基于單片機(jī)的溫濕度檢測報警系統(tǒng)講解

1、目錄基于單片機(jī)的溫濕度檢測報警系統(tǒng) . 2摘要 . 21引言 . 41.1問題的提出 . 41.2研究的意義 . 41.3國內(nèi)外現(xiàn)狀 . 41.4本文研究的目的和研究方向 . 51.5本文研究的主要內(nèi)容 . 52工具簡介 . 62.1C 語言 . 62.2Proteus . 72.3Protel . 73設(shè)計任務(wù)分析及方案論證 . 93.1設(shè)計任務(wù)要求和溫濕度控制的發(fā)展 . 93.2設(shè)計總體方案及其方案論證 . 103.3器件選定 . 114硬件設(shè)計 . 224.1主控制電路和測溫時控制電路 . 224.2主要模塊的電路 . 234.3系統(tǒng)的蜂鳴器電路 . 234.4晶振電路 . 234.5顯

2、示電路 . 244.6傳感器電路 . 254.7復(fù)位電路 . 255軟件設(shè)計 . 275.1系統(tǒng)流程圖 . 275.2編程思想 . 28結(jié)論 . 29參考文獻(xiàn) . 30源程序 . 31原理圖 . 42基于單片機(jī)的溫濕度檢測報警系統(tǒng)摘要；本作品采用 MSC-51系列單片機(jī)中的 AT89S51和 DHT11的溫濕度的檢 測系統(tǒng)。本作品主要包括硬件電路的設(shè)計制作和單片機(jī)程序的設(shè)計。 硬件電路主 要包括單片機(jī)、溫濕度傳感器、顯示模塊、報警器以及鍵盤等 5 部分，由 DHT11 溫濕度傳感器及 1602 字符型液晶模塊構(gòu)成系統(tǒng)顯示模塊，該作品原件較少、工 作穩(wěn)定、集成度高，測試精度高，具有一定的實用價值

3、。其中測溫濕度控制電路 由溫濕度傳感器和預(yù)設(shè)溫度值比較報警電路組成，用戶根據(jù)需要預(yù)先輸入預(yù)設(shè) 值，當(dāng)實際測量的溫濕度大于預(yù)設(shè)的溫濕度數(shù)值時， 發(fā)出報警信號（蜂鳴器蜂鳴）。 軟件部分包括了主程序、顯示子程序、測溫濕度子程序。本次設(shè)計采用的 DHT11溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字輸出的溫濕度 復(fù)合傳感器， 傳感器包括一個電阻式感濕原件和一個 NTC測溫元件，并與一個高 性能的 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)、 便宜耐用等優(yōu)點。 單片機(jī) AT89S51是一款低消耗、 高性能的 CMOS8位單片機(jī)， 由 于它強(qiáng)大的功能和低價位， 也是在教學(xué)過程中用的比較多的單

4、片機(jī)， 因此在作品 中選擇了 AT89S51單片機(jī)。關(guān)鍵詞： 溫濕度檢測儀 AT89S51 單片機(jī) DHT11 溫濕度傳感器TemperatureTemperature andand humidityhumidity detectiondetection alarmalarm systemsystem basedbased onon SinglechipSinglechipABSTRACTABSTRACT ： This design is the use of MSC-51 Series MCU AT89S51 and DHT11 in the low-cost temperature and

5、 humidity detection system. This design includes the design of hardware and system software design. Hardware circuit includes a microcontroller, temperature and humidity sensors, display module, the alarm and the keyboard 5, the DHT11 temperature and humidity sensor and 1602 constitute a system of c

6、haracter LCD module display module, the system circuit is simple stable high integration commissioning Convenient, high precision, has some practical value. Temperature and humidity control circuit in which the temperature and humidity sensors and compare the value of the preset temperature alarm ci

7、rcuit, the user input required pre-default value. when the actual temperature and humidity measurements of temperature and humidity is greater than the preset value. an alarm signal (bee Buzzer beep).Software part includes the main program, display routines. subroutines side temperature and humidity

8、The design uses the DHT11 temperature and humidity sensors is a digital output with a calibrated temperature and humidity combined sensor, the sensor includes a resistance and a sense of the original wet NTC temperature measurement devices, and with a high-performance 8-bit microcontroller connected

9、. Therefore the product has excellent quality fast response anti-interference ability high cost and other advantages. AT89S51 is a low consumption of item-level high-performance CMOS8 bit microcontroller because of its powerful features and low price. so use it in many fields.Key words ：Temperature

