基于單片機(jī)溫濕度測(cè)量系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

1、<p>　　河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校</p><p><b>　　綜合實(shí)訓(xùn)論文</b></p><p>　　實(shí)訓(xùn)題目：基于單片機(jī)溫濕度測(cè)量系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)</p><p>　　系部：電子通信工程系</p><p>　　專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù) </p><p>　　班級(jí)：應(yīng)電113班 &l

2、t;/p><p>　　姓名：蘇寶華 </p><p>　　學(xué)號(hào)：110415230 </p><p><b>　　2013年10月日</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　溫濕度的測(cè)量應(yīng)用范圍是很廣的，對(duì)溫濕度測(cè)量系統(tǒng)的研究

3、也具有深遠(yuǎn)意義，本課題針對(duì)國內(nèi)外對(duì)溫濕度測(cè)量系統(tǒng)的研究與發(fā)展?fàn)顩r，分析了目前溫濕度測(cè)量系統(tǒng)存在的主要問題，設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)某些有著特殊要求溫度和濕度的場合實(shí)現(xiàn)長期、穩(wěn)定、定時(shí)、自動(dòng)的檢測(cè)。本設(shè)計(jì)主要由硬件電路和軟件電路兩部分組成，系統(tǒng)通過溫濕度檢測(cè)電路，把采集到的信號(hào)傳給單片機(jī)，通過單片機(jī)來處理采集到的信號(hào)并通過LCD顯示出來，如果溫濕度過高或過低，報(bào)警電路會(huì)自動(dòng)報(bào)警。它以AT89C52單片機(jī)為核心，采用SHT1

4、1集成溫濕度傳感器實(shí)現(xiàn)一種智能、快捷、方便的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由溫濕度檢測(cè)電路、時(shí)鐘電路、LCD顯示電路、鍵盤電路、報(bào)警電路和單片機(jī)等組成。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、功耗較低、抗干擾能力強(qiáng)、總體性能比較好，符合了智能儀器儀表小型化的潮流，為今后開發(fā)高性能和商品化的溫濕度測(cè)量儀器奠定了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　關(guān)鍵詞 單片機(jī)，溫濕度，SHT11傳感器</p><p><b

5、>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………..……….….……..…Ⅰ</p><p>　　目錄…………………………………………………………………………………Ⅱ</p><p>　　緒論……………………………………………………………….….…………… ……1</p><p&g

6、t;　　第1章……………………………………………………………….….…………… 1</p><p>　　1.1 概述..........................……………………….…………….…..… …1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀………………….……………………………..……1</p><p>　　1.2.1 國外研究現(xiàn)狀…………………

7、………………………………………………1</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀…………………………………………………………………1</p><p>　　1.3 溫濕度檢測(cè)的發(fā)展?fàn)顩r以及存在的問題………………………………………1</p><p>　　1.4 課題研究的主要內(nèi)容……………………………………………………………2</p><p>

8、;　　第2章 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)…………………..….…… ……………………….…....……4</p><p>　　2.1 AT89C52單片機(jī)介紹………………………………………………….……………...4</p><p>　　2.2 溫濕度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)……………………………………………...……....…9</p><p>　　2.2.1 SHT11簡介…………

9、……………………………………………………………9</p><p>　　2.2.2 SHT11主要性能特點(diǎn)……………………………………………………………9</p><p>　　2.2.3 SHT11工作原理…………………………………………………………………10</p><p>　　2.2.4 SHT11輸出特性…………………………………………………………………10&l

10、t;/p><p>　　2.2.5 運(yùn)行條件………………………………………………………………………11</p><p>　　2.2.6 安裝注意事項(xiàng)…………………………………………………………………11</p><p>　　2.2.7 SHT11與單片機(jī)連接……………………………………………………………12</p><p>　　2.3 LCD顯示電

11、路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………12</p><p>　　2.3.1 LCD1602簡介…………………………………………………………………12</p><p>　　2.3.2 LCD1602的特性…………………………………………………………………12</p><p>　　2.3.3 LCD1692引腳功能…………………………………………………

12、……………13</p><p>　　2.3.4 指令集……………………………………………………………………………13</p><p>　　2.3.5 LCD1602與單片機(jī)連接…………………………………………………………14</p><p>　　2.4 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………………15</p><p>　　

13、2.4.1 DS1302簡介…………………………………………………………………15</p><p>　　2.4.2 DS1302工作原理………………………………………………………………15</p><p>　　2.4.3 DS1302結(jié)構(gòu)及引腳功能……………………………………………………15</p><p>　　2.4.4 DS1302與單片機(jī)連接………………………

14、………………………………16</p><p>　　2.5 鍵盤電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………………17</p><p>　　2.5.1 鍵盤工作原理……………………………………………………………………17</p><p>　　2.5.2 獨(dú)立式鍵盤與單片機(jī)的連接……………………………………………………18</p><p&g

15、t;　　2.6 報(bào)警電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………………18</p><p>　　2.7 抗干擾措施……………………………………………………………………19</p><p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………21</p><p>　　3.1 系統(tǒng)總體流程圖…………………………………………………………………21&

16、lt;/p><p>　　3.2 溫濕度采集模塊軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………22</p><p>　　3.3 LCD顯示模塊軟件設(shè)計(jì)……………………………………………………………24</p><p>　　3.4 時(shí)鐘模塊軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………………28</p><p>　　3.5 報(bào)警電路軟件設(shè)計(jì)

17、…………………………………………………………………28</p><p>　　仿真與調(diào)試………………………………………………………………………30</p><p>　　4.1 電氣原理圖…………………………………………………………………………30</p><p>　　4.2 部分參考程序………………………………………………………………………30</p>

