基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)(完稿)

1、基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要在日常生活中，溫度和濕度常伴隨在我們身旁。溫度和濕度的測(cè)量范圍是非常廣泛的，對(duì)溫度和濕度的測(cè)量系統(tǒng)的研究，至今也還具有著深遠(yuǎn)的意義，本次課題主要是針對(duì)國(guó)內(nèi)和國(guó)外對(duì)溫濕度測(cè)量系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行研究與分析發(fā)展的情況等，主要是分析了現(xiàn)在溫度濕度測(cè)量系統(tǒng)中會(huì)存在的一些問(wèn)題，以及在我們的日常生活中的重要性。所以設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單方便的，基于單片機(jī)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)，這次設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)單、適用、穩(wěn)定等。還有一個(gè)特點(diǎn)就是能夠自動(dòng)的進(jìn)行檢測(cè)。這次設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)部分，一部分為硬件電路部分，一部分為軟件設(shè)計(jì)部分。通過(guò)軟件和硬件結(jié)合的結(jié)合，來(lái)檢測(cè)溫濕度，采集到的信號(hào)給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)來(lái)處理采集到

2、的信號(hào)，通過(guò)液晶屏顯示，如果溫度和濕度過(guò)高或過(guò)低，則會(huì)自動(dòng)報(bào)警電路。 溫室度以單片機(jī)設(shè)計(jì)為核心，采用的傳感器為DHT11,這種傳感器有著智能化，使用方便、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)。溫濕度控制系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)電路，包括LCD顯示、鍵盤電路、報(bào)警等幾個(gè)部分組成。 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、鍵盤電路、報(bào)警電路和單片機(jī)等組成。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，總體來(lái)說(shuō)性能較好，符合智能儀表小型化的趨勢(shì)，為今后高性能溫濕度測(cè)量?jī)x的研制和商業(yè)化打下了良好的基礎(chǔ)。數(shù)字化溫濕度傳感器，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)。關(guān)鍵

3、詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 溫濕度 液晶AbstractThe measurement of temperature and humidity range is very wide, on the temperature and humidity measurement system research is also of great significance, this topic at home and abroad of temperature and humidity measurement system research and development, analyzes the main prob

4、lems existing in the current temperature and humidity measurement system, design a based on single-chip microcomputer temperature and humidity measurement system for some special temperature and humidity requirements of the occasion to achieve long-term, stable, real-time and automatic monitoring. T

5、his design mainly consists of two parts, circuit of hardware and software system through the temperature and humidity detection circuit, the collected signal to the microcontroller, through the single-chip microcomputer to deal with signals collected and displayed through the LCD, if temperature and

6、 humidity is too high or too low, the alarm will automatically alarm circuit.STC89C52 microcontroller as the core, the use of DHT11 integrated temperature and humidity sensors to achieve a smart, fast and convenient temperature and humidity measurement system. The whole system is composed of tempera

7、ture and humidity detection circuit, LCD display circuit, keyboard circuit, alarm circuit and single chip microcomputer. Design of the system structure is simple and compact, low power consumption, strong anti-interference ability, overall performance is better, in line with the trend of miniaturiza

8、tion of intelligent instrument, has laid a good foundation for future development and commercialization of high performance temperature and humidity measuring instrument.indirectly affect the basic human living conditions, but also in the effect of biological products, medicine and health, scientifi

9、c research, national defense construction. In view of the above situation, the realization of accurate and reliable measurement of temperature and humidity is particularly important. In recent years, the use of intelligent digital temperature and humidity sensors and the realization of temperature a

10、nd humidity information on line detection has become a development trend of temperature and humidity detection technology.Keywords: Card reader,no contact ,IC card,SCM,89C51.Key word: singlechip Temperature and humidity liquid crystal-28-目錄基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控I系統(tǒng)設(shè)計(jì)I摘要IAbstractII目錄IV前言61 緒論71.1 本文研究的意義71.2 國(guó)內(nèi)

11、外發(fā)展現(xiàn)狀81.2.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀81.2.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀82系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)92.1設(shè)計(jì)要求92.2方案選擇92.2.1傳感器的選擇92.2.2單片機(jī)的選擇103系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)113.1 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹113.2整體方案設(shè)計(jì)123.2.1 系統(tǒng)概述123.2.2系統(tǒng)框圖123.3 DHT11傳感器電路133.3.1 DHT11簡(jiǎn)介133.3.2接口說(shuō)明143.3.3 DHT11模塊電路圖173.4液晶顯示電路173.4.1 1602液晶簡(jiǎn)介173.4.2液晶引腳說(shuō)明183.4.3 指令介紹203.5蜂鳴器模塊243.6按鍵輸入模塊253.7 LED顯示電路264程序流程圖設(shè)計(jì)274.1

