基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)

PAGE畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)院系電子工程系專業(yè)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師職稱目錄HYPERLINK\l"_Toc294866256"1、引言 12、設(shè)計(jì)內(nèi)容及方案 22.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 22.2方案選擇 PAGEREF_Toc294866259\h32.2.1溫濕度傳感器的選擇 32.2.2顯示器的選擇 33、系統(tǒng)的硬件選擇及設(shè)計(jì)原理 43.1溫濕度傳感器SHT10 43.1.1接口定義 43.1.2電路特性 53.1.3傳感器特點(diǎn) 63.1.4技術(shù)參數(shù) 63.2單片機(jī)選擇與介紹 73.2.1主要性能 PAGEREF_Toc294866269\h73.2.2AT89S52介紹 83.2.3腳口介紹 93.3復(fù)位電路 10HYPERLINK\l"_Toc294866273"3.4晶振電路 113.5顯示電路 123.6報(bào)警電路 133.7鍵盤設(shè)定模塊 143.8穩(wěn)壓電路 144、軟件設(shè)計(jì) 154.1主程序模塊 164.2SHT10初始化流程 164.3LCD初始模塊 175、調(diào)試 195.1軟件調(diào)試 195.1.1Proteus軟件 195.1.2KeilC51軟件 205.2根據(jù)原理圖焊接電路板 235.3硬件調(diào)試 255.3.1程序下載 255.3.2檢測(cè)顯示 265.3.3控制顯示 265.3.4溫度報(bào)警 275.3.5濕度報(bào)警 276、小結(jié) 28參考文獻(xiàn) 28致謝 30ABSTRACT 31附錄 32PAGE10PAGE1基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)王鶴南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)，南京210044摘要:溫濕度是生活生產(chǎn)中的重要的參數(shù)。本設(shè)計(jì)為基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)，采用模塊化、層次化設(shè)計(jì)。用新型的智能溫溫度傳感器SHT10主要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)，將溫度濕度信號(hào)通過(guò)傳感器進(jìn)行信號(hào)的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再運(yùn)用單片機(jī)AT89S52進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報(bào)警電路提供信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的控制報(bào)警。報(bào)警系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定報(bào)警的上下限值實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，顯示部分采用字符型TC1602液晶顯示所測(cè)溫濕度值。系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單、集成度高、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、檢測(cè)精度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：溫濕度；SHT10；單片機(jī)；AT89S52；檢測(cè)；報(bào)警1、引言溫度和濕度的檢測(cè)和控制是許多行業(yè)的重要工作之一，不論是貨品倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)車間，都需要有規(guī)定的溫度和濕度，然而溫度和濕度卻是最不易保障的指標(biāo)，針對(duì)這一情況，研制可靠且實(shí)用的溫度和濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)就顯得非常重要。溫濕度的檢測(cè)與控制是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中比較典型的應(yīng)用之一，隨著傳感器在生產(chǎn)和生活中的更加廣泛的應(yīng)用。在生產(chǎn)中，溫濕度的高低對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大。由于溫濕度的檢測(cè)控制不當(dāng)，可能使我們導(dǎo)致無(wú)法估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。為保證日常工作的順利進(jìn)行，首要問(wèn)題是加強(qiáng)生產(chǎn)車間內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測(cè)工作，但傳統(tǒng)的方法過(guò)于粗糙，通過(guò)人工進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。目前，在低溫條件下(通常指100℃以下)，溫濕度的測(cè)量已經(jīng)相對(duì)成熟。利用新型單總線式數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)試與控制得到更快的開(kāi)發(fā)。但人們對(duì)它的要求越來(lái)越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、學(xué)習(xí)、生活提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化，智能化控制方向發(fā)展。對(duì)于國(guó)內(nèi)外對(duì)溫濕度檢測(cè)的研究，從復(fù)雜模擬量檢測(cè)到現(xiàn)在的數(shù)字智能化檢測(cè)越發(fā)的成熟，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)在的對(duì)于溫濕度研究，檢測(cè)系統(tǒng)向著智能化、小型化、低功耗的方向發(fā)展。在發(fā)展過(guò)程中，以單片機(jī)為核心的溫濕度控制系統(tǒng)發(fā)展為體積小、操作簡(jiǎn)單、量程寬、性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高，等諸多優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)生活的各個(gè)方面實(shí)現(xiàn)著至關(guān)重要的作用[1]。溫濕度傳感器除電阻式、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(lái)改變振蕩頻率）、光強(qiáng)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(cè)環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長(zhǎng)期暴露在待測(cè)環(huán)境中，很容易被污染而影響其測(cè)量精度及長(zhǎng)期穩(wěn)定性[2]。