10、measurement Humidity measurement AT89S51DHT111 1 引言現(xiàn)在隨著人們的生活水平越來越高， 所以對生活質(zhì)量的要求也越來越高， 而 生活環(huán)境的好壞是生活質(zhì)量的一個重要指標(biāo)， 成了創(chuàng)造和諧環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。 尤 其是目前生活節(jié)奏的加快， 許多白領(lǐng)都出現(xiàn)了亞健康的狀態(tài)， 因此家庭溫濕度的 檢測對于現(xiàn)代家庭來說也變得十分必要。 因此為了滿足最適宜人們生活的最佳溫 度和濕度，我們需要研究一種家庭式的，操作簡單方便、控制溫濕度的裝置，人 們可以根據(jù)不同季節(jié)以及個人的需要進(jìn)行不同的調(diào)整，以便達(dá)到理想的生活環(huán) 境，這不僅僅是對于生活質(zhì)量的要求，同時也體現(xiàn)了當(dāng)今社會的發(fā)

11、達(dá)與先進(jìn)。1.1問題的提出為了更加有效的保證人們生活環(huán)境的安逸和舒適， 同時也為了人們生活的更 加健康， 人們已不滿于目前的居住環(huán)境， 對居住環(huán)境提出了更高的要求， 智能化 被引進(jìn)了家居， 并且迅速在全國乃至世界范圍內(nèi)普遍發(fā)展開來， 由于自然環(huán)境污 染越來越嚴(yán)重， 城市人口越來越多等， 霧霾天天彌漫在城市中間， 適宜人們生活 的溫度以及濕度越來越難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)， 常見的南北氣候差異， 北方冬天異常干燥， 南方卻陰冷潮濕， 特別是對于長期居住在外地的朋友很難適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颉?而對 于我們來說，我們可以改變一個地區(qū)的大氣候，但要花費的人力物力要非常多。 所以我們可以改變您身邊的環(huán)境， 讓你在你的家里

12、住的更舒心。 所以我門要在合 適的時間內(nèi)對家居環(huán)境作出相應(yīng)的改變，來滿足人們對家居環(huán)境的要求。1.2研究的意義隨著城市居民生活節(jié)奏的加快以及人民生活水平的不斷提高， 人們對于亞健 康的問題越來越關(guān)注， 因此對于居住環(huán)境的要求也越來越高， 舒適的環(huán)境已不僅 僅限于寬敞豪華的住宅，同時也希望在自己的小家里也會有大自然的調(diào)節(jié)作用， 能夠根據(jù)人類的需要，設(shè)定相應(yīng)的溫濕度。因此研究溫濕度的控制非常有必要， 它可以優(yōu)化組合社區(qū)資源， 提升服務(wù)水 平，推動反房地產(chǎn)等其他行業(yè)的發(fā)展，為他們帶來新的商機(jī)。1.3國內(nèi)外現(xiàn)狀這幾年，國內(nèi)外溫濕度傳感器測量系統(tǒng)發(fā)展十分飛快， 正一步步向著集成化、 智能化發(fā)展，隨著各國

13、科研人員的不斷努力， 該類型系統(tǒng)取得的非常巨大的成就?，F(xiàn)代溫濕度傳感器測量系統(tǒng)技術(shù)主要以數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)， 主要類型包括： 虛 擬儀器、智能儀器、數(shù)字式儀器等等。伴隨現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)也發(fā)生了天翻地覆的變化， 其整體的性能、 實用性方面都有很大的改 進(jìn)。所以，依托于數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)而發(fā)展的溫濕度傳感器測量系統(tǒng)在各類應(yīng)用中也發(fā)揮著越來越重要的作用現(xiàn)在，許多外國大型企業(yè)都十分重視傳感器的研發(fā)工作，例如，日本的Figaro 公司、芬蘭的 vaisala 公司等，都致力于傳感器的發(fā)展和改進(jìn)，以加強(qiáng) 其在整個市場的競爭力。 在九十年代， 先后出現(xiàn)了集成溫度濕度測量套件和應(yīng)用 于濕度傳

14、感器的測試系統(tǒng)， 這個新的技術(shù)的產(chǎn)生都大大刺激了傳感器的進(jìn)一步發(fā) 展。與此同時，國內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)也在傳感器測試裝置的研發(fā)上不斷探索、 進(jìn)取。 例如通過采用傳統(tǒng)電子儀器進(jìn)行設(shè)計研發(fā)而成的多種動態(tài)測試系統(tǒng)、 動進(jìn)樣裝置 的氣體傳感器智能測試系統(tǒng)等等， 這些成績都體現(xiàn)了我國在傳感器領(lǐng)域取得的成 就。當(dāng)然，隨著科技的進(jìn)步， 傳統(tǒng)的溫濕度測試技術(shù)在穩(wěn)定性、 精度等方面已經(jīng) 無法滿足市場的需求，因此，針對新一代傳感器的探究顯得尤為重要。1.4本文研究的目的和研究方向本文研究的目的為滿足現(xiàn)代家庭對于居住環(huán)境溫濕度的不同需求， 我們可以隨時進(jìn)行檢測和 調(diào)節(jié)，對于不利情況能夠及時的作出顯示， 并能夠采取相應(yīng)的措