12、總體程序流程圖設(shè)計(jì)274.2 1602液晶程序設(shè)計(jì)294.2溫濕度DHT11傳感器程序設(shè)計(jì)29總結(jié)31參考文獻(xiàn)32致謝34附件1原理圖35附件2 PCB圖36附件3程序代碼36前言溫度與濕度和人類生產(chǎn)，生活有著很大的聯(lián)系，其實(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)的基本工藝參數(shù)，比如我們生活中常見(jiàn)的機(jī)械，電子，石油，化工等工業(yè)的各種檢測(cè)都需要對(duì)溫度和濕度進(jìn)行一定的檢測(cè)，以確保安全。然而隨著人們生活水平的提高，人們也越來(lái)越重視他們的生活環(huán)境。而且空氣中溫度和濕度的變化，這個(gè)會(huì)直接影響人體的舒適性和情緒，因此有必要對(duì)溫度和濕度進(jìn)行檢測(cè)和控制?，F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，就出現(xiàn)了越來(lái)越多的高性能設(shè)備，而這些設(shè)備也會(huì)

13、涉及到溫濕度的控制。因此各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域?qū)囟群蜐穸鹊囊笠簿驮絹?lái)越高。傳統(tǒng)的溫濕度檢測(cè)模型是基于人的基礎(chǔ)上，依靠的是人工輪換值班，都是手動(dòng)查看或者是其他方式來(lái)測(cè)量和記錄環(huán)境狀態(tài)信息。在上述的這種情況下，效率非常的低，不利于人力資源的充分利用，而且也缺乏科學(xué)性，很多重大事故都是人為因素造成的，人為維護(hù)因?yàn)槿狈σ粋€(gè)完整的管理體系。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)可以解決這樣的浪費(fèi)人力資源，管理不僅是一個(gè)時(shí)間的問(wèn)題，而且效率也很低。這是因?yàn)樗闹悄茉O(shè)計(jì)決策。因此，設(shè)計(jì)類似的項(xiàng)目也都具有普遍意義。1 緒論1.1 本文研究的意義常用的控制芯片性價(jià)比比較高的是單片機(jī)，在智能儀表，工業(yè)檢測(cè)和控制機(jī)電一體化等等方面取得了比較

14、好的成績(jī)，其溫度和濕度控制系統(tǒng)也有起到了很大的強(qiáng)度。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫濕度的控制。設(shè)計(jì)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)起來(lái)也相對(duì)容易，而且性價(jià)比也是很高的。這個(gè)溫濕度的設(shè)計(jì)能夠?qū)ΜF(xiàn)有的情況進(jìn)行全面的檢測(cè) ，能夠即時(shí)、準(zhǔn)確地響應(yīng)溫室內(nèi)溫度和適度的變化。比如溫度保持在一定的范圍內(nèi)，冷卻到一定的范圍內(nèi)。在這些預(yù)定的溫度范圍內(nèi)保持著各種控制方法，如溫度、濕度等保持一定的溫濕度。毫無(wú)疑問(wèn)，這個(gè)系統(tǒng)將被應(yīng)用到溫室中，為植被的生長(zhǎng)提供更的環(huán)境。可以為大棚種植、園林設(shè)計(jì)，花卉栽培提供很好的把控，也可以把損失降到最低。所以必須監(jiān)控安裝一定環(huán)境溫度和濕度的裝置設(shè)備，系統(tǒng)才能及時(shí)準(zhǔn)確地反映室內(nèi)溫度濕度變化情況，

15、這樣才能滿足溫度和濕度的控制要求。1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(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，

16、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)。1.2.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)溫度和濕度的控制技術(shù)的研究比我們國(guó)家要早，開(kāi)始于上個(gè)世紀(jì)70年代。首先，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合模擬儀表來(lái)演示，然后采集現(xiàn)場(chǎng)信息，并對(duì)它進(jìn)行指令，記錄和控制。分布式控制系統(tǒng)出現(xiàn)在80年代末?，F(xiàn)在正在研制并開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，并且是多因素綜合控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界的溫濕度測(cè)控技術(shù)正在迅速發(fā)展，一些國(guó)家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化、正朝無(wú)人控制的方向快速發(fā)展，登上更高的舞臺(tái)。2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1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)

