單片機(jī)溫濕度畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 學(xué)校代碼：11517 學(xué) 號(hào)：0708071133 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 基于單片機(jī)的溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 王$邦 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化1044班 學(xué) 號(hào) 201010614123 系 （部） 機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師(職稱) 郭%（教授） 完成時(shí)間 2014年5月25日 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本人完全了解河南工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提

2、供目錄檢索以及提供本論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名： 2014 年 5 月 25 日 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文，是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開(kāi)發(fā)表或者沒(méi)有公開(kāi)發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名： 201

3、4 年 5 月 25 日 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目 基于單片機(jī)的溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 201010614123 姓名 王%邦 主要內(nèi)容基于52單片機(jī)的溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)主要用于檢測(cè)溫室大棚中溫度濕度變化，當(dāng)溫濕度變化超出閥值時(shí)，控制部分驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備加（降）溫度、加（除）濕度。實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分主要包括溫濕度傳感器設(shè)計(jì)，單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)，現(xiàn)實(shí)模塊設(shè)計(jì)，報(bào)警提示以及溫濕度控制模塊設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)主要為系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)以及溫濕度檢測(cè)和顯示子程序及控制子程序。基本要求實(shí)現(xiàn)溫度濕度實(shí)時(shí)顯示 在溫度濕度超出上下限蜂鳴器報(bào)警,控制升溫或加濕等

4、設(shè)備動(dòng)作。完成溫濕度控制器實(shí)物，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。主要參考文獻(xiàn)1陳富安單片機(jī)與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M北京：電子工業(yè)出版社，2003，45-51 2張齊單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)M 北京：電子工業(yè)出版社，2004，24-323李剛新型單片機(jī)接口器件與技術(shù)M西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005，54-604李冰80S51嵌入式系統(tǒng)編程M北京：清華大學(xué)出版社，2004，457-4905徐愛(ài)卿MCS-51/96單片機(jī)原理及應(yīng)用M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006，802-831 6蔡振江單片機(jī)原理及應(yīng)用M北京：電子工業(yè)出版社，2004，887-9217夏繼強(qiáng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教程M北京：北京航空航天大學(xué)

5、出版社，2002，415-4308李廣弟單片機(jī)基礎(chǔ)M北京： 北京航空航天大學(xué)出版社，2005，200-2179何立明單片機(jī)高級(jí)教程應(yīng)用于設(shè)計(jì)M北京：電子工業(yè)出版社，2007，124-151完 成 期 限：2013年12月-2014年5 月指導(dǎo)教師簽名： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名： 2013年12月25日基于單片機(jī)的溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目 錄摘 要1ABSTRACT.21 溫濕度研究的意義和內(nèi)容.31.1 溫濕度研究的意義31.2 本課題研究的主要內(nèi)容32 系統(tǒng)元器件選擇.42.1 單片機(jī)選擇42.1.1 51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介.42.1.2 AT89C51和AT89S51的對(duì)比.42.2 溫濕度傳感器的選

6、擇62.2.1 串行接口（單線雙向）.72.2.2 電器特征82.2.3 DHT11接口引腳.92.2.4 應(yīng)用信息92.3 LCD1602液晶顯示器102.3.1 LCD1602引腳概述.102.3.2 LCD1602技術(shù)指標(biāo).102.3.3 LCD1602管腳.112.4 繼電器.123 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).133.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總體方案.133.2 系統(tǒng)硬件原理簡(jiǎn)述133.3 系統(tǒng)硬件運(yùn)行過(guò)程簡(jiǎn)述143.4 系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)153.4.1 電源電路圖153.4.2  單片機(jī)的最小系統(tǒng).153.4.3 LCD1602 液晶顯示電路圖.183.4.4 人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)183.5 系統(tǒng)控制部

7、分193.6 24C02數(shù)據(jù)存儲(chǔ)204 軟件設(shè)計(jì)224.1 主程序流程圖224.2 功能實(shí)現(xiàn)模塊及其流程圖224.3 顯示功能模塊及其流程圖234.4 控制子程序流程圖.245 調(diào)試.245.1 硬件調(diào)試255.1.1 液晶模塊調(diào)試.255.1.2 報(bào)警電路調(diào)試.256 工具簡(jiǎn)介266.1 PROEUS266.2 PROTEL 軟件特點(diǎn)266.3 C語(yǔ)言266.3.1 C語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn) .266.3.2 C語(yǔ)言的主要缺點(diǎn)277 結(jié) 論28致 謝29參考文獻(xiàn)30附錄一：系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì).32附錄二：DHT11溫濕度監(jiān)測(cè)程序32附錄三：LCD1602液晶顯示程序40附錄四 ：系統(tǒng)原理圖47附錄五：系統(tǒng)實(shí)

8、物圖.48基于單片機(jī)的溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)是專門(mén)為溫室大棚實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫濕度自動(dòng)控制而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有溫濕度上下限設(shè)定、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、顯示和自動(dòng)調(diào)節(jié)等多功能。系統(tǒng)以51系列單片機(jī)為控制核心，DHT11傳感器為溫濕度監(jiān)測(cè)元件，LCD1602液晶顯示為顯示部分。繼電器控制作為控制部分。數(shù)字傳感器傳遞溫濕度變化信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)與設(shè)定的溫濕度上下限對(duì)比判斷，當(dāng)溫度或濕度超限后，報(bào)警信號(hào)燈點(diǎn)亮同時(shí)相應(yīng)的繼電器吸合。繼電器可以驅(qū)動(dòng)打開(kāi)或切斷通風(fēng)機(jī)，抽濕機(jī)，報(bào)警器等外部設(shè)備。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件部分和軟件部分的設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)主要包括溫濕度采集模塊設(shè)計(jì)

