溫濕度傳感器-課程設(shè)計(jì)報(bào)告

目錄第1章概述8設(shè)計(jì)任務(wù)與要8設(shè)計(jì)方9第2章硬件設(shè)計(jì)9時(shí)鐘電路和復(fù)位電路9溫濕度測(cè)量電路設(shè)計(jì)3按鍵電第3章軟件設(shè)計(jì)1主函數(shù)設(shè)2按鍵查實(shí)時(shí)監(jiān)控與測(cè)試流程圖

第4章硬件調(diào)試與結(jié)果分析1調(diào)試過(guò)硬件調(diào)第5章總結(jié)參考文獻(xiàn)附錄一：系統(tǒng)仿真圖附錄二：源程序電氣與信息工程系課程設(shè)計(jì)評(píng)分表章概設(shè)計(jì)任務(wù)與要求本課題以單片機(jī)為核心，用智能集成溫溫度傳感器DHT11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)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理在數(shù)碼管上顯示當(dāng)前溫濕度要求用按鍵控制系統(tǒng)選擇分別對(duì)溫度或濕度的測(cè)試復(fù)位除功能，完成硬件調(diào)試

設(shè)計(jì)方案本課題的溫濕度測(cè)試，通過(guò)單片STC-89C5連接溫濕度模塊、顯示模塊將溫度、濕度同時(shí)顯示。單片機(jī)發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后，DHT11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出t的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號(hào)采集，如果沒(méi)有接收到單片機(jī)發(fā)送來(lái)的信號(hào)，DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫度采集，采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示時(shí)鐘復(fù)按鍵電DHT11溫度采集電單片機(jī)圖

章硬件設(shè)計(jì)電路顯示電路時(shí)鐘電路和復(fù)位電路MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反放大器XTALXTAL分別是反相放大器的輸入端和輸出端。通常，經(jīng)由片外晶體振蕩器或陶瓷諧振器與兩個(gè)匹配電容一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩電路課題由片外晶體振蕩器與兩個(gè)匹配電容一起構(gòu)成了一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘振蕩電路，為單片機(jī)提供時(shí)鐘源

本設(shè)計(jì)復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)與上電自動(dòng)復(fù)位電路相同；當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電容通過(guò)并聯(lián)的電阻迅速放電，然后，R電，能夠保證RST端能夠維持一段時(shí)間的高電平。如1所示圖時(shí)鐘及復(fù)位電

溫濕度測(cè)量電路設(shè)計(jì)DHT1的供電電壓3－5.5V，傳感器上電后，要等待1以越過(guò)不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無(wú)需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個(gè)100nF的電容，用以去耦濾波。數(shù)據(jù)用于微處理器與DHT11間4m數(shù)部分和整數(shù)部分如圖2所示本電路上拉電阻為5K數(shù)據(jù)端接（接受溫濕度數(shù)據(jù)。

圖溫濕度測(cè)量電顯示電路本電路由四位一體共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示，采901三極管做位驅(qū)動(dòng)。根據(jù)發(fā)光二極管物理連接的不同七段數(shù)碼管可以分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)。其中P03為位選，如圖3所示圖顯示電

4按鍵電路單片機(jī)設(shè)計(jì)中按鍵可分為獨(dú)立式按鍵和矩陣式按鍵本系統(tǒng)由于按鍵較少，故采用四個(gè)獨(dú)立按鍵，上拉電阻1K。其中，四個(gè)按鍵功能分別是顯示溫度、顯示濕度、實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示溫濕度、測(cè)試溫濕度。如圖圖

章軟件設(shè)計(jì)本軟件設(shè)計(jì)主要是對(duì)距離進(jìn)行測(cè)量顯示因此照硬件電路對(duì)單片機(jī)位定義溫濕度設(shè)置子程序溫濕度接收子程序示子程序；延時(shí)子程序等由于本設(shè)計(jì)方案要求硬件電路和軟件編程相結(jié)合程語(yǔ)言十分重要C語(yǔ)言執(zhí)行效率沒(méi)有匯編語(yǔ)言高，但語(yǔ)言簡(jiǎn)潔表達(dá)化類型多樣化程序設(shè)計(jì)自由度大于C1計(jì)1所示開(kāi)始初始化顯示掃描按鍵圖主程序流程圖

