atmega16軟硬件溫室大棚數(shù)據(jù)采集畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　ATMEGA16軟硬件溫室大棚數(shù)據(jù)采集</p><p>　　題 目：ATMEGA16軟硬件溫室大棚數(shù)據(jù)采集</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　濕度與人們的生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著密切的關(guān)系。為了創(chuàng)造舒適

2、的生活環(huán)境和理想的生產(chǎn)條件，必須對(duì)空氣濕度進(jìn)行精確檢測(cè)和調(diào)整控制。本文論述了基于測(cè)控技術(shù)的空氣濕度檢測(cè)報(bào)警裝置的硬件和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)以AVR單片機(jī)ATmega16為硬件核心，通過(guò)實(shí)時(shí)采集和數(shù)據(jù)處理能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)環(huán)境濕度，采用LED 數(shù)碼管作為輔助顯示模塊，顯示當(dāng)前環(huán)境濕度，當(dāng)被測(cè)環(huán)境濕度超過(guò)預(yù)設(shè)定數(shù)值時(shí)，將產(chǎn)生聲光報(bào)警，并且用PC機(jī)作為上位機(jī)為系統(tǒng)提供一個(gè)可視的操作界面，實(shí)現(xiàn)串口通信，數(shù)據(jù)庫(kù)保存、查詢、備份等功能。文中重點(diǎn)

3、講述系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，著重闡述了信號(hào)采集處理、單片機(jī)及擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法。在目前的試用中，該系統(tǒng)能夠可靠、穩(wěn)定、安全的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)濕度，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：濕度傳感器；AVR單片機(jī)；濕度檢測(cè)；</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b&g

4、t;</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景、目的及意義1</p><p>　　1.1.1 課題背景1</p><p>　　1.1.2 課題的目的及意義2</p><p>　　1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容2</p><

5、;p>　　第2章 系統(tǒng)概述4</p><p>　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要原理4</p><p>　　2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　2.2.1 微控制器的選擇4</p><p>　　2.2.2 濕度傳感器的選擇5</p><p>　　2.2.3 顯示方案的確定6</p&

6、gt;<p>　　2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案7</p><p>　　2.3.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)方案8</p><p>　　2.3.2 微控器軟件設(shè)計(jì)方案9</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)12</p><p>　　3.1 電子濕度計(jì)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)12</p><p>　　3.

7、2 主控器最小系統(tǒng)13</p><p>　　3.2.1 ATmega16簡(jiǎn)介13</p><p>　　3.2.2 引腳圖及引腳介紹14</p><p>　　3.2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.2.3.1 電源設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.2.3.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)1

8、6</p><p>　　3.2.3.3 晶振電路設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.2.3.4 串口通信電路設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.3 濕度傳感器檢測(cè)模塊電路設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.4 LED數(shù)碼管的顯示電路設(shè)計(jì)20</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)22</p&g

9、t;<p>　　4.1 總體軟件設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.2 開機(jī)自檢模塊程序設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.3 濕度采集程序設(shè)計(jì)23</p><p>　　濕度數(shù)據(jù)采集程序流程圖下圖如圖4-3所示：23</p><p>　　4.4 數(shù)據(jù)處理與聲光報(bào)警程序設(shè)計(jì)24</p><p>

10、;　　4.5 串行通信模塊程序設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.6 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)26</p><p>　　第5章系統(tǒng)調(diào)試29</p><p>　　5.1 硬件靜態(tài)測(cè)試29</p><p>　　5.2 系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試及結(jié)果30</p><p>　　5.2.1 微控制器測(cè)試30</p>

11、<p>　　5.2.2 顯示電路調(diào)試31</p><p>　　5.2.3 聲光報(bào)警電路測(cè)試31</p><p>　　5.3 測(cè)試結(jié)果31</p><p><b>　　總結(jié)32</b></p><p>　　附錄1 ATmega16的引腳圖33</p><p>　　附錄2

12、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫濕度采集程序34</p><p>　　第1章 緒 論</p><p>　　本章主要介紹本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究的背景、目的與作用，以及在本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　　1.1 課題背景、目的及意義</p><p>　　1.1.1 課題背景</p><p>　　濕度是表示大氣干

13、燥程度的物理量。在一定的溫度下在一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥；水汽越多，則空氣越潮濕。空氣的干濕程度叫做“濕度”。在此意義下，常用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、比較濕度、混合比等物理量來(lái)表示。</p><p>　　空氣濕度在許多方面有重要的用途，在大氣學(xué)、氣象學(xué)和氣候?qū)W中它主要是理論中的一個(gè)重要值，而在實(shí)際生產(chǎn)生活中應(yīng)用也極為廣泛。下雨的時(shí)候，空氣濕度是非常大的在氣象學(xué)和水文學(xué)中濕度是決定蒸發(fā)和蒸騰的重要數(shù)

14、據(jù)。它對(duì)不同的氣候區(qū)的產(chǎn)生起決定性的作用。而在天氣預(yù)報(bào)中，更常用到相對(duì)濕度。它反映了降雨、有霧的可能性。在醫(yī)學(xué)上空氣的濕度與呼吸之間的關(guān)系非常緊密。在一定的濕度下氧氣比較容易通過(guò)肺泡進(jìn)入血液。一般人在45—55％的相對(duì)濕度下感覺(jué)最舒適。過(guò)熱而不通風(fēng)的房間里的相對(duì)濕度一般比較低，這可能對(duì)皮膚不良和對(duì)粘膜有刺激作用。濕度過(guò)高影響人調(diào)節(jié)體溫的排汗功能，人會(huì)感到悶熱。在生物學(xué)中，尤其是在生態(tài)學(xué)中空氣濕度是一個(gè)非常關(guān)鍵的量，它決定一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的組

15、成。在存放水果的倉(cāng)庫(kù)里濕度決定水果的成熟。在存放金屬的倉(cāng)庫(kù)里濕度過(guò)高可能導(dǎo)致腐蝕，其它許多貨物比如化學(xué)藥劑、煙、酒、香腸、木、藝術(shù)品、集成電路等等也必須在一定的濕度或在濕度為零的則件下存放。因此在許多倉(cāng)庫(kù)、博物館、圖書館、計(jì)算機(jī)中心和一定的工廠（比如微電子工業(yè)）中都有空調(diào)裝置來(lái)控制室內(nèi)的濕度。在建筑物理中露點(diǎn)是一個(gè)非常重要的量。假如一座建筑內(nèi)的溫度不一樣的話，那</p><p>　　因此，實(shí)時(shí)、及時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量環(huán)

16、境濕度在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的意義。</p><p>　　1.1.2 課題的目的及意義</p><p>　　數(shù)據(jù)采集是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)控所必需的環(huán)節(jié)，本課題是對(duì)嵌入式技術(shù)與數(shù)據(jù)采集技術(shù)的應(yīng)用，即用流行的AVR單片機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與顯示。</p><p>　　近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。

17、在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。目前AVR單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制

18、，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。AVR單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，AVR單片機(jī)的應(yīng)用如此廣泛而又潛力，因而也不用質(zhì)疑其生命力[1]。</p><p>　　本課題需要完成一個(gè)完整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，涉及到電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用與控制技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)，是一個(gè)硬軟件相結(jié)合的設(shè)計(jì)性題目