17、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。2.2方案選擇2.2.1傳感器的選擇方案一：選擇兩種傳感器，分別為溫度傳感器和濕度傳感器。溫度和濕度傳感器主要采用DS18B20和 HS1101。DS18B20是一種一線式的、數(shù)字溫度傳感器，它的接口方式為單線式。溫度傳感器主要測(cè)量溫度范圍在大概-55125，它們的誤差為0.5%左右。最高精度可達(dá)小數(shù)點(diǎn)后四位。HS1101是電容式的，HS1101是濕度傳感器，大概可測(cè)的濕度范圍在0%100%RH，誤差為2%RH左右。方案二：就只用DHT11作為溫濕度檢測(cè)模塊。DHT11是一款傳感器，而且

18、它是以數(shù)字的形式作為輸出的。里面含有一個(gè)電阻式的元件，還有一個(gè)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。從上面兩點(diǎn)分析，方案一可能測(cè)試出來(lái)的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)些，測(cè)試的范圍也更加寬些。但由于這次的設(shè)計(jì)所測(cè)試的是環(huán)境要求不高，只需要一般的環(huán)境溫度和濕度，所以在這次的設(shè)計(jì)中我們采取的是方案二，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具有溫度和濕度傳感器的功能，且價(jià)格便宜，故本模塊采用方案二。2.2.2單片機(jī)的選擇方案一：以數(shù)字信號(hào)處理器作為系統(tǒng)控制器。數(shù)字信號(hào)處理器是一種特殊的微處理器，它是一種利用數(shù)字信號(hào)

19、處理大量信息的裝置。對(duì)元器件不是很敏感，受外部因素也不大，比如受環(huán)境溫度這些影響就比較小，這樣設(shè)計(jì)也就容易實(shí)現(xiàn)集成和分時(shí)復(fù)用，實(shí)現(xiàn)處理器的共享，DSP處理器方便調(diào)整系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)，可適用于非常低的頻率信號(hào)等等優(yōu)勢(shì)。但數(shù)字信號(hào)處理器的硬件電路比較復(fù)雜，而且價(jià)格相當(dāng)?shù)馁F，數(shù)字系統(tǒng)由有源器件的功率消耗比較大，和無(wú)源設(shè)備相比沒(méi)有那么可靠。方案二：可以采用單片機(jī)來(lái)作為系統(tǒng)的控制器。單片機(jī)具有很多的優(yōu)勢(shì)，比如它的可靠性很強(qiáng)、性價(jià)比也比較高，用的電壓要求也只有幾V、具有功耗低等等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的功能強(qiáng)大而且適用性也很強(qiáng)，因此也得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣使用，它的算術(shù)運(yùn)算功能很強(qiáng)大，而軟件編程也比較靈活，對(duì)

20、于開(kāi)發(fā)人員也可以自由發(fā)揮，也可以很好的實(shí)現(xiàn)需要的功能。單片機(jī)自身有定時(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，體積小，計(jì)數(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)?；谝陨戏治?，擬定方案二，用STC89C52單片機(jī)作為控制器。3系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)3.1 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹為了開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)便，本次設(shè)計(jì)選用了大眾所熟悉的也比較常用的開(kāi)發(fā)軟件keil5.0。對(duì)于單片機(jī)相關(guān)的軟件開(kāi)發(fā)，通常情況下可以用的軟件的有：keil或者是IAR等等，keil是一種比較適合初學(xué)者的開(kāi)發(fā)軟件，它不僅使用簡(jiǎn)單，而且能夠進(jìn)行軟件模擬仿真測(cè)試等，它具有很強(qiáng)大功能。下面簡(jiǎn)單的對(duì)keil軟件進(jìn)行介紹下。Keil C51的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)

21、系統(tǒng)公司生產(chǎn)的keil軟件。把keil與匯編相比，C語(yǔ)言具有在很多方面的優(yōu)勢(shì)，比如在功能，結(jié)構(gòu)，還有可讀性方面都具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，維護(hù)也是具有明顯的優(yōu)勢(shì)，使用起來(lái)也是相當(dāng)?shù)姆奖?。Keil提供了包括宏匯編、C編譯器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試程序，完整的發(fā)展規(guī)劃，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。運(yùn)行keil軟件可以通過(guò)Win98或者是NT、或者是WIN2000、或者是WINXP等等操作系統(tǒng)都是可以的。而是非常強(qiáng)大的C語(yǔ)言的功能性非常強(qiáng)大的，如果你使用C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程開(kāi)發(fā)，然后Keil應(yīng)該就是我們最為好的選擇。即使我們不使用C語(yǔ)言，用匯編語(yǔ)言來(lái)編程，對(duì)于這么大的集成環(huán)境和軟件仿真對(duì)于我們開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)也是一件

