家居溫濕度檢測(共33頁)

1、 PAGE 0 畢業(yè)設(shè)計(b y sh j)（論文）（2015屆）2014年 10 月 01 日題 目： 家居環(huán)境檢測 專業(yè)名稱： 應(yīng)用電子工程技術(shù) 姓 名： 徐日達 學(xué) 號： 1210401031 班 級： 12 應(yīng)用電子技術(shù) 指導(dǎo)教師： 吳小玲 TOC o 1-3 h z u 目 錄 HYPERLINK l _Toc281996770 一 緒論(xln)1 HYPERLINK l _Toc281996773 1.1引言(ynyn)1 HYPERLINK l _Toc281996774 1.2選題(xun t)背景1 HYPERLINK l _Toc281996775 1.3 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顟B(tài)

2、1 HYPERLINK l _Toc281996771 二 設(shè)計目標(biāo)和要求2 HYPERLINK l _Toc281996772 三 方案論證與設(shè)計2方案論證2 設(shè)計2 HYPERLINK l _Toc281996773 3.1控制部分的方案選擇2 HYPERLINK l _Toc281996774 3.2測溫、濕部分的方案選擇2 HYPERLINK l _Toc281996775 3.3顯示部分的方案選3 HYPERLINK l _Toc281996776 四 硬件設(shè)計3 HYPERLINK l _Toc281996777 4.1電路設(shè)計框圖3 HYPERLINK l _Toc2819967

3、78 4.2系統(tǒng)硬件概述4 HYPERLINK l _Toc281996779 4.3主要單元電路設(shè)計44.3. HYPERLINK l _Toc281996780 1 AT89S52單片機簡介44.3. HYPERLINK l _Toc281996781 2單片機主控制模塊的設(shè)計64. HYPERLINK l _Toc281996783 3.3溫、濕度傳感器電路設(shè)計94. HYPERLINK l _Toc281996785 3.4 顯示模塊的設(shè)計94. HYPERLINK l _Toc281996785 3.5 按鍵模塊的設(shè)計9 HYPERLINK l _Toc281996786 五 軟件設(shè)

4、計105. HYPERLINK l _Toc281996788 1系統(tǒng)程序流程圖105. HYPERLINK l _Toc281996788 2按鍵程序流程圖105. HYPERLINK l _Toc281996788 3 LED程序流程圖105. HYPERLINK l _Toc281996788 4 溫、濕度程序流程圖105. HYPERLINK l _Toc281996790 5 液晶顯示流程圖 PAGEREF _Toc281996790 h 10 HYPERLINK l _Toc281996791 六 仿真與調(diào)試116. HYPERLINK l _Toc281996792 1 Prot

5、eus軟件運行流程116. HYPERLINK l _Toc281996794 2 硬件調(diào)試結(jié)果11 HYPERLINK l _Toc281996795 七 總結(jié)13 HYPERLINK l _Toc281996796 參考文獻14 HYPERLINK l _Toc281996797 附錄一：系統(tǒng)程序14 HYPERLINK l _Toc281996798 致謝22 PAGE 31 一 緒 論1.1引言(ynyn) 隨著科技水平的日益進步，人類的生活(shnghu)水平也在逐步的提高，對家居智能化也有了渴求，智能家居在今后的市場將越來越大。下面介紹一種溫濕度采集系統(tǒng)在智能家居的應(yīng)用方案。該方案

6、采用DHT11溫濕度傳感器，STC89S52單片機MCU， LCD128*64驅(qū)動和顯示器構(gòu)建一個家庭溫濕度采集系統(tǒng)(xtng)，用來檢測室內(nèi)外溫濕度數(shù)據(jù)。 溫濕度采集系統(tǒng)的工作原理:分別在室內(nèi)外安裝兩個2個DHT11溫濕度傳感器，定時喚醒采集溫濕度的原始數(shù)據(jù)，在DHT11內(nèi)部進行AD轉(zhuǎn)換，經(jīng)過I2C總線送往AT89S52處理。AT89S52可以根據(jù)需要啟用哪個采集節(jié)點的數(shù)據(jù)來降低能耗，并控制LCD驅(qū)動，最終的數(shù)據(jù)在LCD顯示屏上顯示，方便用戶讀取。1.2選題背景環(huán)境的監(jiān)測與控制在日常生活、農(nóng)業(yè)、國防等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。由于應(yīng)用的場合不同監(jiān)測對象的不同，其系統(tǒng)設(shè)計也是千差萬別。在實際生活中此

