溫濕度傳感器-課程設(shè)計報告

目錄第1章概述8設(shè)計任務(wù)與要8設(shè)計方9第2章硬件設(shè)計9時鐘電路和復(fù)位電路9溫濕度測量電路設(shè)計3按鍵電第3章軟件設(shè)計1主函數(shù)設(shè)2按鍵查實時監(jiān)控與測試流程圖

第4章硬件調(diào)試與結(jié)果分析1調(diào)試過硬件調(diào)第5章總結(jié)參考文獻(xiàn)附錄一：系統(tǒng)仿真圖附錄二：源程序電氣與信息工程系課程設(shè)計評分表章概設(shè)計任務(wù)與要求本課題以單片機(jī)為核心，用智能集成溫溫度傳感器DHT11檢測溫度濕度的檢測將溫度濕度信號通過傳感器進(jìn)行信號的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再運用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理在數(shù)碼管上顯示當(dāng)前溫濕度要求用按鍵控制系統(tǒng)選擇分別對溫度或濕度的測試復(fù)位除功能，完成硬件調(diào)試

設(shè)計方案本課題的溫濕度測試，通過單片STC-89C5連接溫濕度模塊、顯示模塊將溫度、濕度同時顯示。單片機(jī)發(fā)送一次開始信號后，DHT11低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開始信號結(jié)束后，DHT11出t的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集，如果沒有接收到單片機(jī)發(fā)送來的信號，DHT11不會主動進(jìn)行溫度采集，采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示時鐘復(fù)按鍵電DHT11溫度采集電單片機(jī)圖

章硬件設(shè)計電路顯示電路時鐘電路和復(fù)位電路MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反放大器XTALXTAL分別是反相放大器的輸入端和輸出端。通常，經(jīng)由片外晶體振蕩器或陶瓷諧振器與兩個匹配電容一起構(gòu)成一個自激振蕩電路課題由片外晶體振蕩器與兩個匹配電容一起構(gòu)成了一個內(nèi)部時鐘振蕩電路，為單片機(jī)提供時鐘源

本設(shè)計復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位當(dāng)開關(guān)斷開時與上電自動復(fù)位電路相同；當(dāng)開關(guān)閉合時，電容通過并聯(lián)的電阻迅速放電，然后，R電，能夠保證RST端能夠維持一段時間的高電平。如1所示圖時鐘及復(fù)位電

溫濕度測量電路設(shè)計DHT1的供電電壓3－5.5V，傳感器上電后，要等待1以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF的電容，用以去耦濾波。數(shù)據(jù)用于微處理器與DHT11間4m數(shù)部分和整數(shù)部分如圖2所示本電路上拉電阻為5K數(shù)據(jù)端接（接受溫濕度數(shù)據(jù)。

圖溫濕度測量電顯示電路本電路由四位一體共陽極數(shù)碼管顯示，采901三極管做位驅(qū)動。根據(jù)發(fā)光二極管物理連接的不同七段數(shù)碼管可以分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)。其中P03為位選，如圖3所示圖顯示電

4按鍵電路單片機(jī)設(shè)計中按鍵可分為獨立式按鍵和矩陣式按鍵本系統(tǒng)由于按鍵較少，故采用四個獨立按鍵，上拉電阻1K。其中，四個按鍵功能分別是顯示溫度、顯示濕度、實時監(jiān)控顯示溫濕度、測試溫濕度。如圖圖

章軟件設(shè)計本軟件設(shè)計主要是對距離進(jìn)行測量顯示因此照硬件電路對單片機(jī)位定義溫濕度設(shè)置子程序溫濕度接收子程序示子程序；延時子程序等由于本設(shè)計方案要求硬件電路和軟件編程相結(jié)合程語言十分重要C語言執(zhí)行效率沒有匯編語言高，但語言簡潔表達(dá)化類型多樣化程序設(shè)計自由度大于C1計1所示開始初始化顯示掃描按鍵圖主程序流程圖

2按鍵查詢

獨立式按鍵接口采用直接讀入方式工作直讀式鍵盤接口是一個輸入接口，輸入接口主要功能是解決數(shù)據(jù)輸入的緩。是否按鍵？Y確定鍵測試顯示溫度顯示濕度實時測試圖

在掃描按鍵函數(shù)中每按下不同按鍵會返回一個不同的數(shù)值數(shù)中有按鍵查詢函數(shù)判斷為那個按鍵按下隨后進(jìn)入不同的子函數(shù)2所示

實時監(jiān)控與測試流程圖本系統(tǒng)設(shè)計分為實時監(jiān)控與測試模塊圖3示為測試模塊示按鍵，該模塊顯示測試時的溫度（濕度。當(dāng)要進(jìn)行下一次測量時，必須按下測試按鍵。開始N是否按鍵？Y顯示N是否按鍵？Y調(diào)用測試函數(shù)溫度按鍵按下？濕度按鍵按下？Y Y調(diào)用顯示溫度函數(shù) 調(diào)用顯示濕度函數(shù)圖測試流程

圖4示為實時監(jiān)控模塊按下實時監(jiān)控鍵后啟動T0定時器開始定時，每一分鐘測試一次溫度、濕度，并在四位一體的共陽極數(shù)碼管輪流顯示溫度、濕度。當(dāng)按下溫度（濕度）顯示按鍵后，該模塊只顯示實時的溫度（濕度。當(dāng)再次按下實時監(jiān)控按鍵后。定時器T0閉。開始N是否按鍵？Y顯示N是否按鍵？Y重裝初值啟動定時器調(diào)用測試函數(shù)輪流顯示溫濕度圖