22、可樂(lè)的事情。Keil C51軟件提供的功能和功能豐富而強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，主要是Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，看看編譯后的匯編代碼，可以實(shí)現(xiàn)keil的優(yōu)點(diǎn)。下面是關(guān)于該系統(tǒng)的功能和各部分使用Keil C51開(kāi)發(fā)細(xì)節(jié)。下面介紹一下C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，Vision主要是針對(duì)C51 for Windows，這個(gè)下面就可以完成編輯，編譯，連接，調(diào)試和仿真等等，在這整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)發(fā)人員可用IDE或著是其它編輯器編輯C或者是匯編源文件。然后分別由C51和C51的編譯器編譯生成目標(biāo)文件（.obj）。然后由目標(biāo)文件可由LIB -51 創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51 連接定位生成絕對(duì)

23、目標(biāo)文件-.abs。3.2整體方案設(shè)計(jì)3.2.1 系統(tǒng)概述這次設(shè)計(jì)主要采用STC89C52，設(shè)計(jì)的溫濕度系統(tǒng)主要也是通過(guò)STC89C52單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)主要的功能，再加上電阻電容晶振等器件，單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是這樣構(gòu)成的。其它個(gè)模塊會(huì)根據(jù)需要鏈接到單片機(jī)最小系統(tǒng)來(lái)展開(kāi)。其中包括DHT11，而溫濕度傳感器采用的是這種DHT11，它的功能主要是采集溫度和濕度的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)串口發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行控制。按鍵部分就使用大家常用的，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。電源就選擇5v的電源即可。3.2.2系統(tǒng)框圖下圖即為本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)圖，核心是STC89C52單片機(jī)，起到整個(gè)系統(tǒng)的控制

24、，傳感器采集到的溫濕度傳到核心處理器，核心處理器就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并用相應(yīng)的模塊來(lái)表示出來(lái)，如下就是整個(gè)的架構(gòu)。1602液晶顯示單片機(jī)最小系統(tǒng)DHT11溫濕度一體傳感器蜂鳴器按鍵設(shè)置輸入LED指示燈 圖3-1 系統(tǒng)框圖3.3 DHT11傳感器電路3.3.1 DHT11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 超低能耗引腳安裝完全互換（1）DHT11產(chǎn)品概述DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一種溫度和濕度傳感器，已校準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)輸出。它采用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，保證產(chǎn)品具有高可靠性和優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式濕度傳感器

25、和NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能的8位單片機(jī)一起使用。因此，該產(chǎn)品具有優(yōu)良的品質(zhì)，超快速響應(yīng)，而且抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高等特點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都是很標(biāo)準(zhǔn)的。都是高精度濕度檢定校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)存儲(chǔ)在OTP內(nèi)存中，以程序儲(chǔ)存的形式存在，它是一種傳感器的檢測(cè)信號(hào)的過(guò)程。DHT11是單絲系統(tǒng)串行接口，這樣設(shè)計(jì)起來(lái)就變得簡(jiǎn)單快捷多了。它具有體積小巧，功耗相當(dāng)?shù)偷忍攸c(diǎn)。最重要的是信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米，傳輸效率相對(duì)較高，使其成為各種應(yīng)用中的很好選擇的，甚至是最嚴(yán)格的應(yīng)用。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝。連接方便，可根據(jù)用戶要求提供特殊的包裝形式。圖 3-2 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器（2）應(yīng)用領(lǐng)域u暖通空調(diào)

26、u測(cè)試及檢測(cè)設(shè)備u汽車 u數(shù)據(jù)記錄器u消費(fèi)品 u自動(dòng)控制u氣象站 u家電u濕度調(diào)節(jié)器 u醫(yī)療u除濕器3.3.2接口說(shuō)明（1）接口說(shuō)明 為了方便，連接線長(zhǎng)度應(yīng)短于18米時(shí)，一般考慮用5K上拉電阻,但是大于18米時(shí)，這個(gè)就得根據(jù)具體情況使用合適的上拉電阻。在這次的設(shè)計(jì)中，我們采用的是5k的電阻。圖3-3 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)用于單片機(jī)和DHT11數(shù)據(jù)之間的通信和同步，采用單總線數(shù)據(jù)