18、<p>　　4.3 仿真結(jié)果…………………………………………………………………………44</p><p>　　結(jié)束語…………………………………………………………………………………49</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………50</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………

19、…………51</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　溫濕度測(cè)量是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分，在保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品量，節(jié)約資源和安全生產(chǎn)方面起著非常重要的作用。因此，能夠確?？焖?、準(zhǔn)確的測(cè)量溫濕度的技術(shù)及其裝置受到各國的重視。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其

20、工業(yè)化的進(jìn)步，溫度和濕度不僅僅變現(xiàn)在以上幾個(gè)方面直接或間接影響人類基本生活條件，還表現(xiàn)在對(duì)生物用品、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)研究、國防建設(shè)等方面的影響。針對(duì)以上情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的準(zhǔn)確可靠測(cè)量顯的尤其重要。近年來，利用智能化數(shù)字式溫濕度傳感器以及實(shí)現(xiàn)溫濕度信息的在線檢測(cè)已成為溫濕度檢測(cè)技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。本文介紹的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)，以智能化數(shù)字化溫濕度傳感器與52單片機(jī)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成一種溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有性能可靠、測(cè)溫準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低

21、廉、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可在工程實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　國外對(duì)溫濕度控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是采用模擬式的組合儀器，采集現(xiàn)場信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)

22、?，F(xiàn)在世界各國的溫濕度測(cè)控技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向發(fā)展。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　我國對(duì)于溫濕度測(cè)控技術(shù)的研究較晚，始于20世紀(jì)80年代。我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國家溫濕度測(cè)控技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了溫濕度室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)權(quán)限于對(duì)溫濕度的單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。我國溫濕度測(cè)控設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體

23、上正從消化吸收、簡單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。在技術(shù)上，以單片機(jī)控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與發(fā)達(dá)國家相比，存在較大差距。我國溫濕度測(cè)量控制現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到工廠化的程度，生產(chǎn)實(shí)際中任然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性等特點(diǎn)。</p><p>　　1.3 溫濕度檢測(cè)的發(fā)展?fàn)顩r以及存在的問題&

24、lt;/p><p>　　傳統(tǒng)的溫度和濕度檢測(cè)系統(tǒng)主要有以下幾種：</p><p>　　水汽壓（e）：是水汽在大氣總壓力中的分壓力。它表示了空氣中水汽的絕對(duì)含量的大小，以毫巴為單位。</p><p>　　相對(duì)濕度（rh）：濕空氣中實(shí)際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓E的百分比，相對(duì)濕度的大小能直接表示空氣距離飽和的相對(duì)程度?？諝馔耆稍飼r(shí)，相對(duì)濕度為零。相對(duì)濕度越小，表示當(dāng)時(shí)

25、空氣越干燥。當(dāng)相對(duì)濕度接近于100%時(shí)，表示空氣很潮濕，越接近于飽和。</p><p>　　露點(diǎn)（或霜點(diǎn)）溫度：指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時(shí)的溫度。</p><p>　　干濕球溫度表：用一對(duì)并列裝置、形狀完全相同的溫度表，一支測(cè)氣溫，稱干球溫度表，另一支包有保持浸透蒸餾水的脫脂紗布，稱濕球溫度表。</p><p>　　濕度表（計(jì)）：利用脫脂人

26、發(fā)（或牛的腸衣）具有空氣潮濕時(shí)伸長，干燥時(shí)縮短的特性，制成毛發(fā)濕度表或濕度自記儀器，它的測(cè)濕精度較差，毛發(fā)濕度表通常在氣溫低于—10℃時(shí)使用。</p><p>　　電阻式濕度片：利用吸濕膜片隨濕度變化改變其電阻值的原理，常用的有碳膜濕敏電阻和氯化鋰濕度片兩種。前者用高分子聚合物和導(dǎo)電材料碳黑，加上粘合劑配成一定比例的膠狀液體，涂覆到基片上組成的電阻片；后者是在基片上涂上一層氯化鋰酒精溶液，當(dāng)空氣濕度變化時(shí)，氯化鋰

27、溶液濃度隨之改變從而也改變了測(cè)濕膜片的電阻。</p><p>　　薄膜濕敏電容：是以高分子聚合物為介質(zhì)的電容器，因吸引（或釋放）水汽而改變電容值。它制作精巧，性能優(yōu)良，常用在探空儀和遙測(cè)中。</p><p>　　露點(diǎn)儀：能直接測(cè)出露點(diǎn)溫度的儀器。使一個(gè)鏡面處在樣品濕空氣中降溫，直到鏡面上隱現(xiàn)露滴（或冰晶）的瞬間，測(cè)出鏡面平均溫度，即為露（霜）點(diǎn)溫度。它測(cè)濕精度高，但需光潔度很高的鏡面，精度

28、很高的溫控系統(tǒng)，以及靈敏度很高的露滴（冰晶）的光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)。使用時(shí)必須使吸入樣本空氣的管道保持清潔，否則管道內(nèi)的雜質(zhì)將吸收或放出水分造成測(cè)量誤差。</p><p>　　隨著智能檢測(cè)系統(tǒng)的飛速發(fā)展，基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)將多傳感器系統(tǒng)結(jié)合在一起。如何把多傳感器集中于一個(gè)檢測(cè)控制系統(tǒng)，綜合利用來自多傳感器的信息，獲得對(duì)被測(cè)對(duì)象的可靠了解和解釋，以利于系統(tǒng)做出正確的響應(yīng)、決策和控制，是智能檢測(cè)控制系統(tǒng)中需要解決的首