9、、溫濕度顯示模塊設(shè)計(jì)、控制模塊設(shè)計(jì)等；畫(huà)出了溫濕度檢測(cè)電路、顯示電路、溫濕度控制電路；并購(gòu)買(mǎi)元件制作了單片機(jī)電路板；用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件部分，畫(huà)出了程序流程圖、程序包括主程序設(shè)計(jì)、DHT11數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)、LCD1602顯示程序設(shè)計(jì)。把程序輸入制作的單片機(jī)電路板，檢驗(yàn)了溫濕度顯示和調(diào)整功能。本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)大棚溫濕度的自動(dòng)化控制，提高作物生長(zhǎng)環(huán)境質(zhì)量，為設(shè)施農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)提供保障。關(guān)鍵詞：溫濕度控制；單片機(jī) ；DHT11；LCD1602TEMPERATURE AND HUMIDITYCONTROL SYSTEM BASED ON SCMABSTRACTThe system is desig

10、ned specifically for real-time temperature and humidity control for the greenhouse system. The system has functions as limiting the temperature and humidity, automatic monitoring and displaying, automatic adjustment and so on. System includes microcontroller core based on the 51 single chip microcom

11、puter and temperature and humidity monitoring devices known as DHT11 sensor and LCD1602 display section and relay acting as the control section. Digital signal of temperature and humidity sensor is passed to the microcontroller. The microcontroller has to contrast the signal on the given temperature

12、 and humidity. If the temperature or humidity of the signal overrun, warning lights lit and the relay correspond. The relay can drive on or off ventilator, dehumidifiers, alarms, and other external devices. System includes hardware and software components. Hardware designed temperature and humidity

13、acquisition module, temperature and humidity display module and control module. Temperature and humidity detection circuit is drawn same as display circuit and control circuit. Microcontroller circuit board and purchased components is produced. A flow chart of the program is draw. Software part of t

14、he system designed by C language, in which includes a main design and DHT11 data acquisition program design and LCD1602 display program design. Microcontroller circuit board to which program is inputted is manufactured. Then the temperature and humidity display function is inspection and adjustment.

15、 This design can be achieved now for greenhouse temperature and humidity automatic control. It can improve crop quality of the environment which can provide protection for the realization of facility agriculture.KEY WORDS：Temperature and humidity control ; SCM ;DHT11; LCD16021 溫濕度研究的意義和內(nèi)容植物的生長(zhǎng)是在一定的環(huán)

16、境中并且其在生長(zhǎng)過(guò)程中被各種因素影響，其中對(duì)植物生長(zhǎng)的影響最大的是環(huán)境溫度和濕度，因此，必須對(duì)環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)。隨著科技發(fā)展人們對(duì)生活衣食住行要求越來(lái)越越來(lái)越豐富，因此蔬菜大棚溫濕度的檢測(cè)對(duì)于滿足人們綠色生活勢(shì)在必行。為了滿足最適宜植物生長(zhǎng)最佳溫度和濕度，我們需要研究一種低成本，便于提醒和控制溫濕度的裝置，用戶可以根據(jù)不同季節(jié)以及植物的需要進(jìn)行不同的調(diào)節(jié)，以便達(dá)到最佳生長(zhǎng)繁殖的環(huán)境從而提高作物品質(zhì)。1.1溫濕度研究的意義隨著城市居民生活節(jié)奏的加快以及人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)于亞健康的問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，因此對(duì)于生活質(zhì)量以及環(huán)境的要求也越來(lái)越高，飲食健康要求選用綠色高品質(zhì)的蔬

17、菜，因此需要對(duì)蔬菜生長(zhǎng)的溫濕度環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提供適宜作物生長(zhǎng)的大棚環(huán)境1。1.2本課題研究的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)包括硬件部分和軟件部分設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的硬件是以51系列單片機(jī)為核心、DHT11傳感器為監(jiān)測(cè)元件、LCD1602為顯示元件構(gòu)建的單總線多點(diǎn)溫濕度監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)。包括單片機(jī)主模塊設(shè)計(jì)、傳感器采集模塊設(shè)計(jì)、液晶顯示模塊設(shè)計(jì)、外圍設(shè)備電路設(shè)計(jì)部分。系統(tǒng)軟件則是主程序模塊、功能實(shí)現(xiàn)模塊和控制模塊。2 系統(tǒng)元器件選擇當(dāng)單片機(jī)被用作控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，必須有溫濕度數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入通道，再由計(jì)算機(jī)對(duì)輸入信息挑選判斷。在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，核心任務(wù)是如何獲得準(zhǔn)確的測(cè)試信號(hào);而在控制系統(tǒng)中，監(jiān)控的受控對(duì)象的狀態(tài)和測(cè)試條件必不可

