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1、嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 題目名稱：基于51單片機的溫濕度檢測裝置的設(shè)計 姓 名： 林艾欣 所在分院： 信息技術(shù)分院 專業(yè)班級： 通信121 指導(dǎo)教師： 田立武 2015 年 5 月 23 日目錄摘 要11. 緒論21.1 選題背景及意義21.2 傳感器介紹21.2.1 溫度傳感器21.2.2 濕度傳感器41.3 課題主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排62. 方案比較和選擇62.1 溫度傳感器的選擇62.2 濕度傳感器的選擇72.3 單片機的選擇82.4 本章小結(jié)93. 系統(tǒng)整體設(shè)計93.1 信號采集103.1.1 溫度傳感器103.1.2 濕度傳感器143.2 信號分析與處理163.2.1

2、 單片機最小系統(tǒng)163.2.2 STC89C51引腳介紹及管腳說明193.3 人機交互213.3.1 顯示模塊213.3.2 報警電路223.4 本章小結(jié)224. 軟件設(shè)計224.1主程序流程圖224.2 DS18B20測溫流程圖234.3 DHT11流程圖244.4 鍵盤掃描程序流程圖254.5本章小結(jié)255. 總結(jié)25參考文獻27附錄1：溫濕度檢測模塊28附錄2：報警模塊29附錄3：定時器模塊30嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）摘 要本課題的研究目的是為人們提供一種能夠?qū)崟r了解所處環(huán)境質(zhì)量信息的儀器，包括溫度、濕度，使人們能夠及時獲知信息并做出相應(yīng)的調(diào)整。本文采用STC89C51單片機來作

3、為控制核心，實現(xiàn)了對溫、濕度的檢測和LCD實時顯示電路等硬件電路的設(shè)計，由于其功能的實現(xiàn)主要通過軟件編程來完成，這就降低了硬件電路的復(fù)雜性，其成本也有所降低，而且還能夠完成復(fù)雜硬件電路難以實現(xiàn)的任務(wù)。配置新式的微型低功耗傳感器，溫度傳感器為18B20，濕度傳感器為DHT11，實現(xiàn)了環(huán)境溫度，濕度，兩個參數(shù)的采集，存儲，顯示等功能，另外，本系統(tǒng)還具有報警功能，當(dāng)傳感器所采集的數(shù)據(jù)不在使用者所設(shè)定的范圍內(nèi)，蜂鳴器就會報警以提醒使用者，系統(tǒng)運行可靠，結(jié)構(gòu)簡單，性價比高。關(guān)鍵詞 STC89C51單片機；溫濕度；液晶顯示；報警；1. 緒論1.1 選題背景及意義溫度、濕度和人類的生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系，

4、同時也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常見最基本的工藝參數(shù)，例如農(nóng)業(yè)上農(nóng)作物的生長離不開對溫度、濕度的檢測與控制，機械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對溫度、濕度的檢測與控制，并且隨著人們生活水平的提高，人們對自己的生存環(huán)境越來越關(guān)注，而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對溫度、濕度的檢測及控制就非常有必要了。溫度、濕度是工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的因素，但傳統(tǒng)的方法是用溫度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測量計、觀測植物的生長情況等手段，通過人工進行檢測，對不符合溫度、濕度要求的環(huán)境進行通風(fēng)、去濕、降溫、采光等工作。這種人工測試方法費時費力、效率低，且測試的誤差大，隨機性大。含有微型計算機或

5、微處理器的測量儀器，由于它擁有對數(shù)據(jù)存儲，運算邏輯判斷及自動化的功能，有著智能作用。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，一個低成本和具有較高精度的環(huán)境測量儀在許多領(lǐng)域會代替人工操作，自動控制各種儀器調(diào)整環(huán)境溫度濕度。目前市場上普遍存在的環(huán)境檢測儀器大都是單點測量，而且溫濕度信息傳遞不及時，精度達不到要求，不利于控制者根據(jù)溫度、濕度變化及時做出決定，為此，本設(shè)計開發(fā)了一種能夠同時測量多點，并實時性高、精度高，能夠綜合處理多點溫濕度信息的檢測產(chǎn)品。總之，環(huán)境溫濕度的檢測的設(shè)計和開發(fā)具有非常大的市場前景和實用價值。1.2 傳感器介紹1.2.1 溫度傳感器集成溫度傳感器是目前應(yīng)用范圍最廣、使用最普及的一種全集成化傳感器。

6、其種類很多，大致可分為以下5類：1、模擬集成溫度傳感器；2、模擬集成溫度控制器；3、智能溫度傳感器；4、通用智能溫度控制器；5、微機散熱保護專用的智能溫度控制器。集成溫度傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有以下3個方面：（1）溫度測量：可以構(gòu)成數(shù)字溫度計、溫度變送器、溫度巡回檢測儀、智能化溫度檢測系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)化測溫系統(tǒng)。（2）溫度控制：適用于智能化溫度測控系統(tǒng)、工業(yè)過程控制、現(xiàn)場可編程溫度控制系統(tǒng)、環(huán)境溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)、中央空調(diào)、風(fēng)扇溫控電路、微處理器及微機系統(tǒng)的過熱保護裝置、現(xiàn)代辦公設(shè)備、電信設(shè)備、服務(wù)器中的溫度測控系統(tǒng)、電池充電器的過熱保護電路、音頻功率放大器的過熱保護電路及家用電器。（3）特殊應(yīng)用：例