2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT10型智能化溫度/溫度傳感器，體積與火柴頭相近。它們不僅能準(zhǔn)確測(cè)量相對(duì)溫度，還能測(cè)量溫度和露點(diǎn)。測(cè)量相對(duì)溫度的范圍是0～100%，分辨力達(dá)0.03%RH，最高精度為±2%RH。測(cè)量溫度的范圍是-40℃～+123.8℃，分辨力為0.01℃。測(cè)量露點(diǎn)的精度<±1℃。在測(cè)量濕度、溫度時(shí)A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)分別可達(dá)12位、14位。利用降低分辨力的方法可以提高測(cè)量速率，減小芯片的功耗。SHT11/15的產(chǎn)品互換性好，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，不需要外部元件，適配各種單片機(jī)，可廣泛用于醫(yī)療設(shè)備及溫度、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中?，F(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以MCS-51為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品，ATMEL公司的產(chǎn)品和中國(guó)臺(tái)灣的WinBond系列單片機(jī)。AT89S52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(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)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(chǔ)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和在系統(tǒng)可編程Flash，使AT89S52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。本設(shè)計(jì)以此為出發(fā)點(diǎn)，以溫濕度控制為核心思想，根據(jù)自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，用新型的智能集成溫溫度傳感器SHT10主要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)，將溫度濕度信號(hào)通過(guò)傳感器進(jìn)行信號(hào)的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再運(yùn)用單片機(jī)AT89S52進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報(bào)警電路提供信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的控制報(bào)警。根據(jù)工作環(huán)境要求設(shè)定系統(tǒng)的溫濕度閾值，利用LCD實(shí)時(shí)地測(cè)量顯示環(huán)境的溫濕度值，實(shí)現(xiàn)溫濕度自動(dòng)控制，使其在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的測(cè)試精度，同時(shí)還可以根據(jù)預(yù)設(shè)定報(bào)警閾值報(bào)警，一旦發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫濕度超限，立即報(bào)警。為此我設(shè)計(jì)了操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、工作穩(wěn)定的基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容及方案2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容用新型的智能集成溫溫度傳感器SHT10主要實(shí)現(xiàn)檢測(cè)溫度、濕度的檢測(cè)，將溫度濕度信號(hào)通過(guò)傳感器進(jìn)行信號(hào)的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再運(yùn)用單片機(jī)AT89S52進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報(bào)警電路提供信號(hào)。設(shè)定模塊主要為設(shè)定溫濕度報(bào)警的閾值。如圖2.1所示。單片機(jī)控制模塊單片機(jī)控制模塊LCD顯示模塊電源模塊報(bào)警模塊溫濕度度采集模塊按鍵設(shè)定模塊圖2.1設(shè)計(jì)模塊圖要求如下：1、用單片機(jī)通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)溫濕度的顯示與控制2、通過(guò)LCD來(lái)顯示溫濕度的數(shù)值3、能夠?qū)崿F(xiàn)超閾值的報(bào)警4、檢測(cè)范圍與精度：溫度檢測(cè)范圍：-30℃～+100℃測(cè)量精度：1℃濕度檢測(cè)范圍：0～100%RH檢測(cè)精度：4.5%RH[3]2.2方案選擇主要針對(duì)溫濕度傳感器的選擇和顯示控制系統(tǒng)的選擇，并在其中做了比較。2.2.1溫濕度傳感器的選擇方案一：濕度檢測(cè)采用濕敏元件，其主要分為電阻式和電容式。濕敏電阻的種類多，靈敏度高，但是起線性度和產(chǎn)品的互換性差。濕敏電容靈敏度高，產(chǎn)品互換性搞，響應(yīng)速度快，偏于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小型化和集成化，是精度一般比濕敏電阻要低一些。綜合濕敏元件，其線性度可抗污染性差，在濕度的檢測(cè)環(huán)境中濕敏元件需要時(shí)刻在檢測(cè)環(huán)境中，很容易受到環(huán)境污染從而影響其測(cè)量精度和持續(xù)的穩(wěn)定性。溫度檢測(cè)采用最基本的熱電偶和熱敏電阻。熱電偶應(yīng)用廣泛，價(jià)格便宜而且耐用。種類多，能夠覆蓋非常寬的溫度范圍，最高溫度可以到達(dá)2000℃。但是其非線性、響應(yīng)速度慢、精度中等、靈敏度低、穩(wěn)定性低、高溫下容易老化和有線性漂移，并且測(cè)量需要參考量。熱敏電阻，該傳感器主要隨溫度的變化阻值發(fā)生變化，主要用于-200到500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測(cè)量。其溫度系數(shù)要大而且需要穩(wěn)定的溫度源，反應(yīng)速度快，工藝好價(jià)格低，測(cè)溫環(huán)境穩(wěn)定。方案二：溫濕度檢測(cè)采用集成模擬傳感器，其靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快，而且它可以和信號(hào)處理電路及邏輯控制電路集成在一起，使用方便。濕度傳感器選用HS1101，溫度傳感器選擇AD590。這兩個(gè)傳感器，在接入電路中，都需要A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)從而是單片機(jī)存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)。