基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)

1、歡迎下載XXX 大學(xué)（學(xué)院） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)Temperature and humidity detection system based on Single Chip Microcomputer學(xué)生姓名所在專(zhuān)業(yè)所在班級(jí)申請(qǐng)學(xué)位指導(dǎo)教師職稱(chēng)副指導(dǎo)教師職稱(chēng)答辯時(shí)間 歡迎下載目目 錄錄設(shè)計(jì)總說(shuō)明 .IINTRODUCTION.II第 1 章 緒論.11.1 概述.11.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀.11.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀.11.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀.1第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì).22.1 設(shè)計(jì)要求.22.2 方案選擇.22.2.1 傳感器的選擇.22.2.2 單

2、片機(jī)的選擇.2第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).33.1 整體方案設(shè)計(jì).33.1.1 系統(tǒng)概述.33.1.2 系統(tǒng)框圖.33.2 最小系統(tǒng)模塊.33.2.1 STC89C52 簡(jiǎn)介.33.2.2 最小系統(tǒng)電路.53.3 DHT11 傳感器電路.73.3.1 DHT11 簡(jiǎn)介.73.3.2 接口說(shuō)明.83.3.3 DHT11 模塊電路圖.103.4 液晶顯示電路.103.4.1 1602 液晶簡(jiǎn)介.103.4.2 液晶引腳說(shuō)明.113.4.3 指令介紹.123.4.4 液晶顯示模塊電路.153.5 蜂鳴器模塊.163.6 按鍵輸入模塊.173.7 LED 顯示電路.17第 4 章 軟件設(shè)計(jì).194.1

3、程序語(yǔ)言及開(kāi)發(fā)環(huán)境.19歡迎下載4.2 程序流程圖設(shè)計(jì).204.2.1 總體程序流程圖設(shè)計(jì).204.2.2 1602 液晶程序設(shè)計(jì).214.2.3 溫濕度 DHT11 傳感器程序設(shè)計(jì) .21第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試.225.1 硬件調(diào)試.225.2 軟件調(diào)試.22第 6 章 總結(jié).23鳴 謝.24參考文獻(xiàn).25附 錄.26附錄一 元件清單.26附錄二 原理圖.27附錄三 PCB 圖.28歡迎下載設(shè)計(jì)總說(shuō)明設(shè)計(jì)總說(shuō)明溫濕度的測(cè)量應(yīng)用范圍是很廣的,對(duì)溫濕度測(cè)量系統(tǒng)的研究也具有深遠(yuǎn)意義，本課題針對(duì)國(guó)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(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的溫濕度

4、測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)某些有著特殊要求溫度和濕度的場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、實(shí)時(shí)、自動(dòng)的監(jiān)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(guò)溫濕度檢測(cè)電路，把采集到的信號(hào)傳給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)來(lái)處理采集到的信號(hào)并通過(guò) LCD 顯示出來(lái)，如果溫濕度過(guò)高或過(guò)低，報(bào)警電路會(huì)自動(dòng)報(bào)警。它以 STC89C52 單片機(jī)為核心，采用 DHT11 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、LCD 顯示電路、鍵盤(pán)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(jiǎn)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(kāi)發(fā)高性能和商品化的溫濕度測(cè)量?jī)x器奠定

5、了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫濕度；液晶歡迎下載INTRODUCTION Temperature and humidity measurement application range is very wide, the research on temperature and humidity measurement system has the profound meaning, aiming at domestic and foreign to the temperature and humidity measurement system research and development

6、situation, analyzes the main problems existing in current temperature and humidity measuring system, the design of a temperature and humidity measuring system with single chip microcomputer based on the monitoring, some special requirements for temperature and humidity to achieve long-term, stable,

7、real-time situations, automatic. Mainly by the design of hardware circuit and software circuit composed of two parts, the system through the temperature and humidity detection circuit, the acquisition of signal to the microcontroller, through the microcontroller to handle the signal collected and di

8、splayed through the LCD, if the temperature and humidity is too high or too low, alarm circuit will automatically alarm. It takes AT89C52 microcontroller as the core, adopts SHT11 integrated temperature and humidity sensor to achieve an intelligent, fast, convenient temperature and humidity measurin

9、g system, the whole system consists of temperature and humidity detection circuit, clock circuit, LCD display circuit, keyboard circuit, alarm circuit and MCU etc. The system design of the structure is simple and compact, low power consumption, strong anti-interference ability, better overall perfor

10、mance, in line with the intelligent instrument miniaturization trend, has laid the good foundation for the future development of temperature and humidity measuring instrument of high performance and commercialization.KEYWORDS: Single Chip Microcompute; Temperature and humidity; Liquid crystal歡迎下載第第

11、1 1 章章 緒論緒論1.11.1 概述概述 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)品產(chǎn)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?？焖佟?zhǔn)確的測(cè)量溫濕度的技術(shù)及其裝置受到各國(guó)的重視。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其工業(yè)化的進(jìn)步，溫度和濕度不僅僅表現(xiàn)在以上幾個(gè)方面直接或間接影響人類(lèi)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(guó)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(lái)，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)。本設(shè)計(jì)以 STC89C52 為核心控制芯片，采集 DHT1