19、。本課題融知識(shí)性與趣味性于一體，提供了一個(gè)有力的了解小家電設(shè)計(jì)技術(shù)的平臺(tái)，能提高檢索文獻(xiàn)資料的能力、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力、實(shí)際動(dòng)手的能力。而且可以通過(guò)這次設(shè)計(jì)，很好的掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作流程、開發(fā)步驟；熟悉單片機(jī)開發(fā)的通用編程語(yǔ)言。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)的題目是“基于單片機(jī)Mega16的電子濕度計(jì)設(shè)計(jì)”。選擇Mega16單片機(jī)為系統(tǒng)的主控芯片，

20、采用DHT11濕度傳感器作為環(huán)境濕度的傳感器，經(jīng)過(guò)一系列處理實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行智能地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)濕度超出標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)能自動(dòng)報(bào)警。并且用PC機(jī)作為上位機(jī)為系統(tǒng)提供一個(gè)可視的操作界面，實(shí)現(xiàn)串口通信，數(shù)據(jù)庫(kù)保存、查詢以及備份等功能。</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)詳細(xì)任務(wù)如下：</p><p>　?。?）整體方案的確定：包括單片機(jī)、傳感器的選型，用AVR單片機(jī)作為主控器，分析ATmegal16單片機(jī)

21、與溫濕度傳感器等部件實(shí)現(xiàn)軟、硬件接口的技術(shù)以及數(shù)據(jù)顯示方案濕度傳感器模塊設(shè)計(jì)：熟悉濕度傳感器工作原理，確定其與AVR單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)方案。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)采集的算法設(shè)計(jì)：將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳入單片機(jī)，濕度數(shù)據(jù)是由傳感器測(cè)得現(xiàn)場(chǎng)濕度信號(hào)經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換直流信號(hào)，送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)處理后的數(shù)據(jù)比較做出控制量的選擇。</p>&l

22、t;p>　?。?）數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)計(jì)：系統(tǒng)使用DV12864液晶顯示屏，并擴(kuò)展報(bào)警功能，在要求的濕度達(dá)到一定的上界或者下界時(shí)，報(bào)警電路開始工作。</p><p>　　（4）上位機(jī)程序設(shè)計(jì): 該部分的主要任務(wù)是用PC機(jī)為上位機(jī)提供一個(gè)可視的操作界面，實(shí)現(xiàn)串口通信，數(shù)據(jù)保存、查詢以及備份等功能。</p><p>　?。?）AVR單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>

23、;　　實(shí)現(xiàn)所有的硬件、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)整體調(diào)試、形成可以正常運(yùn)行的產(chǎn)品為本次設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。</p><p>　　論文將從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體方案；硬件、軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)的調(diào)試等方面進(jìn)行介紹。</p><p><b>　　第2章 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　本章分為三個(gè)部分，主要介紹本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)原理，給出硬件選擇以及軟件設(shè)計(jì)

24、的最終方案。</p><p>　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要原理</p><p>　　空氣濕度檢測(cè)是生活和工業(yè)測(cè)量中很重要的部分，根據(jù)采用的測(cè)量元件和測(cè)量方法的不同，其精度也不同，因而對(duì)數(shù)據(jù)采集（A/D轉(zhuǎn)換）的精度也不同，對(duì)測(cè)量結(jié)果的定標(biāo)要到專業(yè)的計(jì)量部門才能進(jìn)行，這樣就給現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量帶來(lái)了很大的不便，我們?cè)诳諝鉂穸葴y(cè)量的研究和設(shè)計(jì)過(guò)程中查閱了大量的資料和成果，結(jié)合測(cè)控專業(yè)的特點(diǎn)，提出了能夠?qū)崿F(xiàn)空

25、氣濕度檢測(cè)和報(bào)警的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　系統(tǒng)由濕度傳感器將濕度轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，此mV級(jí)電信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾掉干擾信號(hào)，然后由放大器將信號(hào)放大為0～5V后，送A/D轉(zhuǎn)換器，變換成數(shù)字量送MCU[2]。MCU接收到信號(hào)后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，當(dāng)空氣濕度達(dá)到設(shè)定邊緣值，將輸出數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警（若組建網(wǎng)絡(luò)后將向上位PC機(jī)輸出所處位置及報(bào)警值）以讓監(jiān)控人員及時(shí)進(jìn)行處理。</p><p>

26、;　　2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.2.1 微控制器的選擇</p><p>　　目前，再電子系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)中，常用的微控器有MC51單片機(jī)、PIC單片機(jī)、AVR單片機(jī)和ARM芯片。</p><p>　　方案一：采用ARM作為微控器</p><p>　　ARM 微處理器已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、

27、無(wú)線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng)，基于ARM技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32位RISC微處理器75％以上的市場(chǎng)份額。但是，ARM技術(shù)往往需要第三方工具、軟件的支持，且ARM系列處理器很少集成片上硬件資源，實(shí)際產(chǎn)品成本方面，ARM配置外設(shè)價(jià)格較高，PCB版也好設(shè)計(jì)，往往還需要考慮信號(hào)的完整性等，因此，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，使用起來(lái)不是很方便。</p><p>　　方案二：采用PIC單片機(jī)作為微控器</p><p&

28、gt;　　PIC單片機(jī)速度快，片內(nèi)資源豐富，抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜。但沒(méi)有地址總線，不適宜做大系統(tǒng)，而且只能使用匯編指令，雖然筒單，但不適合寫大程序。CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，分別僅有33，35，58條指令，采用Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快，低工作電壓，低功耗，較大的輸入輸出直接驅(qū)動(dòng)能力，一次性編程，小體積，適用于用量大、檔次低、價(jià)格敏感的產(chǎn)品。</p><p>　　方案三：采用AVR單片機(jī)作為微控器[3]

29、</p><p>　　AVR單片機(jī)采用的RISC優(yōu)先選取使用頻率最高的簡(jiǎn)單指令，避免復(fù)雜指令：并固定指令寬度，減少指令格式和尋址方式的種類，從而縮短指令周期，提高運(yùn)行速度。AVR單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分離的，并且可對(duì)具有相同地址的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行獨(dú)立的尋址。在AVR單片機(jī)中，CPU執(zhí)行當(dāng)前指令時(shí)取出將要執(zhí)行的下一條指令放入寄存器中，從而可以避免傳統(tǒng) MCS51系列單片機(jī)中多指令周期的出現(xiàn)。傳統(tǒng)

30、的MCS51系列單片機(jī)所有的數(shù)據(jù)處理都是基于一個(gè)累加器的，因此累加器與程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換就成了單片機(jī)的瓶頸；在AVR單片機(jī)中，寄存器由32個(gè)通用工作寄存器組成，并且任何一個(gè)寄存器都可以充當(dāng)累加器，從而有效地避免了累加器的瓶頸效應(yīng)，提高了系統(tǒng)的性能。</p><p>　　綜上所述，AVR單片機(jī)與51單片機(jī)、PIC單片機(jī)相比運(yùn)行效率高很多、芯片內(nèi)部的Flsah、EEPROM、SRAM容量較大、全部支

31、持在線編程擦寫、每個(gè)I/O口都可以以推換驅(qū)動(dòng)的方式輸出高、低電平，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、內(nèi)部資源豐富，一般都集成AD、DA模數(shù)轉(zhuǎn)換器；PWM；SPI、USART、TWI、I2C通信口；豐富的中斷源等。現(xiàn)在比較流行的型號(hào)是ATmega8/16。所以，本設(shè)計(jì)選用ATmega16單片機(jī)作為主控芯片。</p><p>　　2.2.2 濕度傳感器的選擇</p><p>　　目前，市場(chǎng)上有許多類型的濕度傳感器