7、如，熱電偶冷端溫度補償、測量溫差、測量平均溫度、測量溫度場、電子密碼鎖（僅對內(nèi)含64位ROM的單線總線智能溫度傳感器而言）及液晶顯示器表面溫度監(jiān)測等。模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡單。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）是在20世

8、紀(jì)90年代中期問世的。它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)（ATE）的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）1。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU），并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。進入21世紀(jì)后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單

9、片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。在20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低，分辨力只能達到1。目前，國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是912位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達0.50.0625。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進制數(shù)據(jù)，其分辨力高達0.03125，測溫精度為±0.2。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對本地傳感器、每一路遠程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為27s

10、、9s。新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強。例如，DS1629型單線智能溫度傳感器增加了實時日歷時鐘（RTC），使其功能更加完善。DS1624還增加了存儲功能，利用芯片內(nèi)部256字節(jié)的E2PROM存儲器，可存儲用戶的短信息。另外，智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開發(fā)多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線總線、I2C總線、SMBus總線和SPI總線2。1.2.2 濕度傳感器濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測量屬于90年代興起的行業(yè)。濕度傳感器主要分為電阻式和電容式兩種，產(chǎn)品的基本形式都是在基片上涂覆感濕材料形成感濕

11、膜?？諝庵械乃羝皆诟袧癫牧仙虾螅淖杩?、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化，從而制成濕敏元件。近年來，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了較大的發(fā)展。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展3。國內(nèi)外各廠家的濕度傳感器產(chǎn)品水平不一，質(zhì)量價格都相差較大，用戶如何選擇性能價格比最優(yōu)的理想產(chǎn)品確有一定難度，需要在這方面作深入的了解?，F(xiàn)在國內(nèi)市場上出現(xiàn)了不少國內(nèi)外濕度傳感器產(chǎn)品，電容式濕敏元件較為多見，感濕材料種類主要為高分子聚合物，氯化鋰和金屬氧化物。濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻

12、率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。濕敏電阻的種類很多，例如金屬氧化特濕敏電阻、硅濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優(yōu)點是靈敏度高，主要缺點是線性度和產(chǎn)品的互換性差。濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。濕敏電容的主要優(yōu)點是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應(yīng)速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實現(xiàn)小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些4。國外生產(chǎn)濕敏電容的主廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。

13、以Humirel公司生產(chǎn)的SH1100型濕敏電容為例，其測量范圍是（1%99%）RH，在55%RH時的電容量為180pF（典型值）。當(dāng)相對濕度從0變化到100%時，電容量的變化范圍是163pF202pF。溫度系數(shù)為0.04pF/，濕度滯后量為±1.5%，響應(yīng)時間為5s。除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質(zhì)離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用感濕膜重量的變化來改變振蕩頻率）、光強型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。目前，國外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主要廠家及典型產(chǎn)品分別

14、為Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型），Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。這些產(chǎn)品可分成以下三種類型：(1) 線性電壓輸出式集成濕度傳感器；典型產(chǎn)品有 HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特點是采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對濕度呈比例關(guān)系的伏特級電壓信號，響應(yīng)速度快，重復(fù)性好，抗污染能力強。(2) 線性頻率輸出集成濕度傳感器；典型產(chǎn)品為HF3223型。它采用模塊式結(jié)構(gòu)，屬于頻率輸出式集成濕度傳感器，在55%RH時的輸出頻率為

15、8750Hz（型值），當(dāng)上對濕度從10%變化到95%時，輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hz。這種傳感器具有線性度好、抗干擾能力強、便于配數(shù)字電路或單片機、價格低等優(yōu)點。(3) 頻率/溫度輸出式集成濕度傳感器；典型產(chǎn)品為HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，還增加了溫度信號輸出端，利用負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻作為溫度傳感器。當(dāng)環(huán)境溫度變化時，其電阻值也相應(yīng)改變并且從NTC端引出，配上二次儀表即可測量出溫度值。2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT（DHT）11、 SHT（DHT）15型智能化溫度/溫度傳感器，其外形尺寸僅為7.6（mm）×5(m

16、m)×2.5（mm），體積與火柴頭相近。出廠前，每只傳感器都在溫度室中做過精密標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)被編成相應(yīng)的程序存入校準(zhǔn)存儲器中，在測量過程中可對相對濕度進行自動校準(zhǔn)。它們不僅能準(zhǔn)確測量相對溫度，還能測量溫度和露點。測量相對溫度的范圍是0100%，分辨力達0.03%RH，最高精度為±2%RH。測量溫度的范圍是-40 123.8，分辨力為0.01。1.3 課題主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排本設(shè)計以STC89C51單片機為核心來對環(huán)境的溫濕度進行實時巡檢。各檢測單元(傳感器)能獨立完成各自功能，同時能根據(jù)主控機的指令對溫濕度信息進行實時采集。并將采集來的信息通過液晶屏顯示清晰的呈現(xiàn)給用戶，如果