12、1 溫濕度一體傳感器，利用單片機(jī)讀取傳感器的溫濕度后送到 1602 液晶進(jìn)行顯示。并且可以通過(guò)按鍵對(duì)溫度、濕度的報(bào)警范圍進(jìn)行設(shè)置，一旦超出范圍，蜂鳴器鳴叫，對(duì)應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。1.21.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀 國(guó)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表，采集現(xiàn)場(chǎng)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(kāi)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)?，F(xiàn)在世界各國(guó)的溫濕度測(cè)控技術(shù)發(fā)展很快，一些國(guó)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(wú)人化的方向發(fā)展。 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)

13、內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)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(guó)工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國(guó)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)僅限于對(duì)溫濕度的單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。我國(guó)溫濕度測(cè)控設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没⒕C合性應(yīng)用階段過(guò)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(wú)真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在較大差距。我國(guó)溫濕度測(cè)量控制現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到工廠化的程度，生產(chǎn)實(shí)際中仍然有許多問(wèn)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差等缺點(diǎn)。歡迎下載

14、第第 2 2 章章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.12.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 1）可同時(shí)進(jìn)行溫度和濕度的測(cè)量。2）采用 1602 液晶顯示溫濕度數(shù)據(jù)。3）可通過(guò)按鍵設(shè)置溫度和濕度的報(bào)警范圍，并實(shí)現(xiàn)報(bào)警值的斷電保存。4）一旦超出報(bào)警范圍，蜂鳴器鳴叫。5）有相應(yīng)的指示燈指示是哪個(gè)數(shù)據(jù)超出范圍。2.22.2 方案選擇方案選擇2.2.12.2.1 傳感器的選擇傳感器的選擇方案一：選用 DS18B20 溫度傳感器和 HS1101 濕度傳感器。DS18B20 是一線式數(shù)字溫度傳感器，具有獨(dú)特的單線式接口方式，測(cè)量溫度范圍在-55125，-1085，誤差為0.5%。最高精度可達(dá) 0.0625。HS11

15、01 是電容式濕度傳感器，可測(cè)相對(duì)濕度范圍在 0%100%RH，誤差為2%RH。方案二：選用 DHT11 作為溫濕度檢測(cè)模塊。DHT11 是一款數(shù)字輸出的復(fù)合傳感器，包含一個(gè)電阻式干事元件和 NTC 式溫度檢測(cè)元件，可測(cè) 2090%RH 濕度，誤差為5%RH，050，誤差范圍2。綜上所述，雖然方案一具有較高的測(cè)試范圍和精度，但由于本設(shè)計(jì)所測(cè)試的是一般的環(huán)境溫度和濕度，選取方案二的 DHT11 溫濕度傳感器已經(jīng)能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，并且，DHT11 復(fù)合了溫濕度傳感器，且價(jià)格便宜，故本模塊采用方案二。2.2.22.2.2 單片機(jī)的選擇單片機(jī)的選擇方案一：采用 DSP 作為系統(tǒng)控制器。DSP（dig

16、ital signal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理大量信息的器件。DSP 具有對(duì)元件值的容限不敏感，受溫度、環(huán)境等外部因素影響小，容易實(shí)現(xiàn)集成，可分時(shí)復(fù)用，共享處理器，方便調(diào)整處理器的系數(shù)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)，可用于頻率非常低的信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)。但 DSP 硬件電路比較復(fù)雜，且價(jià)格昂貴，數(shù)字系統(tǒng)由耗電的有源器件構(gòu)成，沒(méi)有無(wú)源設(shè)備可靠。 方案二：采用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器。單片機(jī)具有可靠性強(qiáng)、性?xún)r(jià)比搞、電壓低、功耗低等優(yōu)點(diǎn)得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活，自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能，本身帶有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，可以用來(lái)定時(shí)和計(jì)數(shù)，并且其功耗低，

17、體積小，計(jì)數(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)?；谝陨戏治觯瑪M定方案二，用 STC89C52 單片機(jī)作為控制器。歡迎下載第第 3 3 章章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.13.1 整體方案設(shè)計(jì)整體方案設(shè)計(jì)3.1.13.1.1 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述整個(gè)系統(tǒng)以 STC89C52 單片機(jī)為核心器件，配合電阻電容晶振等器件，構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。其它個(gè)模塊圍繞著單片機(jī)最小系統(tǒng)展開(kāi)。其中包括，傳感器輸采用 DHT11溫濕度一體的傳感器，負(fù)責(zé)采集溫度和濕度的數(shù)據(jù)后發(fā)給單片機(jī)。按鍵部分使用市面上常見(jiàn)的輕觸按鍵作為系統(tǒng)的輸入設(shè)置模塊。輸出則采用蜂鳴器+LED 的形式。電源供電則采用 USB 5V 供電。3.1.23.1.2 系統(tǒng)