方案三：采用數(shù)字式傳感器，起初選擇DS18B20和SHT10作為溫度和濕度測(cè)量元件，但是SHT10包含相對(duì)濕度傳感器、溫度傳感器，所以把SHT10作為溫濕度檢測(cè)的一個(gè)整體。SHT10作為典型的溫濕度傳感器，在測(cè)量過(guò)程中可對(duì)相對(duì)溫濕度進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，準(zhǔn)確的測(cè)量溫濕度。產(chǎn)品互換性好，相應(yīng)速度快，抗干擾性強(qiáng)，不需要外部參考源和外部器件。綜上所述，SHT10與溫濕敏元件的溫濕度測(cè)量以及模擬測(cè)量的元器件相比，起數(shù)字溫濕度傳感器低成本，內(nèi)部集成復(fù)雜，測(cè)量準(zhǔn)確，而且能夠提供數(shù)字輸出，簡(jiǎn)化外部測(cè)量電路，精度高，適用廣泛的測(cè)量范圍，并且本設(shè)計(jì)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)相適合。因此，選擇溫度濕度傳感器SHT10作為此次設(shè)計(jì)中的測(cè)量元件。2.2.2顯示器的選擇方案一：數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，起驅(qū)動(dòng)方式分別為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，靜態(tài)驅(qū)動(dòng)編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高但是占用I/O端口多，在十幾應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼器驅(qū)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。動(dòng)態(tài)電路是最廣泛的顯示方式之一，其能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗低。針對(duì)數(shù)碼管，其顯示單調(diào)不具備數(shù)據(jù)的直觀性。方案二：LCD1602液晶顯示，具有字符發(fā)生器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）具有64個(gè)字節(jié)的自定義字符RAM，可自定義8個(gè)5′8點(diǎn)陣字符或四個(gè)5′11點(diǎn)陣字符。具有80個(gè)字節(jié)的RAM，標(biāo)準(zhǔn)的接口特性，適配M6800系列MPU的操作時(shí)序。模塊結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、裝配容易，像素尺寸小，分辨率高。綜上，選擇LCD1602能夠把溫濕度很直觀的顯示出來(lái)，能夠在設(shè)定閾值時(shí)更能簡(jiǎn)潔明了，所以選擇LCD1602為顯示元件。3、系統(tǒng)的硬件選擇及設(shè)計(jì)原理主要對(duì)所選擇元件的原理及應(yīng)用介紹和對(duì)本設(shè)計(jì)中各個(gè)單元的電路解析。3.1溫濕度傳感器SHT10溫濕度傳感器SHT10由Sensirion公司生產(chǎn)，其產(chǎn)品具有無(wú)可比你的優(yōu)越性能。SHT10單芯片傳感器內(nèi)含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專利的COMS過(guò)程微加工技術(shù)確保了產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。體積與火柴頭相近。它們不僅能準(zhǔn)確測(cè)量相對(duì)溫度，還能測(cè)量露點(diǎn)參數(shù)。廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集器、變送器、自動(dòng)化過(guò)程控制、汽車行業(yè)、樓宇控制、暖通空調(diào)、電力機(jī)房、計(jì)量測(cè)試、醫(yī)藥業(yè)。實(shí)體圖如圖3.1所示。圖3.1SHT10傳感器實(shí)體與接口圖3.1.1接口定義接口定義如表3.1所示。表3.1接口定義引腳名稱描述1GND接地2DATA串行數(shù)據(jù)，雙向3SCK串行時(shí)鐘，輸入口4VDD電源NCNC必須為空SHT10的供電電壓范圍為2.4～5.5V,建議供電電壓為3.3V。在電源引腳（VDD,GND）之間須加一個(gè)100nF的電容，用以去耦濾波。SHT10的串行接口，在傳感器信號(hào)的讀取及電源損耗方面，都做了優(yōu)化處理。傳感器不能按照I2C協(xié)議編址，但是，如果I2C總線上沒(méi)有掛接別的元件，傳感器可以連接到I2C總線上，但單片機(jī)必須按照傳感器的協(xié)議工作。SCK用于微處理器與SHT10之間的通訊同步。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小SCK頻率。DATA引腳為三態(tài)結(jié)構(gòu)，用于讀取傳感器數(shù)據(jù)。當(dāng)向傳感器發(fā)送命令時(shí),DATA在SCK上升沿有效且在SCK高電平時(shí)必須保持穩(wěn)定。DATA在SCK下降沿之后改變。為確保通訊安全，DATA的有效時(shí)間在SCK上升沿之前和下降沿之后應(yīng)該分別延長(zhǎng)至TSUandTHO當(dāng)從傳感器讀取數(shù)據(jù)時(shí)，DATATV在SCK變低以后有效，且維持到下一個(gè)SCK的下降沿。為避免信號(hào)沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動(dòng)DATA在低電平。需要一個(gè)外部的上拉電阻（例如：10kΩ）將信號(hào)提拉至高電平。上拉電阻通常已包含在微處理器的I/O電路中。設(shè)計(jì)中使用SHT10智能傳感器作為溫濕度檢測(cè)的元件，參數(shù)采集模塊如圖3.2所示[3]。圖3.2溫濕度采集模塊3.1.2電路特性電氣特性，如能耗，高、低電平，輸入、輸出電壓等，都取決于電源。表3.2詳細(xì)解釋了SHT10的電氣特性，若沒(méi)有標(biāo)明，則表示供電電壓為5V。若想與傳感器獲得最佳通訊效果。表3.2SHT10直流特性.RP表示上拉電阻，IOL指低電平輸出電流參數(shù)條件最小典型最大單位供電電源DC102.43.35.5V供電電流測(cè)量狀態(tài)0.551mA平均值11228μA休眠狀態(tài)0.31.5μA低電平輸出電壓IOL<4mA0250mV高電平輸出電壓RP<25kΩ90%100%VDD低電平輸入電壓下降0%20%VDD高電平輸入電壓上升80%100%VDD焊盤上的輸入電流1μA輸出電流開(kāi)4mA三態(tài)(關(guān))1020μAVDD對(duì)GND的絕對(duì)最大值為+7V和-0.3V。如果傳感器工作在絕對(duì)最大值條件下時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響傳感器的穩(wěn)定性（如：熱載流效應(yīng)，氧化）。加重的DATA線由傳感器控制,普通的DATA線由單片機(jī)控制.。有效時(shí)間依據(jù)SCK的時(shí)序。數(shù)據(jù)讀取的有效時(shí)間為前一個(gè)切換的下降沿。如圖3.3所示。