摘要

1、上電顯示環(huán)境溫濕度值。帶溫濕度報(bào)警、顯示功能，可超過報(bào)警范圍(報(bào)警上限值和下限值)，相應(yīng)的LED燈亮。

2、支持串口通信，把溫度值、濕度值發(fā)送串口調(diào)試助手。

    本設(shè)計(jì)總體思路為：信息采集→信息處理→信息顯示/報(bào)警。它的主要模塊為單片機(jī)模塊，溫濕度采集模塊，顯示模塊，鍵盤模塊，LED報(bào)警模塊，電源模塊，閾值設(shè)置模塊，設(shè)計(jì)方塊圖如下：

    目前傳感器應(yīng)用非常廣泛，傳感器的品種繁多，本次設(shè)計(jì)選擇DHT11

LCD1602液晶顯示，具有字符發(fā)生器ROM，可顯示192種字符（32個(gè)5x10點(diǎn)陣字符和160個(gè)5x7點(diǎn)陣字符和），具有64個(gè)字節(jié)的自定義字符RAM，可以自定義4個(gè)5x11點(diǎn)陣字符或8個(gè)5x8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)輕巧、緊湊、裝配容易，像素分辨率高,尺寸小。

對于本次設(shè)計(jì)，只要同時(shí)能直觀地顯示溫度濕度出來就可以了，選擇LCD1602能夠把溫濕度很直觀的顯示出來，而且不占用資源，在設(shè)定閾值時(shí)更能簡潔明了，1602能顯示兩行字符，恰好對應(yīng)分配給溫度和濕度，本次設(shè)計(jì)選擇LCD1602為顯示元件。1602實(shí)物圖如下：

(1) 低功耗空閑和掉電模式；

(2) 全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz；

(3) 八個(gè)中斷源；

(4) 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器；

(5) 掉電標(biāo)識符；

(6) 三級加密程序存儲器；

(7) 與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；

(8) 全雙工UART串行通道；

(9)  三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；

(10) 看門狗定時(shí)器；

(11) 雙數(shù)據(jù)指針；

(12) 1000次擦寫周期；

（13）32個(gè)可編程I/O口線。

VCC：電源

GND：地

P0口：8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個(gè)TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問數(shù)據(jù)存儲器和外部程序時(shí)，P0口也被作為低8位數(shù)據(jù)/地址復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(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：具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器可以驅(qū)動4個(gè)TTL邏輯電平。對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P1^2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的外部計(jì)數(shù)輸入（P1^0/T2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的觸發(fā)輸入（P1^1/T2EX），具體如下表所示。在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。

P2口：具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器驅(qū)動4個(gè)TTL邏輯電平。對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）。在方位外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2口送出高八位地址。在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收一些控制信號和高8位地址字節(jié)。

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，P2輸出緩沖器能驅(qū)動四個(gè)TTL邏輯電平。對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，將輸出電流（IIL）。

RST：復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，單片機(jī)復(fù)位需要RST腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期高電平將�？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，RST腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。AXUR（地址8EH）特殊寄存器上的Disrto位可以使此功能無效。Disrto默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。

ALE/：控制信號（ALE）訪問外部程序存儲器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時(shí)，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。

：外部程序存儲器選通信號（）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng)S54從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將不被激活。

/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令。必須接地。為執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。

在Flash編程期間，也接收12V電壓。

數(shù)字溫濕度傳感器DHT11是一款含有已校準(zhǔn)熟悉信號輸出溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的溫濕度傳感技術(shù)和數(shù)字模塊采集技術(shù)，確保產(chǎn)品具有卓越的長期穩(wěn)定性和極高的可靠性。傳感器包括一個(gè)NTC測溫元件和一個(gè)電阻式感濕元件，并與一個(gè)性能高的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)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在即為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測型號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為給類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。

典型的應(yīng)用電路如圖：

1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂�以他不能顯示圖形

1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。

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。

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。

相反，因此在編寫軟件時(shí)需要做處理，使讀取正確。LCD顯示電路如下圖所示

按鍵是用來設(shè)定溫度、濕度上下限報(bào)警值，查看溫度、濕度上下限報(bào)警值。主要有4個(gè)按鍵分別是功能選擇鍵、上鍵、下鍵、確認(rèn)鍵。