18、框圖系統(tǒng)框圖 3-1 系統(tǒng)框圖3.23.2 最小系統(tǒng)模塊最小系統(tǒng)模塊3.2.13.2.1 STC89C52STC89C52 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介（1）概述STC89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)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，功能強(qiáng)大的 STC89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。 STC89C52 有 40 個(gè)引腳，32 個(gè)外部

19、雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口，3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2 個(gè)全雙工串行通信口，2 個(gè)讀寫(xiě)口線。STC89C52 有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 （2）主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng)； 8k 可反復(fù)擦寫(xiě)(1000 次）Flash ROM； 32 個(gè)雙向 I/O 口； 256x8bit 內(nèi)部 RAM ； 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷；單片機(jī)最小系統(tǒng)DHT11 溫濕度一體傳感器1602 液晶顯示按鍵設(shè)置輸入蜂鳴器LED 指示燈歡迎下載P101P112P123P134P145P156P167

20、P178RESET9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40時(shí)鐘頻率 0-24MHz； 2 個(gè)串行中斷； 可編程 UART 串行通道； 2 個(gè)外部中斷源； 共 8 個(gè)中斷源； 2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線； 3 級(jí)加密位； 低功耗空閑和掉電模式； 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；

21、（3）8051 單片機(jī)的引腳功能MCS-51 系列單片機(jī)一般采用 40 個(gè)引腳，雙列直插式封裝，用 HMOS 工藝制造，其外部引腳排列如圖 3-2 所示。其中，各引腳的功能為:圖 3-2 STC89C52 引腳圖 主電源引腳VCC（40 腳），接5V 電源正端；GND（20 腳），接5V 電源地端； 外接晶體或外部振蕩器引腳XTAL1（19 腳），接外部晶振的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器 的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。XTAL2（18 腳），接外部晶振的另一個(gè)引腳。在片內(nèi)接至反相放大器的輸出端和 內(nèi)部時(shí)鐘電路的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此腳接外部振蕩器的輸出端。

22、控制信號(hào)線RESET（9 腳），復(fù)位信號(hào)輸入端，復(fù)位/掉電時(shí)內(nèi)部 RAM 的備用電源輸入端。ALE（30 腳），地址鎖存允許/編程脈沖輸入，用 ALE 鎖存從 P0 口輸出的低 8位地址。在對(duì)片內(nèi) EPROM 編程時(shí)，編程脈沖由此輸入。PSEN（29 腳），外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低電平有效。 EA（31 腳）,訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器允許/編程電壓輸入。EA 為高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部存 儲(chǔ)器；低電平時(shí)，訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器。歡迎下載 多功能 I/O 口引腳8051 單片機(jī)設(shè)有 4 個(gè)雙向 I/O 口（P0、P1、P2、P3），每一組 I/O 口線都可以獨(dú)立地用作輸入或輸出口，其中：P0 口（3239 腳）雙向

23、口（三態(tài)），可作為輸入/輸出口，可驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL 門(mén)電路。實(shí)際應(yīng)用中常作為分時(shí)使用的地址/數(shù)據(jù)總線口，對(duì)外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址時(shí)低 8 位地址與數(shù)據(jù)總線分時(shí)使用 P0 口：先送低 8 位地址信號(hào)到 P0 口，由地址鎖存信號(hào) ALE 的下降沿將地址信號(hào)鎖存到地址鎖存器后，再作為數(shù)據(jù)總線的口線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入或輸出。 P1 口（18 腳）準(zhǔn)雙向口（三態(tài)），可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門(mén)電路。用作輸入線時(shí)，口鎖存器必須由單片機(jī)先寫(xiě)入“1”，每一位都可編程為輸入或輸出線。 P2 口（2128）準(zhǔn)雙向口（三態(tài)），可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門(mén)電路?？勺鳛檩斎?輸出口，實(shí)際應(yīng)用中一般作為地址總線的

24、高 8 位，與 P0 口一起組成 16位地址總線，用于對(duì)外部存儲(chǔ)器的接口電路進(jìn)行尋址。 P3 口（1017 腳）準(zhǔn)雙向口（三態(tài)），可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門(mén)電路。雙功能口，作為第一功能使用時(shí)，與 P1 口一樣；作為第二功能使用時(shí)，每一位都有特定用途，其特殊用途如表 3.1 所示：表 3.1 P3 口第二用途3.2.23.2.2 最小系統(tǒng)電路最小系統(tǒng)電路STC89C52 的最小系統(tǒng)如圖 3-3 所示，整個(gè)最小系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，晶振電路部分、復(fù)位電路部分、電源電路等三個(gè)部分組成。晶振電路包括 2 個(gè) 30pF 的電容 C2 和 C3，以及 12M 的晶振 X1。電容的作用在這里是起振作用，幫