圖3.3SHT10時(shí)序圖3.1.3傳感器特點(diǎn)相對(duì)濕度和溫度一體測(cè)量精確露點(diǎn)測(cè)量全量程標(biāo)定，無(wú)需重新標(biāo)定即可互換使用兩線制數(shù)字接口(最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)集成，較低的價(jià)格)高可靠性(工業(yè)CMOS工藝)優(yōu)化的長(zhǎng)期穩(wěn)定性基于請(qǐng)求式檢測(cè)，因此低能耗具有濕度傳感器元件的自檢測(cè)能力傳感器元件加熱應(yīng)用，亦可獲得極高的精度和穩(wěn)定性全量程標(biāo)定3.1.4技術(shù)參數(shù)濕度測(cè)量范圍:0～100％RH濕度測(cè)量精度：±4.5％RH（20到80％RH）濕度測(cè)量復(fù)現(xiàn)性:±0.1％RH濕度測(cè)量分辨率:0.03％RH溫度測(cè)量范圍：-40～+123.8℃；溫度測(cè)量精度:±0.5℃在25℃時(shí)；±0.9℃（0到40℃）溫度響應(yīng)時(shí)間:≤20秒溫度測(cè)量重復(fù)性:±0.1℃溫度測(cè)量分辨率:0.01℃其溫濕度特性曲線如圖3.4所示。圖3.4溫濕度特性曲線3.2單片機(jī)選擇與介紹本系統(tǒng)控制電路的核心器件采用的是美國(guó)ATMEL生產(chǎn)的AT89S52單片機(jī)屬于MCS-51系列。AT89S52實(shí)物如圖3.5所示。圖3.5單片機(jī)AT89S52實(shí)物圖3.2.1主要性能與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器32個(gè)可編程I/O口線三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式掉電后中斷可喚醒看門狗定時(shí)器雙數(shù)據(jù)指針掉電標(biāo)識(shí)符[4]3.2.2AT89S52介紹AT89S52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(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)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(chǔ)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和在系統(tǒng)可編程Flash，使AT89S52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。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止[4]。本設(shè)計(jì)電路中AT89S52單片機(jī)的電路圖如圖3.6所示。圖3.6AT89S52框圖3.2.3腳口介紹8位微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程FlashAT89S52。P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。P1端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.1分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。引腳號(hào)第二功能：P1.0T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出。P1.1T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）。P1.5MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7SCK（在系統(tǒng)編程用）P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR）時(shí)，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，即P3口輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表3.3所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。表3.3P3口引腳與第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2INTO(外中斷0)P3.3INT1(外中斷1)P3.4TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)P3.5T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST——復(fù)位輸入。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是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG——當(dāng)訪問(wèn)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）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)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過(guò)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(wú)效。PSEN——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)AT89S52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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP——外部訪問(wèn)允許，欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。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)然這必須是器件是使用12V編程電壓Vpp[5]。3.3復(fù)位電路RST引腳是單片機(jī)復(fù)位端，高電頻有效。在引腳端輸入至少連續(xù)兩個(gè)單片機(jī)周期的高電頻，單片機(jī)復(fù)位。使用時(shí)，在引腳與VSS引腳之間接一個(gè)10KΩ的下拉電阻，與VCC引腳之間接一個(gè)約10μF的電解電容，即可保證上電自動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路如圖3.7所示[6]。圖3.7復(fù)位電路3.4晶振電路在單片機(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)的一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振的基礎(chǔ)上。晶振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)。晶振元器件實(shí)物圖如圖3.8所示。圖3.8晶振實(shí)物圖C6、C7為負(fù)載電容，Y1為晶振，12MHz。設(shè)計(jì)中晶振電路如圖3.9所示[7]。圖3.9晶振電路3.5顯示電路本設(shè)計(jì)顯示部分采用字符型TC1602液晶顯示所測(cè)溫濕度值并且顯示控制界面。TC1602實(shí)物圖如圖3.10所示。LCD1602顯示器主要特點(diǎn)：液晶顯示屏是以若干個(gè)5′8或5′11點(diǎn)陣塊組成的顯示字符群。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。主控制驅(qū)動(dòng)電路為HD44780（HITACHI）及其他公司全兼容電路，如SED1278（SEIKOEPSON）、KS0066（SAMSUNG）、NJU6408（NERJAPANRADIO）。