15、施提醒用戶進(jìn)行 調(diào)整，以達(dá)到最適宜的溫濕度，讓用戶能住的更加舒心。1.5本文研究的主要內(nèi)容 首先我們必須了解溫濕度控制對于家庭對于現(xiàn)代人們的重要性， 其次我們才 能夠?qū)Υ俗龀龈玫呐袛啵?以求更好的解決用戶所需要的問題。 溫濕度的控制是 我們研究的主要內(nèi)容。 數(shù)字化溫濕度檢測的方法為一旦環(huán)境中的溫濕度發(fā)生變化 時，隨著溫濕度的變化濕度傳溫度感器和濕度傳感器的阻值發(fā)生變化， 然后將變 化的電阻通過轉(zhuǎn)換電路和轉(zhuǎn)換信號檢測為與之對應(yīng)變化的電壓， 然后把模擬電壓 信號由 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送入到 AT89S51單片機(jī)中，對采集到的信號 單片機(jī)進(jìn)行濾波處理并通過查表得到實際測量的濕度值 1

16、，之后通過單片機(jī)的各 外部接口電路連接到 LCD1602顯示屏顯示該溫濕度值。 該系統(tǒng)通過鍵盤設(shè)定最適 宜的溫度和濕度， 傳感器向中央控制系統(tǒng)輸送監(jiān)測信息， 超過預(yù)設(shè)值的話， 蜂鳴 器就會報警提醒，用戶即可做出調(diào)整 2 。2 2工具簡介系統(tǒng)單片機(jī)代碼采用 C 語言編寫， proteus 為仿真環(huán)境， protel 為原理圖 畫圖工具軟件。2.1 C 語言C 語言的優(yōu)點能像匯編語言一樣對位、 字節(jié)和地址進(jìn)行操作， 而這三者是計算機(jī)最基本的 工作單元。運算符豐富 C 語言的運算符包含的范圍很廣泛，共有 34種運算符。 C 語言把括號、 賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運算符處理。 從而使 C 語言的運算

17、 類型極其豐富，表達(dá)式類型多樣化。 靈活使用各種運算符可以實現(xiàn)在其它高級語 言中難以實現(xiàn)的運算。數(shù)據(jù)類型豐富 C 語言的數(shù)據(jù)類型有：整型、實型、字符 型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等。能用來實現(xiàn)各種復(fù)雜的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運算。并引入了指針概念，使程序效率更高。另外 C 語言具有強(qiáng)大 的圖形功能，支持多種顯示器和驅(qū)動器。且計算功能、邏輯判斷功能強(qiáng)大。同時 對于不同的編譯器也有各種。 C 是結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點是代碼及數(shù)據(jù)的分隔 化，即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。 這種結(jié)構(gòu)化方式可使程 序?qū)哟吻逦阌谑褂?、維護(hù)以及調(diào)試。 C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這 些函數(shù)可

18、方便的調(diào)用， 并具有多種循環(huán)、 條件語句控制程序流向， 從而使程序完 全結(jié)構(gòu)化。語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計自由度大雖然 C 語言也是強(qiáng)類型語言， 但它的語法比較靈活， 允許程序編寫者有較大的自由度。 允許直接訪問物理地址， 對硬件進(jìn)行操作由于 C 語言允許直接訪問物理地址，可以直接對硬件進(jìn)行操作， 因此它既具有高級語言的功能， 又具有低級語言的許多功能， 能夠像匯編語言一 樣對位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作， 而這三者是計算機(jī)最基本的工作單元， 可用來寫 系統(tǒng)軟件。 生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高， 程序執(zhí)行效率高一般只比匯編程序生成的目標(biāo) 代碼效率低 10 20%。適用范圍大，可移植性好 C 語言有一個突出的優(yōu)

19、點就是 適合于多種操作系統(tǒng)，如 DOS、UNIX 、windows 98windows NT ；也適用于多 種機(jī)型。C 語言具有強(qiáng)大的繪圖能力， 可移植性好，并具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力， 因此適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動畫，它也是數(shù)值計算的高級語言。C 語言的缺點C語言它的最大的缺點就是，如果你的項目很復(fù)雜，大量的開發(fā)人員互相之 間需要更新大段代碼時， C 語言可能會使事情變得異常麻煩。因為 C是在面向?qū)?象方法流行之前開發(fā)的，這大大降低了 C 語言復(fù)雜設(shè)計的可能性。輸入輸出相對很多語言都較為復(fù)雜。 對于字符串的處理， 只能通過字符數(shù)組 實現(xiàn)。繪圖操作較為復(fù)雜；C語言的缺點主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)