17、采集的信息超出了預(yù)設(shè)范圍，蜂鳴器將給出報警示意用戶，以便做出及時決定。本系統(tǒng)能夠同時檢測多路溫濕度，檢測溫度范圍-55+125。根據(jù)實際需要，檢測點數(shù)可以擴展。系統(tǒng)采用DHT11濕度傳感器，產(chǎn)生數(shù)字信號傳輸給單片機進行分析、處理和控制顯示。濕度檢測范圍為2090RH，其檢測精度為±5。此外，本系統(tǒng)還具有報警模塊，可設(shè)定報警上下限，當(dāng)檢測到任何數(shù)據(jù)超過設(shè)定上下限就進行報警。2. 方案比較和選擇2.1 溫度傳感器的選擇方案一：采用熱電阻溫度傳感器。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。其主要的特點為精度高、測量范圍大、便于遠距離測量。鉑的

18、物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測中高精密測溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)。缺點是價格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。按IEC標(biāo)準(zhǔn)測溫范圍-200650，百度電阻比W(100)=13850時，R0為100?和10?，其允許的測量誤差A(yù)級為±(015+0.002|t|)，B級為±(0.3+0.005|t|)。銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價格低，也易于提純和加工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。方案二：采用模擬集成溫度傳感器AD590，它的測溫范圍在-55+150之間，而且精度高。M檔在測溫范圍

19、內(nèi)非線性誤差為±0.3。AD590可以承受44V下向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會損壞，使用可靠。它只需直流電源就能工作，而且，無需進行線性校正，所以使用也非常方便，接El也很簡單。作為電流輸出型傳感器和電壓輸出型相比，它有很強的抗外界干擾能力。AD590的測量信號可遠傳百余米。方案三：采用數(shù)字化溫度傳感器。DSl8B20是Dallas半導(dǎo)體公司研制的一款數(shù)字化溫度傳感器，支持“一線總線”接口，即只通過一根信號線完成數(shù)據(jù)、地址和控制信息的傳輸。該器件只有3個引腳(即電源VDD、地線GND、數(shù)據(jù)線DQ)，且不需要外部元件，內(nèi)部有64位光NROM，64位器件序列號出廠前就被光刻

20、于ROM中，可作為器件地址序列碼，便于實現(xiàn)多點測量。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)；現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。該電路的檢測溫度范圍為-55+125：精度為±0.5(在-10+85范圍)；可以分別在93.75ms和750 ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字溫度值讀入。系統(tǒng)有如下特點：(1) 不需要備份電源，可通過信號線供電；(2) 送串行數(shù)據(jù)，不需要外部元件；(3) 零功耗等待；(4) 系統(tǒng)的抗干擾性好，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如環(huán)境控制、

21、設(shè)備過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等?？紤]到硬件設(shè)計的性價比，綜合本系統(tǒng)需要滿足的技術(shù)指標(biāo)我們選擇方案三。2.2 濕度傳感器的選擇測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進行濕度測量的。方案一：采用CHR-01濕敏電阻。CHR-01濕敏電阻適用于阻抗型高分子濕度傳感器，它的工作電壓為交流1V，頻率為50Hz2kHz，測量濕度范圍為20%90%RH，測量精度±5%，工作溫度范圍為0+85，最高使用

22、溫度120，阻抗在60%RH（25）時為30（2140.5）K。采用555時基或RC振蕩電路，將濕度傳感器等效為阻抗值，測量振蕩頻率輸出，振蕩頻率在1k Hz左右。方案二：采用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，這款傳感器和Sensiron公司研制的SHT1X同屬一個系列只是測量精度上不同，這是一款含有已校準(zhǔn)熟悉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。每個DHT11傳感器都在即為

23、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藥調(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。綜合比較，方案一需要很好地解決引線誤差補償、多點測量切換誤差和放大電路零點漂移等問題，需要在接口上需要AD轉(zhuǎn)換器，因而造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高，調(diào)試也繁瑣，測量溫度的精度也很低，方案二把以上的功能都集成在芯片里面，數(shù)字輸出，可直接和mcu相連，電路結(jié)構(gòu)簡單，精度高，雖然也有溫度檢測的功能，但其精度沒有DS18B20高，所以只用它的濕度檢測功能。相比較，選擇方案二。2.3 單片機的選擇在多數(shù)電子設(shè)計當(dāng)中，基于性價比的考慮，8位單片機仍是首選。目

24、前，8位單片機在國內(nèi)外仍占有重要地位。在8位單片機中又以MCS51系列單片機及其兼容機所占的份額最大。MCS51的硬件結(jié)構(gòu)決定了其指令系統(tǒng)不會發(fā)生變化，設(shè)計人員可以很容易的對不同公司的單片機產(chǎn)品進行選型，他們只需將重點放在芯片內(nèi)部資源的比較上。方案一：采用AT89C51芯片作為硬件核心，采用Flash ROM，內(nèi)部具有4KBROM存儲空間，能于3V的超低壓工作，而且與MCS-51系列單片機完全兼容，但是運用于電路設(shè)計中時由于不具備ISP在線編程技術(shù)，當(dāng)在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞。方案二：采用AT89C51片內(nèi)R

25、OM全都采用Flash ROM；能以3V的超底壓工作；同時也與MCS-51系列單片機完全該芯片內(nèi)部存儲器為8KB ROM存儲空間，同樣具有89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞。方案三：STC89C51 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)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，擁有靈巧的8 位CPU 和在線系統(tǒng)可編程Fl