18、少，傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制的第一部分，精確的測(cè)量和控制的關(guān)鍵部分依賴傳感器的準(zhǔn)確性、可靠的轉(zhuǎn)換、原始信號(hào)精確捕捉以及自動(dòng)測(cè)量和工業(yè)過(guò)程有效控制2。捕獲主要依賴各種傳感器的基本控制和各種檢測(cè)的生產(chǎn)過(guò)程中系統(tǒng)和設(shè)備正常運(yùn)行的最佳狀態(tài)。2.1 單片機(jī)選擇2.1.1 51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介51系列單片機(jī)是基本型，包括8031、8051、8751、8951這四個(gè)機(jī)種區(qū)別，僅在于內(nèi)程序儲(chǔ)存器。其中8031/8051/8751是Intel公司早期的產(chǎn)品。8031片內(nèi)不帶程序存儲(chǔ)器ROM，使用時(shí)用戶需外接程序存儲(chǔ)器和一片邏輯電路373，外接的程序存儲(chǔ)器多為EPROM的2764系列。用戶若想對(duì)寫(xiě)入到EPROM中的程

19、序進(jìn)行修改，必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除，之后再可寫(xiě)入。寫(xiě)入到外接程序存儲(chǔ)器的程序代碼沒(méi)有什么保密性可言。8051片內(nèi)有4k ROM，無(wú)須外接外存儲(chǔ)器和373，更能體現(xiàn)“單片”的簡(jiǎn)練。但是你編的程序你無(wú)法燒寫(xiě)到其ROM中，只有將程序交芯片廠代你燒寫(xiě)，并是一次性的，今后你和芯片廠都不能改寫(xiě)其內(nèi)容。8751與8051基本一樣，但8751片內(nèi)有4k的EPROM，用戶可以將自己編寫(xiě)的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)的EPROM中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用，EPROM的改寫(xiě)同樣需要用紫外線燈照射一定時(shí)間擦除后再燒寫(xiě)。由于上述類型的單片機(jī)應(yīng)用的早，影響很大，已成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。后來(lái)很多芯片廠商以各種方式與Intel公

20、司合作，也推出了同類型的單片機(jī)，如同一種單片機(jī)的多個(gè)版本一樣，雖都在不斷的改變制造工藝，但內(nèi)核卻一樣，也就是說(shuō)這類單片機(jī)指令系統(tǒng)完全兼容，絕大多數(shù)管腳也兼容；在使用上基本可以直接互換。人們統(tǒng)稱這些與8051內(nèi)核相同的單片機(jī)為“51系列單片機(jī)”。2.1.2 AT89C51和AT89S51的對(duì)比在眾多的51系列單片機(jī)中，要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S51更實(shí)用，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的4K程序存儲(chǔ)器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫(xiě)，一般專為 ATMEL AT89xx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見(jiàn)，這種單片機(jī)對(duì)開(kāi)

21、發(fā)設(shè)備的要求很低，開(kāi)發(fā)時(shí)間也大大縮短。寫(xiě)入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護(hù)了你的勞動(dòng)成果。再者，AT89C51、AT89S51目前的售價(jià)比8031還低，市場(chǎng)供應(yīng)也很充足。由于51系列單片機(jī)的內(nèi)核都一樣，所以在51單片機(jī)教材方面目前仍然沿用Intel MCS 8051單片機(jī)的書(shū)籍。開(kāi)發(fā)軟件和工具也是一樣，我們統(tǒng)稱為8051開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、環(huán)境等，如我們網(wǎng)站介紹的匯編程序ASM51、Keil C51、MedWin 等均是針對(duì)8051內(nèi)核單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件。MCS-51單片機(jī)是美國(guó)INTE公司于1980年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 8031（內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）、8051

22、（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）和8751等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS-51內(nèi)核系列兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品（比如目前流行的89S51、89C51等）。 89S51相對(duì)于89C51增加的新功能包括：- 新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格基本不變，甚至比89C51更低！- ISP在線編程功能，這個(gè)功能的優(yōu)勢(shì)在于改寫(xiě)單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能。- 最高工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率是24M，就是說(shuō)S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度。- 具有雙工UA

23、RT串行通道。- 內(nèi)部集成看門(mén)狗計(jì)時(shí)器，不再需要像89C51那樣外接看門(mén)狗計(jì)時(shí)器單元電路。 - 雙數(shù)據(jù)指示器。- 電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。- 全新的加密算法，這使得對(duì)于89S51的*變?yōu)椴豢赡埽绦虻谋Ｃ苄源蟠蠹訌?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。- 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說(shuō)所有教科書(shū)、網(wǎng)絡(luò)教程上的程序（不論教科書(shū)上采用的單片機(jī)是8051還是89C51還是MCS-51等等），在89S51上一樣可以照常運(yùn)行，這就是所謂的向下兼容。2.2溫濕度傳感器的選擇DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合

24、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(zhǎng)期穩(wěn)定性。DHT11傳感器包含一個(gè)NTC電阻式的溫度和一個(gè)濕度傳感元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)連接的，在精確的校準(zhǔn)室中，DHT11濕度傳感器被校準(zhǔn)后，存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器0TP中。檢測(cè)信號(hào)的校準(zhǔn)系數(shù)形式時(shí)，在此過(guò)程中，由內(nèi)部傳感器來(lái)調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。采用單線串行接口系統(tǒng)，使系統(tǒng)集成商可以擁有更低的功耗，更簡(jiǎn)單和快速的信號(hào)，傳輸距離超過(guò)20米時(shí)，數(shù)字DHT11溫濕度傳感器具有響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，成本優(yōu)勢(shì)，其性能指標(biāo)如下：20%90RH的濕度測(cè)量范圍;±5RH的濕度的測(cè)量精度;050溫度測(cè)量范圍;