20、的封裝性上， 這一點使得 C 在數(shù)據(jù)的安全性上 有很大缺陷，這也是 C和 C+的一大區(qū)別 C 語言的語法限制不太嚴(yán)格，對變量的 類型約束不嚴(yán)格， 影響程序的安全性， 對數(shù)組下標(biāo)越界不作檢查等。 從應(yīng)用的角 度， C語言比其他高級語言較難掌握指針是 C語言的一大特色， 可以說是 C語言優(yōu)于其它高級語言的一個重要原 因。就是因為它有指針， 可以直接進(jìn)行靠近硬件的操作， 但是 C 的指針操作也給 它帶來了很多不安全的因素。 C+在這方面做了很好的改進(jìn)，在保留了指針操作 的同時又增強(qiáng)了安全性。 Java 取消了指針操作，提高了安全性類型檢查機(jī)制相對較弱、缺少支持代碼重用的語言結(jié)構(gòu)。2.2 Proteu

21、sProteus 是世界上著名的 EDA工具（仿真軟件 ） ，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到 單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真， 一鍵切換到 PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的 完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟 件 三 合 一 的 設(shè) 計 平 臺 ， 其 處 理 器 模 型 支 持 8051 、 HC11、 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33 、AVR、ARM、8086和 MSP430等，2010年又增加 了 Cortex 和 DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面， 它也支持 IAR、Keil 和 MPLAB等多種編譯器

22、 3 。2.3 Protel軟件特色Protel99 SE共分 5個模塊，分別是原理圖設(shè)計、 PCB 設(shè)計（包含信號完整 性分析）、自動布線器、原理圖混合信號仿真、 PLD 設(shè)計。以下介紹一些 Protel99SE 的部分最新功能： 可生成 30 多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表； 強(qiáng)大的全局編輯功能； 在原理圖中選擇一級器件， PCB 中同樣的器件也將被選中；同時運行原理圖和 PCB，在打開的原理圖和 PCB 圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò)既可 以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號（由原理圖到 PCB），也可以進(jìn)行反向注釋（由 PCB 到原理圖），以保持電氣原理圖和 PCB 在設(shè)計上的一致性； 滿足國際

23、化設(shè)計要求 （包括國標(biāo)標(biāo)題欄輸出， GB4728 國標(biāo)庫）； * 方便易用的數(shù)模混合仿真（兼容 SPICE 3f5）；支持用 CUPL 語言和原理圖設(shè)計 PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的 JED 下載文件； * PCB可設(shè)計 32個信號層， 16個電源-地層和 16 個機(jī)加工層；強(qiáng)大的“規(guī)則驅(qū) 動”設(shè)計環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計規(guī)則檢查；智能覆銅功能，覆鈾可以 自動重鋪；提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板作為設(shè)計模版； 放置漢字功能； 可以輸 入和輸出 DXF、 DWG 格式文件，實現(xiàn)和 AutoCAD 等軟件的數(shù)據(jù)交換；智能封 裝導(dǎo)航（對于建立復(fù)雜的 PGA、BGA 封裝很有用）；方便的打印預(yù)覽功能，不 用修

24、改 PCB 文件就可以直接控制打印結(jié)果；獨特的 3D 顯示可以在制板之前看 到裝配事物的效果；強(qiáng)大的 CAM 處理使您輕松實現(xiàn)輸出光繪文件、材料清單、 鉆孔文件、貼片機(jī)文件、測試點報告等； 經(jīng)過充分驗證的傳輸線特性和仿真精確 計算的算法，信號完整性分析直接從 PCB 啟動；反射和串?dāng)_仿真的波形顯示結(jié) 果與便利的測量工具相結(jié)合；專家導(dǎo)航幫您解決信號完整性問題 4 。3 3設(shè)計任務(wù)分析及方案論證 本章詳細(xì)介紹了本次設(shè)計的主要任務(wù)，以及對于所要實現(xiàn)的內(nèi)容加以分析， 同時詳細(xì)的介紹了主要元器件的選擇，以及各自的特性。3.1 設(shè)計任務(wù)要求和溫濕度控制的發(fā)展設(shè)計過程及其工藝要求設(shè)計一個以單片機(jī)為核心的溫濕