26、ash，使得STC89C51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。方案一是多年前的的產(chǎn)品，因自身設(shè)計缺陷，已經(jīng)很少被人使用。方案二和方案三使用差別不大，但方案二需要專有下載線，方案三使用串口下載即可。因此選擇方案三。2.4 本章小結(jié)本章主要介紹環(huán)境檢測儀用到的主要芯片的選擇，如溫度傳感器、濕度傳感器、控制處理芯片等。對比考慮各器件性能、特點、使用難易度、成本等因素，選擇適合本產(chǎn)品指標(biāo)的元器件。3. 系統(tǒng)整體設(shè)計本方案以STC89C51單片機系統(tǒng)為核心來對溫度、濕度進行實時控制和巡檢。各檢測單元能獨立完成各自功能，并根據(jù)主控機的指令對溫濕度進行實時采集。主控機負(fù)責(zé)控制指令的發(fā)送，

27、并控制各個檢測單元進行溫度采集，收集測量數(shù)據(jù)，同時對測量結(jié)果進行整理和顯示。其中包括單片機、復(fù)位電路、溫度檢測、濕度檢測、鍵盤及顯示、報警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計。系統(tǒng)方框圖如圖3.1：放大電路STC89C51液晶顯示AD模式時鐘電路控制按鍵復(fù)位電路圖3.1 系統(tǒng)方框圖3.1 信號采集3.1.1 溫度傳感器(1) DS18B20簡介DSl8820是美國DALLAS公司最新推出的數(shù)字式溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻有所不同的是它可直接將被測溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)寧信號供微機處理，并且根據(jù)具體要求，通過簡單的編程實現(xiàn)9位的溫度讀數(shù)。并且多個DSl8820可以并接到多個地址線上與單片機實現(xiàn)通信。由于每一個

28、DSl8820出廠時都刻有唯一的一個序列號并存入其ROM中，因此CPU可用簡單的通信協(xié)議就可以識別，從而節(jié)省了大量的引線和邏輯電路。(2) DS18B20功能特點1) 3.05.5V單電源供電2) 微型化、低功耗、抗干擾能力強、易與微處理器接口3) 溫度測量范圍為55°C+125°C，測溫分辨率可達0.5°C4) 3引腳TO92小體積封裝或8引腳SOP封裝5) 可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度6) 只需一根端口線就能與微處理器通訊7) 每只DS18B20有唯一的序列號并可存入其ROM中，便于實現(xiàn)多芯片多點測量8) 在使用中不需要任何外圍元件9) 用戶可定義的非易失

29、性溫度報警設(shè)置圖3.2 DS18B20(3) DS18B20結(jié)構(gòu)和工作原理圖3.2是表示 DS18B20 的結(jié)構(gòu)圖，表3.1已經(jīng)給出了引腳說明。64位只讀存儲器儲存器件的唯一片序列號。高速暫存器含有兩個字節(jié)的溫度寄存器，這兩個寄存器用來存儲溫度傳感器輸出的數(shù)據(jù)。除此之外，高速暫存器提供一個直接的溫度報警值寄存器（TH和TL），和一個字節(jié)的的配置寄存器。配置寄存器允許用戶將溫度的精度設(shè)定為9，10，11或12位。TH，TL和配置寄存器是非易失性的可擦除程序寄存器（EEPROM），所以存儲的數(shù)據(jù)在器件掉電時不會消失。DS18B20通過達拉斯公司獨有的單總線協(xié)議依靠一個單線端口通訊。當(dāng)全部器件經(jīng)由一

30、個3態(tài)端口或者漏極開路端口（DQ引腳在DS18B20上的情況下)與總線連接的時候，控制線需要連接一個弱上拉電阻。在這個總線系統(tǒng)中，微控制器（主器件）依靠每個器件獨有的64位片序列號辨認(rèn)總線上的器件和記錄總線上的器件地址。由于每個裝置有一個獨特的片序列碼,總線可以連接的器件數(shù)目事實上是無限的。DS18B20的另一個功能是可以在沒有外部電源供電的情況下工作。當(dāng)總線處于高電平狀態(tài)，DQ與上拉電阻連接通過單總線對器件供電。同時處于高電平狀態(tài)的總線信號對內(nèi)部電容（Cpp）充電，在總線處于低電平狀態(tài)時，該電容提供能量給器件。這種提供能量的形式被稱為“寄生電源” 。作為替代選擇，DS18B20同樣可以通過V

31、DD引腳連接外部電源供電。圖3.3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)表3.1 DS18B20引腳說明序號名稱引腳功能描述1GND地信號2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源3VDD可選擇的VDD引腳。當(dāng)工作于寄生電源時，此引腳必須接地(4) 硬件設(shè)計DS18B20可以通過從VDD引腳接入一個外部電源供電，或者可以工作于寄生電源模式，該模式允許DS18B20工作于無外部電源需求狀態(tài)。寄生電源在進行遠距離測溫時是非常有用的。當(dāng)總線為高電平時，寄生電源由單總線通過VDD引腳。這個電路會在總線處于高電平時偷能量，部分汲取的能量存儲在寄生電源儲能電容內(nèi)，在總線處于

32、低電平時釋放能量以提供給器件能量。當(dāng)DS18B20處于寄生電源模式時，VDD引腳必須接地。寄生電源模式下，單總線和電容在大部分操作中能提供充分的滿足規(guī)定時序和電壓的電流給DS18B20。然而，當(dāng)DS18B20正在執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換或從高速暫存器向EPPROM傳送數(shù)據(jù)時，工作電流可能1.5mA。這個電流可能會引起連接單總線的弱上拉電阻的不可接受的壓降，這需要更大的電流，而此時電容無法提供7。為了保證DS18B20由充足的供電，當(dāng)進行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝數(shù)據(jù)到EEPROM操作時，必須給單總線提供一個強上拉電阻。用漏極開路把I/O直接拉到電源上就可以實現(xiàn)。在發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令或拷貝暫存器指令之后，必須在至多10u