7、類系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，溫室環(huán)境檢測系統(tǒng)中溫度和濕度是兩個重要的顯示和分析指標(biāo)， 必須定期抽樣檢查室溫環(huán)境溫度和度，以便采取相應(yīng)的措施。最宜人的室內(nèi)溫濕度是：冬天溫度1825，濕度3080%；夏天溫度2328，濕度3060%。 濕度是與溫度有關(guān)的，此時,人的精神狀態(tài)好,工作效率高,思維最敏捷。因此，溫濕度測試儀意義很重大是生活中不可或缺的必備品。1.3國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顟B(tài)目前國內(nèi)外的溫濕度檢測使用的溫濕度檢測元件種類繁多、 應(yīng)用范圍也較廣泛加之單片機和大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?；趩螜C片的溫濕度監(jiān)測控制系統(tǒng)的設(shè)計研究較少。 隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展， 人們

8、對自己的生活環(huán)境越來越嚴格。特別在溫室大棚中，對溫濕度要求更為嚴格?；趩纹瑱C的溫濕度監(jiān)測控制系統(tǒng)， 將對環(huán)境的溫濕度監(jiān)測控制系統(tǒng)做詳細的設(shè)計與實現(xiàn)。 采用高性能的控制芯片89C51，高精度數(shù)字溫濕度傳感器 AM2301。向模塊化、高速化、智能化的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)靠近。將此系統(tǒng)應(yīng)用到溫室大棚當(dāng)中無疑為植物的生活提供了更加適宜的環(huán)境,符合植物的生活環(huán)境要求，具有良好的發(fā)展前景。二 設(shè)計目標(biāo)(mbio)和要求本畢業(yè)設(shè)計(b y sh j)目標(biāo)和要求如下：1.基于(jy)單片機的溫度、濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計；2.測量范圍：濕度20-90%RH，溫度0503.測量精度：濕度+-5%，溫度+-214.顯示

9、效果設(shè)計：所測的溫、濕度值可以由液晶直接顯示5. 運用Proteus仿真，并利用Protel軟件設(shè)計硬件三 方案(fng n)論證與設(shè)計 方案(fng n)一：測溫、濕電路(dinl)。使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，將被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，通過液晶就可以將被測溫、濕度顯示出來。方案二：使用溫、濕度傳感器?，F(xiàn)在流行使用單片機設(shè)計電路，所以可以采用一只溫、濕度傳感器DHT11，此傳感器可以很容易就能讀取到溫度值。 論證：方案一由于需要對被測溫、濕度變化的電壓或者電流采集，以及進行A/D轉(zhuǎn)換，感溫、濕度電路設(shè)計會比較麻煩，成本高。而

10、方案二設(shè)計只需一個單片機和一個DHT11就能很容易讀取溫度值，電路設(shè)計簡單，況且成本低，體積小，因而采用方案二。3.1 控制部分的方案選擇用可編程邏輯器件設(shè)計，但從性價比考慮，主控芯片使用AT89S52單片機，對溫度傳感器的數(shù)據(jù)進行采集以及傳送給液晶顯示。3.2 測溫、濕度部分的方案選擇DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。

11、每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測型號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為同類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。技術(shù)參數(shù)供電(n din)電壓：3.35.5V DC輸出(shch)：單總線數(shù)字信號測量范圍：濕度(shd)20-90%RH，溫度050測量精度：濕度+-5%RH， 溫度+-2分辨率：濕度1%RH， 溫度1互換性：可完全互換 長期穩(wěn)定性：1%RH/年3.3 顯示部分的方案選擇帶中文字庫的128X64 是一

12、種具有4 位/8 位并行、2 線或3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體 中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192 個16*16 點漢字，和128 個16*8 點ASCII 字符 集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示84 行1616 點 陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。四 硬件(yn jin)設(shè)計4.1電路設(shè)計框圖(kung