具有字符發(fā)生器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）具有64個(gè)字節(jié)的自定義字符RAM，可自定義8個(gè)5′8點(diǎn)陣字符或四個(gè)5′11點(diǎn)陣字符。具有80個(gè)字節(jié)的RAM，標(biāo)準(zhǔn)的接口特性，適配M6800系列MPU的操作時(shí)序。模塊結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、裝配容易，像素尺寸小，分辨率高。顏色分單色（黑白）、彩色兩種。為便于夜間觀察，可采用由LED或ELD器件構(gòu)成的背景光源。液晶顯示器屬于被動(dòng)發(fā)光型顯示器件，它本身不發(fā)光，只能反射或透射外界光線，因此環(huán)境亮度越高，顯示越清晰。其亮暗對(duì)比度可達(dá)100:1。單+5V電源供電，采用交流驅(qū)動(dòng)方式。圖3.10TC1602實(shí)物圖使用時(shí)，可將P0與LCD的數(shù)據(jù)線相連，P2口與LCD的控制線相連，其中，TC1602第4腳RS為寄存器選擇，第5腳RW為讀寫信號(hào)線，第6腳E為使能端。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。這里要注意的是，為了布線方便，單片機(jī)端的D0～D7是接到LCD/602的D1～D0，正好相反，因此在編寫軟件時(shí)需要做處理，使讀取正確。LCD顯示電路如圖3.11所示[8]。圖3.11顯示電路3.6報(bào)警電路本設(shè)計(jì)采用的是聲光報(bào)警，設(shè)定報(bào)警的上下限值實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，使用單片機(jī)的中斷系統(tǒng)。根據(jù)單片機(jī)接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后與該參數(shù)設(shè)定的上下限進(jìn)行比較，高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)能進(jìn)行正常的顯示。報(bào)警電路中，以紅色LED和蜂鳴器構(gòu)成，在輸入溫濕度的上下限后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，并判斷測(cè)試溫濕度與輸入溫濕度之間的差異，當(dāng)檢測(cè)出的溫濕度在設(shè)定的溫濕度上下限外就會(huì)報(bào)警，即紅色LED亮，同時(shí)蜂鳴器響。報(bào)警電路如圖3.12所示[8]。圖3.12報(bào)警電路3.7鍵盤設(shè)定模塊本設(shè)計(jì)可以直接設(shè)定溫濕度參數(shù)的上下限值，從而達(dá)到對(duì)溫濕度控制報(bào)警的功能[9]。按設(shè)置鍵出現(xiàn)設(shè)置界面，按確定鍵選擇需要設(shè)置的數(shù)字，上下鍵設(shè)置需要限定的溫濕度如圖3.13所示。圖3.13鍵盤設(shè)定模塊3.8穩(wěn)壓電路三端穩(wěn)壓集成電路LM7805來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。LM7805如圖3.14所示。圖3.14LM7805實(shí)物圖LM7805參數(shù)如表3.4所示。表3.4LM7805參數(shù)本系統(tǒng)所有芯片都需要+5V的工作電壓，而干電池只能提供的電壓為1．5V的倍數(shù)的電壓，并且隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其電壓會(huì)逐漸下。本電路是一個(gè)輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。IC采用集成穩(wěn)壓器7805，電容分別為輸入端和輸出端濾波電容，R3為負(fù)載電阻，D1為工作指示燈，POWER為供電電源，電壓范圍6-15V直流。當(dāng)輸出電較大時(shí)，7805應(yīng)配上散熱板。穩(wěn)壓電路如圖3.15所示[10]。圖3.15穩(wěn)壓電路圖4、軟件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型的時(shí)候軟件也基本定下拉了，從軟件的功能不同，可以分為兩的類：一是主程序，它是整個(gè)軟件的核心，專門用來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)執(zhí)行模塊和操作者的聯(lián)系。二是子程序，它是用來(lái)完成各種實(shí)質(zhì)性的工作的，如測(cè)量、計(jì)算、顯示、通訊等。每一個(gè)執(zhí)行軟件就是一個(gè)小的執(zhí)行模塊，這里將每一個(gè)模塊一一列出來(lái)，并為每個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好以后，就可以規(guī)劃監(jiān)控軟件了。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的主程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的條件，合理安排監(jiān)控軟件和執(zhí)行軟件之間的調(diào)度關(guān)系。4.1主程序模塊主程序主要完成硬件初始化，子程序調(diào)用等功能[11]。在主程序中，對(duì)溫濕度傳感器，LCD1602液晶顯示器的初始化，同時(shí)調(diào)用傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行顯示，之后進(jìn)行閾值判斷并啟動(dòng)報(bào)警裝置。開(kāi)始開(kāi)始1602與SHT10初始化溫濕度采集子程序溫濕度處理子程序讀取成功溫濕度數(shù)據(jù)是否超限聲光報(bào)警顯示溫濕度是圖4.1主程序模塊4.2SHT10初始化流程該流程主要對(duì)傳感器的初始化進(jìn)行設(shè)計(jì)，流程圖如圖4.2所示[12]。SHT10初始化SHT10初始化DQ置1DQ置1D0清零，發(fā)復(fù)位脈沖 D0清零，發(fā)復(fù)位脈沖延時(shí)600us延時(shí)600usDQ置1DQ置1等待50us等待50us讀入DQ的狀態(tài)讀入DQ的狀態(tài)等待200us等待200usDQ置1DQ置1初始化結(jié)束初始化結(jié)束圖4.2SHT10初始化流程圖4.3LCD初始模塊LCD上電時(shí)，都必須按照一定的時(shí)序?qū)CD進(jìn)行初始化操作，主要任務(wù)是設(shè)置LCD的工作方式，顯示狀態(tài)，清屏，輸入方式，光標(biāo)位置等。LCD初始化如圖4.3所示[13]。功能設(shè)置命令功能設(shè)置命令調(diào)用寫入指令到LCD子程序開(kāi)始子程序返回調(diào)用寫入指令到LCD子程調(diào)用寫入指令到LCD子程設(shè)置顯示狀態(tài)清屏設(shè)定工作方式調(diào)用寫入指令到LCD子程設(shè)置輸入方式圖4.3LCD1602初始化流程圖5、調(diào)試在此部分介紹了對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件調(diào)試和硬件調(diào)試。5.1軟件調(diào)試軟件調(diào)試主要使用Proteus軟件和KeilC51軟件。在軟件調(diào)試中，首先在Proteusz中繪制電路圖，并設(shè)置各元器件的參數(shù)。