精度 ±5% RH)满足教室环境测量需求;BH1750 直接输出 lux 光照值,省去光敏电阻的标定环节;LCD1602 对比度较高,四页显示即可满足信息量需求,未盲目增加器件。
本次汇报围绕 "仿真先行、模块分层、数据格式统一" 三个设计思路展开,强调代码应便于阅读、检查和后续修改,体现了规范严谨的工程设计理念。