27、格式，通信時(shí)間4ms左右，數(shù)據(jù)被分成小部分和整數(shù)部分，在下面的說(shuō)明具體的格式。分?jǐn)?shù)部分為以后的擴(kuò)展，現(xiàn)在讀為零。操作過(guò)程如下：一個(gè)完整的數(shù)據(jù)傳輸是40bit，高位先出。通訊過(guò)程如圖所示：圖3.4 DHT11與單片機(jī)的通訊過(guò)程在總線空閑的時(shí)候，它的狀態(tài)為高電頻，主機(jī)拉低，然后等待DHT11響應(yīng)，主機(jī)設(shè)置的時(shí)間必須超過(guò)18毫秒，以保證DHT11可以檢測(cè)到啟動(dòng)信號(hào)。DHT11接收主機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)，等待主機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，然后就發(fā)送80us低水平的響應(yīng)信號(hào)。主機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)后，延時(shí)等待的時(shí)間20-40us，就等待讀取DHT11響應(yīng)信號(hào)，響應(yīng)信號(hào)發(fā)出后主機(jī)就開(kāi)始發(fā)出信號(hào)，可以切換到輸入模式。通信初始化要求如下圖

28、所示圖3-5 通訊初始化 總線為低電平，DHT11發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，然后再拉高80us，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，開(kāi)始50us為時(shí)隙開(kāi)始，每一位數(shù)據(jù)都是這樣的方式開(kāi)始，對(duì)高水平集數(shù)據(jù)位的長(zhǎng)度是0或1。下圖顯示的格式。如果閱讀的響應(yīng)信號(hào)為高電平，DHT11沒(méi)有反應(yīng)，則檢查線路是否連接正常。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詈笠稽c(diǎn)后，DHT11拉低總線50us，然后總線電阻被拉到空閑的狀態(tài)。數(shù)字0信號(hào)表示方法如圖3-6所示。圖3-6 數(shù)字0信號(hào)的表示方法數(shù)字1信號(hào)表示方法如下圖所示。圖3-7 數(shù)字1信號(hào)表示方法3.3.3 DHT11模塊電路圖DHT11的模塊電路圖如下圖所示：圖3-8 DHT11的模塊電路圖3.4液晶顯示電路3.4.

29、1 1602液晶簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)顯示采用了工業(yè)性液晶模塊1602，總共有兩行?？梢燥@示32個(gè)字符，這樣就可以方便的顯示常用符號(hào)，又或者是英文字母大小寫(xiě)，還有阿拉伯?dāng)?shù)字等等。通過(guò)程序的設(shè)定還可顯示簡(jiǎn)單的漢字。該系統(tǒng)使用的是的液晶屏價(jià)位比較合理，而且可以顯示2行標(biāo)準(zhǔn)字符，每行可以顯示16個(gè)字符，可以滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的需求。在通信系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化儀器和辦公設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，當(dāng)在設(shè)計(jì)漢子時(shí)，內(nèi)部沒(méi)有合適于漢字庫(kù)型來(lái)液晶顯示，第一步是要獲取漢字或圖形子模塊的數(shù)據(jù)。該模塊的軟件不能直接提取的子模塊的數(shù)據(jù)5×8點(diǎn)陣，你可以手動(dòng)提取的字體從漢字中。最后，獲取到的的漢字模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在液晶存儲(chǔ)器中。16

30、02液晶主要有兩種，一種為帶背光的，為一種為不帶光的。而這種基控制器基本上為HD44780，帶背光的厚度比不帶光的厚些，是否帶背光在應(yīng)用中差距也不大，兩者尺寸差別如下圖所示：圖3-9 液晶尺寸說(shuō)明1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：u顯示容量:16×2個(gè)字符u芯片工作電壓:4.55.5Vu工作電流:2.0mA(5.0V)u模塊最佳工作電壓:5.0Vu字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm3.4.2液晶引腳說(shuō)明1602的引腳如表3-2所示：表3-1 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

31、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。 第四腳：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。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

32、指令介紹（1）清屏指令圖3-10清屏指令功能功能：1）能夠?qū)⒁壕э@示屏刪除，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所示圖3-11 光標(biāo)歸位指令功能功能：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 圖3-12 進(jìn)入模式設(shè)置指令功能功能：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：圖3-13 參數(shù)設(shè)定條