25、助晶振更容易的起振，取值范圍是 15-33pF。晶振的取值也可以是24M，晶振的取值越高，單片機(jī)的執(zhí)行速度越快。在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，晶振部分越端口引腳第二功能注 釋P3.0RXD串行口數(shù)據(jù)接收端P3.1TXD串行口數(shù)據(jù)發(fā)送端P3.2/INT0外中斷請(qǐng)求 0P3.3/INT1外中斷請(qǐng)求 1P3.4T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 外部計(jì)數(shù)信號(hào)輸入P3.5T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 外部計(jì)數(shù)信號(hào)輸入P3.6/WR外部 RAM 寫(xiě)選通信號(hào)輸出P3.7/RD外部 RAM 讀選通信號(hào)輸出歡迎下載P101P112P123P134P145P156P167P178RESET9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT

26、012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40U2STC89C5212X112MC230pFC330pFGNDGNDVCCVCC123456789R8103C110uFR510KGNDVCCD0D1D2D3D4D5D6D7RSRWENDHTBEEPKEY2KEY3LED1LED2LED3LED4KEY1靠近單片機(jī)越好

27、。單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開(kāi)始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開(kāi)始執(zhí)行。復(fù)位電路由 10uF 的極性電容 C1 和 10K 的電阻 R4 構(gòu)成。利用電容電壓不能突變的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電，RESET 腳將會(huì)出現(xiàn)高電平，并且這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的 RC 值來(lái)決定。典型的 51 單片機(jī)當(dāng) RESET 腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位，所以適當(dāng)組合 RC 的取值就可以保證可靠的復(fù)位。在電路圖中，電容的的大小是 10uF，電阻的大小是 10k。所

28、以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的 0.7 倍（單片機(jī)的電源是 5V，所以充電到 0.7 倍即為 3.5V），需要的時(shí)間是 10K10UF=0.1S。也就是說(shuō)在電腦啟動(dòng)的 0.1S 內(nèi)，電容兩端的電壓時(shí)在0-3.5V 增加，這個(gè)時(shí)候 RESET 引腳所接收到的電壓是 5V-1.5V。在 5V 正常工作的 51單片機(jī)中小于 1.5V 的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于 1.5V 的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。所以在開(kāi)機(jī) 0.1S 內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位（RESET 引腳接收到的高電平信號(hào)時(shí)間為0.1S 左右）。最后一個(gè)是電源部分，采用 5V 的 USB 直接供電，可采用手機(jī)充電器、電腦 USB 口、

29、移動(dòng)電源等設(shè)備進(jìn)行供電。此外，除了單片機(jī)最小系統(tǒng)的 3 個(gè)部分之外，這里還多了一些外部電路。由于 STC89C52 的 P0 口是漏極開(kāi)路輸出，因此在 P0 口接了一個(gè) 10K 的排阻 R1，使得 P0 口可以作為普通的 I/O 口使用，本設(shè)計(jì)用 P0 口來(lái)做液晶的數(shù)據(jù)口。特別注意的是，對(duì)于 31 腳(EA),當(dāng)接高電平時(shí),單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部 ROM 的0000H 開(kāi)始執(zhí)行；當(dāng)接低電平時(shí),復(fù)位后直接從外部 ROM 的 0000H 開(kāi)始執(zhí)行。由于我們的程序存儲(chǔ)在了單片機(jī)內(nèi)部，所以 EA 要接高電平，保證單片機(jī)是從內(nèi)部讀取程序去執(zhí)行的。圖 3-3 單片機(jī)最小系統(tǒng)歡迎下載3.33.3 DHT11D

30、HT11 傳感器電路傳感器電路3.3.13.3.1 DHT11DHT11 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介相對(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（1）DHT11 產(chǎn)品概述DHT11（圖 3-4）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)合傳感器。它應(yīng)用專(zhuān)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與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC 測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8 位單片機(jī)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(qiáng)、性?xún)r(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè) DHT11 傳感器都在極為精確的濕度

31、校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(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(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 20 米以上，使其成為各類(lèi)應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。圖 3-4（2）應(yīng)用領(lǐng)域暖通空調(diào) 測(cè)試及檢測(cè)設(shè)備汽車(chē) 數(shù)據(jù)記錄器歡迎下載消費(fèi)品 自動(dòng)控制氣象站 家電濕度調(diào)節(jié)器 醫(yī)療除濕器3.3.23.3.2 接口說(shuō)明接口說(shuō)明（1）接口說(shuō)明 建議連接線長(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

32、電阻。圖 3-5 DHT11 典型連接圖（2）引腳說(shuō)明 Pin1：(VDD)，電源引腳，供電電壓為 3-5.5V。 Pin2：（DATA），串行數(shù)據(jù)，單總線。 Pin3:（NC），空腳，請(qǐng)懸浮。 Pin4（VDD），接地端，電源負(fù)極。（3）串行接口 (單線雙向) 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,一次通訊時(shí)間 4ms 左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,具體格式在下面說(shuō)明。當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展,現(xiàn)讀出為零。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)格式為 8 位濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8 位濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8 位溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8 位溫度小數(shù)數(shù)據(jù)