25、測(cè)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,響應(yīng)時(shí)間<5S，DHT1l 4針單排引腳封裝，傳感器上電的±2溫度測(cè)量精度，工作電壓3.05.5V，對(duì)應(yīng)的時(shí)間，你需要等待1秒，這是由于交叉不穩(wěn)定的狀態(tài)造成的。由傳感器資料知連線長(zhǎng)度短于20米時(shí)用5K上拉電阻，大于20米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電阻?？紤]本設(shè)計(jì)實(shí)際 應(yīng)用情況故使用5k上拉電阻。典型的應(yīng)用電路如圖2-1：圖2-1應(yīng)用電路DHT11實(shí)物圖如圖2-2：圖2-2 DHT11實(shí)物圖2.2.1串行接口（單線雙向）目前常用的微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩€主要有I2C總線、SPI

26、總線和SCI總線。DHT11傳感器連接單片機(jī)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。單片機(jī)的P2.0口用來(lái)發(fā)收串行數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)口。連接傳感器的pin2（單總線，串行數(shù)據(jù)）。傳感器的電源口pin1和pin4分別接單片機(jī)的VDD端和GND端。傳感器第三腳懸浮放置。采用單總線數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)被用于AT89S52和DHT11之間同步，一次大約4ms的通信時(shí)間，小數(shù)部分和整數(shù)部分構(gòu)成數(shù)據(jù)整體。DHT11與AT89S52之間的通訊過(guò)程如圖2-3所示圖2-3 DHT11和AT89S52單片機(jī)之間通訊過(guò)程總線空閑狀態(tài)為高電平時(shí)，總線被拉低等待DHT11的反應(yīng)， DHT11能檢測(cè)到啟動(dòng)信號(hào)，主機(jī)必須把總線拉低，至少超過(guò)18毫秒。 DHT1

27、1接收到主機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)，然后他們等待開(kāi)始信號(hào)的結(jié)束，然后發(fā)送一個(gè)響應(yīng)信號(hào)，讀取了80us低電平響應(yīng)信號(hào)后的DHT11不能立即接受，時(shí)間上滯后約20-40us，然后開(kāi)始接受主機(jī)傳送開(kāi)始信號(hào)，這時(shí)候你可以輸出高或切換到輸入模式，然后通過(guò)一個(gè)上拉電阻拉高總線3。發(fā)送響應(yīng)信號(hào)時(shí)，DHT11總線低，總線被DHT11拉高80us之前，必須等待，直到響應(yīng)信號(hào)時(shí)，每bit數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好時(shí)以一個(gè)低電平的50微秒時(shí)隙發(fā)送，高電平的長(zhǎng)短決定數(shù)據(jù)位是0或1。如果讀出的響應(yīng)信號(hào)是高電平的，可能會(huì)由于接線不正確導(dǎo)致DHT11不能響應(yīng)，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詈笠粋€(gè)比特結(jié)束后，總線被DHT11拉低到拉到50微秒，隨后是上拉電阻器使總線進(jìn)

28、入空閑狀態(tài)。數(shù)字0信號(hào)表示方法如圖2-4。 圖2-4 數(shù)字0信號(hào)表示方法數(shù)字1信號(hào)表示方法.如圖2-5所示：圖2-5 信號(hào)1表示方法2.2.2 電器特征DHT11的主要電器特征如表2-1所示： 表2-1 DHT11電器特征參數(shù)條件MinTypMax單位供電DC355.5V供電電流測(cè)量0.22.5Ma平均0.51Ma待機(jī)100150Ua采樣周期秒1次2.2.3 DHT11接口引腳表2-2 DHT11引腳說(shuō)明Pin名稱注釋1VDD供電3-5.5v2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，懸空4GND接地，電源負(fù)極DHT11封裝信息如圖2-6如圖2-6 DHT11的封裝信息2.2.4 應(yīng)用信息電阻式溫濕

29、度傳感器的靈敏度容易受到化學(xué)物質(zhì)的干擾，常常保存在遠(yuǎn)離化學(xué)物質(zhì)的地方，傳感器具有自動(dòng)程序化功能，所以在極端狀態(tài)下，傳感器可以返回到初始校準(zhǔn)狀態(tài)，禁止在不合乎標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境中使用傳感器，否則會(huì)產(chǎn)生3%的信號(hào)漂移，傳感器硬件生命周期縮短。溫度和濕度都會(huì)影響監(jiān)測(cè)結(jié)果，因此可以隔離影響因素，單獨(dú)改變一個(gè)環(huán)境因素，再分別測(cè)量溫度和濕度的變化4。2.3 LCD1602液晶顯示器 LCD1602是一塊專門(mén)顯示數(shù)值、字母、符號(hào)的點(diǎn)陣液晶顯示模塊，被廣泛應(yīng)用的有40*2行、16*2行、16*1行模塊。2.3.1 LCD1602引腳概述表2-3 LCD1602引腳LCD160引腳符號(hào)引腳說(shuō)明1VDD正極2VSS地3V