32、，其參數(shù)及適用場(chǎng)合等各不相同，現(xiàn)就幾種常用的濕度傳感器進(jìn)行比較。</p><p>　　方案一：采用BQ8-CHR系列濕度傳感器</p><p>　　BQ8-CHR系列濕度傳感器采用功能高分子膜涂敷在帶有導(dǎo)電電極陶瓷襯底上，形成阻抗隨相對(duì)濕度變化成對(duì)數(shù)變化的敏感部件，導(dǎo)電機(jī)理為水分子的存在影響高分子膜內(nèi)部導(dǎo)電離子的遷移率。其具有穩(wěn)定、低漂移、高精度、快速響應(yīng)特性、高可靠，耐水性好等特點(diǎn)，具有

33、很好的適應(yīng)性。特征阻抗范圍為，但是由于其工作電壓為1V AC（50～2KHz），而本次設(shè)計(jì)使用的均為直流電源，所以排除使用BQ8-CHR系列濕度傳感器。</p><p>　　方案二：采用HS1101濕度傳感器</p><p>　　用濕度傳感器HS1101做成的電壓輸出濕度模塊，高可靠性與長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性，在5VDC供電時(shí)，0～100%RH對(duì)應(yīng)輸出1~4VDC線性電壓，溫度依賴性非常低；寬量程：

34、0~100%RH，工作溫度范圍寬；5VDC恒壓供電，1-4VDC放大線形電壓輸出；抗靜電，防灰塵，有效抵抗各種腐蝕性氣體物質(zhì)常溫使用無(wú)需溫度補(bǔ)償；無(wú)需校準(zhǔn)；電容與濕度變化0.34pf/%RH;典型值180pf@55%RH;長(zhǎng)期穩(wěn)定性及可靠性，年漂移量0.5%RH/年[4]。這款濕度傳感器的參數(shù)比較能適合本次設(shè)計(jì)，但是HS1101系列傳感器一般價(jià)格較高，通常用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。</p><p>　　方案三：采用DHT

35、11系列濕度傳感器</p><p>　　DHT11系列濕度傳感器相對(duì)濕度和溫度測(cè)量，全部校準(zhǔn)，數(shù)字輸出，卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，無(wú)需額外部件，超長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離，超低能耗，4引腳安裝，完全互換，應(yīng)用范圍廣，供電電壓： 3.3~5.5V DC，測(cè)量范圍： 濕度20-90%RH， 溫度0~50℃，測(cè)量精度： 濕度+-5%RH， 溫度+-2℃，長(zhǎng)期穩(wěn)定性： <±1%RH/年。</p><p

36、>　　綜合比較可以發(fā)現(xiàn)，DHT11系列濕度傳感器無(wú)論從穩(wěn)定性、應(yīng)用范圍，還是從價(jià)格等方面都比較適合于本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所以采用DHT11系列濕度傳感器作為濕度檢測(cè)元件。</p><p>　　2.2.3 顯示方案的確定</p><p>　　LCD和LED是目前普遍采用的兩種顯示技術(shù)。</p><p>　　方案一：采用LCD顯示技術(shù)</p><

37、p>　　LCD是液晶顯示屏的全稱，主要有TFT、UFB、TFD、STN等幾種類型的液晶顯示屏。其主要特點(diǎn)是：低壓應(yīng)用，低驅(qū)動(dòng)電壓，固體化使用安全性和可靠性提高；平板化，又輕薄，節(jié)省了大量原材料和使用空間；低功耗，節(jié)省了大量的能源；品種多樣，使用方便靈活、維修、更新、升級(jí)容易等許多特點(diǎn)。顯示范圍覆蓋了從1英寸至40英寸范圍內(nèi)的所有顯示器的應(yīng)用范圍以及投影大平面，是全尺寸顯示終端；顯示質(zhì)量從最簡(jiǎn)單的單色字符圖形到高分辨率，高彩色保真度

38、，高亮度，高對(duì)比度，高響應(yīng)速度的各種規(guī)格型號(hào)的視頻顯示器；顯示方式有直視型，投影型，透視式，也有反射式。環(huán)保特性好，無(wú)輻射、無(wú)閃爍，對(duì)使用者的健康無(wú)損害。</p><p>　　方案二：采用LED顯示技術(shù)</p><p>　　LED是發(fā)光二極管（Light Emitting Diode）的英文縮寫，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED應(yīng)用可分為兩大類：一

39、是LED單管應(yīng)用，包括背光源LED，紅外線LED等；另外就是LED顯示屏。目前，中國(guó)在LED基礎(chǔ)材料制造方面與國(guó)際還存在著一定的差距，但就LED顯示屏而言，中國(guó)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)水平基本與國(guó)際同步。LED顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有耗電少、使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。 　綜合比較可以發(fā)現(xiàn)，LCE低壓應(yīng)用，低驅(qū)動(dòng)電壓，固體化使用安全性和可靠性提高；平板化，

40、又輕薄，節(jié)省了大量原材料和使用空間；低功耗，節(jié)省了大量的能源。在本設(shè)計(jì)中，采用LCD顯示技術(shù)[5]。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案</p><p>　　系統(tǒng)軟件包括單片機(jī)應(yīng)用軟件和PC 機(jī)應(yīng)用軟件。單片機(jī)應(yīng)用軟件主要實(shí)現(xiàn)定時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號(hào)處理、存儲(chǔ)、顯示、通信處理等功能；PC 機(jī)應(yīng)用軟件主要是對(duì)進(jìn)一步處理總站多路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，提供友好的監(jiān)測(cè)界面，實(shí)現(xiàn)串口通

41、信，數(shù)據(jù)庫(kù)保存、查詢等功能。</p><p>　　系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)主要包括主程序和中斷服務(wù)程序。其中主程序的功能是完成系統(tǒng)的初始化、信號(hào)采集及處理、信息顯示、濕度超限報(bào)警。中斷服務(wù)程序根據(jù)中斷源來(lái)編寫需要執(zhí)行的內(nèi)容。系統(tǒng)的主程序流程圖如下圖圖2-1所示：</p><p>　　2.3.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)方案</p><p>　　現(xiàn)代化集中管理需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)

42、、分析、制表、打印、繪圖、報(bào)警等，同時(shí)，又要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，完成各種規(guī)定操作，達(dá)到集中管理的目的。加之單片機(jī)的計(jì)算能力有限，難以進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。因此在功能比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，通常以PC機(jī)為上位機(jī)，單片機(jī)為下位機(jī)，由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集及對(duì)裝置的控制，而由上位機(jī)完成各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理及對(duì)單片機(jī)的控制。</p><p>　　目前，大家普遍采用C++、VB、VC、VC#等高語(yǔ)言進(jìn)行上位機(jī)的編程。<

43、/p><p>　　方案一：采用VB作為編程語(yǔ)言</p><p>　　用VB開發(fā)串行通信程序有兩種法，一種是利用Windows的API函數(shù)；另一種是采用VB的通信控件MSComm。利用API函數(shù)編寫串行通信程序較為復(fù)雜，需要掌握大量的通信知識(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)的功能更豐富、應(yīng)用面更廣泛，適合于編寫較為復(fù)雜的低層次通信程序。而VB的MSComm通信控件提供了標(biāo)準(zhǔn)的事件處理函數(shù)、事件、方法，并通過(guò)控件