然后在KeilC51軟件編寫程序，并編譯后輸入PROTEUS中進(jìn)行仿真。5.1.1Proteus軟件Proteus軟件是英國(guó)Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。Proteus軟件除了其具有和其它EDA工具軟件的一樣的原理布圖，還可以電路仿真。不止是對(duì)單片機(jī)的仿真還對(duì)其外圍器件進(jìn)行仿真。其特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。如68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在改軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如KeilC51uVision3等軟件。支持大量的外圍芯片和存儲(chǔ)器，具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。運(yùn)行Proteus軟件出現(xiàn)以下窗口。如圖5.1所示圖5.1Proteus原理圖編輯窗口點(diǎn)擊P（元件選擇按鍵），填寫元件名稱，選擇所需要的元件，對(duì)于本電路我先添加主電路元件，然后在添加子電路元件，完成后連線，對(duì)于不便連接的元件節(jié)點(diǎn)，可以采用總線和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的形式。完成后保存，電路圖如圖5.2所示[15]。圖5.2仿真電路圖5.1.2KeilC51軟件KeilC51軟件是KeilSoftware公司推出的uVision3，是一款可用于多種8051MCU的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，該IDE同時(shí)也是PK51及其它開(kāi)發(fā)套件的一個(gè)重要組件。除增加了源代碼、功能導(dǎo)航器、模板編輯以及改進(jìn)的搜索功能外，提供了一個(gè)配置向?qū)Чδ埽铀倭藛?dòng)代碼和配置文件的生成。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標(biāo)MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號(hào)等。其提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于MCUI/O引腳和外設(shè)狀態(tài)變化下的程序變量。編輯的C或匯編文件，分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件（.OBJ）。目標(biāo)文件可由LIB51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)目標(biāo)文件（.ABS）。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的HEX文件，以供調(diào)試器使用進(jìn)行源代碼調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。注意晶振的頻率，默認(rèn)的是11.0592MHz,可以根據(jù)需要修改。調(diào)試時(shí)注意PC機(jī)與仿真器之間始終保持通信聯(lián)絡(luò)，導(dǎo)致獨(dú)立Keil仿真器上一個(gè)指示數(shù)據(jù)接收的LED不斷閃亮。使用KeilC51時(shí)，打開(kāi)界面，并非即刻能夠編輯程序的窗口，需要新建文件和設(shè)置，其步驟如下：打開(kāi)Keil的操作界面，在“Project”中選擇“NewuVisionProject…”新建一個(gè)文件，并命名（注意此時(shí)命名時(shí)不需要加后綴），如“溫濕度”即可，確定后會(huì)彈出選擇單片機(jī)的窗口。在相應(yīng)的產(chǎn)品里選擇所需要的單片機(jī)型號(hào)，本設(shè)計(jì)所用的單片機(jī)是AtmelAT89S52，則在相應(yīng)的欄目里選中。然后接下來(lái)的窗口選擇“是”，然后新建，在頁(yè)面里面編輯程序，命名，要注意的是這次命名需要加后綴，如“溫濕度.c”。在主窗口側(cè)邊欄找到“Target1”，右擊其子標(biāo)題欄“SourceGroup1”選擇“AddFilestoGroup‘SourceGroup1’”。選擇保存的“溫濕度.c”文件添加，并在下拉單點(diǎn)擊打開(kāi)，此時(shí)，編譯開(kāi)始，指示燈亮。順序編譯，若出現(xiàn)錯(cuò)誤，編譯窗口下會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，雙擊錯(cuò)誤提示，則插入符號(hào)將出現(xiàn)在有錯(cuò)的地方，根據(jù)提示對(duì)程序進(jìn)行修改，保存，再編譯至無(wú)錯(cuò)，否則無(wú)法生成“HEX”格式。在主菜單欄里選擇“Project”按出下拉單，選擇“OptionsforTarget‘Target1’”，在該窗口下，將晶振的頻率（Xtel(MHz)）設(shè)置為12MHz，然后選擇“Output”在“CreateHEXFile”前面打鉤，OK。在繼續(xù)編譯后出現(xiàn)“createhexfilefrom…”，編譯完成，此時(shí)文件就可以被單片機(jī)識(shí)別應(yīng)用，導(dǎo)入即可。圖5.3KeilC51軟件打開(kāi)界面5.1.3仿真打開(kāi)用Proteus軟件編輯好的電路圖，雙擊單片機(jī)導(dǎo)入程序，如圖5.4所示。圖5.4程序?qū)虢缑鎸?dǎo)入程序仿真后，如圖5.5所示，其結(jié)果顯示編輯的程序，以及電路圖符合設(shè)計(jì)要求。檢測(cè)精度也在范圍之內(nèi)。圖5.5仿真結(jié)果圖5.2根據(jù)原理圖焊接電路板按照設(shè)計(jì)的電路圖焊接電路板，原理圖如圖5.6a和圖5.6b。焊接時(shí)要牢記注意點(diǎn)，短路、虛焊都不要出現(xiàn)，在焊接每一次完成后都要認(rèn)真檢查有沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤，避免在總體的焊接完畢后，出現(xiàn)不知所以的問(wèn)題。所以在焊接時(shí)嚴(yán)格按照電路圖焊接。圖5.6a原理圖圖5.6b原理圖焊接完成后檢查電路板焊接情況，用萬(wàn)用表檢查電路是否存在短路、虛焊。檢查完畢確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題的情況下加電測(cè)試。實(shí)物電路板如圖5.7所示。圖5.7電路板實(shí)物圖5.3硬件調(diào)試5.3.1程序下載在程序下載過(guò)程中使用的是progisp下載器，該下載器支持所有AVR芯片的編程，主要用于下載AVR程序和ATM程序。下載器裝載單片機(jī)后與計(jì)算機(jī)連接，整理在Keil軟件里編譯好的程序，準(zhǔn)備完畢后就可以下載程序。打開(kāi)下載軟件Progisp，點(diǎn)擊菜單選擇“調(diào)入Flash(F)”,選擇需要下載的“HEX文件”，打開(kāi)文件，點(diǎn)擊軟件“自動(dòng)”按鍵，軟件就可以自動(dòng)把程序燒錄到單片機(jī)內(nèi)。提示下載成功，燒錄完畢。如圖5.8所示為單片機(jī)程序燒錄硬件。圖5.8程序下載器硬件5.3.2檢測(cè)顯示在此檢查無(wú)誤后，下載程序進(jìn)行調(diào)試。加電后，在一切正常的情況下，電源指示燈綠色亮，系統(tǒng)2秒的初始化后，LCD正確顯示溫濕度。如圖5.9所示，顯示的是溫度24.7℃，濕度是43.4%RH。