13、t)綜上所述，按照系統(tǒng)(xtng)設(shè)計功能的要求，確定硬件由主控制器、測溫、濕電路、顯示模塊、按鍵模塊、復(fù)位模塊等模塊組成，設(shè)計了硬件整體的框圖：Led指示 AT89S52主控電路DHT11溫、濕度探測128*64液晶顯示器Led指示復(fù)位電路電源電路按鍵輸入圖4.1 數(shù)字體溫計構(gòu)成框圖用DHT11來檢測當(dāng)前的環(huán)境溫、濕度；AT89S52單片機通過輸出各種電脈沖信號來驅(qū)動控制各部分正常工作；溫、濕度等數(shù)據(jù)則最終通過液晶模塊顯示出來。2. 系統(tǒng)硬件概述本電路是以AT89S52單片機為控制核心，該芯片具有在線編程功能，功耗低，能在3.3V的超低壓下工作；驅(qū)動部分采用74HC537，它是一款高性能、低

14、功耗、，其工作電壓為2.5V5.5V；溫、濕4度檢測模塊由DHT11構(gòu)成, DHT11由一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件組成, 具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點,其溫度050,工作電壓為3v5.5v；顯示部份使用液晶顯示屏來實現(xiàn),該顯示具有內(nèi)容豐富的特點。3. 主要(zhyo)單元電路設(shè)計 3.1 AT89S52單片機簡介(jin ji) AT89S52是一種(y zhn)低功耗、高性能的8位CMOS微控制器，具有8K的可編程Flash 存儲器。使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上

15、，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O 口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。引腳排列如圖4.2所示。

16、圖4.2 AT89S52引腳圖從引腳功能來看，可將引腳分為三部分：a、電源及時鐘引腳VCC：接+5V電源(dinyun)；VSS：接地(jid)；XTAL1和XTAL2：時鐘引腳，外接晶體(jngt)引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此兩引腳端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。b、控制引腳RST/VPT：RST是復(fù)位信號輸入端，VPT是備用電源輸入端。當(dāng)RST輸入端保持2個機器周期以上高電平時，單片機完成復(fù)位初始化操作。當(dāng)主電源VCC發(fā)生故障而突然下降到一定低電壓或斷電時，第2功能VPT將為片內(nèi)RAM提供電源以保護片內(nèi)RAM中的信息不丟失。ALE/PROG：地址

17、鎖存允許信號輸出端。在存取外存儲器時，用于鎖存低8位地址信號。當(dāng)單片機正常工作后，ALE端就會周期性地以時鐘振蕩頻率的1/6固定頻率向外輸出正脈沖信號。此引腳的第2功能PROG是對片內(nèi)帶有4K字節(jié)EPROM的8751固化程序時，作為編程脈沖輸入端。PSEN：程序存儲允許輸出端。是片外程序存儲器的讀選通信號，低電平有效。CPU從外部程序存儲器取指令時，PSEN信號會自動產(chǎn)生負脈沖，作為外部程序存儲器的選通信號。EA/VPP：程序存儲器地址允許輸入端。當(dāng)EA為高電平時，CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器指令，但當(dāng)PC中的值超過0FFFFH時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲器指令；當(dāng)EA為低電平時，CPU只執(zhí)行片

18、外程序存儲器指令。對8031單片機，EA必須接低電平。在8751中，當(dāng)對片內(nèi)EPROM編程時，該端接21V的編程電壓。C、I/O口引腳P0.0P0.7：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。P1.0P1.7：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在flash編程和校驗

19、時，P1口接收低8位地址字節(jié)。 P2.0P2.7:P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高八位地址。在使用8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3.0P3.7：P3口是一個(y )具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。作為輸出(shch)口，每位能驅(qū)動4個TTL邏輯電平(din pn)。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。

20、3.2 單片機主控制模塊的設(shè)計本設(shè)計中單片機主要負責(zé)對外設(shè)的控制和各個功能模塊間的協(xié)調(diào)，沒有復(fù)雜的數(shù)據(jù)計算，因此，8位的51系列單片機足以勝任。51單片機以其低廉的價格以及較出色的性能成了很多控制系統(tǒng)的首選。它具有豐富的內(nèi)部資源，較大的數(shù)據(jù)、程序存儲區(qū)。一個典型的單片機最小系統(tǒng)一般由時鐘電路、復(fù)位電路、電源指示燈和外部擴展接口等部分組成，本系統(tǒng)也不例外，當(dāng)單片機具備了這些最基本的條件后，就可以正常工作了。單片機的最小系統(tǒng)如圖4.3所示,單片機的XTAL0和XTAL1引腳用于連接晶振電路。XTAL0接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的另一