25、度控制系統(tǒng)，需要實現(xiàn)的功能為： 能夠準(zhǔn)確的顯示當(dāng)前的溫度和濕度。溫度檢測的范圍 0-60 ，測溫精度： 2；濕度檢測范圍 20%-90%R，H 測濕精度： 5RH。能夠自動調(diào)節(jié)需要溫 度和濕度的預(yù)設(shè)溫濕度值， 在系統(tǒng)上面有調(diào)節(jié)按鈕， 可隨時根據(jù)需要增加或者減 少預(yù)設(shè)值。 一旦環(huán)境溫度超過了預(yù)設(shè)值， 蜂鳴器蜂鳴報警。 報警方式為三極管驅(qū) 動的蜂鳴音報警。系統(tǒng)的顯示方式都是四位顯示，采用 LCD顯示。設(shè)計溫濕度計的根據(jù)和意義 溫度與濕度與人們的生活息息相關(guān)。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科 研等部門， 經(jīng)常需要對環(huán)境溫度與濕度進(jìn)行測量及控制。 準(zhǔn)確量溫濕度在生物制 藥、食品加工、造紙等行業(yè)更是至

26、關(guān)重要的。 傳統(tǒng)的溫度計是用水銀柱來顯示的， 雖然結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，但是它的精確度不高，不易讀數(shù)。傳統(tǒng)的濕度計采用 干濕球顯示法，不僅復(fù)雜而且測量精度不高。而采用單片機(jī)對溫濕度進(jìn)行控制， 不僅具有控制方便， 簡單和靈活等優(yōu)點， 而且可以大幅度提高溫度控制的技術(shù)指 標(biāo)。用 LED 來顯示溫濕度的數(shù)字看起來更加直觀。 采用 DHT11 作為濕度傳感器， 可以同時測溫， 測濕，用單片機(jī)來控制溫濕度可以完成溫濕度的制動控制， 通過 單片機(jī)的串口與外部電路相連， 把采集到的參數(shù)跟以設(shè)定的比較， 最后由單片機(jī) 向外部電路指示具體的行動。 總之， 無論在日常生活中還是在工業(yè)、 農(nóng)業(yè)方面都 離不開對周圍環(huán)境

27、進(jìn)行溫濕度的測量。 因此，研究溫濕度的控制和測量具有非常 重要的意義。露點意義定義或解釋露點( Dewp oint )，又稱露點溫度( Dew point temperature )，在氣象學(xué)中 是指在固定氣壓之下， 空氣中所含的氣態(tài)水達(dá)到飽和而凝結(jié)成液態(tài)水所需要降至 的溫度。 在這溫度時， 凝結(jié)的水飄浮在空中稱為霧、 而沾在固體表面上時則稱為 露，因而得名露點。單位習(xí)慣上，常用攝氏溫度表示說明人們常常通過測定露點， 來確定空氣的絕對濕度和相對濕度， 所以露點也是 空氣濕度的一種表示方式，比如當(dāng)測得了在某一氣壓下空氣的溫度是20，露點是 12那么，就可從表中查得 20時的飽和蒸汽壓為 17.5

28、4mmH，g 12時的 飽和蒸汽壓為 lO.52mmHg，則此時空氣的絕對濕度 p=10.52mmH，g 空氣的相對濕 度B=(10.52/17.54) 100 =60。采用這種方法來確定空氣的濕度， 有著相當(dāng)重大的實用價值， 但很關(guān)鍵的一 點就是要求我們需要學(xué)會露點的測定方法。露點的測定在農(nóng)業(yè)上意義很大， 由于空氣的濕度下降到露點時， 空氣中的水 蒸汽就凝結(jié)成了露，如果露點在 O以下，那么氣溫下降到露點時，水蒸汽就會 直接凝結(jié)成了霜， 知道了露點就可以預(yù)報是否會發(fā)生霜凍， 以便于農(nóng)作物受到損 害。氣溫和露點的差值越小， 表示空氣越接近于飽和， 氣溫和露點越接近， 也就 是此時的相對濕度百分比

29、值大， 這時候人們會感覺氣候潮濕， 氣溫和露點差值大， 就說明此時的相對濕度百分比值小， 人們會感覺氣候干燥， 對人體來說最適中的 相對濕度是 60 70。嚴(yán)格來說露點時的飽和氣壓和空氣當(dāng)時的水氣壓強(qiáng)是不相等的， 未飽和汽的 壓強(qiáng)隨溫度的變化是遵循 Pt=P0(1+t/273) ，因此在日常的溫差下壓強(qiáng)的變化很 小，我們可以近似地當(dāng)作不變來處理。3.2 設(shè)計總體方案及其方案論證設(shè)計總體方案及其論證本作品要實現(xiàn)的功能是： 顯示當(dāng)前環(huán)境的溫濕度， 并且允許用戶設(shè)定溫濕度 閾值，當(dāng)環(huán)境溫濕度超過預(yù)定值時，系統(tǒng)會以蜂鳴器鳴響的方式進(jìn)行報警提示。 依據(jù)功能設(shè)定，本系統(tǒng)主要分為以下三個模塊：(1)溫濕度采