33、+8 位校驗(yàn)和，數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“8 位濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8 位濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8 位溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8 位溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末 8 位。 用戶 MCU 發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后,DHT11 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后，DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào),送出 40bit 的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號(hào)采集,用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù).從模式下,DHT11 接收到開(kāi)始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒(méi)有接收到主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào),DHT11 不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。通訊過(guò)程如圖 3-6 所示。歡迎下載圖 3-6 DHT11 與單片機(jī)的通訊過(guò)程總線空閑狀態(tài)為高電平,主機(jī)把

34、總線拉低等待 DHT11 響應(yīng),主機(jī)把總線拉低必須大于18 毫秒,保證 DHT11 能檢測(cè)到起始信號(hào)。DHT11 接收到主機(jī)的開(kāi)始信號(hào)后,等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束,然后發(fā)送 80us 低電平響應(yīng)信號(hào)。主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后,延時(shí)等待 20-40us 后, 讀取 DHT11 的響應(yīng)信號(hào),主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高。通訊初始化要求如圖 3-7 所示。 圖 3-7 通訊初始化總線為低電平,說(shuō)明 DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào),DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后,再把總線拉高80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù),每一 bit 數(shù)據(jù)都以 50us 低電平時(shí)隙開(kāi)始,高電平的長(zhǎng)短定了數(shù)

35、據(jù)位是 0 還是 1.格式見(jiàn)下面圖示.如果讀取響應(yīng)信號(hào)為高電平,則 DHT11 沒(méi)有響應(yīng),請(qǐng)檢查線路是否連接正常.當(dāng)最后一 bit 數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11 拉低總線 50us,隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。數(shù)字 0 信號(hào)表示方法如圖 3-8 所示。歡迎下載VCC1IO2NC3GND4U1DHT11R24.7KGNDVCCDHT圖 3-8 數(shù)字 0 信號(hào)的表示方法數(shù)字 1 信號(hào)表示方法如圖 3-9 所示。圖 3-9 數(shù)字 1 信號(hào)的表示方法3.3.33.3.3 DHT11DHT11 模塊電路圖模塊電路圖DHT11 的模塊電路圖如下圖所示：圖 3-10 DHT11 模塊連接圖3.43.4

36、 液晶顯示電路液晶顯示電路3.4.1 1602 液晶簡(jiǎn)介液晶簡(jiǎn)介液晶顯示器是一種顯示器件，具有小體積、輕重量、低功耗等特色。由于其功耗低、顯示的信息量大（例如，文本，圖形，曲線等）、無(wú)電磁輻射、使用壽命長(zhǎng)，它已被廣泛應(yīng)用在便攜式電子產(chǎn)品。本系統(tǒng)顯示采用了工業(yè)字符型液晶模塊 1602，可顯示 2 行 16 個(gè)字符，能方便顯示英文字母大小寫(xiě)、阿拉伯?dāng)?shù)字、常用符號(hào)等。通過(guò)自定義還可顯示簡(jiǎn)單的漢字。本系統(tǒng)采用的 1602 是一款物美價(jià)廉的液晶顯示屏，可以顯示 2 行標(biāo)準(zhǔn)字符，每行共有 16 個(gè)字符。在通信系統(tǒng)，智能操作儀表和辦公設(shè)備的自動(dòng)化中被廣泛的應(yīng)用，主要功能是顯示 ASCII 字符，因此被稱(chēng)為“

37、字符型顯示裝置”。當(dāng)在內(nèi)部沒(méi)有適合的漢字庫(kù)的液晶類(lèi)型顯示器想要表達(dá)漢字的時(shí)候，第一步就是要獲得想要的漢文或者圖形的子模數(shù)據(jù)。子模塊的軟件不能直接提取的子模塊的數(shù)據(jù) 58 點(diǎn)陣，可以從手工提取歡迎下載漢字的字體以模具。第二步，把取得的漢字子模數(shù)據(jù)保存在液晶存儲(chǔ)器里面。1602 液晶分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，兩者尺寸差別如下圖（圖 3-11）所示：圖 3-11 液晶尺寸說(shuō)明1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162 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

38、符尺寸:2.954.35(WH)mm3.4.2 液晶引腳說(shuō)明液晶引腳說(shuō)明1602 的引腳如表 3-2 所示：表 3-2 1602 液晶引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫(xiě)選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第一腳：接地電源 VSS。 第二腳：5V 正電源為 VDD。 第三腳：VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整的端口，對(duì)比度的強(qiáng)弱由接電源的不同決定，對(duì)比度的調(diào)整可以通過(guò)一個(gè) 10k 的電位器。 歡迎下載第四腳