44、屬性對(duì)串口參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，比較容易地解決了串口通信問(wèn)題。但是VB不支持繼承，沒(méi)有“構(gòu)造函數(shù)”，不能在new操作時(shí)根據(jù)情況初試化一些變量，由于不能繼承，如果VB自帶的控件不好用，就只有寄希望于第三方控件，增加了包袱，增加的出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。</p><p>　　方案二：采用C++或者VC作為編程語(yǔ)言</p><p>　　C++與VC在實(shí)質(zhì)上是一種語(yǔ)言，VC是只不過(guò)是C++專用在WINDOWS下開發(fā)W

45、IN的軟件，集成WIN的API，而C++是一種泛指，Unix、Linux和WIN等操作系統(tǒng)下都可以用。但由于C++要兼容C的內(nèi)容，而C是面向過(guò)程的，所以C++不可避免地出現(xiàn)過(guò)程影子，并不算是完全的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。由于C++的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的存在，即各個(gè)編譯器總存在差異，所以或多或少存在不兼容。而且各個(gè)軟件平臺(tái)的C++啟動(dòng)代碼和硬件指令不同，編譯后的C++程序一般是不能跨平臺(tái)的。</p><p>　　方案三：采用

46、VC#作為編程語(yǔ)言</p><p>　　VC#的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、類型安全，而且是面向?qū)ο蟮?。VC#憑借在許多方面的創(chuàng)新，在保持C語(yǔ)言風(fēng)格的表現(xiàn)力和雅致特征的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序的快速開發(fā)。VC#保留了對(duì)底層操作系統(tǒng)API的直接調(diào)用和指針。VC#對(duì)集成現(xiàn)有代碼提供完全COM平臺(tái)支持，并且通過(guò)提供垃圾回收和類型安全實(shí)現(xiàn)可靠性，通過(guò)提供內(nèi)部代碼信任機(jī)制保證安全性，提供了生成持久系統(tǒng)級(jí)組件的能力。</p>

47、;<p>　　綜合比較幾種常見(jiàn)的編程語(yǔ)言，本設(shè)計(jì)使用方案三，即采用C++或者VC作為上位機(jī)編程語(yǔ)言。</p><p>　　2.3.2 微控器軟件設(shè)計(jì)方案</p><p>　　常用的單片機(jī)編程語(yǔ)言是匯編和C語(yǔ)言。</p><p>　　方案一：使用匯編語(yǔ)言</p><p>　　匯編語(yǔ)言（Assembly Language）是面向機(jī)

48、器的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。在匯編語(yǔ)言中，用助記符（Memoni）代替操作碼，用地址符號(hào)（Symbol）或標(biāo)號(hào)（Label）代替地址碼。這樣用符號(hào)代替機(jī)器語(yǔ)言的二進(jìn)制碼，就把機(jī)器語(yǔ)言變成了匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言是面向具體機(jī)型的，它離不開具體計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，因此，對(duì)于不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)，有著不同的結(jié)構(gòu)的匯編語(yǔ)言，而且，對(duì)于同一問(wèn)題所編制的匯編語(yǔ)言程序在不同種類的計(jì)算機(jī)間是互不相通的。匯編語(yǔ)言像機(jī)器指令一樣，是硬件操作的控制信息，因而仍然是面向機(jī)器的語(yǔ)言

49、，使用起來(lái)還是比較繁瑣費(fèi)時(shí)，通用性也差。</p><p>　　匯編語(yǔ)言能夠直接訪問(wèn)與硬件相關(guān)的存儲(chǔ)器或I/O端口； 能夠不受編譯器的限制，對(duì)生成的二進(jìn)制代碼進(jìn)行完全的控制；能夠根據(jù)特定的應(yīng)用對(duì)代碼做最佳的優(yōu)化，提高運(yùn)行速度； 能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能。但是還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，匯編語(yǔ)言是一種層次非常低的語(yǔ)言，它僅僅高于直接手工編寫二進(jìn)制的機(jī)器指令碼，因此不可避免地存在一些缺點(diǎn)：編寫的代碼非常難懂，不好維護(hù)； 很容易產(chǎn)

50、生Bug，難于調(diào)試；只能針對(duì)特定的體系結(jié)構(gòu)和處理器進(jìn)行優(yōu)化；開發(fā)效率很低，時(shí)間長(zhǎng)且單調(diào)；兼容性不好，與硬件關(guān)系非常緊密。因而不是很適合初學(xué)者的應(yīng)用。</p><p><b>　　方案二：使用C語(yǔ)言</b></p><p>　　C語(yǔ)言的語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，對(duì)變量的類型約束不嚴(yán)格，影響程序的安全性，對(duì)數(shù)組下標(biāo)越界不作檢查等[6]。指針是C語(yǔ)言的一大特色，可以說(shuō)C語(yǔ)言優(yōu)于其它

51、高級(jí)語(yǔ)言的一個(gè)重要原因就是因?yàn)樗兄羔槻僮骺梢灾苯舆M(jìn)行靠近硬件的操作，但是C的指針操作也給它帶來(lái)了很多不安全的因素。</p><p>　　但是對(duì)于本次設(shè)計(jì)來(lái)還說(shuō)，C語(yǔ)言具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　（1）簡(jiǎn)潔緊湊、靈活方便</p><p>　　C語(yǔ)言一共只有32個(gè)關(guān)鍵字，9種控制語(yǔ)句，程序書寫自由，主要用小寫字母表示。它把高級(jí)語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和語(yǔ)句與低級(jí)語(yǔ)言的實(shí)

52、用性結(jié)合起來(lái)。C語(yǔ)言可以象匯編語(yǔ)言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元。</p><p><b>　　（2）運(yùn)算符豐富</b></p><p>　　C的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有34個(gè)運(yùn)算符。C語(yǔ)言把括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理。從而使C的運(yùn)算類型極其豐富表達(dá)式類型多樣化。</p><p><b&

53、gt;　?。?）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富</b></p><p>　　C的數(shù)據(jù)類型有：整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等。能用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型的運(yùn)算。</p><p>　?。?）C是結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言</p><p>　　結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻?/p>

54、晰，便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。C語(yǔ)言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語(yǔ)句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。</p><p>　?。?）C語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大</p><p>　　雖然C語(yǔ)言也是強(qiáng)類型語(yǔ)言，但它的語(yǔ)法比較靈活，允許程序編寫者有較大的自由度。</p><p>　　（6）C語(yǔ)言允許直接訪問(wèn)物理地址，可以直接

55、對(duì)硬件進(jìn)行操作</p><p>　　因?yàn)榧染哂懈呒?jí)語(yǔ)言的功能，又具有低級(jí)語(yǔ)言的許多功能，能夠象匯編語(yǔ)言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，可以用來(lái)寫系統(tǒng)軟件。</p><p>　?。?）C語(yǔ)言程序生成代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高</p><p>　　一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低10へ20%。</p><p>　　綜合比較之后，本次設(shè)計(jì)采用方案

56、二，即使用C語(yǔ)言作為微控制器的編程語(yǔ)言。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)</p><p>　　硬件是系統(tǒng)的載體與執(zhí)行結(jié)構(gòu)，硬件設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，主要設(shè)計(jì)傳感器信號(hào)放大、采集、處理，顯示處理，聲光報(bào)警，執(zhí)行電路設(shè)計(jì)，系統(tǒng)供電等多個(gè)部分。本章分為6節(jié)介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.1 電子濕度計(jì)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)</p>