30、集模塊(2)數(shù)據(jù)處理模塊(3)用戶交互模塊其中溫濕度采集模塊使用的是 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，它使用單總線方 式，接口簡單，而且無需另外校準(zhǔn)。分辨率為 8bit ，完全能夠滿足日常環(huán)境溫 濕度的檢測要求。數(shù)據(jù)處理模塊使用的是 AT89S51單片機(jī)，其完成溫濕度數(shù)據(jù)的采集、 運算和 邏輯控制的功能。10用戶交互模塊主要由按鍵、 1602 點陣液晶和蜂鳴器構(gòu)成。其中按鍵用于用 戶設(shè)定溫濕度閾值， 1602 用于數(shù)據(jù)顯示，蜂鳴器用于提示用戶。按照系統(tǒng)的設(shè) 計功能所要求的，溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)原理圖如下圖 3-1 所示：圖 3-1 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)原理圖單片機(jī)作為主控制器， 主要負(fù)責(zé)處理由溫濕度傳感器送來

31、數(shù)據(jù)， 并把處理好 的數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示器模塊，溫濕度傳感器主要用來采集家居環(huán)境的溫濕度參數(shù)， 并把所采集到得數(shù)據(jù)送向單片機(jī)， 按鍵電路主要是用來完成單片機(jī)的復(fù)位操作和 溫濕度預(yù)警值的設(shè)定。 蜂鳴器電路就是用三極管來實現(xiàn)的， 用來告訴用戶可以調(diào) 整居住環(huán)境的溫濕度，顯示電路主要用來顯示當(dāng)前的溫濕度。3.3器件選定將單片機(jī)用作測控系統(tǒng)時， 總要有被測信號進(jìn)入輸入通道， 由計算機(jī)接受必 要的輸入信息。 對于測量系統(tǒng)而言， 其核心任務(wù)是怎樣得到準(zhǔn)確的被測信號； 而 對測控系統(tǒng)來說， 必不可少的環(huán)節(jié)是對條件的監(jiān)測和對被控對象狀態(tài)的測試， 傳 感器是實現(xiàn)測量與控制的第一環(huán)節(jié)， 是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵部分， 一切準(zhǔn)

32、確的測量和 控制都將在傳感器對于原始信號的準(zhǔn)確可靠的轉(zhuǎn)換和捕捉， 工業(yè)生產(chǎn)過程的自動 化測量和控制， 基本主要依賴各種傳感器來控制和檢測生產(chǎn)過程中的各種量， 使 系統(tǒng)和設(shè)備在最佳狀態(tài)正常運行，從而保證生產(chǎn)的高質(zhì)量和高效率 6 。 溫濕度 傳感器DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳 感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)， 確保產(chǎn)品具有極高的 可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。 傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個 NTC測溫元 件，并與一個高性能 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)、性價比極高等優(yōu)點。 每個 DHT11傳感器都

33、在極為精確的濕度校驗11 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) 5 。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， 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 3-2 下：圖 3-2 典型的應(yīng)用電路DHT11 實物圖如下圖 3-3：圖 3-3 DHT11 實物圖串行接口（單線雙向 ）采用單總線數(shù)據(jù)格式 ,DATA 用于微處理器與 DHT11之間的通訊和同步 , 一次 通訊時間 4ms左右, 數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分。通訊過程如圖 3-4

34、 所示12圖 3-4 通訊過程總線空閑狀態(tài)為高電平的時候主機(jī)把總線拉低等待 DHT11響應(yīng) , DHT11能檢 測到起始信號， 主機(jī)必須把總線拉低， 至少大于 18ms。DHT11一旦接收到主機(jī)的 開始信號，接著就等待開始信號的結(jié)束 ,然后發(fā)送 80us的低電平響應(yīng)信號， 要讀 取 DHT11的響應(yīng)信號 , 必須等待開始信號的結(jié)束，并延時等待 20-40us 后才能夠 接受，主機(jī)發(fā)送開始信號后 , 這時候就可輸出高電平或切換到輸入模式 , 接著總線 由上拉電阻拉高。DHT11發(fā)送響應(yīng)信號的時候總線為低電平 ,DHT11 把總線拉高 80us 之前, 必 須等到響應(yīng)信號發(fā)送，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)時 ,每