33、s之內(nèi)把單總線轉(zhuǎn)換到強上拉，并且在溫度轉(zhuǎn)換時序或拷貝數(shù)據(jù)時序必須一直保持為強上拉狀態(tài)。當(dāng)強上拉狀態(tài)保持時，不允許有其它的動作。對DS18B20供電的另一種傳統(tǒng)辦法是從VDD引腳接入一個外部電源，見圖3.5。這樣做的好處是單總線上不需要強上拉。而且總線不用在溫度轉(zhuǎn)換期間總保持高電平。溫度高于100時，不推薦使用寄生電源，因為DS18B20在這種溫度下表現(xiàn)出的漏電流比較大，通訊可能無法進行。在類似這種溫度的情況下，強烈推薦使用DS18B20的VDD引腳。對于總線控制器不直到總線上的DS18B20是用寄生電源還是用外部電源的情況，DS18B20 預(yù)備了一種信號指示電源的使用意圖?？偩€控制器發(fā)出一個

34、Skip ROM指令，然后發(fā)出讀電源指令，這條指令發(fā)出后，控制器發(fā)出讀時序，寄生電源會將總線拉低，而外部電源會將總線保持為高。如果總線被拉低，總線控制器就會知道需要在溫度轉(zhuǎn)換期間對單總線提供強上拉。圖3.4 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換期間的強上拉供電圖3.5外部電源給 DS18B20 供電3.1.2 濕度傳感器(1) DHT11概述DHT11屬于Sensirion溫濕度傳感器家族中的插針型封裝系列。傳感器將傳感元件和信號處理電路集成在一塊微型電路板上，輸出完全標(biāo)定的數(shù)字信號。傳感器采用專利的CMOSens技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電容性聚合體測濕敏感元件、一

35、個用能隙材料制成的測溫元件，并在同一芯片上，與14位的A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實現(xiàn)無縫連接。因此，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、響應(yīng)迅速、抗干擾能力強，性價比高等優(yōu)點。每個傳感器芯片都在極為精確的濕度腔室中進行標(biāo)定，校準(zhǔn)系數(shù)以程序形式儲存在OTP內(nèi)存中，用于內(nèi)部的信號校準(zhǔn)。兩線制的串行接口與內(nèi)部的電壓調(diào)整，使外圍系統(tǒng)集成變得快速而簡單。(2) DHT11特點1) 濕溫度傳感器的一體化結(jié)構(gòu)能相對的同時對相對濕度和溫度進行測量。 數(shù)字信號輸出，從而減少用戶信號的預(yù)處理負(fù)擔(dān)。2) 單總線結(jié)構(gòu)輸出有效的節(jié)省用戶控制器的I/O口資源。并且，不需要額外電 器元件。3) 獨特的單總數(shù)據(jù)傳輸線協(xié)議使得讀取傳感器的數(shù)

36、據(jù)更加便捷。4) 全部校準(zhǔn)。編碼方式為8位二進制數(shù)。5) 40bit 二進制數(shù)據(jù)輸出。其中濕度整數(shù)部分占1Byte，小數(shù)部分1Byte，溫度 整數(shù)部分1Byte，小數(shù)部分1Byte。其中，濕度為高16位。最后1Byte為和。 卓越的長期穩(wěn)定性，超低功耗。6) 4引腳安裝，超小尺寸。7) 各型號管腳完全可以互換。8) 測量濕度范圍從20RH到90RH；測量溫度范圍從0到50。 適用范圍包括恒濕控制，消費家電類產(chǎn)品，溫濕度計等領(lǐng)域圖3.6 DHT11外形及引腳說明(3) DHT11引腳說明及工作原理傳感器管腳方向識別：正面（有通氣孔的一面）看過去，從左到右依次為1、2、3、4腳。表3.2 引腳說明

37、Pin名稱注釋1VDD供電 3-5.5VDC2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，請懸空4GND接地，電源負(fù)極數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式。即單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（40Bit）組成。一次通訊時間最大3ms，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說明。 DATA 用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴展，現(xiàn)讀出為0。操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗和，校驗和數(shù)據(jù)為前四個

38、字節(jié)相加。DHT11傳感器是通過奧松電子有限公司開發(fā)的單總線協(xié)議和上位機（控制器）進行數(shù)據(jù)通信。DHT11 傳感器需要嚴(yán)格的讀寫協(xié)議來確保數(shù)據(jù)的完整性。整個讀寫分為，上位機發(fā)送起始信號，上位機接收下位機發(fā)來的握手響應(yīng)信號，讀0和讀1四個步驟。所有的信號除主機啟動復(fù)位信號外，全部都由 DHT11 產(chǎn)生。通過單總線訪問 DHT11順序歸納如下：1) 主機發(fā)開始信號2) 主機等待接收 DHT11 響應(yīng)信號3) 主機連續(xù)接收 40Bit 的數(shù)據(jù)和校驗和4) 數(shù)據(jù)處理(4) DHT11與單片機連接的設(shè)計DHT11數(shù)字濕溫度傳感器連接電路簡單，只需要占用控制器一個I/O口即可完成上下位的連接8。典型應(yīng)用電