30、L液晶顯示偏壓4RS數(shù)據(jù)/命令選擇5R/W讀/寫(xiě)選擇6E使能信號(hào)7DO數(shù)據(jù)8D1數(shù)據(jù)9D2數(shù)據(jù)10D3數(shù)據(jù)11D4數(shù)據(jù)12D5數(shù)據(jù)13D6數(shù)據(jù)14D7數(shù)據(jù)15BLA背光源正極16BLK背光源負(fù)極注：CD1602可以通過(guò)編寫(xiě)指令程序?qū)崿F(xiàn)屏幕、光標(biāo)、讀寫(xiě)等操作功能2.3.2 LCD1602技術(shù)指標(biāo)表2-4 LCD1602技術(shù)指標(biāo)基本參數(shù)數(shù)值工作電壓4.5-5.5v容量16x2個(gè)字符最佳工作電壓5.0v工作電流2.0Ma字符尺寸2.95x4.35（WxH）mm2.3.3 LCD1602管腳圖圖2-7 LCD1602的管腳圖LCD1602實(shí)物照片如圖2-8所示圖2-8 1602液晶字符型顯示器背光LC

31、D1602的控制器主要是HD44780,比不背光顯示器輕薄，兩者在現(xiàn)實(shí)實(shí)踐應(yīng)用中功能上沒(méi)有明顯差別，實(shí)物圖2-9所示：圖2-9 1602LCD尺寸圖液晶顯示模塊功能反應(yīng)遲緩單一，執(zhí)行指令要先調(diào)整模塊至低電平空閑狀態(tài)，否則指令失效，輸入指令后只顯示輸入的字符串。圖2-10是LCD1602的顯示地址。圖2-10 1602內(nèi)部顯示地址2.4 繼電器繼電器（英文名稱：relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。自動(dòng)裝置上的繼電器與其他電器一起，可以

32、組成程序控制線路，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。溫度或濕度超限后，報(bào)警信號(hào)燈點(diǎn)亮同時(shí)相應(yīng)的繼電器吸合5。繼電器可以驅(qū)動(dòng)打開(kāi)或切斷通風(fēng)機(jī)、抽濕機(jī)、加熱器、制冷器、加濕器、報(bào)警器等外部設(shè)備。本設(shè)計(jì)模擬了一個(gè)除濕風(fēng)扇，通過(guò)繼電器控制。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總體方案系統(tǒng)采用單片機(jī)對(duì)大棚的溫度、濕度進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制，不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大等特點(diǎn)，而且還可以大大提高被控制溫度、濕度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。圖3-1系統(tǒng)整體框架圖本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)電路對(duì)大棚的溫度、濕度進(jìn)行控制，溫度測(cè)量范圍0-50，DHT11測(cè)量范圍是20%-90%。若溫度低于0，加熱裝置工作；若溫度高于

33、50，通風(fēng)裝置工作；濕度低于20%RH，噴灌裝置工作；濕度達(dá)到或超過(guò)90%RH，噴灌裝置停止工作。本設(shè)計(jì)選用單片機(jī)為控制器，通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)電路，濕度監(jiān)測(cè)電路，控制系統(tǒng)，報(bào)警電路，顯示電路等組成這樣一個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖3-1。3.2 系統(tǒng)硬件原理簡(jiǎn)述硬件設(shè)計(jì)是以51系列單片機(jī)、DHT11傳感器、LCD1602顯示構(gòu)建的單總線多點(diǎn)溫濕度監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)。目前，比較常見(jiàn)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)仍然是利用熱電偶或者熱電阻等傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)溫濕度的元件。檢測(cè)到溫濕度變化先將電量放大，A/D轉(zhuǎn)化器把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以被單片機(jī)測(cè)控的單點(diǎn)溫度值，采用LCD1602顯示該溫度值。這種電路很難滿足現(xiàn)代高精度，方便操作，使用在極端環(huán)

34、境的要求。由于技術(shù)上的不足，目前不能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)溫濕度數(shù)據(jù)采集與顯示6,7。搭建多點(diǎn)多模塊溫濕度監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接口復(fù)雜、精度低、工作不穩(wěn)定、成本高、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化不精確、數(shù)據(jù)顯示不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。考慮現(xiàn)實(shí)條件本設(shè)計(jì)參照的原理圖如3-2。圖3-2 系統(tǒng)原理圖3.3 系統(tǒng)硬件運(yùn)行過(guò)程簡(jiǎn)述本設(shè)計(jì)基于51系列單片機(jī)及24c02芯片掉電存儲(chǔ)以及外圍的按鍵、1602液晶顯示等部件，配用全數(shù)字型溫濕度傳感器DHT11，溫度測(cè)量范圍0-50，濕度測(cè)量范圍20%RH90%RH，可以滿足一般需要。液晶顯示比數(shù)碼管的顯示效果要好，有英文提示，24C02可以掉電復(fù)位保存設(shè)置的溫濕濕度限值，溫濕度限值可以通