39、：RS 是寄存器選擇，高水平的數(shù)據(jù)寄存器，低選擇指令寄存器。 第五腳：R / W 的讀和寫(xiě)信號(hào)線，高水平低的讀操作，寫(xiě)操作。其中 RS 與 R/W 的關(guān)系決定了當(dāng)時(shí)狀態(tài)，例如兩端共同為 0 時(shí)能夠?qū)懭朊罨蛘唢@示其地址，當(dāng)兩端同為 1 時(shí)可以讀忙碌信號(hào)，當(dāng) RS 為 1，R/W 為 0 時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)錄入。 第六腳：使能端 E，當(dāng) E 端由 1 至 0 時(shí)，液晶模塊中的命令開(kāi)始被運(yùn)行。 第七至十四腳：D0-D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第十五腳：背光源正極。 第十六腳：背光源負(fù)極。3.4.3 指令介紹指令介紹（1）清屏指令指令如表 3-3 所示表 3-3 清屏指令功能表功能：1）能夠?qū)⒁壕э@示屏

40、刪除，就是講 DDRAM 所有內(nèi)容都添加進(jìn)“空白”的ASCII 碼 20II； 2）能夠使光標(biāo)回到原始位置，就是把光標(biāo)重新擺放回液晶顯示屏的左上方； 3）把地址顯示器即 AC 的數(shù)值歸位零（2）光標(biāo)歸位指令指令如表 3-4 所示表 3-4 光標(biāo)歸位指令功能表功能：1）將光標(biāo)重新擺放回顯示器的左上方；2）地址計(jì)數(shù)器即 AC 的數(shù)值被設(shè)為零； 3）DDRAM 所有的內(nèi)容將保持原內(nèi)容不會(huì)變化；（3）進(jìn)入模式設(shè)置指令指令如表 3-5 所示表 3-5 進(jìn)入模式設(shè)置指令功能表歡迎下載功能：當(dāng)定入一位數(shù)據(jù)之后光標(biāo)移動(dòng)的方向?qū)⒈辉O(shè)置，參數(shù)設(shè)定的情況如下：（4）顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置指令指令如表 3-6 所示表 3-6

41、顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置指令功能表功能：能夠控制顯示器的開(kāi)關(guān)與否，光標(biāo)的顯示或者關(guān)閉，光標(biāo)是否需要閃爍，參數(shù)設(shè)定的情況如下：（5）設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動(dòng)方向指令指令如表 3-7 所示表 3-7 設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動(dòng)方向指令功能表功能：將光標(biāo)移動(dòng)或者整個(gè)顯示屏幕移動(dòng)位置，參數(shù)設(shè)定的情況如下：歡迎下載（6）功能設(shè)定指令指令如表 3-8 所示表 3-8 功能設(shè)定指令功能表功能：數(shù)據(jù)總線的位數(shù)何所顯示出來(lái)的行數(shù)字型將被設(shè)定，參數(shù)設(shè)定情況如下：（7）設(shè)定 CGRAM 地址指令指令如表 3-9 所示表 3-9 設(shè)定 CGRAM 地址指令功能表功能：下一次被存入數(shù)據(jù)的 CGRAM 地址將被設(shè)置，字符號(hào)為 DB5DB4DB

42、3 即未來(lái)顯示此字符的時(shí)候被采用的字符的地址（000-111）可同時(shí)定義八個(gè)字符，行號(hào)為DB2DB1DB0 （000-111）八行。（8）設(shè)定 DDRAM 地址指令指令如表 3-10 所示表 3-10 設(shè)定 DDRAM 地址指令功能表功能：下一次要存入數(shù)據(jù)的 DDRAM 地址將被設(shè)置。（9）讀取忙或 AC 地址指令指令如表 3-11 所示表 3-11 讀取忙或 AC 地址指令功能表歡迎下載功能：下一次要存入數(shù)據(jù)的 DDRAM 地址將被設(shè)置。1）HF（忙碌信號(hào)）讀取，假如液晶顯示器忙碌的時(shí)候則 BF=1，暫時(shí)不能接收被單片機(jī)送出的數(shù)據(jù)和指令，當(dāng) BF=0 的時(shí)候則相反。 2）地址計(jì)數(shù)器（AC）內(nèi)

43、容被接收。（10）數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DDRAM 或者 CGRAM 指令指令如表 3-12 所示表 3-12 數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DDRAM 或者 CGRAM 指令指令功能表功能： 1）DREAM 被寫(xiě)入字符碼，液晶顯示屏隨即顯示出相應(yīng)的字符； 2）OGRAM 被存入由使用者設(shè)計(jì)的圖案（11）從 CGRAM 或者 DDRAM 讀出數(shù)據(jù)的指令指令如表 3-13 所示表 3-13 從 CGRAM 或者 DDRAM 讀出數(shù)據(jù)的指令功能表功能：DDRAM 或 OGRAM 中的內(nèi)容被讀寫(xiě)。3.4.4 液晶顯示模塊電路液晶顯示模塊電路本液晶模塊的電路的連接圖如圖 3-12 所示，第 1 腳和第 2 腳分別接到了電路的GND