39、路如下圖所示。另外，建議連接線長度短于20時用5K上拉電阻，大于20米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻，如圖3.7所示。圖3.7 DHT11與MCU的連接3.2 信號分析與處理本系統(tǒng)的單片機型號選擇STC89C51芯片。STC89C51指令代碼完全兼容8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可任意選擇，本系統(tǒng)中，選擇STC89C51單片機為該系統(tǒng)的總控芯片，STC89C51單片機可把由溫度、濕度檢測電路檢測出的信號數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃ED顯示模塊，實現(xiàn)溫度、濕度的顯示；通過鍵盤設(shè)定報警值，超過溫度、濕度上下限，蜂鳴器實現(xiàn)報警。3.2.1 單片機最小系統(tǒng)單片機系統(tǒng)的擴展是以基本最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)

40、的9，故應(yīng)首先熟悉應(yīng)用應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。單片機最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位電路，其電路圖如圖3.8所示。圖3.8 單片機最小系統(tǒng)(1) 復(fù)位電路單片機復(fù)位的原理是在時鐘電路開始工作后，在單片機的RST引腳施加24個時鐘振蕩脈沖（即兩個機器周期）以上的高電平，單片機便可以實現(xiàn)復(fù)位。在復(fù)位期間，單片機的ALE引腳和PSEN引腳均輸出高電平。當(dāng)RST引腳從高電平跳變?yōu)榈碗娖胶?，單片機便從0000H單元開始執(zhí)行程序。在實際應(yīng)用中，一般采用既可以手動復(fù)位，又可以上電復(fù)位的電路，這樣可以人工復(fù)位單片機系統(tǒng)，這種電路如圖3.9復(fù)位部分所示。上電復(fù)位電路部分的原理也是RC電路的充放電效應(yīng)。除了系統(tǒng)上電的時候可

41、以給RST引腳一個短暫的高電平信號外，當(dāng)按下按鍵開關(guān)的時候，VCC通過一個高電阻連接到RST引腳，給RST一個高電平，按鍵松開的時候，RST引腳恢復(fù)為低電平，復(fù)位完成。產(chǎn)生復(fù)位信號的電路邏輯如圖3.9所示圖3.9復(fù)位信號的電路(2) 晶振電路時鐘電路是用于產(chǎn)生單片機正常工作時所需要的時鐘信號，STC89C51單片機內(nèi)部包含有一個振蕩器，可以用于CPU的時鐘源。另外也可以采用外部振蕩器，由外部振蕩器產(chǎn)生的時鐘信號來供內(nèi)部CPU運行使用。 內(nèi)部時鐘模式內(nèi)部時鐘模式是采用單片機內(nèi)部振蕩器來工作的模式。51系列單片機內(nèi)部包含有一個高增益的單級反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別為片內(nèi)放大器的輸入

42、端口和輸出端口,其工作頻率為033MHz。當(dāng)單片機工作于內(nèi)部時鐘模式的時候，只需在XTAL1引腳和XTAL2引腳連接一個晶體振蕩器或陶瓷振蕩器，并聯(lián)兩個電容后接地即可。使用時對于電容的選擇有一定得要求，具體如下：A 當(dāng)外接晶體振蕩器的時候，電容值一般選擇C1=C2=30±10pF；B 當(dāng)外接陶瓷振蕩器的時候，電容值一般選擇C1=C2=40±10pF。在實際電路設(shè)計時，盡量保證外接的振蕩器和電容盡可能接近單片機的XTAL1和XTAL2引腳，這樣可以減少寄生電容的影響，使振蕩器能夠穩(wěn)定可靠24地為單片機CPU提供時鐘信號。 外部時鐘模式外部時鐘模式是采用外部振蕩器產(chǎn)生時鐘信號，

43、直接提供給單片機使用。如圖3.10所示，對于不同的結(jié)構(gòu)的單片機，外部時鐘信號接入的方式有所不同。對于普通的8051單片機，外部時鐘信號由XTAL2引腳接入后直接送到單片機內(nèi)部的時鐘信號發(fā)生器，而引腳XTAL1則應(yīng)直接接地。這里需要注意，由于XTAL2引腳的邏輯電平不是TTL信號，因此外接一個上拉電阻10。對于CMOS型的80C51,80C51,AT89S52等單片機，和普通的8051不同的是其內(nèi)部的時鐘信號取自于反相放大器的輸入端。因此外部的時鐘信號應(yīng)該接到單片機的XTAL1引腳，而XTAL2引腳懸空即可。圖3.10外部時鐘模式根據(jù)實際應(yīng)用，我們選擇內(nèi)部時鐘電路，外接頻率12.000MHz的晶

44、體振蕩器，選擇兩個電容值為30pF的陶瓷電容。3.2.2 STC89C51引腳介紹及管腳說明（1）引腳介紹 主電源引腳（2根）VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源GND(Pin20)：接地線 外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 控制引腳（4根）RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平

45、則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。(4) 可編程輸入/輸出引腳（32根）STC89C51單片機有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個口有8位（8根引腳），共32根11。PO口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0P1.7P2口（Pin21Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0P2.7P3口（Pin10Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0P3.7 管腳說明單片機采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，它們的引腳配置如圖3.11所示，40個引腳中，正電源和地線兩