35、一bit 數(shù)據(jù)都以 50us低電平時隙開始 , 數(shù)據(jù)位是 0 或 1 是由高電平的長或短來決定。假如響應(yīng)信號的讀取為高電平 , 但 是 DHT11無響應(yīng)響應(yīng) , 這時候說明路線可能連接不正常，當(dāng)最后一 bit 數(shù)據(jù)傳送 結(jié)束后， DHT11把總線拉低 50us, 接著總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。數(shù)字0 信號表示方法如圖 3-5 所示圖 3-5 數(shù)字 0 信號表示方法13數(shù)字 1信號表示方法 .如圖 3-6 所示：圖3-6 信號 1 表示方法電氣特性VDD=5，V T = 25 ，除非特殊標(biāo)注，其中主要的電氣特征如表 3-1 所示：表 3-1 電氣特征參數(shù)條件mintypmax單位供電DC3

36、55.5V測量0.52.5Ma平均0.21Ma供電電流待機(jī)100150Ua采樣周期秒1次注：采樣周期間隔不得低于 1 秒鐘14性能說明 如表 3-2 所示：表 3-2 性能說明參數(shù)條件MinTypMax單位分辨率8Bit111%RH精度254%RH重復(fù)性1%RH溫度0-505%RH溫度03090%RH502080%RH量程范 圍252090%RH長期穩(wěn) 定性典型值1%RH/yr遲滯1互換性可完全互換888Bit分辨率111重復(fù)性1響應(yīng)時 間1/e(63%)630S量程范 圍050精度12DHT11引腳說明 如表 3-3 所示表 3-3 DHT11 引腳說明pin名稱注釋1VDD供電 3 5.5

37、V2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，懸空4GND接地，電源負(fù)極應(yīng)用信息電阻式濕度傳感器暴露在化學(xué)物質(zhì)中會受到干擾， 導(dǎo)致靈敏度下降， 當(dāng)處于15極限狀態(tài)時， 傳感器可以通過程序處理， 回復(fù)到初試的校準(zhǔn)狀態(tài)， 在不符合規(guī)范 的范圍內(nèi)使用傳感器，不僅會導(dǎo)致幾乎 3%的臨時漂移信號，而且會加速產(chǎn)品的 老化，轉(zhuǎn)為正常的使用范圍后， 會漸漸恢復(fù)校準(zhǔn)狀態(tài)； 溫度是影響氣體相對濕度 的關(guān)鍵，因此測量時最好讓濕度傳感器工作溫度相同。封裝信息單片機(jī)描述AT89S51是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗、高性能 CMOS的 8 位單片機(jī)，片 內(nèi)含 4K 的可編程的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATME

38、L公司的高密度、非 易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳，它集 Flash 程序存儲器既可在線編程 (ISP) ，也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片機(jī)芯 片中， ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價位 AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價比 的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制的領(lǐng)域 【7】。引腳圖如下圖 3-8 所示：圖 3-8 AT89S51 引腳圖16VCC：AT89S51 電源正端輸入，接 +5V。VSS：如圖 3-7 ：如圖 3-7 DHT11 的封裝信息 電源地端。XTAL1 ：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。XTAL2 ：系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，

39、一般在設(shè)計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了， 此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S51 的重置引腳， 高電平動作， 當(dāng)要對晶片重置時， 只要對此引腳電平 提升至高電平并保持兩個機(jī)器周期以上的時間， AT89S51 便能完成系統(tǒng)重置的各 項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)， 并且至地址 0000H 處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp ：EA 為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平 動作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后

40、，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來執(zhí)行程序。因此在 8031 及 8032 中，EA 引腳必須接低電平，因 為其內(nèi)部無程序存儲器空間。 如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時， 此引腳要接成 高電平。此外，在將程序代碼燒錄至 8751內(nèi)部 EPROM 時，可以利用此引腳來 輸入 21V 的燒錄高壓（ Vpp）。ALE/PROG：ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。 AT89S51可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的 8 位鎖存器（如 74LS373），將端口 0 的地址總線（ A0A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因為 AT89S51 是以多工

41、的方式送出地址 及數(shù)據(jù)。平時在程序執(zhí)行時 ALE 引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的 1/6，因此 可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入 8 。此外在燒錄 8751 程序代碼時，此引 腳會被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。PSEN：此為Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲存啟用，當(dāng) 8051 被設(shè)成17 為讀取外部程序代碼工作模式時（ EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通 常這支腳是接到 EPROM 的OE腳。AT89S51可以利用 PSEN及 RD 引腳分別啟 用存在外部的 RAM 與 EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起 而共用 64K 的定址范圍