57、<p>　　系統(tǒng)用時(shí)下流行且功能強(qiáng)大的AVR單片機(jī)來(lái)控制數(shù)據(jù)采集與顯示模塊，利用單片機(jī)采集環(huán)境濕度值，進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的運(yùn)算發(fā)出各種控制命令，并能動(dòng)態(tài)的顯示當(dāng)前濕度值，設(shè)定目標(biāo)控制濕度值，當(dāng)空氣濕度高于65％或低于38％時(shí)，報(bào)警電路（包括報(bào)警器、閃爍燈）開始工作。也就是說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)溫度經(jīng)溫度傳感器采樣后變換為模擬電壓信號(hào)，經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號(hào)后送放大器，信號(hào)放大后送單片機(jī)，在要求的濕度達(dá)到一定的上界或者下界時(shí)，報(bào)警電路

58、開始工作。并且使用PC機(jī)為上位機(jī)提供一個(gè)可視的操作界面，并實(shí)現(xiàn)串口通信，數(shù)據(jù)保存、查詢、備份以及控制功能。</p><p>　　系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)方框圖如下圖圖3-1所示：</p><p>　　本電子濕度計(jì)系統(tǒng)模塊由以下幾個(gè)模塊組成：濕度傳感器檢測(cè)部分模塊，AVR單片機(jī)主控制器，LCE液晶顯示模塊，最終來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣濕度的檢測(cè)報(bào)警提示以及數(shù)據(jù)保存和歷史數(shù)據(jù)查詢。</p><p&

59、gt;　　3.2 主控制器最小系統(tǒng)</p><p>　　3.2.1 ATmega16簡(jiǎn)介[7]</p><p>　　ATmega16單片機(jī)是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置Flash的RISC精簡(jiǎn)指令集高速8位單片機(jī)。該單片機(jī)具有AVR高性能、低功耗RISC結(jié)構(gòu)，工作在8MHz時(shí)具有8MIPS的性能，同時(shí)片內(nèi)16KB的在線可編程FLASH存儲(chǔ)器，可擦除1000次以上，并且集

60、成了512B的SRAM 和512 B在線可編程EEPROM。另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是自帶8通道10位高精度的逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，A/D引腳與PA口的引腳兩者復(fù)用，可以通過(guò)程序指定來(lái)加以區(qū)別應(yīng)用。另外，它還擁有很寬的工作電壓范圍，可以在2.7～6V之間正常運(yùn)行，具備很強(qiáng)的適應(yīng)性。</p><p>　　AVR單片機(jī)具有良好的集成性能，采用低功率、非揮發(fā)的CMOS工藝制造，除具有低功耗、高密度的特點(diǎn)外，還支持低電壓的聯(lián)機(jī)

61、Flash，EEPROM寫入功能。AVR單片機(jī)還支持 Basic、C等高級(jí)語(yǔ)言編程。采用高級(jí)語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)是單片機(jī)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)單片機(jī)用高級(jí)語(yǔ)言編程可很容易地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)移植，并加快軟件的開發(fā)過(guò)程。</p><p>　　ATmega16的主要性能參數(shù)及特性如下：</p><p>　　● 16K 字節(jié)可重擦寫Flash閃存存儲(chǔ)器，擦寫壽命為10000次；</p>&l

62、t;p>　　● 在16MHZ頻率下速度為16MIPS的8位RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī)，內(nèi)含硬件乘法器；</p><p>　　● 32個(gè)可編程的I/O口，40引腳PDIP封裝，32個(gè)通用寄存器；</p><p><b>　　● 全靜態(tài)工作；</b></p><p>　　● 8通道10位AD轉(zhuǎn)換器，支持單端和雙端差分信號(hào)輸入，內(nèi)帶增益可編程運(yùn)算放大器

63、；</p><p>　　● 2個(gè)8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，1個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，帶捕捉、比較功能；</p><p>　　● 通過(guò)JTAG接口實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash、EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程；</p><p>　　● 兩個(gè)可編程的串行USART，可工作于主機(jī)/ 從機(jī)模式的SPI 串行接口。</p><p>　　ATmega16可降至0Hz的靜態(tài)邏

64、輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式：空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但是振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作到下一個(gè)硬件復(fù)位。</p><p><b>　　引腳圖及引腳介紹</b></p><p>　　ATmega16的引腳圖見(jiàn)附錄1。</p><p>　　V

65、CC 電源正 </p><p><b>　　GND 電源地</b></p><p>　　端口A(PA7～PA0) 端口A作為A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。端口A為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還

66、未起振，端口A 處于高阻狀態(tài)。</p><p>　　端口B(PB7～PB0) 端口B為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口B處于高阻狀態(tài)。</p><p>　　端口C(PC7～PC0) 端口C為8位雙向I/O口，具有可

67、編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口C 處于高阻狀態(tài)。如果JTAG接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳PC5(TDI)、PC3(TMS)與PC2(TCK)的上拉電阻被激活。</p><p>　　端口D(PD7～PD0) 端口D為8位雙向I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸

68、出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口D處于高阻狀態(tài)。</p><p>　　RESET 復(fù)位輸入引腳。持續(xù)時(shí)間超過(guò)最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。持續(xù)時(shí)間小于門限間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。</p><p>　　XTAL1 反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端

69、。</p><p>　　XTAL2 反向振蕩放大器的輸出端。</p><p>　　AVCC AVCC是端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源。不使用ADC時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC連接。使用ADC時(shí)應(yīng)通過(guò)一個(gè)低通濾波器與VCC 連接。</p><p>　　AREF A/D的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)</p

70、><p>　　在單片機(jī)硬件最小系統(tǒng)中，沒(méi)有任何信號(hào)線的連接，只有電源到主板的電源連接，在判斷的過(guò)程中通過(guò)電源指示燈及工作狀態(tài)指示燈來(lái)判斷這一核心組成部分是否可正常工作。ATmega16單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　3.2.3.1 電源設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-4

71、 ATmega16單片機(jī)電源</p><p>　　單片機(jī)是一個(gè)電子器件，一個(gè)電子器件能夠工作的第一個(gè)前提就是要有電源電源是一切電子器件工作的前提，對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)也不例外。AVR單片機(jī)最常用的電源電壓是5V。</p><p>　　ATmega16的電源電路設(shè)計(jì)如上圖圖3-4所示。</p><p>　　3.2.3.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)</p><p&g

72、t;　　ATmega16有5個(gè)復(fù)位源[8]：</p><p><b>　?。?）上電復(fù)位</b></p><p>　　電源電壓低于上電復(fù)位門限VPOT時(shí)，MCU復(fù)位。上電復(fù)位（POR）脈沖由片內(nèi)檢測(cè)電路產(chǎn)生，POR電路保證器件在上電時(shí)復(fù)位。VCC達(dá)到上電門限電壓后觸發(fā)延遲計(jì)數(shù)器。在計(jì)數(shù)器溢出之前器件一直保持為復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)VCC下降時(shí)，只要低于檢測(cè)門限，RESET信號(hào)立