21、端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。RESET為復(fù)位引腳,連接復(fù)位電路，它用于對單片機進行初始化。復(fù)位電路包括復(fù)位電容（C6）、復(fù)位電阻（R3）和復(fù)位開關(guān)（S4）。VSS為電源地,VCC為電源正。圖4.3 單片機最小系統(tǒng)(xtng)單片機最小系統(tǒng)(xtng)復(fù)位、晶振電路簡介（1）復(fù)位(f wi)電路的設(shè)計復(fù)位電路是使單片機的CPU或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這上狀態(tài)開始工作。 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 單片機常見的復(fù)位電路通常單片機復(fù)位電路有兩種：上電復(fù)位電路，按鍵復(fù)位電路。上電復(fù)位電路：上電復(fù)位是單片機上電時復(fù)位操作，保證單片機上電后立即進入規(guī)定的

22、復(fù)位狀態(tài)。它利用的是電容充電的原理來實現(xiàn)的。按鍵復(fù)位電路：它不僅具有上電復(fù)位電路的功能，同時它的操作比上電復(fù)位電路的操作要簡單的多。如果要實現(xiàn)復(fù)位的話，只要按下RESET鍵即可。它主要是利用電阻的分壓來實現(xiàn)的在此設(shè)計中，采用的上電自動復(fù)位電路。按鍵復(fù)位電路如圖4.4所示。圖4.4復(fù)位電路 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 復(fù)位電路工作原理 上電復(fù)位要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電瞬間RESET引腳獲得高電平，隨著電容的充電，RERST引腳的高電平將逐漸下降。RERST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就可以進行復(fù)位操作。上電與按鍵均有效的復(fù)位電路

23、不僅在上電時可以自動復(fù)位，而且在單片機運行期間，利用按鍵也可以完成復(fù)位操作（2）晶振電路(dinl)的設(shè)計 晶振電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關(guān)系。單片機本身就如一個(y )復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴格地工作。通常(tngchng)在引腳XTALl和XTAL2跨接石英晶體和兩個補償電容構(gòu)成自激振蕩器，如圖4. 5Y1、C1、C2?？梢愿鶕?jù)情況選擇6MHz、12MHz或24MHz等頻率的石英晶體，補償電容通常選擇30pF左右的瓷片電容。 圖4.5晶振電路3.3 溫、濕度傳感器電路設(shè)計數(shù)字溫、濕

24、度傳感器DHT11適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。圖4.6 DHT11封裝圖4.7 DHT11接線圖DHT11的主要特性 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5V，在寄生(jshng)電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 獨特(dt)的單線接口方式，DTH11在與微處理器連接(linji)時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DHT11的雙向通訊。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT DHT11支持多點組網(wǎng)功能，多個DHT11可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。 = 4 * GB3

25、* MERGEFORMAT DHT11在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成電路內(nèi)。 = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 溫度范圍050，溫度測量精度+-2。 3.4 顯示模塊的設(shè)計本設(shè)計中由于要對溫、濕度及萬年歷進行顯示，所以選擇液晶模塊作為輸出。外圍電路配置相對簡單，顯示內(nèi)容豐富，便于人機互動。圖4.8 液晶顯示模塊3.5 按鍵模塊的設(shè)計 本設(shè)計采用按鍵接低的方式來讀取按鍵，單片機初始時，因為為高電平，當(dāng)按鍵按下的時候，會給單片機一個低電平，單片機對信號進行處理圖4.9 按鍵模塊單片機鍵盤有獨立鍵盤和矩陣式鍵盤兩種：獨立鍵盤每一個I/O 口上只接一個按鍵，按鍵