2按鍵查詢

獨(dú)立式按鍵接口采用直接讀入方式工作直讀式鍵盤(pán)接口是一個(gè)輸入接口，輸入接口主要功能是解決數(shù)據(jù)輸入的緩。是否按鍵？Y確定鍵測(cè)試顯示溫度顯示濕度實(shí)時(shí)測(cè)試圖

在掃描按鍵函數(shù)中每按下不同按鍵會(huì)返回一個(gè)不同的數(shù)值數(shù)中有按鍵查詢函數(shù)判斷為那個(gè)按鍵按下隨后進(jìn)入不同的子函數(shù)2所示

實(shí)時(shí)監(jiān)控與測(cè)試流程圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為實(shí)時(shí)監(jiān)控與測(cè)試模塊圖3示為測(cè)試模塊示按鍵，該模塊顯示測(cè)試時(shí)的溫度（濕度。當(dāng)要進(jìn)行下一次測(cè)量時(shí)，必須按下測(cè)試按鍵。開(kāi)始N是否按鍵？Y顯示N是否按鍵？Y調(diào)用測(cè)試函數(shù)溫度按鍵按下？濕度按鍵按下？Y Y調(diào)用顯示溫度函數(shù) 調(diào)用顯示濕度函數(shù)圖測(cè)試流程

圖4示為實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊按下實(shí)時(shí)監(jiān)控鍵后啟動(dòng)T0定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)，每一分鐘測(cè)試一次溫度、濕度，并在四位一體的共陽(yáng)極數(shù)碼管輪流顯示溫度、濕度。當(dāng)按下溫度（濕度）顯示按鍵后，該模塊只顯示實(shí)時(shí)的溫度（濕度。當(dāng)再次按下實(shí)時(shí)監(jiān)控按鍵后。定時(shí)器T0閉。開(kāi)始N是否按鍵？Y顯示N是否按鍵？Y重裝初值啟動(dòng)定時(shí)器調(diào)用測(cè)試函數(shù)輪流顯示溫濕度圖

章硬件調(diào)試與結(jié)果分析1調(diào)試過(guò)程在編寫(xiě)此程序前，感覺(jué)DHT11的通信程序和取數(shù)程序最為難寫(xiě)，在之前的學(xué)習(xí)中我并沒(méi)有接觸過(guò)單總線的通信時(shí)序圖通過(guò)查閱資料和參考現(xiàn)有的程序然后在老師講解和與本組的其他組員談?wù)摵蠼K于弄明白這方面的知識(shí)而在測(cè)量函數(shù)中剛開(kāi)始并沒(méi)有測(cè)得數(shù)據(jù)通過(guò)查閱書(shū)籍我設(shè)置了一個(gè)全局變量，一步一步跟蹤每一步并顯示在P1的D了。，數(shù)

確，每次按下測(cè)量鍵是將該標(biāo)志位設(shè)置為2使通信與取數(shù)函數(shù)循環(huán)兩次這樣保證了每次按下測(cè)試按鍵后就能與DHT11正確的通信從而保證得到正確的數(shù)據(jù)。在實(shí)時(shí)監(jiān)控這個(gè)模塊中為了保證溫濕度能循環(huán)顯示按鍵后能顯示溫度（濕度。由于按鍵有限，所以一下設(shè)置了很多的標(biāo)志位。因標(biāo)志位太多而沒(méi)有將所有的環(huán)節(jié)考慮進(jìn)去一下程序有調(diào)試了很久確的實(shí)現(xiàn)要求的功能

硬件調(diào)試如圖1所示按下左下角按鍵時(shí)單片機(jī)開(kāi)始與DHT11測(cè)試溫、濕度。圖示為測(cè)量溫、濕度成功。圖初始

當(dāng)按下圖示按鍵時(shí)數(shù)碼管顯示此時(shí)或?qū)崟r(shí)監(jiān)控的環(huán)境濕度表示此時(shí)顯示的事環(huán)節(jié)溫度，如圖圖顯示濕