圖5.9溫濕度顯示5.3.3控制顯示設(shè)置界面如圖5.10所示。T1、T2分別問(wèn)溫度的上下限，H1、H2分別為濕度的上下限。圖5.10系統(tǒng)設(shè)置顯示5.3.4溫度報(bào)警在溫濕度上下限的報(bào)警中，當(dāng)設(shè)置溫度上限在20℃時(shí)，如圖5.11所示。圖5.11溫度設(shè)定上線實(shí)際溫度為25.2℃，高于設(shè)定的上限溫度，此時(shí)系統(tǒng)聲光報(bào)警，如圖5.12所示。圖5.12溫度報(bào)警5.3.5濕度報(bào)警在相對(duì)濕度閾值報(bào)警的設(shè)置中，當(dāng)把相對(duì)濕度上限設(shè)定為40%時(shí)，如圖5.13所示。圖5.13初設(shè)定濕度上限實(shí)際相對(duì)濕度為44.2%，高于設(shè)定的上限濕度值，根據(jù)程序設(shè)定系統(tǒng)聲光報(bào)警如圖5.14所示。圖5.14關(guān)于濕度報(bào)警顯示圖6、小結(jié)在設(shè)計(jì)中，主要是以AT89S52單片機(jī)為核心的，對(duì)溫度和濕度的檢測(cè)與控制智能化進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)與闡述。對(duì)MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)的溫濕度檢測(cè)控制原理與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了論述。本次設(shè)計(jì)可以說(shuō)是軟硬結(jié)合，又以硬件為主，軟件程序?yàn)檩o。給出了檢測(cè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的各部分電路以及相對(duì)應(yīng)的程序。采用模塊化、層次化設(shè)計(jì)。用新型的智能集成溫溫度傳感器SHT10主要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)，將溫度濕度信號(hào)通過(guò)傳感器進(jìn)行信號(hào)的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再運(yùn)用單片機(jī)AT89S52進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報(bào)警電路提供信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的控制報(bào)警。報(bào)警系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定報(bào)警的上下限值實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，顯示部分采用字符型TC1602液晶顯示所測(cè)溫濕度值。實(shí)驗(yàn)證明該設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境溫濕度精確控制，達(dá)到了相應(yīng)的效果，系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單、集成度高、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、檢測(cè)精度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)：沙占友．《智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用》．機(jī)械工業(yè)出版社．2002．2-5．沙占友葛家怡馬洪濤等．《集成化智能傳感器原理與應(yīng)用》．電子工業(yè)出版社．2004．74-81．徐愛(ài)鈞．《智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì)》．北京航空航天大學(xué)出版社．2007．114-126．ATMEL公司．《AT89S52的技術(shù)手冊(cè)》．周航慈．《單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)》．北京航空航天大學(xué)出版社．2000．189-214．白靜．《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》．西安電子科技大學(xué)出版社．2009．37-56．何希才．《常用傳感器應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)與實(shí)踐》．科學(xué)出版社．2007．165-170．何希才．《傳感器及其應(yīng)用》．國(guó)防工業(yè)出版社．2001．74-78．張敏．《基于單片機(jī)的多通道溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》．機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新．2008-2（11）：23-25．張軍彭宣戈．《嵌入式系統(tǒng)硬件抗干擾技術(shù)》．嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用．2006-16（2）：31-36．龍澤明顧立志王桂蓮．《MCS-51單片機(jī)原理及工程應(yīng)用》．國(guó)防工業(yè)出版社．2005．42-47．劉仲娥張維新宋文洋．《敏感元器件與應(yīng)用》．青島海洋大學(xué)出版社．1993．46-125．唐穎．《單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)》．北京大學(xué)出版社．2008．14-18．佟玲楊玉芬張本華．《智能溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的組成及發(fā)展》．農(nóng)機(jī)化研究．2006-39(3)：24-26．ChengHuaruiDuHongqi．Automaticcontrolsystemoftemperatureandhumidityinstoreroom．2001-17(3)：17-19．致謝回首自己走過(guò)的大學(xué)生活，心中倍感復(fù)雜，但是當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)論文時(shí)，隨如釋負(fù)重，卻又有些失落。首先我要感謝南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院能夠給我一個(gè)繼續(xù)深造的機(jī)會(huì)。誠(chéng)摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師張加宏老師，他能在忙碌的教學(xué)生活中審查、修改我的論文。同時(shí)我也要感謝在這曾經(jīng)教育過(guò)我的老師，在你們一絲不茍，細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)中，我也漸漸受到你們的熏陶，他們精心的指導(dǎo)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃悸方o了我許多啟發(fā)。