26、的另一端接電源或接地，這種接法程序比較簡單且系統(tǒng)更加穩(wěn)定；而矩陣式鍵盤式接法程序比較復(fù)雜，但是占用的I/O少。根據(jù)本設(shè)計的需要這里選用了獨立式鍵盤接法。五 軟件設(shè)計 5.1系統(tǒng)(xtng)程序流程圖如下所示開始初始化讀取AD轉(zhuǎn)換溫濕度判斷當(dāng)前溫濕度范圍執(zhí)行相應(yīng)程序N判斷按鍵是按下Y設(shè)置相應(yīng)參數(shù)顯示相應(yīng)內(nèi)容結(jié)束圖5.1系統(tǒng)(xtng)程序流程圖5.2按鍵(n jin)程序流程圖下圖所示(a) 判別鍵盤上有無鍵按下。其方法(fngf)為掃描鍵盤接入口，若全為“1”，則鍵盤無鍵按下，若不全為“1”，則有鍵按下。(b) 去除鍵的抖動影響。其方法為判斷到有鍵按下后，軟件延時一段時間（一般為10ms左右）

27、后，再判斷鍵盤狀態(tài)，如果仍為按下狀態(tài)，則認為有一個確定的鍵按下，否則按鍵抖動處理。當(dāng)鍵盤釋放時，判斷到有鍵釋放也軟件延時一段時間，如果仍為鍵釋放狀態(tài)，則認為鍵確實釋放了。（b）求按鍵位置，對各鍵進行逐個掃描，最后卻定按下的鍵號。圖5.2按鍵(n jin)程序流程圖圖5.3 LED 顯示流程圖N結(jié)束執(zhí)行相應(yīng)程序Y有控制指令Led端口初始化開始5.3 LED程序(chngx)流程圖5.4 溫、濕度程序(chngx)流程圖開始初始化DHT11應(yīng)答脈沖發(fā)起SkipRom命令發(fā)起Convert T命令延時1s等待溫度轉(zhuǎn)換完成初始化DHT11應(yīng)答脈沖？讀取第1，2字節(jié)即為溫、濕度數(shù)據(jù)發(fā)起Read Scra

28、tchpad命令YesNoNoYes溫、濕度讀取流程圖如圖5.4所示。流程圖分析：開始(kish)進入初始化DHT11，就是通過主機拉低單線產(chǎn)生復(fù)位脈沖然后釋放該線，如果有應(yīng)答脈沖，即發(fā)起ROM命令當(dāng)成功的執(zhí)行操作命令后，就使用(shyng)Convert T命令即開始溫度轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完后，又初始化DHT11是否有應(yīng)答脈沖(michng)，若有，就發(fā)起Read Scratchpad（讀取暫存器和CRC字節(jié)）命令，既同時讀出第1，2個字節(jié)，即為溫度的數(shù)據(jù)。圖5.4 DHT11測溫程序流程5.5 液晶顯示程序流程圖顯示程序流程圖如圖5.4。流程圖分析：首先對液晶段控制端P2口賦值P2=0 x00，

29、然后打開位控制端P2.0，這樣的作用是消除顯示殘影，使顯示清晰。顯示時先向段控制寫入數(shù)據(jù)，再打開位控制，這樣就可以把數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地顯示到液晶。六 仿真(fn zhn)與調(diào)試6.1 Proteus軟件(run jin)運行流程Proteus ISIS的工作界面是一種(y zhn)標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，如圖所示。包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。 運行Proteus程序后，進入軟件的主界面。通過左側(cè)工具欄中的P(從庫中選擇元件命令)命令，在Pick Devices 左側(cè)窗口中選擇所需元

30、件的關(guān)鍵字，然后放置元件并調(diào)整方向和位置以及參數(shù)設(shè)置，最后進行連線。 將所需要的元器件放置好后，繪制成原理圖，導(dǎo)入程序仿真圖如下圖6.1溫、濕度傳感器仿真圖2. 硬件調(diào)試結(jié)果 數(shù)字體溫、濕計的電路，對于焊接方面不可輕視，只要電路系統(tǒng)中出于一處的錯誤，就會對檢測造成很大的不便，而且電路的交線較多，對于各種鋒利的引腳要注意處理，否則會刺破帶有包皮的導(dǎo)線，則會對電路造成短路現(xiàn)象。在本次(bn c)數(shù)字(shz)體溫計的設(shè)計調(diào)試中遇到了很多的問題?；叵脒@些問題只要認真多思考都是可以避免(bmin)的，以下為主要的問題：（1）由于沒有做復(fù)位電路，使得輸出信號不正常，跟所設(shè)計的電平不一樣。（2）燒入程序后