29、要問題。在溫濕度要求嚴(yán)格的場合，利用多傳感技術(shù)可以提高系統(tǒng)的可靠性和精度，亦可以提高系統(tǒng)的時(shí)間空間的覆蓋范圍。</p><p>　　1.4 課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要作了如下幾個(gè)方面：一是確定系統(tǒng)的總體功能設(shè)計(jì)方案；二是進(jìn)行自</p><p>　　能傳感器的硬件電路和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；三是單片機(jī)及通信接口的硬件電路及軟件系</p>

30、<p><b>　　統(tǒng)設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　本課題針對(duì)這些弱點(diǎn)，利用52單片機(jī)為核心，連接電源模塊（USB接口）、溫濕度采集與轉(zhuǎn)換模塊、LCD顯示模塊、鍵盤控制模塊、時(shí)鐘模塊、報(bào)警模塊及其附屬電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的精度、穩(wěn)定的測(cè)量。本系統(tǒng)具有溫、濕度測(cè)量精度高、功能高、體積小、價(jià)格低、簡單靈活等優(yōu)點(diǎn)，能很好的滿足工農(nóng)業(yè)工藝要求。</p><p&g

31、t;<b>　　系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本系統(tǒng)硬件部分：AT89C52單片機(jī)、溫濕度測(cè)量電路、鍵盤電路、時(shí)鐘電路、LCD顯示電路、報(bào)警電路以及其它附屬電路的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體框圖如下圖所示。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體框圖</b></p><p>　　2.1 AT89C52單片機(jī)介紹

32、</p><p>　　AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8K bytes的可反復(fù)檫寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS—51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　AT

33、89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，3個(gè)16為定時(shí)計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信接口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)點(diǎn)工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部門工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位

34、。</p><p><b>　　主要特征：</b></p><p>　　·與MCS—52兼容</p><p>　　·8K字節(jié)可重復(fù)擦寫FLASH閃速存儲(chǔ)器</p><p>　　·1000次寫/擦循環(huán)周期 </p><p>　　·全靜態(tài)工

35、作：0Hz—24MHz</p><p>　　·三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器鎖存</p><p>　　·256×8位內(nèi)部RAM</p><p>　　·32個(gè)可編程I/O線</p><p>　　·3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　·8個(gè)中斷源&

36、lt;/b></p><p>　　·可編程串行UART通道</p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式</p><p><b>　　管腳說明：</b></p><p><b>　　VCC：供電電壓</b></p><p><b>　　GN

37、D：接地</b></p><p><b>　　P0口：</b></p><p>　　P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作用輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。</p><p>　　在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（

38、低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校檢時(shí)，輸出指令字節(jié)，校檢時(shí)，要求外接上拉電阻。</p><p><b>　　P1口：</b></p><p>　　P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL，邏輯門電路。

39、對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。</p><p>　　與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），參見下表</p><p>　　Flash編程和程序校檢期間，P1接收低8位地址。

40、</p><p><b>　　P2口：</b></p><p>　　P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。</p><p&

41、gt;　　在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@RI）時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。</p><p>　　Flash編程或校檢時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。</p><p><b>　　P3口：</b></p><p&

42、gt;　　P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。</p><p>　　P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能。</p><p>　　P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程

43、序校檢的控制信號(hào)。</p><p><b>　　RST：</b></p><p>　　復(fù)位輸出。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p><b>　　ALE/PROG：</b></p><p>　　當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）

44、輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘震蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。</p><p>　　對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。</p><p>　　如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位

45、置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。</p><p><b>　　PSEN：</b></p><p>　　程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問

46、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。</p><p><b>　　EA/VPP：</b></p><p>　　外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH），EA端</p><p>　　必須保持低電平（接地）。需注意的事：如果加密位LBI被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。</p><p&g

47、t;　　如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。</p><p>　　Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。</p><p><b>　　XTAL1：</b></p><p>　　振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。</p>

48、<p><b>　　XTAL2：</b></p><p>　　振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p><b>　　外接晶體引腳</b></p><p>　　XTAL1、XTAL2：當(dāng)使用單片機(jī)內(nèi)部振蕩器電路時(shí)，這兩個(gè)引腳用來外接石英晶體和微調(diào)電容，如下圖所示。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放

49、大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于HMOS單片機(jī)，XTAL1引腳接地，XTAL2接片外振蕩脈沖輸入（帶上拉電阻）；對(duì)于CHMOS單片機(jī)，XTAL2引腳接地，XTAL1接片外振蕩脈沖輸入（帶上拉電阻），如下圖所示。</p><p><b>　　外接晶體電路</b></p><p><b>　　復(fù)位方式</b></p><

50、;p>　　MCS—52單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RET，高電平有效。在時(shí)鐘電路工作以后，當(dāng)外部電路使得RST端出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平，系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)位。復(fù)位有兩種方式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位，如下圖。</p><p>　　MCS—52復(fù)位電路</p><p>　　2.2 溫濕度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 SHT11簡介</p

51、><p>　　SHT11時(shí)瑞士Sensirion公司推出的基于COMSEnsTM技術(shù)的新型溫濕度傳感器。該傳感器將CMOS芯片技術(shù)與傳感器技術(shù)結(jié)合起來，從而發(fā)揮出它們強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)作用。</p><p>　　2.2.2 SHT11主要性能特點(diǎn)</p><p>　　·將溫濕度傳感器、、信號(hào)放大調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、I2C總線接口全部集成于一芯片（COMSEnsTM技