35、過(guò)四個(gè)按鍵加減修改。數(shù)字傳感器傳遞溫濕度變化信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)與設(shè)定的溫濕度上下限判斷，當(dāng)溫度或濕度超限后，報(bào)警信號(hào)燈點(diǎn)亮同時(shí)相應(yīng)的繼電器吸合。繼電器可以驅(qū)動(dòng)打開(kāi)或切斷通風(fēng)機(jī)，抽濕機(jī)，報(bào)警器等外部設(shè)備。直到溫濕度在上下限內(nèi)。本設(shè)計(jì)模擬了一個(gè)抽濕風(fēng)扇，通過(guò)繼電器控制。系統(tǒng)以51系列單片機(jī)為中央控制器，外圍有加熱、加濕、除濕等設(shè)備核心單片機(jī)不僅分析處理數(shù)據(jù)還要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個(gè)模塊運(yùn)行排潮設(shè)備：吸收空氣中的水蒸氣。噴霧設(shè)備：噴霧增加空氣中的濕度。加熱設(shè)備：加熱給系統(tǒng)升溫。風(fēng)扇：給系統(tǒng)降低溫度。3.4 系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件包括單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)、傳感器采集模塊設(shè)計(jì)、液晶顯示模塊設(shè)計(jì)、控制設(shè)備電

36、路設(shè)計(jì)。3.4.1 電源電路圖圖3-3電源電路實(shí)際采用電路是4節(jié)1.5伏的電池組，圖中S1是電源開(kāi)關(guān)，DSI為電源工作指示燈。3.4.2  單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)電路、晶振電路 、復(fù)位電路。最小系統(tǒng)焊接電路圖參照如圖3-4。圖3-4 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.4.2.1 晶體震蕩電路（時(shí)鐘電路）在單片機(jī)電路中晶振的作用非常大，結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振的基礎(chǔ)上。晶振是利用一種特殊的晶體，在電能和機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化產(chǎn)生共振，提供穩(wěn)定精確的單頻震蕩，為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)8。XTAL1和XTAL2是外接時(shí)鐘電路的接入端

37、，C2、C3為負(fù)載電容，Y1為12MHz的晶振。單片機(jī)的系統(tǒng)振蕩器和時(shí)鐘信號(hào)周，通常是在晶體的公共系統(tǒng)中，為了保持與部件，該電子頻率調(diào)整方法可以使基頻和使用不同頻率振蕩器的一些無(wú)線通信系統(tǒng)保持同步。如要提供所需的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率只需結(jié)晶通常與鎖相環(huán)電路一起使用即可，PLL可用于相同類型的晶體。使用無(wú)源晶振AT89S52單片機(jī)的晶振電路。時(shí)鐘電路圖3-5。 圖3-5時(shí)鐘電路振蕩電路(時(shí)鐘電路)的主要任務(wù)是為AT89S52單片機(jī)正常工作需要的時(shí)鐘電路提供一個(gè)穩(wěn)定的工作頻率。根據(jù)AT89S52單片機(jī)時(shí)鐘周期的要求，回路需要選用頻率為12MHz的晶振。晶振回路由電容和陶瓷諧振器并聯(lián)組成，作為單片機(jī)的時(shí)鐘源

38、。AT89S52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，此放大器的輸入和輸出端分別是引腳XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2端口接上時(shí)鐘電源即可構(gòu)成時(shí)鐘電路9。本設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生方式，如圖3-5所示。在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶振，與內(nèi)部的反相器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。其發(fā)出的時(shí)鐘脈沖直接送入單片機(jī)內(nèi)定時(shí)控制部件。電容C8和C9對(duì)頻率有微調(diào)作用。電容C2和C3，應(yīng)盡可能的安裝在單片機(jī)芯片附近，以減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定可靠的工作。3.4.2.2 復(fù)位電路本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用上電復(fù)位，而AT89S52通常都是高電平復(fù)位。RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。

39、復(fù)位電路的功能就是對(duì)CPU進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)CPU落入死循環(huán)之后，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并使整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)未定可靠工作，復(fù)位可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位10。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為4.755.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)VCC上電時(shí)，只有當(dāng)VCC超過(guò)4.75V，低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常工作。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。51系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸

40、發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。圖3-6復(fù)位電路3.4.3 LCD1602 液晶顯示電路圖圖3-7 LCD1602液晶顯示電路圖隨著電子電氣產(chǎn)品的普遍應(yīng)用，我們隊(duì)液晶產(chǎn)品也不再陌生。例如生活中我們看到的電腦顯示屏、萬(wàn)用表、電子表等等家用電器都已數(shù)字、圖形、特別符號(hào)的形式顯示。在人機(jī)交流方面輸入方式主要有掃描儀、鍵盤(pán)；輸出方式主要是發(fā)光二極管、LCD數(shù)碼管、液晶顯示器。在單片機(jī)系統(tǒng)中以液晶顯示器作為輸出端器件不僅可以降低經(jīng)濟(jì)成本它還具有重量輕、攜帶方便、功耗低、體積小等優(yōu)點(diǎn)。

41、1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個(gè)字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。3.4.4 人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)人機(jī)交互系統(tǒng)：工作人員可以通過(guò)人機(jī)交互系統(tǒng)了解系統(tǒng)的工作情況，并可通過(guò)人機(jī)交互系統(tǒng)對(duì)控制系統(tǒng)下發(fā)人工指令，設(shè)定控制主機(jī)的工作環(huán)境。人機(jī)交互系統(tǒng)通過(guò)紫金橋組態(tài)軟件就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)交互11。這一塊包括鍵盤(pán)、顯示、報(bào)警三個(gè)部分。鍵盤(pán)部分就設(shè)置了四個(gè)按鈕：1個(gè)是調(diào)節(jié)按鈕，按一下調(diào)節(jié)溫度上限按兩下調(diào)節(jié)溫度下限，按三下調(diào)節(jié)濕度上限，按四下調(diào)節(jié)濕度下限；1個(gè)調(diào)節(jié)增加值得