計(jì)算機(jī)在完成一項(xiàng)工作時(shí)，必須按順序執(zhí)行各種操作。這些操作是程序設(shè)計(jì)人員用計(jì)算機(jī)所能夠接受的語言把解決問題的步驟事先描述好的，也就是事先編制好計(jì)算機(jī)程序，再由計(jì)算機(jī)去執(zhí)行。另外，一個(gè)有效率的控制系統(tǒng)還需要完善的算法，由算法繪制出相應(yīng)的流程圖，這樣根據(jù)流程圖編制軟件程序。

左起第一個(gè)鍵是功能選擇鍵，按一次進(jìn)入報(bào)警溫度上限設(shè)置，此時(shí)顯示上一次設(shè)置溫度報(bào)警上限值（TH36）且光標(biāo)不斷閃爍，進(jìn)行上限溫度設(shè)置，設(shè)置好后按確認(rèn)鍵。

按第二次，進(jìn)行下限溫度報(bào)警設(shè)置，此時(shí)顯示上一次設(shè)置溫度報(bào)警下限值（TL25）且光標(biāo)不斷閃爍，設(shè)置好后按確認(rèn)鍵。

按第三次，進(jìn)行上限濕度報(bào)警設(shè)置，此時(shí)顯示上一次設(shè)置濕度報(bào)警上限限值（HH72）且光標(biāo)不斷閃爍，設(shè)置好后按確認(rèn)鍵。

    再按一次即第四次，進(jìn)行下限濕度報(bào)警設(shè)置，此時(shí)顯示上一次設(shè)置濕度報(bào)警下限限值（HH62）且光標(biāo)不斷閃爍，設(shè)置好后按確認(rèn)鍵。

第二個(gè)按鍵是增加鍵，可以對上限溫度或下限溫度進(jìn)行增大調(diào)整

第三個(gè)按鍵是減小鍵，可以對下限溫度或下限溫度進(jìn)行減小調(diào)整。

第四個(gè)按鍵是確認(rèn)鍵，可以對溫濕度上下限報(bào)警值保持到IIC(AT24C02)中。

1. 把傳感器技術(shù)應(yīng)用到單片機(jī)控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對環(huán)境溫度和濕度的數(shù)據(jù)采集和讀取。

2. 利用LCD液晶的顯示技術(shù)完成了環(huán)境溫度、濕度及顯示電路的設(shè)計(jì)。

3. 外接了蜂鳴器報(bào)警模塊，在超過設(shè)定溫濕度上下限時(shí)自動報(bào)警。

4. 在本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上皆有繼電器模塊，可以外接調(diào)溫調(diào)濕電器，把功能擴(kuò)展延伸為實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫濕度的控制。

5. 整個(gè)系統(tǒng)軟硬件搭配合理，設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)方便，性價(jià)比高。

由于單片機(jī)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、開發(fā)簡便，因而在工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)自動化、家電智能化等領(lǐng)域占據(jù)了廣泛的市場。本文介紹的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定的實(shí)用性，但該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中還有很多漏洞。還需要在智能化方面加以改進(jìn)。特別是在提高穩(wěn)定度和節(jié)省功耗等方面。不過，該產(chǎn)品有很好的可擴(kuò)性能，比如，該設(shè)備的測量結(jié)果不僅能在本地顯示，而且能利用單片機(jī)的RS-485總線通信協(xié)議和串行口將采集的數(shù)據(jù)傳送到主控機(jī)，以進(jìn)行進(jìn)一步的處理、存檔。主控機(jī)負(fù)責(zé)控制指令的發(fā)送，以控制各個(gè)從機(jī)的溫濕度采集和收集測量數(shù)據(jù)，并對測量結(jié)果（包括歷史數(shù)據(jù)）進(jìn)行整理、顯示和存儲。從機(jī)與主控機(jī)之間也能夠相互協(xié)調(diào)、相互聯(lián)系，從而達(dá)到系統(tǒng)整體統(tǒng)一、和諧的效果。

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整個(gè)系統(tǒng)原理圖

單片機(jī)溫濕度檢測設(shè)計(jì)參考論文.doc (345 KB, 下載次數(shù): 92)

2018-6-28 20:02 上傳

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