73、即生效。</p><p><b>　　（2）外部復(fù)位</b></p><p>　　引腳RESET上的低電平持續(xù)時(shí)間大于最小脈沖寬度時(shí)MCU復(fù)位。外部復(fù)位由外加于RESET引腳的低電平產(chǎn)生。當(dāng)復(fù)位低電平持續(xù)時(shí)間大于最小脈沖寬度時(shí)即觸發(fā)復(fù)位過(guò)程，即使此時(shí)并沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)在運(yùn)行。當(dāng)外加信號(hào)達(dá)到復(fù)位門限電壓VRST（上升沿）時(shí)，tTOUT延時(shí)周期開始。延時(shí)結(jié)束后MCU即啟動(dòng)。&

74、lt;/p><p><b>　?。?）看門狗復(fù)位</b></p><p>　　看門狗使能并且看門狗定時(shí)器溢出時(shí)復(fù)位發(fā)生?？撮T狗定時(shí)器溢出時(shí)將產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間為1個(gè)CK周期的復(fù)位脈沖。在脈沖的下降沿，延時(shí)定時(shí)器開始對(duì)tTOUT記數(shù)。</p><p><b>　　（4）掉電檢測(cè)復(fù)位</b></p><p>　　

75、掉電檢測(cè)復(fù)位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測(cè)復(fù)位門限VBOT時(shí)MCU即復(fù)位。BOD電路的開關(guān)由熔絲位BODEN控制。當(dāng)BOD使能后(BODEN被編程)，一旦VCC下降到觸發(fā)電平以下(VBOT-，F(xiàn)igure 19)，BOD復(fù)位立即被激發(fā)。當(dāng)VCC上升到觸發(fā)電平以上時(shí)(VBOT+，F(xiàn)igure19)，延時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，一旦超過(guò)溢出時(shí)間tTOUT，MCU即恢復(fù)工作。</p><p>　?。?）JTAG AVR復(fù)位&

76、lt;/p><p>　　復(fù)位寄存器為1時(shí)MCU復(fù)位。JTAG通過(guò)復(fù)位寄存器mcur，復(fù)位寄存器為1時(shí)MCU復(fù)位。通過(guò)JTAG指令A(yù)VR_RESET可以使JTAG復(fù)位寄存器置位，并引發(fā)MCU復(fù)位，并使 JTRF 置位。上電復(fù)位將使其清零，也可以通過(guò)寫“0”來(lái)清除。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用了最直接的復(fù)位形式，由于AVR單片機(jī)本身內(nèi)部帶有復(fù)位電路的優(yōu)勢(shì)，只需要接一個(gè)10K上拉電阻就可以完成復(fù)

77、位電路的設(shè)計(jì)。為了可靠，可以加上一只0.1uF的電容以消除干擾和雜波，如下圖圖3-5所示：</p><p>　　圖3-5 單片機(jī)復(fù)位電路圖</p><p><b>　　晶振電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部的各種功能電路絕大多數(shù)是由數(shù)字電路構(gòu)成的。數(shù)字電路的工作過(guò)程，尤其是時(shí)序邏輯電路的工作過(guò)程，離不開時(shí)鐘脈沖信號(hào)，即時(shí)間基準(zhǔn)信

78、號(hào)，每一步細(xì)微的動(dòng)作都是在一個(gè)共同的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)驅(qū)動(dòng)之下完成的。作為時(shí)基發(fā)生器的時(shí)鐘振蕩電路，為整個(gè)單片機(jī)芯片內(nèi)部各個(gè)部分電路的工作提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，也在為單片機(jī)與其他外接芯片之間的通信以及與其他數(shù)字系統(tǒng)或者計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間通信，提供可靠的同步時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　AVR單片機(jī)設(shè)計(jì)了4種類型的時(shí)基振蕩方式可供選擇：標(biāo)準(zhǔn)的晶體振蕩器/陶瓷諧振器振蕩方式XT；高頻的晶體振蕩器/陶瓷諧振器振蕩方式HS（4MHz

79、）以上；低頻的晶體振蕩器/陶瓷諧振器振蕩方式LP（32.768kHz）；外接電容元件的阻容振蕩方式RC。在本設(shè)計(jì)中，由于需要考慮到通信時(shí)的波特率的設(shè)置，所以選用能產(chǎn)生較精確時(shí)鐘的晶體振蕩器（7.3728MHz）。晶振電路與單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系圖如下圖圖3-6所示。</p><p>　　為了由外部源驅(qū)動(dòng)器件，當(dāng)XTAL1被驅(qū)動(dòng)時(shí)，XTAL2不能連接，如下圖圖3-7所示。</p><p>　　圖

80、3-6 晶振電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.3.4 串口通信電路設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-8 串口通信電路</p><p>　　3.3 濕度傳感器檢測(cè)模塊電路設(shè)計(jì)</p><p>　　傳感器是準(zhǔn)確檢測(cè)濕度的關(guān)鍵，本次設(shè)計(jì)采用DHT11作為濕度檢測(cè)元件，其特點(diǎn)如下：</p><p>　?。?）卓越的長(zhǎng)

81、期穩(wěn)定性</p><p>　　（2）輸 出： 單總線數(shù)字信號(hào)</p><p>　?。?）測(cè)量范圍： 濕度20-90%RH， 溫度0~50℃</p><p>　?。?）測(cè)量精度： 濕度+-5%RH， 溫度+-2℃</p><p>　?。?）分 辨 率： 濕度1%RH， 溫度1℃</p><p>　?。?）互 換 性： 可

82、完全互換 </p><p>　?。?）長(zhǎng)期穩(wěn)定性： <±1%RH/年</p><p><b>　　（8）超低能耗</b></p><p>　　DHT11濕度傳感器引腳說(shuō)明如表3-9所示：</p><p>　　圖3-9 DHT11濕度傳感器引腳說(shuō)明</p><p>　　DHT11濕

83、度傳感器接線示意圖如下圖圖3-10所示：</p><p>　　圖3-10 DHT11引腳接法</p><p>　　3.4 LCD數(shù)碼管的顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)中加入了LCD數(shù)碼管顯示模塊，用來(lái)實(shí)時(shí)顯示濕度的數(shù)值大小，以達(dá)到一個(gè)更加直觀的效果。本設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)完成對(duì)濕度值的顯示處理。</p><p>　　LC

84、D數(shù)碼管的顯示電路設(shè)計(jì)電路圖如下圖圖3-11所示：</p><p>　　圖3-10 DV12864C液晶顯示屏電路圖</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)</p><p>　　系統(tǒng)軟件包括單片機(jī)應(yīng)用軟件和PC機(jī)應(yīng)用軟件。單片機(jī)應(yīng)用軟件主要實(shí)現(xiàn)定時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號(hào)處理、存儲(chǔ)、顯示、通信處理等功能；PC機(jī)應(yīng)用軟件主要是進(jìn)一步處理下位機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，提供友好

85、的監(jiān)測(cè)界面，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存和歷史查詢等。</p><p>　　本章將分為六個(gè)部分介紹系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)，主要包括開機(jī)自檢、顯示處理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與報(bào)警、串行通信等。</p><p>　　4.1 總體軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體流程框圖如下圖圖4-1所示。</p><p>　　系統(tǒng)語(yǔ)言采用C語(yǔ)言編制，包括主程序和中斷

86、服務(wù)子程序。主程序的功能是完成系統(tǒng)的初始化、信號(hào)采集及處理、顯示、濕度超限報(bào)警以及與上位機(jī)之間的通信。根據(jù)系統(tǒng)工作特點(diǎn)，程序采用結(jié)構(gòu)化的軟件設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　4.2 開機(jī)自檢模塊程序設(shè)計(jì)</p><p>　　開機(jī)自檢社設(shè)計(jì)在電源接通或者是系統(tǒng)復(fù)位之后，自檢中若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，就進(jìn)入測(cè)控程序，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題則及時(shí)報(bào)警，以避免測(cè)控系統(tǒng)帶病工作[13]。</p><