46、根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。圖3.11引腳配置3.3 人機交互3.3.1 顯示模塊在單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中，一般都是把鍵盤和顯示器放在一起考慮。顯示器作為輸出部件，可以將系統(tǒng)的運行結(jié)果、狀態(tài)等信息直觀地顯示出來供操作者了解系統(tǒng)的運行情況和程序的執(zhí)行結(jié)果，本次設(shè)計的溫濕度實時信息采用LCD12864來顯示，其引腳及說明如表3.3所示表3.3 12864引腳說明編號名稱引腳說明編號名稱引腳說明1VSS電源地11DB4三態(tài)數(shù)據(jù)線2VDD電源正極12DB5三態(tài)數(shù)據(jù)線3V0對比度調(diào)整13DB6三態(tài)數(shù)據(jù)線4RS(CS)顯示數(shù)據(jù)14DB7三態(tài)數(shù)據(jù)線5R/W

47、讀/寫選擇端（H/L）15PSB傳輸方式6E使能信號16NC懸空7DB0三態(tài)數(shù)據(jù)線17RESET復(fù)位端，低電平有限8DB1三態(tài)數(shù)據(jù)線18VOUT驅(qū)動電壓輸出端9DB2三態(tài)數(shù)據(jù)線19A背光源正極10DB3三態(tài)數(shù)據(jù)線20K背光源負(fù)極與MCU的連接如圖3.12所示圖3.12 LCD12864硬件連接圖3.3.2 報警電路壓電式蜂鳴器約10mA的驅(qū)動電流，可以使用TTL系列集成電路7406或7407低電平驅(qū)動，在此選用一個三極管來做驅(qū)動。P1.7接三極管輸入端，當(dāng)P1.7輸出低電平時，三極管導(dǎo)通，壓電式蜂鳴器兩端獲得+5V電壓而發(fā)出報警，當(dāng)P1.7輸出為高電平時，三極管截止，蜂鳴器12停止工作。其硬件

48、電路連接如圖圖3.13 三極管驅(qū)動的蜂鳴器報警電路3.4 本章小結(jié)本章主要介紹系統(tǒng)的整體設(shè)計，信號采集部分分別介紹了溫度傳感器、濕度傳感器傳感器的工作原理和它們各自與單片機的硬件連接，具體怎么連接還要結(jié)合程序來進行操作。單片機對采集到的信號按照要求進行處理，實現(xiàn)設(shè)計功能，液晶屏也會在同時把檢測到的各種數(shù)據(jù)通過單片機處理之后顯示出來，讓用戶能夠?qū)崟r了解到所需信息，報警部分可以在所檢測數(shù)據(jù)超出設(shè)定范圍時給予用戶提示。4. 軟件設(shè)計4.1主程序流程圖系統(tǒng)監(jiān)控程序是系統(tǒng)的主程序，它是系統(tǒng)程序的框架，控制著單片機系統(tǒng)按預(yù)定操作方式運轉(zhuǎn)。監(jiān)控程序的主要作用是能及時的響應(yīng)來自系統(tǒng)內(nèi)部的各種服務(wù)請求，有效地管

49、理系統(tǒng)自身軟硬件及人機對話設(shè)備與系統(tǒng)中其它設(shè)備交換信息，并在系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障時，及時作出相應(yīng)處理。該系統(tǒng)控制核心是單片機STC89C51，其工作過程是：系統(tǒng)通電后，單片機STC89C51進入監(jiān)控狀態(tài)，同時完成對各擴展端口的初始化工作。在沒有外部控制信息輸入的情況下，系統(tǒng)自動采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)，最后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在LCD顯示器上顯示和蜂鳴器報警。4.2 DS18B20測溫流程圖準(zhǔn)備測溫時首先初始化DS18B20，初始化成功后，DS18B20接收單片機的命令，DS18B20在成功后啟動測溫，進行寫數(shù)據(jù)操作，然后將溫度保存起來，在測得溫度后，DS18B20會將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的溫度表示，然后將溫

50、度值顯示在LCD液晶顯示屏上。4.3 DHT11流程圖圖4.1DHT11流程圖4.4 鍵盤掃描程序流程圖圖4.2鍵盤掃描程序流程圖4.5本章小結(jié)本章主要介紹軟件設(shè)計流程圖，程序流程圖是人們對解決問題的方法、思路或算法的一種描述，流程圖包括系統(tǒng)主程序流程圖，測量溫度流程圖，測量濕度流程圖、鍵盤掃描流程圖。5. 總結(jié)本設(shè)計綜合利用單片機技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和LCD顯示等科學(xué)知識，完成了基于單片機的溫度、濕度和顯示裝置的設(shè)計。比較系統(tǒng)地介紹了硬件的組成及設(shè)計方法。利用單片機C語言完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計。1) 把傳感器技術(shù)應(yīng)用到單片機控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)了對環(huán)境溫濕度的數(shù)據(jù)采集和讀取。2) 利用L

51、CD液晶的顯示技術(shù)完成了環(huán)境溫濕度及顯示電路的設(shè)計。3) 外接了蜂鳴器報警模塊，在超過設(shè)定溫濕度上下限時自動報警。4) 整個系統(tǒng)軟硬件搭配合理，設(shè)計、開發(fā)、維護方便，性價比高。由于單片機經(jīng)濟實用、開發(fā)簡便，因而在工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)自動化、家電智能化等領(lǐng)域占據(jù)了廣泛的市場。本文介紹的系統(tǒng)設(shè)計有一定的實用性，但該系統(tǒng)在設(shè)計過程中仍有很多漏洞。還需要在智能化方面加以改進。特別是在節(jié)省功耗，提高穩(wěn)定度等方面。不過，該產(chǎn)品有很好的可擴性能，比如，該設(shè)備的測量結(jié)果不僅能在本地顯示，而且可以利用單片機的串行口和RS-485總線通信協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)傳送到主控機，以進行進一步的存檔、處理。主控機負(fù)責(zé)控制指令的發(fā)送，