52、術(shù)）</p><p>　　·可給出全校準(zhǔn)相對(duì)濕度和溫度值輸出</p><p>　　·帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的I2C總線數(shù)字輸出接口</p><p>　　·具有露點(diǎn)值計(jì)算輸出功能</p><p>　　·具有卓越的長期穩(wěn)定性</p><p>　　·濕度值輸出分辨率為14位，溫度值輸出

53、分辨率為12位，并可編程為12位和8位</p><p>　　·小體積（7.65×5.08×23.5mm），可表面貼裝</p><p>　　·具有可靠的CRC數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)功能</p><p>　　·片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)系數(shù)可保證100%互換性</p><p>　　·電源電壓范圍2.4-5.5

54、V</p><p>　　·電流消耗，測(cè)量時(shí)550uA，平均為28uA，休眠時(shí)為3uA</p><p>　　SHT11溫濕度傳感器采用SMD（Lcc）表面貼片封裝形狀，管腳排列如下圖，其引腳說明如下：由于將傳感器與電路部分結(jié)合在一起。該傳感器具有比其它的溫濕度傳感器優(yōu)越得多的性能。首先是傳感器信號(hào)強(qiáng)度的增加增強(qiáng)了傳感器的抗干擾性能，保證了傳感器的長期穩(wěn)定性，而A/D轉(zhuǎn)換的同時(shí)完成，

55、則降低了傳感器對(duì)干擾噪聲的敏感程度。其次在傳感器芯片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)保證了每一只溫濕度傳感器都具有相同的功能，即具有100%的互換性。最后，傳感器可直接通過I2C總線與任何類型的微處理器、微控制器系連接，節(jié)省了單片機(jī)的I/O接口線，降低了成本。 </p><p>　　（1）GND：接地端 <

56、;/p><p>　?。?）DATA：雙向串行數(shù)據(jù)線 </p><p>　?。?）SCK：串行時(shí)鐘輸入 </p><p>　?。?）VDD：0.4V—5.5V電源端&

57、lt;/p><p><b>　?。?）NC：空管腳</b></p><p>　　2.2.3 SHT11工作原理 </p><p>　　SHT11的濕度檢測(cè)運(yùn)用電容式結(jié)構(gòu)，并采用具有不同保護(hù)的‘微型結(jié)構(gòu)’檢測(cè)電極系統(tǒng)與聚合物覆蓋層來組成傳感器芯片的電容，除保持電容式濕敏器件的原有特性外，還可抵御來自外界的影響。由于它將溫度傳感器與濕度傳感器結(jié)合在

58、一起而構(gòu)成了一個(gè)單一的個(gè)體，因而測(cè)量精度較高且可精確得出露點(diǎn)，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生由于溫度與濕度傳感器之間隨溫度梯度變化引起的誤差CMOSensTM技術(shù)不僅將溫濕度傳感器結(jié)合在一起，而且還將信號(hào)放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、標(biāo)準(zhǔn)I2C總線等電路全部集成在一個(gè)芯片內(nèi)。SHT11傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖示。</p><p>　　SHT11的每一個(gè)傳感器都是在極為精確的濕度室中校準(zhǔn)的。SHT11傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)預(yù)先存在

59、OTP內(nèi)存中。經(jīng)校準(zhǔn)的相對(duì)濕度和溫度傳感器與一個(gè)14位的A/D轉(zhuǎn)換器相連，可將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字溫濕度值送給二線I2C總線器件，從而將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為符合I2C總線協(xié)議的串行數(shù)字信號(hào)。 </p><p>　　SHT11傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.2.4 SHT11輸出特性</p><p><b>　　濕度值輸出</b></p&g

60、t;<p>　　SHT11可通過I2C總線直接輸出數(shù)字量濕度值，其相對(duì)濕度數(shù)字輸出特性曲線?？煽闯鯯HT11的輸出特性呈一定的非線性，為了補(bǔ)償濕度傳感器的非線性，可按如下公式修正濕度值：</p><p>　　RHIinear=c1+c2S0RH+C3S0RH</p><p>　　式中，SORH為傳感器相對(duì)測(cè)量值，系數(shù)取值如下：</p><p>　　12

61、位：SORH：c1=-4，c2=0.0405,c3=-2.8×10-6</p><p>　　8位：SORH：c1=-4,c2=0.648,c3=-7.2×10-4</p><p><b>　　溫度值輸出</b></p><p>　　由于SHT11溫度傳感器的線性非常好，故可用下列公式將溫度數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫度值：T=d1+

62、d2SOT</p><p>　　當(dāng)電源電壓為5V，且溫度傳感器的分辨率為14位時(shí)，d1=-40,d2=0.01,當(dāng)溫度傳感器的分辨率為12位時(shí)，d1=-40,d2=0.04.</p><p><b>　　露點(diǎn)計(jì)算</b></p><p>　　空氣的露點(diǎn)值可根據(jù)相對(duì)濕度和溫度值來得出，具體的計(jì)算公式如下：</p><p>

63、　　LogEW=(0.66077+7.5T/(237.3+T)+[log10(RH)-2])</p><p>　　Dp=[(0.66077-logEW)×237.3]/(logEW-8.16077)</p><p>　　2.2.5 運(yùn)行條件</p><p>　　測(cè)量量程以外的溫度會(huì)使?jié)穸刃盘?hào)暫時(shí)地偏移+3%。然后傳感器會(huì)慢慢返回到校準(zhǔn)調(diào)教。若將芯片在濕度小