章硬件調(diào)試與結(jié)果分析1調(diào)試過程在編寫此程序前，感覺DHT11的通信程序和取數(shù)程序最為難寫，在之前的學(xué)習(xí)中我并沒有接觸過單總線的通信時序圖通過查閱資料和參考現(xiàn)有的程序然后在老師講解和與本組的其他組員談?wù)摵蠼K于弄明白這方面的知識而在測量函數(shù)中剛開始并沒有測得數(shù)據(jù)通過查閱書籍我設(shè)置了一個全局變量，一步一步跟蹤每一步并顯示在P1的D了。，數(shù)

確，每次按下測量鍵是將該標(biāo)志位設(shè)置為2使通信與取數(shù)函數(shù)循環(huán)兩次這樣保證了每次按下測試按鍵后就能與DHT11正確的通信從而保證得到正確的數(shù)據(jù)。在實時監(jiān)控這個模塊中為了保證溫濕度能循環(huán)顯示按鍵后能顯示溫度（濕度。由于按鍵有限，所以一下設(shè)置了很多的標(biāo)志位。因標(biāo)志位太多而沒有將所有的環(huán)節(jié)考慮進(jìn)去一下程序有調(diào)試了很久確的實現(xiàn)要求的功能

硬件調(diào)試如圖1所示按下左下角按鍵時單片機(jī)開始與DHT11測試溫、濕度。圖示為測量溫、濕度成功。圖初始

當(dāng)按下圖示按鍵時數(shù)碼管顯示此時或?qū)崟r監(jiān)控的環(huán)境濕度表示此時顯示的事環(huán)節(jié)溫度，如圖圖顯示濕

當(dāng)按下此按鍵時數(shù)碼管顯示此時或?qū)崟r監(jiān)控的環(huán)境溫度圖4.3。圖顯示溫

章總這次單片機(jī)課程設(shè)計不僅鞏固了以前學(xué)過的知識而且學(xué)到了很多書本上沒有沒到的知識掌握了一種系統(tǒng)的研究方法可以進(jìn)行一些簡單的編程通過這次課程設(shè)計我們明白理論與實際相結(jié)合是很重要的論知識還不夠，理論實踐相結(jié)合才能提高實際動手能力和獨立思考的能力同樣在學(xué)習(xí)中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處例如對以前所學(xué)過的知識理解不夠深刻，掌握不夠牢固課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問察過程隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計算機(jī)應(yīng)中空前活躍的領(lǐng)域在生活中可以說得是無處不在因此作為二十一紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計，我仍感慨頗多。的確，從選題到定稿從理論到實踐在接近兩個星期的日子里可以說得是苦多于甜在設(shè)計的過程中遇到問題可以說得是困難重重難免會遇到過各種各樣的問題，通過這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故

參考文獻(xiàn)2龔建偉、熊光明c串口通信[M]康華光第五版[M]高等教育出版社2011年杜樹春機(jī)C語言[M]北京航空航天大學(xué)出版

附錄一：系統(tǒng)仿真圖

附錄二：源程序sbitdht11=P1^7; #defineNUMBER20 //防止在與硬件通信時發(fā)生死循環(huán)的計數(shù)范 #defineERROR0 //函數(shù)的返回值表示讀取數(shù)據(jù)是否成功OK表示成功ERROR表示失voidDHT11_Delay_10us(void); 時10usunsignedcharReadValue(void); unsignedcharDHT11_ReadTempAndHumi(void);

{ }*/{ status=OK; {

//高位在先 count=0; 50us的低電平時等待50us結(jié)束 if(count>=NUMBER) { status=ERROR; return0; //函數(shù)執(zhí)行過程發(fā)生錯誤就退出函 } 的高電平表示該位是為70us高電平表該位1 時30us后檢測數(shù)據(jù)線是否還是高電平

{ 是1 value++; 約40us)的高電平結(jié)束 { } if(count>=NUMBER) { status=ERROR; } } }

} //讀溫度和濕度{ //拉低數(shù)據(jù)線大于18ms發(fā)送開始信 于18秒 于檢測低電平的應(yīng)答信 等待一段時間后檢測應(yīng)答信號,應(yīng)答信號是從機(jī)拉低數(shù)據(jù)線80us

應(yīng)答信號是低電 { } { /等待應(yīng)信號結(jié) if(count>=NUMBER) //檢測計數(shù)器是否超過了設(shè)定的范圍 { 出函數(shù) } //應(yīng)答信號后會有一個80us的高電平，等待高電平結(jié)束

if(count>=NUMBER) { //退出函數(shù) } { // 調(diào) 定為ERROR { } /讀出的后一個值是校驗值不需加上 if(i!=SIZE-1) { /讀出的

字節(jié)數(shù)據(jù)中的前四字節(jié)數(shù)據(jù)和等于第五字節(jié)數(shù)據(jù)表示成功 } } { 出dht11輸出的數(shù)據(jù) } { } }}

{ { for(b=0;b<160;b++) { } }}{ }{

}{ { { { P3=0xf0; } } }

}{ { d=DHT11_ReadTempAndHumi(); { { } } }

}{ led0=17;

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{ led0=12;

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P3=0xf0; TMOD=0x01;

TH0=0x3c; TL0=0xb0; EA=1; ET0=1; TR0=0;

{ { }

{ case0xe0:flag4=2,ceshiwenshidu();break; //顯示濕度 //顯示溫度