52、以控制各個從機的溫濕度，收集測量數(shù)據(jù)，并對測量結(jié)果(包括歷史數(shù)據(jù))進行整理、顯示和存儲。主控機與從機之間也能夠相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)，從而達到系統(tǒng)整體統(tǒng)一、和諧的效果。參考文獻1 金偉正.單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應(yīng)用.J.電子技術(shù)與應(yīng)用.2000（6）2韓成浩，李柏峰，高曉紅.單總線溫度傳感器的實用技術(shù)及冗余校驗.J.制造業(yè)自動化。2009(9)3沙占友，薛樹琦，葛家怡.溫濕度傳感器的發(fā)展趨勢.J.電子技術(shù)應(yīng)用.2003(7)4單曉鋒，楊建紅.電容型溫濕度傳感器模擬計算與分析.J.半導(dǎo)體技術(shù).2010(11)5朱順蘭，王雪萍.光照強度傳感器及其變送電路設(shè)計與實現(xiàn).J.中國電子商務(wù).2009(12

53、)6姜連祥，汪小燕.基于光強傳感器TSL256x的感測系統(tǒng)設(shè)計.J.單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用.2006(12)7彭秋紅，沈占彬.基于單片機溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計.J.機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新.2010(5)8包長春.環(huán)境參數(shù)監(jiān)測與報警設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn):碩士學(xué)位論文.北京：北京工業(yè)大學(xué)20099洪新華，陳建鋒，霍鵬飛.基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計.J.湛江師范學(xué)院學(xué)報2010(6)10楊淑英.單片機應(yīng)用的廣闊前景.J.價值工程.2010(21)11胡漢才.單片機原理及接口技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社.2004.636412李建昌，盧紅星，宮興，陳超超.一種基于AT89C51單片機的智能報警逃生門鎖系

54、統(tǒng).J.消防科學(xué)與技術(shù).2011(1). 附錄1：溫濕度檢測模塊void COM(void)           for(i=0;i<8;i+)  U8FLAG=2;       while(!P4_4)&&U8FLAG+);  /等待數(shù)據(jù)起始信號結(jié)束      Delay_30us()

55、;   /延時30-40us后判斷如果是低電平表示為數(shù)據(jù)0   /如果是高電平表示為數(shù)據(jù)1      U8temp=0;      if(P4_4)U8temp=1;      U8FLAG=2;      while(P4_4)&&U8FLAG+);  

56、0;      if(U8FLAG=1)break;          U8comdata<<=1;U8comdata|=U8temp;             void RH(void)      P4_4=0; &

57、#160;/拉低總線  Delay(25);    /主機拉低總線大于18ms作為開始信號  P4_4=1; /拉高總線  Delay_40us();  /開始信號發(fā)送完后拉高總線20-40us等待響應(yīng)P4_4=1;     if(!P4_4)      /從器件發(fā)送響應(yīng)     U8FLAG=2; 

58、;   while(!P4_4)&&U8FLAG+);  /超出時間后自動認(rèn)為結(jié)束響應(yīng)   U8FLAG=2;   while(P4_4)&&U8FLAG+);   /發(fā)送數(shù)據(jù)的起始信號   COM();    /讀出濕度的整數(shù)部分   U8RH_data_H_temp=U8comdata;/   

59、;COM();   /讀出濕度的小數(shù)部分        U8RH_data_L_temp=U8comdata;COM();        U8T_data_H_temp=U8comdata; /讀出溫度的整數(shù)部分        COM();      

60、0; U8T_data_L_temp=U8comdata;  /讀出溫度的小數(shù)部分        COM();    /讀出校驗數(shù)據(jù)        U8checkdata_temp=U8comdata;      P4_4=1;       

61、;  U8temp=(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp   +U8RH_data_H_temp+U8RH_data_L_temp);/校驗        if(U8temp=U8checkdata_temp)    /校驗規(guī)則  U8RH_data_H=U8RH_data_H_temp; /濕度高位      

62、;     U8RH_data_L=U8RH_data_L_temp; /濕度低位，為0           U8T_data_H=U8T_data_H_temp;  /溫度高位           U8T_data_L=U8T_data_L_temp;  /溫度低位，為0

63、60;          U8checkdata=U8checkdata_temp; /校驗位             wendu_shi=U8T_data_H/10;              wendu_ge=U8T

64、_data_H%10;             shidu_shi=U8RH_data_H/10;            shidu_ge=U8RH_data_H%10;            附錄2：報警模塊void baoji

65、ng()  /判斷是溫度越界還是濕度越界，不同的越界顯示不同的參數(shù)  if(U8T_data_H > wen_MAX | U8T_data_H < wen_MIN)    default_show=0;   Write_cmd_data(0x88,0xff);/取消閃爍   if(U8T_data_H > wen_MAX )       P0=0xff;  / 全部滅    DELAY_10nms(10);    P0=0xaa;    / 紅燈亮    DELAY_10nms(10);      if(U8T_data_H < wen_MIN)