64、于5%環(huán)境下加熱24小時(shí)到90℃，芯片就會(huì)迅速恢復(fù)高相對(duì)濕度、高溫度環(huán)境的影響，但是，延長強(qiáng)度條件會(huì)加速芯片的老化。</p><p>　　2.2.6 安裝注意事項(xiàng)</p><p>　　由于大氣的相對(duì)濕度與溫度的關(guān)系比較密切，因此，測(cè)量大氣溫度時(shí)的要點(diǎn)是將</p><p>　　傳感器與大氣保持同一溫度，如果傳感器線路板上有發(fā)熱元件，SHT11應(yīng)與熱源保持良好的通風(fēng)，為

65、減少SHT11和PCB之間的熱傳達(dá)，應(yīng)使銅導(dǎo)線最細(xì)并在其中加上窄縫，同時(shí)應(yīng)避免使傳感器在強(qiáng)光或UV下曝曬。</p><p>　　傳感器在布線時(shí)，SCK和DATA信號(hào)平坦且相互接近，或信號(hào)線長于10cm時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生干擾信息，此時(shí)應(yīng)在兩組信號(hào)之間放置VDD或GND。</p><p>　　2.2.7 SHT11與單片機(jī)連接</p><p>　　SHT11與單片機(jī)連接電路圖

66、</p><p>　　2.3 LCD顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.1 LCD1602簡介</p><p>　　1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5×7或者5×11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行

67、間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形。</p><p>　　2.3.2 LCD1602的特性</p><p>　　·1602液晶顯示器為若干5×8或5×11的點(diǎn)陣顯示字符。每個(gè)點(diǎn)陣塊為一個(gè)字符位，字符間距和行距都為一個(gè)點(diǎn)的寬度</p><p>　　·1602液晶主控制驅(qū)動(dòng)電路為HD44780或其他全兼容電路</p&g

68、t;<p>　　·提供各種控制命令，如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能</p><p>　　·具有字符發(fā)生器的ROM可顯示192種字符（160個(gè)5×7點(diǎn)陣字符和32個(gè)5×10點(diǎn)陣字符）</p><p>　　·有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM</p><p>　　·內(nèi)建有192個(gè)

69、5×7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM</p><p>　　·8個(gè)可由用戶自定義的5×7的字符發(fā)生器CGROM</p><p>　　2.3.3 LCD1602引腳功能</p><p><b>　　2.3.4 指令集</b></p><p>　　1602通過D0-D7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令

70、。</p><p>　　顯示模式設(shè)置：（初始化）</p><p>　　0011 0000[0×38]設(shè)置16×2顯示，5×7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口；</p><p>　　顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置：（初始化）</p><p>　　0000 1DCB D顯示（1有效）、C光標(biāo)顯示（1有效）、B光標(biāo)閃爍（1有效）</p&g

71、t;<p>　　0000 01NS N=1（讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加1&光標(biāo)加1），</p><p>　　N=0（讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減1&光標(biāo)減1），</p><p>　　S=1 且 N=1（當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng)）</p><p>　　S=0 當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng)</p><p>&l

72、t;b>　　數(shù)據(jù)指針設(shè)置：</b></p><p>　　數(shù)據(jù)首地址為80H，所以數(shù)據(jù)地址為80H+地址碼（0-27H，40-67H）</p><p><b>　　其他設(shè)置：</b></p><p>　　01H（顯示清屏，數(shù)據(jù)指針=0，所有顯示=0）；02H（顯示回車，數(shù)據(jù)指針=0）。</p><p>　

73、　2.3.5 LCD1602與單片機(jī)連接</p><p>　　LCD1602與單片機(jī)連接</p><p>　　2.4 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.4.1 DS1302簡介</p><p>　　DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低消耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、

74、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V-5.5V。采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。</p><p>　　2.4.2 DS1302

75、工作原理</p><p>　　DS1302工作時(shí)為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（RST）置位高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸入數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下最多可達(dá)248位的數(shù)據(jù)。</p><

76、p>　　2.4.3 DS1302結(jié)構(gòu)及引腳功能</p><p>　　下圖（a）為DS1302引腳排列圖，(b)為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　?。╝） (b)</p><p>　　·Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS13

77、02由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。</p><p>　　·X1和X2是振蕩源，外接32.768KHz晶振。</p><p>　　·RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字

78、節(jié)或多多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦呓M態(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc＞2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置位高電平。</p><p>　　·SCLK：串行時(shí)鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入和輸出</p><p>　　&#

79、183;I/O：三線接口時(shí)的雙向數(shù)據(jù)線</p><p>　　·CE：輸入信號(hào)，在讀、寫數(shù)據(jù)期間必須為高，該引腳有兩個(gè)功能：第一，CE開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；第二，CE提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?lt;/p><p>　　2.4.4 DS1302與單片機(jī)連接</p><p>　　DS1302與CPU的連接需要三條線，即SCLK（7）、I/O

80、（6）、RST（5）。Vcc2為備用電源，外接一個(gè)32.768KHz的晶振。下圖為DS1302與52單片機(jī)的連接圖。</p><p>　　DS1302與52單片機(jī)的連接</p><p>　　2.5 鍵盤電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.5.1 鍵盤工作原理</p><p>　　鍵盤實(shí)際上是一組按鍵開關(guān)的集合，平時(shí)按鍵開關(guān)總是處于斷開狀態(tài)，當(dāng)按