42、按鈕；一個(gè)調(diào)節(jié)減小數(shù)值的按鈕。3.5 系統(tǒng)控制部分電路采用繼電器組成控制電路。繼電器是電子控制器件，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中。它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)，實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。它們分別控制加溫設(shè)備、降溫設(shè)備等設(shè)備。加溫設(shè)備工作原理：當(dāng)溫度低于設(shè)定下限溫度時(shí)，與單片機(jī)連接的引腳將送入低電平，三極管將導(dǎo)通，繼電器有電流通過(guò)將吸合，則加熱裝置將進(jìn)行加熱工作，溫度上升。當(dāng)溫度上升到設(shè)定范圍之內(nèi)時(shí)，置其引腳為高電平，三極管將截止，繼電器不能工作，處于常開(kāi)狀態(tài)，加熱裝置停止工作。降溫等其他繼電

43、器控制設(shè)備原理與加溫設(shè)備原理相似12。溫度上下限0-60。當(dāng)溫度處在范圍內(nèi)時(shí)候，外圍加熱降溫設(shè)備不工作。但溫度高于低于這個(gè)范圍是分別降溫加熱。當(dāng)溫度上升到設(shè)定范圍之內(nèi)時(shí)，置其引腳為高電平，三極管將截止，繼電器不能工作，處于常開(kāi)狀態(tài)，加熱裝置停止工作。圖3-8為繼電器驅(qū)動(dòng)電路。圖3-8繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖本系統(tǒng)控制設(shè)備采用繼電器控制加濕設(shè)備、除濕設(shè)備、加溫設(shè)備、降溫設(shè)備，使得蔬菜大棚的溫濕度得到控制調(diào)節(jié)。 設(shè)計(jì)中，溫濕度均可以設(shè)置上下限，按下k1鍵，出現(xiàn)溫度上限的設(shè)置頁(yè)面，按k2鍵為設(shè)置上限溫度加，按k3鍵為設(shè)置上限溫度減，按下k4鍵確認(rèn)刷新，即成功設(shè)置溫度上限。繼續(xù)按下k1鍵，出現(xiàn)溫度下

44、限設(shè)置頁(yè)面，按k2鍵為設(shè)置下限溫度加，按k3鍵為設(shè)置下限溫度減，再按下k4鍵確認(rèn)刷新，即成功設(shè)置溫度下限。繼續(xù)按下k1鍵，出現(xiàn)濕度上限的設(shè)置頁(yè)面，按k2鍵為設(shè)置上限濕度加，按k3鍵為設(shè)置上限濕度減，再按下k4鍵確認(rèn)刷新，即成功設(shè)置濕度上限。繼續(xù)按下k1鍵，出現(xiàn)濕度下限設(shè)置頁(yè)面，按k2鍵為設(shè)置下限濕度加，按k3鍵為設(shè)置下限濕度減，再按下k4鍵確認(rèn)刷新，即成功設(shè)置溫度下限。 AT89S52單片機(jī)的P1.1，P1.3接口分別為溫度超過(guò)或低于上下限控制腳，P1.2，P1.4接口分別為濕度超過(guò)或低于上下限控制腳。控制腳通過(guò)控制加濕設(shè)備、除濕設(shè)備、加溫設(shè)備、降溫設(shè)備，調(diào)節(jié)溫度及濕度。 

45、當(dāng)蔬菜大棚實(shí)際溫度超過(guò)設(shè)定溫度上限時(shí)，系統(tǒng)將調(diào)用控制模塊對(duì)降溫設(shè)備控制，將蔬菜大棚的溫度降低；當(dāng)蔬菜大棚實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度下限時(shí)，系統(tǒng)將調(diào)用控制模塊對(duì)升溫設(shè)備控制，將蔬菜大棚的溫度升高；當(dāng)蔬菜大棚實(shí)際濕度超過(guò)設(shè)定濕度上限時(shí)，系統(tǒng)將調(diào)用控制模塊對(duì)除濕設(shè)備控制，將蔬菜大棚的濕度降低；當(dāng)蔬菜大棚實(shí)際濕度低于設(shè)定濕度下限時(shí)，系統(tǒng)將調(diào)用控制模塊對(duì)加濕設(shè)備控制，將蔬菜大棚的濕度提高。3.6 24C02數(shù)據(jù)存儲(chǔ)24C02主要為了保存掉電后需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。E0，E1，E2為器件地址線，WP為寫(xiě)保護(hù)引腳，SCL，SDA為二線串行接口，符合I2C總線協(xié)議。本設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)溫濕度閥值的連續(xù)性?？紤]了溫濕度閥值的存儲(chǔ)，

46、在點(diǎn)點(diǎn)后，下一次使時(shí)能回到原來(lái)設(shè)定的閥值。24C02的時(shí)鐘線SCL與單片機(jī)的P1.0相連，數(shù)據(jù)線SDA與單片機(jī)的P1.1相連。24C02與單片機(jī)的接口非常簡(jiǎn)單，如圖3-9.圖3-9 掉電存儲(chǔ)器4 軟件設(shè)計(jì)4.1主程序流程圖 主程序主要就是調(diào)用各個(gè)子程序的C語(yǔ)言文件中定義的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)DHT11、LCD1602初始化等操作，然后測(cè)量溫濕度，調(diào)用函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后進(jìn)行顯示并輸出控制信號(hào)13。主程序模塊的程序流程圖如圖4-1所示。圖4-1 主程序流程圖4. 2 功能實(shí)現(xiàn)模塊及其流程圖數(shù)據(jù)采集模塊的任務(wù)是負(fù)責(zé)溫度信號(hào)的采集以及將采集到的模擬量經(jīng)過(guò)模擬轉(zhuǎn)換形成數(shù)量后提供給單片機(jī)。DHT11檢測(cè)程序流