87、;p>　　本次設(shè)計(jì)僅僅設(shè)計(jì)了對(duì)CPU數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的校驗(yàn)程序，采用破壞性校驗(yàn)選用，只能用于開機(jī)自檢。其自檢程序流程圖如下圖圖4-2所示。</p><p><b>　　濕度采集程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　濕度數(shù)據(jù)采集程序流程圖下圖如圖4-3所示：</p><p>　　4.4 數(shù)據(jù)處理與聲光報(bào)警程序設(shè)計(jì)</p><

88、p>　　數(shù)據(jù)處理與聲光報(bào)警程序流程圖如下圖圖4-5所示：</p><p>　　程序設(shè)置從第0路輸入的數(shù)據(jù)開始與設(shè)定的報(bào)警值比較，如果出現(xiàn)高于上限或者低于下限報(bào)警值的情況，則進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，開啟聲光報(bào)警，向上位機(jī)通信，最后等待外部中斷或者是復(fù)位。</p><p>　　4.5串行通信模塊程序設(shè)計(jì)</p><p>　　通信部分主要是用于向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)或者是接收上位機(jī)

89、的數(shù)據(jù)，只有在由計(jì)算機(jī)和單片機(jī)控制系統(tǒng)組成二級(jí)監(jiān)控體系時(shí)才會(huì)使用。但是本系統(tǒng)為了有良好的擴(kuò)展功能，設(shè)計(jì)了串行通信部分的硬件和軟件，軟件中只有當(dāng)空氣濕度超出正常范圍時(shí)才向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，以提示主控人員及時(shí)處理[15-16]。</p><p>　　串行通信程序流程圖如下圖圖4-6所示。</p><p>　　4.6 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　通過(guò)綜合分析，本系

90、統(tǒng)至少應(yīng)具備如下功能：PC機(jī)與單片機(jī)都可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，進(jìn)行可以異步串行通信；單片機(jī)可接收PC機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)并送LED顯示。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，上位機(jī)程序即PC端程序采用VC#制作，人機(jī)界面友好，界面簡(jiǎn)潔，功能完善，系統(tǒng)功能模塊圖見(jiàn)下圖圖4-7：</p><p>　　在單片機(jī)系統(tǒng)中，比較常用的方法是直接調(diào)用串口發(fā)送單個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的函數(shù)。這種方法的缺點(diǎn)是需要處理器在發(fā)送過(guò)程中全程參與

91、，優(yōu)點(diǎn)是所要發(fā)送的數(shù)據(jù)能夠立即的出現(xiàn)在通信線路上，能夠立即被接收端接收到[17]。上位機(jī)中關(guān)于串口通信的方式有多種，這種方式不是指數(shù)據(jù)有沒(méi)有緩沖的問(wèn)題，而是操作串口的方式不同，因?yàn)镻C上數(shù)據(jù)發(fā)送基本上都會(huì)被緩沖后再發(fā)送。對(duì)于編程來(lái)說(shuō)操作串口有三種方式，一、使用windows系統(tǒng)中自帶的串口通信控件，這種方式使用起來(lái)比較簡(jiǎn)單，需要注意的是接收時(shí)的阻塞處理和線程機(jī)制；二、使用系統(tǒng)的API直接進(jìn)行串口數(shù)據(jù)的讀取，在windows和linux系

92、統(tǒng)中，設(shè)備被虛擬為文件，只需要利用系統(tǒng)提供的API函數(shù)即可進(jìn)行串口數(shù)據(jù)的發(fā)送和讀??；三、使用串口類進(jìn)行串口操作。本設(shè)計(jì)采用第三中方式，所以在此只介紹windows環(huán)境下利用串口類編程的方式[18]。</p><p>　　SerialPort是比較好用的串口類。下面通過(guò)舉例的方式說(shuō)明SerialPort提供的串口操作方法：</p><p>　　SerialPort構(gòu)造函數(shù)()</p&g

93、t;<p><b>　　功能：初始化</b></p><p>　　用法：public SerialPort ()</p><p>　　SerialPort.Open方法</p><p>　　功能：打開一個(gè)新的串行端口連接。</p><p>　　用法：public void Open ()</p>

94、<p>　　SerialPort 構(gòu)造函數(shù) (String, Int32)</p><p>　　功能：使用指定的端口名稱和波特率初始化SerialPort類的新實(shí)例。 </p><p>　　用法：public SerialPort </p><p><b>　　{</b></p><p>　　string

95、portName,</p><p>　　int baudRate</p><p><b>　　}</b></p><p>　　ADO.NET在.NET編程環(huán)境中優(yōu)先使用的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口。它提供了平臺(tái)互用性和可伸縮的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。ADO.NET是一組用于和數(shù)據(jù)源進(jìn)行交互的面向?qū)ο箢悗?kù)。通常情況下，數(shù)據(jù)源是數(shù)據(jù)庫(kù)，但它同樣也能夠是文本文件、Excel表格

96、或者XML文件[19]。ADO.NET允許和不同類型的數(shù)據(jù)源以及數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互。然而并沒(méi)有與此相關(guān)的一系列類來(lái)完成這樣的工作。因?yàn)椴煌臄?shù)據(jù)源采用不同的協(xié)議，所以對(duì)于不同的數(shù)據(jù)源必須采用相應(yīng)的協(xié)議。一些老式的數(shù)據(jù)源使用ODBC協(xié)議，許多新的數(shù)據(jù)源使用OleDb協(xié)議，并且現(xiàn)在還不斷出現(xiàn)更多的數(shù)據(jù)源，這些數(shù)據(jù)源都可以通過(guò).NET的ADO.NET類庫(kù)來(lái)進(jìn)行連接。</p><p>　　ADO.NET提供與數(shù)據(jù)源進(jìn)行交互的

97、相關(guān)的公共方法，但是對(duì)于不同的數(shù)據(jù)源采用一組不同的類庫(kù)。這些類庫(kù)稱為Data Providers，并且通常是以與之交互的協(xié)議和數(shù)據(jù)源的類型來(lái)命名的。</p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　作為檢驗(yàn)系統(tǒng)的最后一道工序，系統(tǒng)調(diào)試在整個(gè)設(shè)計(jì)中起到了相當(dāng)重要的作用，也是最后一道難關(guān)，只有通過(guò)系統(tǒng)調(diào)試才能正式宣告系統(tǒng)的完成，我們可以在系統(tǒng)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)許

98、多系統(tǒng)的漏洞，并且及時(shí)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充和改進(jìn)。</p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開的，許多硬件錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障后，再和軟件結(jié)合起來(lái)調(diào)試以進(jìn)一步排除故障。可見(jiàn)硬件調(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過(guò)，軟件設(shè)計(jì)則是無(wú)從做起。</p><p>　　在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，所使用到的儀器儀表如表6-1所示：</p><

99、p>　　表6-1 測(cè)試試驗(yàn)儀器</p><p>　　5.1 硬件靜態(tài)測(cè)試</p><p>　　由于在測(cè)試板上僅對(duì)小部分的硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)并測(cè)試，因此制版之后的調(diào)試任務(wù)相對(duì)較重，需要對(duì)明顯的硬件故障進(jìn)行排除，測(cè)試通電之后芯片各個(gè)引腳的電壓值是否達(dá)到要求等。</p><p>　　在整個(gè)硬件靜態(tài)的調(diào)試中，工作主要集中在以下幾個(gè)方面：</p><p&