81、下鍵時(shí)它才閉合。它的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生的波形如下圖所示。</p><p><b>　　鍵盤開關(guān)及波形</b></p><p>　　2.5.2 獨(dú)立式鍵盤與單片機(jī)的連接</p><p>　　獨(dú)立式鍵盤就是個(gè)按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根I/O接口線，每根I/O接口線都不會(huì)影響其它I/O接口線。因此，通過檢測(cè)I/O接口線的電平狀態(tài)就可以容易的判斷出哪個(gè)按鍵

82、被按下了。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)只需用到五個(gè)鍵，所以采用獨(dú)立式鍵盤，在程序設(shè)計(jì)中采用查詢方式來判別是否有鍵按下。SH為濕度限設(shè)置鍵、ST為溫度限設(shè)置鍵、V+為加一鍵、V-為減一鍵、RE為返回鍵。如下圖</p><p><b>　　獨(dú)立式鍵盤</b></p><p>　　2.6 報(bào)警電路設(shè)計(jì)</p><p>　　在

83、微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了生產(chǎn)的安全，在緊急情況或參數(shù)指標(biāo)超限時(shí)要進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警，以便操作人員及時(shí)修改一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，采取緊急措施，確保生產(chǎn)的安全性。其方法是將檢測(cè)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，如果高于上限值或低于下限值則進(jìn)行報(bào)警，否則就正常顯示。</p><p>　　本報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由發(fā)光二極管和蜂鳴器組成，如下圖所示，當(dāng)P3.1輸出高電平，則蜂鳴器鳴叫，當(dāng)P3.1輸出低電平，則蜂鳴器停止。TH為溫度上限指示燈

84、，當(dāng)溫度超過設(shè)定的上限值，P3.3輸出高電平，TH發(fā)光，同時(shí)P3.1輸出高電平，蜂鳴器鳴叫；TL為溫度下限提示燈，當(dāng)溫度超過設(shè)定的下限值，P3.4輸出高電平，TL發(fā)光，同時(shí)P3.1輸出高電平，蜂鳴器鳴叫；HH為濕度上限提示燈，當(dāng)濕度超過設(shè)定的上限值，P3.5輸出高電平，HH發(fā)光，同時(shí)P3.1輸出高電平，蜂鳴器鳴叫；HL為濕度下限提示燈，當(dāng)濕度超過設(shè)定的下限值，P3.6輸出高電平，HL發(fā)光，同時(shí)P3.1輸出干電平，蜂鳴器鳴叫。</p

85、><p>　　報(bào)警電路與單片機(jī)接口</p><p><b>　　2.7 抗干擾措施</b></p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境往往都是具有多種干擾源的場所，為提高系統(tǒng)的可靠性和精確性，抗干擾措施在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中顯得的尤為重要。</p><p>　　根據(jù)干擾源引入的途徑，抗干擾措施可以從以下幾個(gè)方面考慮：</p

86、><p><b>　　電源供電系統(tǒng)</b></p><p>　　為了克服電網(wǎng)及系統(tǒng)自身的干擾，可采用隔離變壓器、交流穩(wěn)壓、線濾波器、穩(wěn)壓電路各級(jí)濾波等抗干擾措施。</p><p><b>　　電路上的考慮</b></p><p>　　為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，在硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取一系列的抗干擾措施：

87、</p><p>　　大規(guī)模IC芯片電源供電端都應(yīng)加高高頻濾波電容，根據(jù)負(fù)載電流的情況，在各級(jí)供電節(jié)點(diǎn)還應(yīng)加足夠容量的退耦電容；</p><p>　　開關(guān)量I/O通道與外界的隔離可采用光電耦合器件，特別是與繼電器、可控硅等連接的通道，一定要采取隔離措施；</p><p>　　可采用CMOS器件提高工作電壓（如+15V），這樣干擾門限也相應(yīng)提高；</p>

88、<p>　　傳感器后綴的變送器盡量采用電流式傳輸方式，因電流型比電壓型抗干擾能力強(qiáng)；</p><p>　　電路應(yīng)有合理的布線及接地方法；</p><p>　　與環(huán)境干擾的隔離可采用屏蔽措施。</p><p>　　本章中確定了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體方案，溫濕度測(cè)量所用到的方法，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制方案。還具體介紹了各模塊設(shè)計(jì)方案，初步明確了系統(tǒng)的研制方法。此處還考

89、慮到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所遇到的干擾和消除干擾的方式，為系統(tǒng)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)做好了準(zhǔn)備。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　在單片機(jī)系統(tǒng)中，軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)緊密結(jié)合，為提高設(shè)計(jì)的通用性，必須根據(jù)具體的硬件電路來設(shè)計(jì)與之相對(duì)應(yīng)的軟件，硬件設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到軟件設(shè)計(jì)的難易，軟件設(shè)計(jì)的優(yōu)劣又直接影響到硬件的發(fā)揮。本課題軟件部分設(shè)計(jì)方法與硬件部分設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，同樣采用模塊化的思

90、路，將該部分設(shè)計(jì)分成不同的程序模塊，分別進(jìn)行編譯、調(diào)試、最后通過主程序?qū)⒏髂K連接起來。這樣有利于程序的修改和調(diào)試，增強(qiáng)了程序的可移植性。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括：溫濕度采集轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘模塊、LCD顯示模塊、鍵盤模塊等。</p><p>　　3.1 系統(tǒng)總體流程圖</p><p><b>　　系統(tǒng)總體流程圖</b></p><p>　　當(dāng)單片機(jī)