47、程圖4-2。圖4-2 DHT11檢測(cè)程序流程圖4.3 顯示功能模塊及其流程圖圖4-3 顯示程序流程圖4.4 控制子程序流程圖圖4-4 控制子程序流程圖5 調(diào)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程主要分為以下幾個(gè)步驟：第一步：建立源程序。通過(guò)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的編輯軟件，按照所要求的格式、語(yǔ)法規(guī)定、源程序輸入到開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中，并存在磁盤(pán)上。第二步：在計(jì)算機(jī)上，利用KILE軟件對(duì)第一步輸入的源程序進(jìn)行編譯，變?yōu)榭蓤?zhí)行的目標(biāo)代碼。如果源程序有語(yǔ)法錯(cuò)誤，則其錯(cuò)誤將顯示出來(lái)，然后返回到第一步進(jìn)行修改，再進(jìn)行編譯，直到語(yǔ)法錯(cuò)誤全部糾正為止。第三步：在線調(diào)試。對(duì)于與系統(tǒng)、硬件無(wú)聯(lián)系的程序，可以借助在線調(diào)試手段，發(fā)現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤后，返回到

48、第一步修改，直到邏輯錯(cuò)誤糾正為止。對(duì)于與系統(tǒng)硬件緊密相關(guān)的程序，則需對(duì)軟件和硬件同時(shí)進(jìn)行調(diào)試，將程序燒入CPU，然后將CPU 插入系統(tǒng)14。發(fā)現(xiàn)硬件故障后應(yīng)排除故障，發(fā)現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤后應(yīng)修改程序，消除邏輯錯(cuò)誤。 5.1硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要包括兩步：第一步：系統(tǒng)上電之前，先仔細(xì)檢查線路是否連接正確，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否符合要求，應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)的檢查，以防止電源的短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線是否存在相互之間短路或與其它信號(hào)線的短路。第二步：第一步的調(diào)試，只是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初步調(diào)試，可以排除一些明顯的故障，而硬件故障主要是靠軟件和硬件聯(lián)調(diào)來(lái)排除。硬件調(diào)試和軟件調(diào)試

49、是不能完全分開(kāi)的，許多硬件錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)和被糾正的。 5.1.1 液晶模塊調(diào)試液晶顯示器是人機(jī)界面最關(guān)鍵的部分，能夠使我們更加清楚的讀取數(shù)據(jù)。在對(duì)顯示模塊進(jìn)行調(diào)試的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)顯示不正常，漢字顯示與字符顯示不同，LCD-12864每行可以顯示16個(gè)字符，8個(gè)漢字，漢字不能分半顯示，由于軟件編程時(shí)，地址分配有誤，使得漢字部分無(wú)法顯示。經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，將地址重新分配，顯示部分正確。 5.1.2 報(bào)警電路調(diào)試本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是聲光報(bào)警電路。當(dāng)溫度和濕度其中任何值一個(gè)過(guò)限后，蜂鳴器都會(huì)發(fā)出聲音15。這是寫(xiě)在軟件程序里的。但是在加上控制信號(hào)，溫濕度過(guò)限后，蜂鳴器不報(bào)警。蜂鳴器的控

50、制端口無(wú)控制信號(hào)輸出。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)程序里面蜂鳴器的控制端口電平設(shè)置有誤，修改后，蜂鳴器工作正常。6 工具簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)的單片機(jī)采用C語(yǔ)言編程，在proteus軟件仿真環(huán)境中測(cè)試，使用protel繪制原理圖6.1 PROEUS 單片機(jī)虛擬平臺(tái)上的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，Proteus是目前較為先進(jìn)手段，在資金以及設(shè)備的維護(hù)成本高的問(wèn)題上，它可以在有限的硬件設(shè)備的情況下采用不同的方法，不僅可以直觀形象化，也可以使流程運(yùn)行可視化并能夠獲得傳統(tǒng)方法不能達(dá)到鍛煉的效果；它可以提供超過(guò)27000模擬裝置，能夠同時(shí)模擬和數(shù)字仿真，虛擬可以直接在原理圖上編程，然后顯示輸出實(shí)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果；仿真軟件使得它可以使抽象的原理變得形象化，同時(shí)提供了一個(gè)虛擬的控制按鈕，就可以控制程序的運(yùn)行、停止；目前這是我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)最廣泛使用的工具，提供了許多不能在實(shí)踐中得到元器件，我們可以無(wú)限隨機(jī)修改電路設(shè)計(jì)16。6.2 PROTEL 軟件特點(diǎn) Protel99 SE共分5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整性分析）、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、PLD設(shè)計(jì)。以下介紹一些Protel99SE的部分最新功能：強(qiáng)大的全局編輯功能；在原理圖中選擇一級(jí)器件，PCB中同樣的器件也將被選中；同時(shí)運(yùn)行原理圖和PCB，在打開(kāi)的原理圖和PCB圖間允許雙向交叉