100、gt;　?。?）排除邏輯故障：這類故障往往是由于設(shè)計(jì)和加工制板過(guò)程中的工藝性錯(cuò)誤所造成的。主要包括錯(cuò)線、開路、短路。排除的方法是首先將加工的印制板認(rèn)真對(duì)照原理圖，看二者是否一致。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間的短路或者與其他信號(hào)線路短路。利用數(shù)字萬(wàn)用表的短路測(cè)試功能，測(cè)試線路的通斷。</p><p>　?。?）排除元器件失效：造

101、成這類錯(cuò)誤的原因有兩個(gè)：一個(gè)是元器件買來(lái)時(shí)就已經(jīng)壞了；另一個(gè)是因?yàn)榘惭b錯(cuò)誤，造成器件燒壞。可以采取檢查元器件與設(shè)計(jì)要求的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無(wú)誤后，再用替換方法排除錯(cuò)誤。</p><p>　?。?）排除電源故障：在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查VCC與GND之間的電位，若在5V－4.8V之間屬正常[20]。系統(tǒng)測(cè)試中，采取

102、先焊接電源模塊，單獨(dú)進(jìn)行通電測(cè)試，這樣避免輸出電壓過(guò)高對(duì)系統(tǒng)集成塊損壞的可能性。由于沒(méi)有交流電源的輸入，只輸入了比要求電壓高2.5V左右的直流電壓進(jìn)行測(cè)試，5V穩(wěn)壓電源電路輸出電壓為4.99V，9V穩(wěn)壓電源電路輸出電壓分別為＋8.98V，－8.99V，符合系統(tǒng)要求電壓，電源部分通過(guò)測(cè)試。</p><p>　　（4）集成塊引腳電壓測(cè)試：為了確定集成塊的好壞，加之沒(méi)有購(gòu)買備用集成塊，只有在加入正常的電源電壓而沒(méi)有寫入

103、程序時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)試集成塊引腳電壓；測(cè)試后若的確發(fā)現(xiàn)有集成塊的引腳電壓不正常，再進(jìn)行換集成塊進(jìn)行測(cè)試；若果與典型電壓值基本相同，都可以正常使用。這樣的測(cè)試雖然增加了一些工作量，但是可以減少購(gòu)買集成塊的數(shù)量，同時(shí)保證集成塊可以正常的運(yùn)行。</p><p>　?。?）串口通信調(diào)試：由于下位機(jī)中采用的是TTL低電平與PC機(jī)交換數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行必要的電平轉(zhuǎn)換，這里采用的是MAX232進(jìn)行相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換，所以對(duì)這方面的測(cè)試主

104、要圍繞MAX232是否正常工作展開。測(cè)試方法為：PC機(jī)串口不停的發(fā)送數(shù)據(jù)，用示波器觀察經(jīng)過(guò)MAX232電平轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸出端口的波形，有波形即證明正常工作。</p><p>　　5.2 系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試及結(jié)果</p><p>　　聯(lián)機(jī)調(diào)試必須借助穩(wěn)壓電源、示波器、萬(wàn)用表、ISP程序下載器等工具。這些工具是單片機(jī)開發(fā)的最基本工具。聯(lián)機(jī)調(diào)試采用先部分后整體的思路，這樣可以降低無(wú)法找到錯(cuò)誤原因的概率

105、，有助于很好的完成調(diào)試。</p><p>　　5.2.1 微控制器測(cè)試</p><p>　　信號(hào)線是聯(lián)絡(luò)單片機(jī)和外部器件的紐帶，如果信號(hào)線連接錯(cuò)誤或者時(shí)序不對(duì)，那么都會(huì)造成對(duì)外圍電路讀寫錯(cuò)誤。</p><p>　　調(diào)試方法及過(guò)程：?jiǎn)纹瑱C(jī)的信號(hào)大體分為讀寫信號(hào)、片選信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)、地址鎖存信號(hào)、復(fù)位信號(hào)等幾大類。這些信號(hào)大多屬于脈沖信號(hào)，對(duì)

106、于脈沖信號(hào)借助通用示波器用常規(guī)方法很難觀測(cè)到，必須采取一定措施才能觀測(cè)到。應(yīng)該利用軟件編程的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行單片機(jī)測(cè)試程序（見(jiàn)附錄二）就可以檢測(cè)出信號(hào)是否正常。</p><p>　　測(cè)試結(jié)果：發(fā)光二極管能正反向逐個(gè)點(diǎn)亮，正反向跳點(diǎn)，由此可以確定單片機(jī)本身的完好。</p><p>　　5.2.2 顯示電路調(diào)試</p><p>　　由于事先已經(jīng)確定了DV12864C液

107、晶顯示屏的好壞，因此沒(méi)有必要再將顯示屏進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試。但是為了讓調(diào)試可以順利的完成，需要單片機(jī)控制DV12864C液晶顯示屏進(jìn)行相應(yīng)的顯示調(diào)試。測(cè)試的主要方法是使用單片機(jī)控制DV12864C液晶顯示屏進(jìn)行顯示，主要由微控器向DV12864C液晶顯示屏內(nèi)寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，看顯示的結(jié)果是否為寫入的數(shù)據(jù)[22]，如果是則說(shuō)明測(cè)試成功，如果顯示的不是送入的數(shù)據(jù)則需進(jìn)一步調(diào)試。</p><p>　　調(diào)試結(jié)果：顯示電路部分正常。

108、</p><p>　　5.2.3 聲光報(bào)警電路測(cè)試</p><p>　　聲光報(bào)警部分調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單，由于蜂鳴器和發(fā)光二極管都是直接由I/O驅(qū)動(dòng)，因此調(diào)試中需要在相應(yīng)的I/O口強(qiáng)制提供相應(yīng)的控制信號(hào)，如果報(bào)警燈可以對(duì)應(yīng)地點(diǎn)亮和熄滅，蜂鳴器也可以相應(yīng)地報(bào)警，那么聲光報(bào)警部分調(diào)試通過(guò)。</p><p><b>　　5.3 測(cè)試結(jié)果</b></

109、p><p>　　DHT11轉(zhuǎn)換的濕度結(jié)果準(zhǔn)確，LED能正常顯示環(huán)境濕度值。濕度采集的數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-2。</p><p>　　表5-2 濕度數(shù)據(jù)采集表</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　本文論述了基于AVR單片機(jī)的電子濕度計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣濕度的實(shí)時(shí)檢測(cè)以及超限報(bào)警。該設(shè)計(jì)有效地利用AVR

110、單片機(jī)的內(nèi)部資源，很好地把傳感器檢測(cè)模塊、聲光報(bào)警模塊、DV12864C液晶顯示屏模塊組織起來(lái)，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠，操作方便，滿足0～100%RH濕度測(cè)量，在此范圍之中測(cè)量誤差在5%以內(nèi)。實(shí)現(xiàn)了低功耗，高可靠性，操作方便。在目前的試用中，對(duì)該傳感器的設(shè)計(jì)反映很好，它能夠可靠、穩(wěn)定、安全的測(cè)量室內(nèi)空氣濕度，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　從開始對(duì)整個(gè)題目的分析，到最后的設(shè)計(jì)完成整個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程中，我對(duì)單片機(jī)