31、，顯示亮度不好。解決：對電路進行測試,如對單片機的輸出管腳信號進行測試，觀察是否存在漏焊,虛焊,或者元件損壞的現(xiàn)象。若無此問題查看燒寫的程序是否正確無誤，對程序進行認真修改。當(dāng)顯示亮度不好時阻器的阻值，直到看到合適的亮度為止。經(jīng)過多次的反復(fù)調(diào)試與分析,可以對電路的原理及功能更加熟悉,同時提高了設(shè)計能力與及對電路的分析能力。同時在軟件的編程方面得到更到的提高,對編程能力得到加強，同時對所學(xué)的知識得到很大的提高與鞏固。如下為硬件實物圖： 圖6.2硬件實物圖按下設(shè)置鍵：屏幕的右下角會顯示數(shù)字07，其分別設(shè)置星期、最高溫濕度、最低溫濕度、分、時、日、月、年；按下加減(ji jin)鍵：分別對應(yīng)個數(shù)值的

32、加減；七 總 結(jié) 經(jīng)過一番(y fn)努力后，數(shù)字(shz)溫濕計設(shè)計的終于完成。在未做該項設(shè)計前，我對DHT11這個溫、濕度傳感器不怎么了解，由于設(shè)計的需要我查閱了關(guān)于DHT11 的資料才發(fā)現(xiàn)它的功能是如此強大的，使用又很方便。在設(shè)計該溫、濕計的過程中，我首先按照溫、濕計的功能設(shè)計出其大致的電路方框圖，然后分析各個功能模塊：溫度、濕采集模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊的。選好材后畫出電路原理圖，再到編寫程序，最后進行仿真，這次課題設(shè)計可以說成功完成。說到編寫程序是可花了不少功夫，因為該設(shè)計需要精確到小數(shù)位的個位，這個可給我?guī)砹丝鄲溃谕瑢W(xué)的幫助下最終解決了這個問題。實驗結(jié)果表明此溫度體溫計

33、實現(xiàn)后具有讀取方便、顯示直觀、電路簡潔等優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有良好的市場前景。 在整個設(shè)計過程中，充分發(fā)揮了人的主觀能動性，自主學(xué)習(xí)，學(xué)到了許多沒學(xué)到的知識。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考查資料，和同學(xué)討論，向老師請教，理清了思路，完成對程序的編寫。通過設(shè)計提高了對單片機的認識，進一步熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理。通過實際程序設(shè)計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計方法和調(diào)試技術(shù)，提高軟件設(shè)計、調(diào)試能力；通過這次設(shè)計熟悉以單片機核心的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的全過程，掌握硬件電路設(shè)計的基本方法和技術(shù)，掌握相關(guān)電路參數(shù)的計算方法。最終較好的完成了設(shè)計，達到

34、了預(yù)期的目的。但是由于個人能力的原因，沒能解決所顯示的數(shù)字有些閃動的效果，以及焊接技能需要加強鍛煉，在功能方面是顯得的簡單一些，只實現(xiàn)了一個最基本的功能，還有許多不足和可以擴展的地方。例如多頁面操作或語音報警等，這些有待以后來彌補，還望各位老師予以指正和修改。致 謝在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)(ln do)的關(guān)懷下；在吳小玲老師的耐心指導(dǎo)下；在各位同學(xué)、朋友的貼心幫助下，本設(shè)計(shj)成功完成。由于該設(shè)計較為普通，為了突出(t ch)它體溫濕計的特點，吳老師給我提了建議，要在精確度上要突出，把小數(shù)的顯示提高到兩位，這樣可以讓使用者對溫度的準(zhǔn)確性更為樂觀。我想如果沒有吳老師這開放性思想的指導(dǎo)我就很難在此有所突破