44、和 VCC，這 2 個(gè)腳是液晶工作的電源輸入腳。第 3 腳通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器連接到地端，可通過(guò)調(diào)節(jié)該電位器來(lái)調(diào)節(jié)液晶的對(duì)比度。第 4 腳是液晶的寄存器控制腳，接到了單片機(jī)的 P12 腳上。第 5 腳是液晶的讀寫(xiě)控制腳，接到了單片機(jī)的 P13 腳上。第6 腳是液晶的使能腳，接到了單片機(jī)的 P14 腳上。第 7 腳到第 14 腳是液晶的數(shù)據(jù)/地址8 位總線，接到了單片機(jī)的 P0 口上。最后第 15 腳和第 16 腳是液晶的背光電源腳，直接連接系統(tǒng) VCC 和 GND。歡迎下載Q18550GNDVCCBEEP1BEEPGNDGNDVCCVCCRSRWEND0D1D2D3D4D5D6D7R11

45、03GNDVSS1VCC2VO3RS4RW5EN6D07D18D29D310D411D512D613D714A15K16LCD 1602LCD11602圖 3-12 液晶模塊連接圖3.5 蜂鳴器模塊蜂鳴器模塊蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類(lèi)型。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。當(dāng)接通電源后多諧振蕩器起振，輸出 1.52.5kHZ 的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。電磁式蜂鳴器由

46、振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。本設(shè)計(jì)使用的是電磁式蜂鳴器。此外，蜂鳴器還有有源蜂鳴器與無(wú)源蜂鳴器的區(qū)別。注意這里的“源”不是指電源，而是指震蕩源。也就是說(shuō)，有源蜂鳴器內(nèi)部帶震蕩源，所以只要一通電就會(huì)叫；而無(wú)源內(nèi)部不帶震蕩源，所以如果用直流信號(hào)無(wú)法令其鳴叫，必須用 2K-5K 的方波去驅(qū)動(dòng)它。本設(shè)計(jì)使用的是有源蜂鳴器。由于蜂鳴器工作時(shí)，需要的電流比較大，單片機(jī)的 IO 口輸出的電流又比較小，所以這里利用三極管的開(kāi)關(guān)管功能來(lái)控制蜂鳴器發(fā)音，本設(shè)計(jì)選用的三極管

47、型號(hào)是 PNP三極管 S8550，而且本設(shè)計(jì)選用的蜂鳴器屬于有源蜂鳴器，即在蜂鳴器內(nèi)部已經(jīng)內(nèi)置了震蕩電路，單片機(jī)無(wú)需連續(xù)發(fā)出高低電平來(lái)驅(qū)動(dòng)它，而只要輸出高（或低）電平即可，這大大簡(jiǎn)化了單片機(jī)程序的設(shè)計(jì)。由于選用的是 PNP 型而單片機(jī)上電 IO 口默認(rèn)是高電平的，所以上電時(shí)蜂鳴器是不會(huì)發(fā)出鳴叫的。蜂鳴器電路如圖 3-13 所示。圖 3-13 蜂鳴器電路歡迎下載K1K2K3GNDKEY2KEY3KEY13.6 按鍵輸入模塊按鍵輸入模塊鍵盤(pán)是人與單片機(jī)打交道的主要設(shè)備。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)的立場(chǎng)上來(lái)看，僅僅完成鍵盤(pán)掃描，讀取當(dāng)前時(shí)刻的鍵盤(pán)狀態(tài)是不夠的，還有不少問(wèn)題需要妥善解決，否則，人們?cè)诓僮麈I盤(pán)

48、就容易引起誤操作和操作失控現(xiàn)象。在單片機(jī)應(yīng)用中鍵盤(pán)用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤(pán)及矩陣鍵盤(pán)。它們各有自己的特點(diǎn)，其中獨(dú)立鍵盤(pán)硬件電路簡(jiǎn)單，而且在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，一般用在對(duì)硬件電路要求不高的簡(jiǎn)單電路中；矩陣鍵盤(pán)與獨(dú)立鍵盤(pán)有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤(pán)復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上有優(yōu)勢(shì)得多，因此它更適合于多按鍵電路。其次就是消除在按鍵過(guò)程中產(chǎn)生的“毛刺”現(xiàn)象。這里采用最常用的方法，即延時(shí)重復(fù)掃描法，延時(shí)法的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時(shí)間短，約為幾 ms，而我們按鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間,所以當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜后再延時(shí)一段時(shí)間后再判斷此電平是否

49、保持原狀態(tài),如果是則為有效按鍵，否則無(wú)效。本設(shè)計(jì)中由于采用的按鍵數(shù)量較少，只有 3 個(gè)按鍵，分別是“設(shè)置”、“減”、“加”，故采用了獨(dú)立鍵盤(pán)的方式。按鍵的連接圖 3-14 所示：圖 3-14 按鍵電路3.7 LED 顯示電路顯示電路發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱(chēng)為 LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè) PN 結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從 P 區(qū)注入到 N 區(qū)

