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項(xiàng)目十二溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄項(xiàng)目導(dǎo)入項(xiàng)目實(shí)施知識(shí)儲(chǔ)備項(xiàng)目成果01030204課后作業(yè)05項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目導(dǎo)入項(xiàng)目導(dǎo)入
濕度傳感器,顧名思義就是對(duì)溫度濕度敏感的傳感器。在生活中,人所處環(huán)境的溫濕度高低是會(huì)直接影響到人的體溫調(diào)節(jié)功能和熱傳導(dǎo)效應(yīng)。人的體感適應(yīng)度的好壞,會(huì)影響學(xué)習(xí)、工作的效率。隨著科技的進(jìn)步,讓眾多對(duì)環(huán)境溫濕度有特定需求的場(chǎng)景有了更便捷的管理方式,像通信機(jī)房、智能家居、醫(yī)藥行業(yè)、冷鏈運(yùn)輸、倉(cāng)庫(kù)、酒窖、溫室大棚、孵化基地等場(chǎng)所都需要溫濕度傳感器來(lái)采集數(shù)據(jù),進(jìn)行科學(xué)高效的管理、分析和控制。本項(xiàng)目將基于CC2530單片機(jī)和SHT10數(shù)字溫濕度傳感器,模擬一個(gè)智慧農(nóng)場(chǎng)系統(tǒng),需要采集的實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù),以監(jiān)測(cè)大棚里的相關(guān)溫濕度環(huán)境數(shù)據(jù)。知識(shí)儲(chǔ)備02本課內(nèi)容知識(shí)儲(chǔ)備由于我們使用的是SHT10對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,要完成這個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì),我們首先要了解SHT10與MCU的連接方式,掌握SHT10數(shù)據(jù)采集的原理,掌握與SHT10數(shù)據(jù)采集相關(guān)的特殊功能寄存器的參數(shù)配置及應(yīng)用開(kāi)發(fā)。PART01PART02SHT10數(shù)字溫濕度傳感器主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)高性價(jià)比、高可靠性、高穩(wěn)定性采用單總線串行接口,便于MCU的信息采集代碼易移植到各種開(kāi)發(fā)環(huán)境中接口簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快穩(wěn)定性高測(cè)濕精度±4.5%RH,測(cè)溫精度±0.5°CCC2530與SHT10連接方式: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。下圖為SHT10的典型應(yīng)用電路。本課內(nèi)容PART03PART04SHT10數(shù)據(jù)采集:加粗的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。請(qǐng)注意數(shù)據(jù)讀取的有效時(shí)間為前一個(gè)切換的下降沿。下圖為SHT10的時(shí)序圖。項(xiàng)目中用到的SFR:包括P0、P0DIR、P0SEL、PERCFG、P2DIR、U0CSR、U0GCR、U0BAUD,P0寄存器用于控制P0口外部引腳的電平高低,P0SEL用于設(shè)置P0口外部引腳的用于通用IO口還是外設(shè),P0DIR用于設(shè)置P0口外部引腳的輸入/輸出方向,PERCFG寄存器用于配置串口的備用位置,是備用位置1還是備用位置2,P2DIR寄存器用于設(shè)置P0端口外設(shè)優(yōu)先級(jí)控制位,U0CSR寄存器用于設(shè)置串口的模式以及接收器的狀態(tài),U0GCR和U0BAUD兩個(gè)寄存器共同設(shè)置串口的波特率,寄存器配置請(qǐng)參照前面的章節(jié)。項(xiàng)目實(shí)施03項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目和資源準(zhǔn)備項(xiàng)目實(shí)施前必須先準(zhǔn)備好相應(yīng)的設(shè)備和資源,見(jiàn)下表:序號(hào)設(shè)備/資源名稱數(shù)量單位是否準(zhǔn)備到位(√)1CC2530模塊1個(gè)
2SmartRF04EB(或CC-Debugger)仿真器1個(gè)
3USB轉(zhuǎn)TTL數(shù)據(jù)線1根
4SHT10溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊1個(gè)
5SPI燒入線1根
項(xiàng)目實(shí)施實(shí)驗(yàn)?zāi)K原理圖
圖為SHT10數(shù)字溫濕度模塊原理圖,其中電源引腳VCC和GND,供電電壓為2.4V~5.5V。傳感器上電后,要等待11ms,從“休眠”狀態(tài)恢復(fù)。在此期間不發(fā)送任何指令。電源引腳(VDD和GND)之間可增加1個(gè)100nF的電容器,用于去耦濾波。SCK引腳是MCU與SHTIO之問(wèn)通信的同步時(shí)鐘,由于接口包含了全靜態(tài)邏輯,因此沒(méi)有最小時(shí)鐘頻率。DATA引腳是1個(gè)三態(tài)門(mén),用于MCU與SHT10之間的數(shù)據(jù)傳輸。DATA的狀態(tài)在串行時(shí)鐘SCK的下降沿之后發(fā)生改變,在SCK的上升沿有效。在數(shù)據(jù)傳輸期間,當(dāng)SCK為高電平時(shí),DATA數(shù)據(jù)線上必須保持穩(wěn)定狀態(tài)。項(xiàng)目實(shí)施實(shí)施過(guò)程第一步:連接設(shè)備,將CC-Debugger仿真器的JTAG接口與CC2530模塊相連,仿真器另一端用USB數(shù)據(jù)線連接到PC上,如下圖所示:第二步:編寫(xiě)程序項(xiàng)目成果04項(xiàng)目成果項(xiàng)目成果按仿真器或者CC2530模塊上的Reset復(fù)位鍵。打開(kāi)串口調(diào)試助手,設(shè)置波特率為115200,串口調(diào)試助手將會(huì)收到SHT10采集到的環(huán)境溫濕度。串口助手顯示數(shù)據(jù)如下圖所示:課后作業(yè)05課后作業(yè)可通過(guò)按鍵中斷功能來(lái)控制是否需要實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。要求1增加策略,當(dāng)溫度和濕度超過(guò)一定范圍時(shí),在串口助手會(huì)顯示異常提醒語(yǔ)句。要求2溫濕度數(shù)據(jù)在不同范圍的時(shí)候,會(huì)有相對(duì)應(yīng)的指示燈提示。要求3以上實(shí)驗(yàn)只是利用CC2530開(kāi)發(fā)板以及SHT10完成了溫濕度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集,如果要完善一個(gè)溫濕度控制系統(tǒng),則需要用到更多的功能。謝謝大家觀看GENERAL
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