35、了。她待人和藹、認真求實的工作作風(fēng)，對指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計工作積極負責(zé)的態(tài)度都深深影響著即將走出社會的我。讓我不僅系統(tǒng)的掌握了專業(yè)知識體系，也讓我有了正確的態(tài)度和堅定地信念去面對未來。當(dāng)然我的親朋好友、同學(xué)也給予了我太多的幫助，大家互相鼓勵、一起探討，讓我們的畢業(yè)設(shè)計順利完成。最后，我對所有關(guān)心我們的領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)、朋友表示最為真切的感謝！參考文獻【1】楊黎，基于C語言的單片機應(yīng)用技術(shù)(jsh)與Proteus仿真，2012年第1版 【2】 宋衛(wèi)海、楊德現(xiàn)，數(shù)字(shz)電子技術(shù)，北京大學(xué)(bi jn d xu)出版社，2009年第1版附錄(fl)一：系統(tǒng)(xtng)程序主程序/*/*畢業(yè)設(shè)計(b

36、y sh j)：家居環(huán)境監(jiān)測*/*芯片AT89S52,顯示128*64，溫濕傳感器DHT11*/*作者：徐日達*/*時間：2014-9-14 */*/#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar lcd_x,lcd_y,data_byte=0,count; /LCD128 * 64 顯示參數(shù)uint TH_data,TL_data,RH_data,RL_data,CK_data; /DTH11溫濕度參數(shù)uint TH_temp,TL_temp,RH_temp,RL_temp,CK_temp; /DTH11溫濕

37、度參數(shù)uchar code CCW8=0 x98,0 x9c,0 x94,0 x96,0 x92,0 x93,0 x91,0 x99;uchar code CW80=0 xf9,0 xf1,0 xf3,0 xf2,0 xf6,0 xf4,0 xfc,0 xf8;uint p;/*時間*/unsigned int year=14; /初始化年year：2014uchar num,RH_dat=30,RH_da=60;char hour = 21, min = 56, sec = 0,N=0,moth=9,day=26,week=3,miao=0; /hour:時；min:分；sec:秒；N:選擇

38、提示；moth:月；day:日；week:星期；miao:秒；/初始化要顯示的值sbit S3 = P32; /定義開關(guān)s3選擇鍵sbit S4 = P35;/s4加一鍵sbit S5 = P34;/s5減一鍵sbit RS=P20;sbit RW=P21;sbit EN=P22;sbit PSB=P23;sbit RST=P11;sbit io=P30;/io=DHT11數(shù)據(jù)(shj)接收/發(fā)送(f sn)口sbit led=P15;/*函數(shù)(hnsh)聲明*/void T1_ini();/定時器int Adjustment();/調(diào)整時鐘部分void read_io();void dela

39、y(uint a);/延時void LCD_init();/*初始化*/void write_cmd(uchar cmd);void write_data(uchar dat);bit check_busy();void clock_delay(unsigned i);void delay1();void lcd_dis_code(uint cmd_addr,uchar num,uchar dis);void lcd_pos(unsigned char X,unsigned char Y);void shizhong(); /時鐘void delay2(int t); /電機延時void di

40、anji(); /電機/*/uchar code SEG_TAB =0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;/0-9數(shù)字uchar code lcd=日期: 20;uchar code lcd5=時間: ;uchar code lcd1=溫度: ;uchar code lcd2=濕度: ;uchar code lcd3=;uchar code lcd4=%RH;uchar code lcd6=比較;uchar code lcd6_1=干燥;uchar code lcd7=溫度適宜;uchar code lcd7_1=適宜;uchar code lcd8=天氣;uchar code lcd8_1

41、=潮濕;uchar str1=;uchar str2=; /*/void shiwen() read_io();lcd_pos(4,3); /地址write_data(str10); /濕度write_data(str11); /濕度write_data(.);write_data(str12);lcd_pos(3,3); write_data(str20); /溫度write_data(str21); /溫度write_data(.);write_data(str22); delay(500); void main() LCD_init(); lcd_dis_code(0 x80,9,lcd

42、); /顯示函數(shù) lcd_dis_code(0 x90,9,lcd5); lcd_dis_code(0 x88,6,lcd1); lcd_dis_code(0 x98,6,lcd2); lcd_dis_code(0 x8d,2,lcd3); lcd_dis_code(0 x9d,5,lcd4); while(1) shizhong(); shiwen();dianji(); int Adjustment()/調(diào)整(tiozhng)時鐘部分if(S3=0) delay(3); N+; if(N6) N=0; lcd_pos(4,7); write_data(SEG_TABN); /顯示(xins