91、上電復(fù)位后，LCD會(huì)顯示當(dāng)前的時(shí)間和溫度、濕度，按下相應(yīng)的功能按鍵，可以調(diào)整時(shí)間和溫濕度的設(shè)定值。系統(tǒng)的總體流程圖如上圖示。</p><p>　　3.2 溫濕度采集模塊軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　SHT11傳感器共有5條用戶命令，具體命令格式見下表所列。下面介紹一下具體的命令順序及命令時(shí)序。</p><p>　　表1 SHT11傳感器命令列表</p>

92、<p><b>　　傳輸開始</b></p><p>　　初始化傳輸時(shí)，應(yīng)首先發(fā)出“傳輸開始”命令，該命令可在SCK為高時(shí)使DATA由高電平變?yōu)榈碗娖?，并在下一個(gè)SCK為高時(shí)將DATA升高。</p><p>　　接下來的命令順序包含三個(gè)地址位（目前只支持“000”）和5個(gè)命令位，當(dāng)DATA腳的SCK位處于低電平時(shí)，表示SHT11正確收到命令。</p&

93、gt;<p><b>　　連接復(fù)位順序</b></p><p>　　如果與SHT11傳感器的通訊中斷，下列信號(hào)順序會(huì)使串口復(fù)位：即當(dāng)DATA線處于高電平時(shí)，觸發(fā)SCK9次以上（含9次），次后應(yīng)該看發(fā)一個(gè)“傳輸開始”命令。</p><p>　　表2 SHT11狀態(tài)寄存器類型及說明</p><p><b>　　溫濕度測(cè)量時(shí)序

94、</b></p><p>　　當(dāng)發(fā)生了溫（濕）度測(cè)量命令后，控制器就要等到測(cè)量完成。使用8/12/14位的分辨率測(cè)量分別需要大約11/55/210ms的時(shí)間。為表明測(cè)量完成，SHT11會(huì)使數(shù)據(jù)線為低，此時(shí)控制器必須重新啟動(dòng)SCK。然后傳送兩字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)與1字節(jié)的CRC校檢和?？刂破鞅仨毻ㄟ^使DATA為低來確認(rèn)每一個(gè)字節(jié)，所有的量均從右算MSB列于第一位。通訊在確認(rèn)CRC數(shù)據(jù)位后停止。如果沒有用CRC

95、-8校驗(yàn)和，則控制器就會(huì)在測(cè)量數(shù)據(jù)LSB后保持ack為高來停止通訊，SHT11在測(cè)量和通訊完成后會(huì)自動(dòng)返回睡眠模式。需要注意的是，為使SHT11的溫度低于0.1℃。此時(shí)的工作頻率不能大于標(biāo)定值的15%（如：12位精確度時(shí)，每秒最多進(jìn)行3次測(cè)量）。</p><p>　　溫濕度采集模塊程序流程如下圖示。</p><p>　　溫濕度采集模塊程序流程圖</p><p>　　

96、3.3 LCD顯示模塊軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　LCD控制器總共有11條指令，它們的格式和功能如下：</p><p><b>　　清屏命令 </b></p><p><b>　　格式：</b></p><p>　　功能：清除屏幕，將顯示緩沖區(qū)DDRAM的內(nèi)容全部寫入空格（ASCII20H）&

97、lt;/p><p>　　光標(biāo)復(fù)位，回到顯示器的左上角</p><p><b>　　地址計(jì)數(shù)器AC清零</b></p><p><b>　　光標(biāo)復(fù)位命令</b></p><p><b>　　格式：</b></p><p>　　功能：光標(biāo)復(fù)位，回到顯示器的左上角

98、</p><p><b>　　地址計(jì)數(shù)器AC清零</b></p><p>　　顯示緩沖區(qū)DDRAM的內(nèi)容不變</p><p><b>　　輸入方式設(shè)置命令</b></p><p><b>　　格式：</b></p><p>　　功能：設(shè)定當(dāng)寫入一個(gè)字節(jié)后

99、，光標(biāo)的移動(dòng)方向以及后面的內(nèi)容是否移動(dòng)</p><p>　　當(dāng)I/D=1時(shí)，光標(biāo)從左向右移動(dòng)；當(dāng)I/D=0時(shí)，光標(biāo)從右向左移動(dòng)</p><p>　　當(dāng)S=1，內(nèi)容移動(dòng)；當(dāng)S=0，內(nèi)容不移動(dòng)</p><p><b>　　顯示開關(guān)控制命令</b></p><p><b>　　格式：</b></p&

100、gt;<p>　　功能：控制顯示的開關(guān)，當(dāng)D=1時(shí)顯示，D=0時(shí)不顯示</p><p>　　控制光標(biāo)開關(guān)，當(dāng)C=1時(shí)光變顯示，C=0時(shí)光標(biāo)不顯示</p><p>　　控制字符是否閃爍，當(dāng)B=1時(shí)字符閃爍，B=0時(shí)字符不閃爍</p><p><b>　　光標(biāo)移位置命令</b></p><p><b>

101、;　　格式：</b></p><p>　　功能：移動(dòng)光標(biāo)或整個(gè)顯示字幕移位</p><p>　　當(dāng)S/C=1時(shí)整個(gè)顯示字幕移位，S/C=0時(shí)只光標(biāo)移位</p><p>　　當(dāng)R/L=1時(shí)光標(biāo)右移，R/L時(shí)光標(biāo)左移</p><p><b>　　功能設(shè)置命令</b></p><p><

102、;b>　　格式：</b></p><p>　　功能：設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)，當(dāng)DL=1時(shí)數(shù)據(jù)位為8位，DL=0時(shí)數(shù)據(jù)位為4位</p><p>　　設(shè)置顯示行數(shù)，當(dāng)N=1時(shí)雙行顯示，N=0時(shí)單行顯示</p><p>　　設(shè)置字形大小，當(dāng)F=1時(shí)5×10點(diǎn)陣，F(xiàn)=0時(shí)5×7點(diǎn)陣</p><p>　　設(shè)置字庫CGRAM地