50、的空穴和由 N 區(qū)注入到 P 區(qū)的電子，在 PN 結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與 N 區(qū)的電子和 P 區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管歡迎下載D1GREENR31kVCCD2REDR41kD3GREENR61kD4REDR71kLED1LED2LED3LED4發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍(lán)光。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓大于 5 伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)二極管的電流。本設(shè)計(jì)中采用了 4 顆 LED

51、 燈，2 顆紅色和 2 顆綠色，紅色代表過(guò)高，綠色代表過(guò)低，其電路連接如如 3-15 所示：圖 3-15 LED 電路歡迎下載第第 4 章章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)4.14.1 程序語(yǔ)言及開(kāi)發(fā)環(huán)境程序語(yǔ)言及開(kāi)發(fā)環(huán)境 C 語(yǔ)言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它既具有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)。它由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的 Dennis M. Ritchie 于 1972 年推出，1978 年后，C 語(yǔ)言已先后被移植到大、中、小及微型機(jī)上，它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫(xiě)系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫(xiě)不依賴(lài)計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。它的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開(kāi)發(fā)上，

52、而且各類(lèi)科研都需要用到 C 語(yǔ)言，適于編寫(xiě)系統(tǒng)軟件、三維、二維圖形和動(dòng)畫(huà)，具體應(yīng)用例如單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil 軟件需要 WIN98、NT、WIN2000、WINXP 等操作系統(tǒng)。如果你使用 C 語(yǔ)言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即

53、使不使用 C 語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。歡迎下載4.24.2 程序流程圖設(shè)計(jì)程序流程圖設(shè)計(jì)4.2.1 總體程序流程圖設(shè)計(jì)總體程序流程圖設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的軟件流程圖如圖 4-1 所示，最開(kāi)始先進(jìn)行液晶的初始化，包括液晶功能初始化和液晶顯示內(nèi)容初始化，接著就開(kāi)始進(jìn)行溫濕度的檢測(cè)，然后判斷讀取到的溫濕度是否在報(bào)警的范圍之內(nèi)，如果超出范圍，則蜂鳴器鳴叫，且對(duì)應(yīng)的指示燈亮。檢測(cè)完溫濕度數(shù)據(jù)后，就判斷是否有按鍵被按下（第一個(gè)），有的話，則進(jìn)入了報(bào)警范圍設(shè)置界面，否則進(jìn)行一段時(shí)間的延時(shí)后，就進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，從新檢測(cè)溫濕度數(shù)據(jù)。圖 4-1 程序流程圖開(kāi)始結(jié)

54、束液晶初始化按鍵是否被按下？是讀取 DHT11 數(shù)據(jù)顯示并處理否進(jìn)入溫濕度報(bào)警范圍設(shè)置延時(shí)歡迎下載4.2.2 1602 液晶程序設(shè)計(jì)液晶程序設(shè)計(jì) 圖 4-2 液晶顯示流程圖4.2.3 溫濕度溫濕度 DHT11 傳感器程序設(shè)計(jì)傳感器程序設(shè)計(jì)液晶初始化顯示一個(gè)字符定位行列坐標(biāo)數(shù)據(jù)顯示完？是否發(fā)出讀取命令丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)讀取溫度讀取校驗(yàn)和讀取濕度校驗(yàn)數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)？是否歡迎下載 圖 4-3 溫濕度傳感器程序流程圖第第 5 5 章章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)功能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個(gè)調(diào)試過(guò)程分為兩大部分：硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。5.15.1 硬件調(diào)試硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要工具是萬(wàn)用表和烙鐵等工具，主要

55、是為了排查板子焊錯(cuò)線、焊少線、短路和斷路等情況?？赏ㄟ^(guò)電壓、電流、電阻等物理量的測(cè)量，再進(jìn)行推測(cè)，最終發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題的地方，利用烙鐵進(jìn)行維修。5.25.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試通常軟件調(diào)試應(yīng)具備四種技能，跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量和更改數(shù)值等。整個(gè)程序是一個(gè)主程序調(diào)用各個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過(guò)程，要使主程序和整個(gè)程序都能平穩(wěn)運(yùn)行，各個(gè)模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運(yùn)行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個(gè)子程序模塊進(jìn)行分別調(diào)試。歡迎下載第第 6 6 章章 總結(jié)總結(jié)溫濕度物理量是工業(yè)和農(nóng)業(yè)中最常見(jiàn)的基本的工藝參數(shù)，任何物理和化學(xué)變化的過(guò)程都與溫度密切相關(guān)。所以，在生產(chǎn)過(guò)程中常需對(duì)溫濕度進(jìn)行檢測(cè)和控制。本文研究設(shè)計(jì)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)采用了單片機(jī)+DHT11 溫濕度一體傳感器+1602 液晶的組合方式，整機(jī)設(shè)計(jì)合理，元件價(jià)格合