當(dāng)按下此按鍵時(shí)數(shù)碼管顯示此時(shí)或?qū)崟r(shí)監(jiān)控的環(huán)境溫度圖4.3。圖顯示溫

章總這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)不僅鞏固了以前學(xué)過(guò)的知識(shí)而且學(xué)到了很多書(shū)本上沒(méi)有沒(méi)到的知識(shí)掌握了一種系統(tǒng)的研究方法可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的編程通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們明白理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的論知識(shí)還不夠，理論實(shí)踐相結(jié)合才能提高實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力同樣在學(xué)習(xí)中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處例如對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解不夠深刻，掌握不夠牢固課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)察過(guò)程隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)中空前活躍的領(lǐng)域在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在因此作為二十一紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我仍感慨頗多。的確，從選題到定稿從理論到實(shí)踐在接近兩個(gè)星期的日子里可以說(shuō)得是苦多于甜在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題可以說(shuō)得是困難重重難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故

參考文獻(xiàn)2龔建偉、熊光明c串口通信[M]康華光第五版[M]高等教育出版社2011年杜樹(shù)春機(jī)C語(yǔ)言[M]北京航空航天大學(xué)出版

附錄一：系統(tǒng)仿真圖

附錄二：源程序sbitdht11=P1^7; #defineNUMBER20 //防止在與硬件通信時(shí)發(fā)生死循環(huán)的計(jì)數(shù)范 #defineERROR0 //函數(shù)的返回值表示讀取數(shù)據(jù)是否成功OK表示成功ERROR表示失voidDHT11_Delay_10us(void); 時(shí)10usunsignedcharReadValue(void); unsignedcharDHT11_ReadTempAndHumi(void);

{ }*/{ status=OK; {

//高位在先 count=0; 50us的低電平時(shí)等待50us結(jié)束 if(count>=NUMBER) { status=ERROR; return0; //函數(shù)執(zhí)行過(guò)程發(fā)生錯(cuò)誤就退出函 } 的高電平表示該位是為70us高電平表該位1 時(shí)30us后檢測(cè)數(shù)據(jù)線是否還是高電平

{ 是1 value++; 約40us)的高電平結(jié)束 { } if(count>=NUMBER) { status=ERROR; } } }

} //讀溫度和濕度{ //拉低數(shù)據(jù)線大于18ms發(fā)送開(kāi)始信 于18秒 于檢測(cè)低電平的應(yīng)答信 等待一段時(shí)間后檢測(cè)應(yīng)答信號(hào),應(yīng)答信號(hào)是從機(jī)拉低數(shù)據(jù)線80us

應(yīng)答信號(hào)是低電 { } { /等待應(yīng)信號(hào)結(jié) if(count>=NUMBER) //檢測(cè)計(jì)數(shù)器是否超過(guò)了設(shè)定的范圍 { 出函數(shù) } //應(yīng)答信號(hào)后會(huì)有一個(gè)80us的高電平，等待高電平結(jié)束

if(count>=NUMBER) { //退出函數(shù) } { // 調(diào) 定為ERROR { } /讀出的后一個(gè)值是校驗(yàn)值不需加上 if(i!=SIZE-1) { /讀出的

字節(jié)數(shù)據(jù)中的前四字節(jié)數(shù)據(jù)和等于第五字節(jié)數(shù)據(jù)表示成功 } } { 出dht11輸出的數(shù)據(jù) } { } }}

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}{ { { { P3=0xf0; } } }

}{ { d=DHT11_ReadTempAndHumi(); { { } } }

}{ led0=17;

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{ led0=12;

led3=0;}{

P3=0xf0; TMOD=0x01;

TH0=0x3c; TL0=0xb0; EA=1; ET0=1; TR0=0;

{ { }

{ case0xe0:flag4=2,ceshiwenshidu();break; //顯示濕度 //顯示溫度