103、址命令</p><p><b>　　格式：</b></p><p>　　功能：設(shè)置用戶自定義CGRAM的地址，對(duì)用戶自定義CGRAM訪問時(shí)，要先設(shè)</p><p>　　定CGRAM的地址，地址范疇為0~63</p><p>　　顯示緩沖區(qū)DDRAM地址設(shè)置命令</p><p><b>　

104、　格式：</b></p><p>　　功能：設(shè)置當(dāng)前顯示緩沖區(qū)DDRAM的地址，對(duì)DDRAM訪問時(shí)，要先設(shè)定DDRAM</p><p>　　的地址，地址范疇為0~127</p><p>　　讀忙標(biāo)志及地址計(jì)數(shù)器AC命令</p><p><b>　　格式：</b></p><p>　　功

105、能：讀忙標(biāo)志及地址計(jì)數(shù)器AC命令</p><p>　　當(dāng)BF=1時(shí)表示忙，這時(shí)不能接收命令和數(shù)據(jù)，BF=0時(shí)表示不忙</p><p>　　低7位為讀出的AC的地址，值為0~127</p><p>　　寫DDRAM或CGRAM命令</p><p><b>　　格式：</b></p><p>　　功能

106、：向DDRAM或CGRAM當(dāng)前位置中寫入數(shù)據(jù)。對(duì)DDRAM或CGRAM寫入</p><p>　　數(shù)據(jù)之前必須設(shè)定DDRAM或CGRAM的地址</p><p>　　讀DDRAM或CGRAM命令</p><p><b>　　格式：</b></p><p>　　功能：從DDRAM或CGRAM當(dāng)前位置中讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)DDRAM或C

107、GRAM讀出</p><p>　　數(shù)據(jù)時(shí)，必須設(shè)定DDRAM或CGRAM的地址</p><p>　　下圖為LCD顯示流程圖</p><p><b>　　LCD顯示流程圖</b></p><p>　　3.4 時(shí)鐘模塊軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)時(shí)鐘模塊采用DS1302時(shí)鐘芯片，將當(dāng)前時(shí)間

108、顯示于LCD上，方便人們觀察和記錄當(dāng)前的溫度和濕度，程序流程圖如下圖示。</p><p><b>　　時(shí)鐘模塊程序流程圖</b></p><p>　　3.5 報(bào)警電路軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用4個(gè)發(fā)光二極管和蜂鳴器組成的報(bào)警電路，通過查詢的方式判斷溫度、濕度是否超限，執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警程序。程序流程圖如下圖示。</p>

109、<p><b>　　報(bào)警電路程序流程圖</b></p><p><b>　　仿真與調(diào)試</b></p><p><b>　　4.1 電氣原理圖</b></p><p><b>　　電氣元路圖</b></p><p>　　4.2 部分參考程序&

110、lt;/p><p>　　#ifndef__TOU_H__</p><p>　　#define__TOU_H__</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　#include<math.h><

111、/p><p>　　#include<string.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　enum{TEMP,HUMI};</p><p>　　sbit DATA=P2^5;&

112、lt;/p><p>　　sbit SCK=P2^4;</p><p>　　sbit RS=P2^0;</p><p>　　sbit RW=P2^1;</p><p>　　sbit E=P2^2;</p><p>　　sbit beep=P3^1;</p><p>　　sbit THW=P3^3;&l

113、t;/p><p>　　sbit TLW=P3^4;</p><p>　　sbit HHW=P3^5;</p><p>　　sbit HLW=P3^6;</p><p>　　sfr DBPort=0x80;</p><p>　　/******** LCD1602函數(shù)聲明 ********/</p>

114、<p>　　void LCD_Initial();</p><p>　　void GotoXY(unsigned char x,unsigned char y);</p><p>　　void Print(unsigned char*str);</p><p>　　void LCD_Write(bit style,unsigned char input);

115、</p><p>　　void delay(int z);</p><p>　　/******** SHT11函數(shù)聲明 ********/</p><p>　　void s_connectionreset(void);</p><p>　　char s_measure(unsigned char *p_value,unsigned

116、 char *p_checksum,unsigned char mode);</p><p>　　void calc_sth10(float *p_humidity,float *p_temperature);</p><p>　　Float calc_dewpoint(float h,float t);</p><p><b>　　#endif</

117、b></p><p>　　//******DS1302******</p><p>　　sbit IO=P1^0; //1302數(shù)據(jù)線</p><p>　　sbit SCLK=P1^1; //1302時(shí)鐘線 </p><p>　　sbit RST=P1^2; //復(fù)位</p&g

118、t;<p>　　unint num=0;</p><p>　　//uchar*week[]={“SUN”,“***”，“MON”，“TUS”,“WEN”,“THU”,“FRI”，“SAT”}；</p><p>　　uchar idata Date[]={“Date:2000-00-00”};</p><p>　　uchar idata Time[]={

119、“Time: 00-00-00”};</p><p>　　uchar idata date_time[7];//從ds1302讀取的當(dāng)前日期時(shí)間</p><p>　　//********向1302寫數(shù)據(jù)********</p><p>　　void write_ds1302(uchar dat)</p><p><b>　　{&l

120、t;/b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=0;i＜8；i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　IO=dat&0x01;//保持最后一位為1，讀狀態(tài)</p><p><b&