33、件（4）顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置指令指令如表3-6所示 圖3-14 顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置指令功能功能：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：圖3-15 顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置指令圖（5）設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動(dòng)方向指令圖3-16設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動(dòng)方向指令功能功能：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：圖3-17參數(shù)設(shè)定圖（6）功能設(shè)定指令下圖即功能設(shè)定指令圖：圖3-18功能設(shè)定指令功能圖功能：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：圖3-19 功能設(shè)定指令功能圖（7）設(shè)定CGRAM地址指令指令如圖所示：圖3-20設(shè)定CGRAM地址指令功能

34、圖功能：下一次被存入數(shù)據(jù)的CGRAM地址將被設(shè)置，字符號(hào)為DB5DB4DB3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地址指令圖3-21設(shè)定DDRAM地址指令功能功能：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地址指令下圖為相應(yīng)的指令：圖3-22設(shè)定DDRAM地址指令功能功能：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)容被接

35、收。（10）數(shù)據(jù)寫(xiě)入DDRAM或者CGRAM指令表3-12 數(shù)據(jù)寫(xiě)入DDRAM或者CGRAM指令指令功能表功能： 圖3-23 數(shù)據(jù)寫(xiě)入DDRAM或者CGRAM指令指令功能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)的指令指令如下圖所示 圖3-24 從CGRAM或者DDRAM讀出數(shù)據(jù)的指令功能圖功能：主要是DDRAM或OGRAM中的內(nèi)容被讀寫(xiě)。3.5蜂鳴器模塊該電子蜂鳴器是一種一體化的結(jié)構(gòu)，直流電壓來(lái)進(jìn)行供電，應(yīng)用于電腦、電子玩具、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、汽車電子設(shè)備、電話、音響設(shè)備定時(shí)器及其它電子產(chǎn)品，

36、主要的作用就是用于發(fā)出聲音，以便起到提醒的作用。常用的蜂鳴器主要分為兩種，一種為壓電式蜂鳴器，另一種電磁式蜂鳴器。壓電式蜂鳴器內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要分為幾個(gè)部件，分別是多諧振蕩器，壓電蜂鳴片，阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等等。電源接通后，壓迫蜂鳴片發(fā)聲，電磁式蜂鳴器由下面幾種組成，分別是振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，接通電源時(shí)，振蕩器會(huì)產(chǎn)生頻率的信號(hào)，通過(guò)電磁線圈會(huì)有電流的產(chǎn)生，從而使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。電磁線圈與振動(dòng)膜片的相互作用、周期振動(dòng)而產(chǎn)生的聲音。本次設(shè)計(jì)采用電磁蜂鳴器。除此之外，它還具有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器的區(qū)別。請(qǐng)注意，這里的“來(lái)源”不是電源，而是來(lái)源的震蕩。也就是說(shuō)，

37、有內(nèi)部沖擊源的就稱為有源蜂鳴器，只要電源一鏈接蜂鳴器就會(huì)發(fā)出聲音，有源蜂鳴器用直流器是無(wú)法起到作用的，本次設(shè)計(jì)也是采用有源的蜂鳴器。蜂鳴器設(shè)計(jì)的電路原理圖如下所示：圖3-25 蜂鳴器原理圖3.6按鍵輸入模塊鍵盤和單片機(jī)接觸的是比較頻繁的。站在監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的位置上來(lái)觀察，就不只是完成鍵盤掃描，讀取鍵盤的當(dāng)前狀態(tài)那么簡(jiǎn)單了，許多問(wèn)題都還需要解決，這就有可能導(dǎo)致操作鍵盤上的人容易造成錯(cuò)誤的操作和控制失誤。在單片機(jī)應(yīng)用中，鍵盤中最常用的形式主要是獨(dú)立的鍵盤和矩陣鍵盤。它們各有各自的特點(diǎn)，獨(dú)立的鍵盤硬件電路相對(duì)簡(jiǎn)單，在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，一般來(lái)說(shuō)對(duì)硬件電路的要求也比較低；獨(dú)立鍵盤和矩陣鍵盤是非常不同的，矩陣鍵盤首先在硬件電路它要比獨(dú)立鍵盤更復(fù)雜，而且在程序算法上比它更麻煩，但它在節(jié)省端口資源方面的優(yōu)勢(shì)是多的，所以它更適合于鍵盤電路。本次設(shè)計(jì)中由于采用的按鍵數(shù)量比較少，只有3個(gè)按鍵，分別是“設(shè)置”、“減”、“加”，故采用了獨(dú)立鍵