至此，我的論文在指導(dǎo)老師張加宏的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S，不僅僅教會(huì)我怎么去做，更是教會(huì)我怎么發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，從選題，定題開(kāi)始，一直到最后論文反反復(fù)復(fù)的修改，張老師總是以專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)嚴(yán)格要求我，在張老師深刻細(xì)致的指導(dǎo)下，我的研究思維和設(shè)計(jì)理念有了很大的提高，我的畢業(yè)論文能夠順利完成還是要對(duì)張老師說(shuō)聲謝謝。感謝大學(xué)生活中陪伴我的同學(xué)、朋友，在他們的陪同下，我收到了很多寶貴的簡(jiǎn)易和意見(jiàn)，有了他們的陪伴，支持，我完成了這一設(shè)計(jì)，他們是我大學(xué)生活的一部分，不僅改善了我生活學(xué)習(xí)習(xí)慣，更讓我知道了為人處事的道理。從論文選題到搜集資料，寫稿到初稿，再到反復(fù)修改，器件經(jīng)歷了喜悅、聒噪、彷徨和掙扎，寫論文的過(guò)程中心情太復(fù)雜，但是在自己不斷的探索努力及老師指導(dǎo)下，最終完成，心中不免有些成就感。也讓我對(duì)本專業(yè)的只是有了進(jìn)一步的了解，查閱書籍，翻看問(wèn)下，從朦朦朧朧到豁然開(kāi)朗，我感覺(jué)我在成長(zhǎng)。這次設(shè)計(jì)使我在今后的專業(yè)工作中打下了一定的基礎(chǔ)。因?yàn)楸救藢I(yè)技術(shù)水平有限，有不足之處還請(qǐng)閱讀者包含指點(diǎn)。最后我希望南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院越辦越好，也祝愿我的老師同學(xué)事業(yè)有成。機(jī)會(huì)永遠(yuǎn)在有準(zhǔn)備的人手中！MCU-basedtemperatureandhumiditytestingandcontrolsystemWangHeElectronicscienceandtechnologyBinjiangCollege,NanjingUniversityofInformationScienceandTechnology,Nanjing210044ABSTRACTTemperatureandhumidityistheimportantparameterinthelivingandproduction.ThisdesignisMCU-basedtemperatureandhumiditydetectionsystem,itadoptsmodularlayeringdesign,andusetemperatureandhumidityofnewintelligentsensorSHT10mainlyrealizationtotheexaminationoftemperatureandhumidity.Thetemperatureandhumiditysignalsarecollectedbysensorsandconvertthesignalintodigitalsignal,thenusetheAT89S52microcontrollerfordataanalysisandprocessing,providedforthedisplayandalarmsignalcircuit,toachievecontrolandalarmoftemperatureandhumidity.ReporttothepolicesystemaccordingtoenactmentthetopandbottomlimitreportingtothepolicebeworthrealizationtoreporttothepolicefunctionandshowpartadoptioncharacterlisttypetheTC1602LCDshowtemperatureandhumidity'svaluemeasured.Thesystemelectriccircuitissimple,highintegration,workstability,adjusttotryconvenience,highexaminationaccuracy,andhavedefinitelypracticalvalue.Keyword:Temperatureandhumidity;SHT10;MCU;AT89S52;Detection;Alarm附錄#include<reg51.h>#include<intrins.h>#include<absacc.h>#include<math.h>#include"1602.h"#include"sht10.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineKEY_CANCEL0x08#defineKEY_UP0x04#defineKEY_DOWN0x02#defineKEY_ENTER0x01//ucharxdatakey_lcd_val_tmp[12];//臨時(shí)保存用戶設(shè)置的數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶按ENTER鍵時(shí)寫入相應(yīng)寄存器//ucharcurrent_page=1;//記錄當(dāng)前正在顯示的頁(yè)面，初始狀態(tài)顯示第一頁(yè)ucharis_setting_system=0;//記錄系統(tǒng)是否處于設(shè)置系統(tǒng)狀態(tài)==1,默認(rèn)是顯示頁(yè)面狀態(tài)==0uintkey_value=0;//鍵值為零ucharkey_value_valid=0;//系統(tǒng)可以處理新鍵值ucharj;sbitBeep=P3^6;sbitLED_RED=P1^5;sbitLED_GREEN=P1^4;sbitKEY01=P2^0;sbitKEY02=P2^1;sbitKEY03=P2^2;sbitKEY04=P2^3;voiddelay(uint);voidInit();voiddelay_LCM(uint); //LCD延時(shí)子程序voidinitLCM(void); //LCD初始化子程序voidlcd_wait(void);//LCD檢測(cè)忙子程序voidWriteCommandLCM(ucharWCLCM,ucharBusyC);//寫指令到ICM子函數(shù)voidWriteDataLCM(ucharWDLCM);//寫數(shù)據(jù)到LCM子函數(shù)voidDisplayOneChar(ucharX,ucharY,ucharDData);//顯示指定坐標(biāo)的一個(gè)字符子函數(shù)voidDisplayListChar(ucharX,ucharY,ucharcode*DData); //顯示指定坐標(biāo)的一串字符子函數(shù)voidweishu1(floatm);voiddisplay(void);voidalarm(void);voidhandle_key_lcd1602(void);//處理按鍵與lcd1602顯示，while循環(huán)中直接使用 /**********mainfuncation************/voidmain(void){/*********************************/ uinttemp,humi;// uintTemp_CHA;// floathumi_val;// floattemp_val; //定義兩個(gè)共同體，一個(gè)用于濕度，一個(gè)用于溫度// floatdew_point; //用于記錄露點(diǎn)值 ucharerror; //用于檢驗(yàn)是否出現(xiàn)錯(cuò)誤 ucharchecksum;//CRC bittemp_f; unsignedcharHUMI,TEMP; HUMI=0X01; TEMP=0X02; temp_f=1;// ucharwendu[6];//用于記錄溫度// ucharshidu[6];//用于記錄濕度/***************