43、h)切換鍵位所示的位置 N/0:濕度(shd)，1：分，2：時，3：日，4：月，5：年 6:星期 while(!S3); if(S4=0)/時間調(diào)整-加 delay(3); if(N=1) RH_dat=RH_dat+5;str13=(char)(0 x30+RH_dat/10); /濕度 str14=(char)(0 x30+RH_dat%10); if(RH_dat=95) RH_dat=30; lcd_pos(4,3); /地址 write_data(str13);/濕度write_data(str14);/濕度return RH_dat; if(N=2) / 分 min+; if(mi

44、n=60) min=0; if(N=3)/時 hour +;if(hour=24) hour=0; if(N=4) /日 day+;if(moth=2&(year%4=0)&day=30)day=1; /閏年2月天數(shù)計算 if(moth=2&(year%4!=0)&day=29)day=1; /平年2月 if(moth=4|moth=6|moth=9|moth=11)&day=31)day=1;/4，6，9，11月計算 if(day=32)day=1;/1，3，5，7，8，10，12月天數(shù)(tinsh)計算 if(N=5) /月 moth+; if(moth=13)moth=1; if(N=6

45、) /年 year+; if(year=51)year=0; if(N=0) week+; if(week=8) week=1; while(!S4); if(S5=0)/時間(shjin)調(diào)整-減 delay(3); if(N=1) /電機(dinj)正轉(zhuǎn) RH_da=RH_da+5; str13=(char)(0 x30+RH_da/10); /精確度 str14=(char)(0 x30+RH_da%10); if(RH_da=95) RH_da=60; lcd_pos(4,3);/地址 write_data(str13); /濕度 write_data(str14); /濕度retur

46、n RH_dat; if(N=2) min-; if(min0) min=59; if(N=3) hour-; if(hour0) hour=23; if(N=4) day-; if(moth=2&(year%4=0)&day1)day=29; if(moth=2&(year%4!=0)&day1)day=28; if(moth=4|moth=6|moth=9|moth=11)&day1)day=30; if(day1) day=31; if(N=5) moth-; if(moth=0)moth=12; if(N=6) year-; if(year0)year=50; if(N=0) week

47、-; if(week=0) week=7; while(!S5); return RH_dat;void delay1()/延時 unsigned char i; for(i=0;i3;i+); void lcd_pos(unsigned char X,unsigned char Y) /128*64地址(dzh) unsigned char pos; if(X=1) pos=0 x80; else if(X=2) pos=0 x90; else if(X=3) pos=0 x88; else pos=0 x98; write_cmd(Y|pos); /*DHT11*/*溫濕(wn sh)傳感

48、*/uchar receive_byte()uchar i,temp;for(i=0;i8;i+)count=2;while(!io)&count+)/io=DHT11數(shù)據(jù)接收(jishu)/發(fā)送口temp=0;delay1();delay1();delay1();if(io=1) temp=1; count=2; while(io&count+); else temp=0; data_byte=1; data_byte|=temp; return(data_byte); void read_io() /濕溫 io=0; delay(18); io=1; delay1(); delay1();

49、 delay1(); delay1(); io=1; if(!io) count=2; while(!io)&count+); count=2; while(io&count+); RH_temp=receive_byte(); RL_temp=receive_byte(); TH_temp=receive_byte(); TL_temp=receive_byte(); CK_temp=receive_byte(); io=1; num=(RH_temp+RL_temp+TH_temp+TL_temp); if(num=CK_temp) RH_data=RH_temp; RL_data=RL_

50、temp; TH_data=TH_temp; TL_data=TL_temp; CK_data=CK_temp; str10=(char)(0 x30+RH_data/10); /精確度 str11=(char)(0 x30+RH_data%10); str12=(char)(0 x30+RL_data/10); str20=(char)(0 x30+TH_data/10); str21=(char)(0 x30+TH_data%10); str22=(char)(0 x30+TL_data/10); void lcd_dis_code(uint cmd_addr,uchar num,uchar dis) /*128*64讀取數(shù)據(jù)*/ uint i; write_cmd(cmd_addr); for(i=0;inum;i+) write_data(disi);void LCD_init() /*初始化*/ PSB=1; RST=0; delay(5); RST=1; delay(5); write_cmd(0 x34); delay(5); write_cmd(0 x30); delay(5); writ