42、。PORT0（P0.0P0.7）：端口 0 是一個 8 位寬的開路汲極（ Open Drain）雙向輸出入端口，共有 8 個 位，P0.0 表示位 0，P0.1 表示位 1，依此類推。其他三個 I/O 端口（ P1、P2、P3） 則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路， P0 在當(dāng)做 I/O 用時可以推動 8 個 LS 的 TTL 負(fù)載。如果當(dāng) EA 引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存 儲器），P0 就以多工方式提供地址總線（ A0A7 ）及數(shù)據(jù)總線（ D0D7）。設(shè) 計者必須外加一鎖存器將端口 0 送出的地址栓鎖住成為 A0A7，再配合端口 2 所送出的 A8 A15 合成一完整的

43、 16 位地址總線，而定址到 64K 的外部存儲器 空間。PORT2（P2.0P2.7）：端口 2是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O端口，每一個引腳可以推動 4個 LS 的 TTL 負(fù)載，若將端口 2 的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使 用。 P2除了當(dāng)做一般 I/O 端口使用外，若是在 AT89S51擴(kuò)充外接程序存儲器或 數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié) A8A15，這個時候 P2 便不能當(dāng)做 I/O 來使用了。PORT1（P1.0P1.7）：端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 LS TTL 負(fù)載，同樣地若將端口 1的輸出設(shè)為高電平

44、， 便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。 如果是使用 8052或是 8032的話， P1.0又當(dāng)做定時器 2 的外部脈沖輸入腳，而 P1.1 可以有 T2EX 功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（P3.0P3.7）：端口 3 也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 TTL 負(fù)載，同時還多工具有其他的額外特殊功能， 包括串行通信、 外部中斷控制、 計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1： TXD ，串行通信輸出。18P3.2：INT0，外部中斷 0 輸入。P3.3：INT1，外部中斷 1 輸入

45、。P3.4：T0，計時計數(shù)器 0 輸入。P3.5：T1，計時計數(shù)器 1 輸入。 P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。3.2.3LCD 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD ，目前常用 16*1，16*2，20*2和40*2 行等的模塊LCD1602 主要技術(shù)參數(shù)：，如圖表 3-4 所示表 3-4 1602 的主要技術(shù)參數(shù)工作電壓 :4.5 5.5V容量162 個字符最佳工作電壓5.0V工作電流2.0mA字符尺寸2.95 4.35(W H)mm引腳功能說明 如下圖表 3-5 所示：表 3-5 引腳接口說明表1602LC

46、D采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無 背光）或 16 腳（帶背光）接 口，各引腳接口說明如表 編 號符號引腳說明1VDD正極2VSS地3VL液晶顯示偏 壓4RS數(shù)據(jù) / 命令 選擇5R/W讀/ 寫選擇6E使能信號7D0數(shù)據(jù)8D1數(shù)據(jù)9D2數(shù)據(jù)10D3數(shù)據(jù)11D4數(shù)據(jù)12D5數(shù)據(jù)192013D6數(shù)據(jù)續(xù)表 2.51602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無 背光）或 16 腳（帶背光）接 口，各引腳接口說明如表 編 號符號引腳說明14D7數(shù)據(jù)15BLA背光源正極16BLK背光源負(fù)極1602 液晶模塊的讀寫操作， 屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的 管腳圖，如圖 3-9 所示：其中實物圖如圖 3-10 所示圖

47、 3-9 LCD1602 的管腳圖圖 3-10 1602 字符型液晶顯示器實物圖LCD1602 主要 有兩 種，主 要區(qū) 別在 于是 否背光 ，它 的控 制器 主 要為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，在應(yīng)用中是否帶背光并不影響使用，兩者 尺寸差別如下圖 3-11 所示：圖 3-11 1602LCD 尺寸圖1602LCD 的 RAM 地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表液晶顯示模塊是一個比較慢的顯示器件， 因此在執(zhí)行指令之前要首先確認(rèn)模 塊的忙標(biāo)志處于低電平， 表示空閑， 不然此指令失效， 輸入顯示字符地址后會顯 示字符，圖 3-12是 1602的內(nèi)部顯示地址。圖 3-12 1602LCD 內(nèi)部顯示地

48、址214 4硬件設(shè)計 單片機(jī)是整個系統(tǒng)的控制中樞， 它指揮外圍器件協(xié)調(diào)工作， 從而完成特定的 功能,硬件實現(xiàn)上采用模塊化設(shè)計，每一模塊只實現(xiàn)一個特定功能，最后再將各 個模塊搭接在一起 ,這種設(shè)計方法可以降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性，本系統(tǒng)主要硬件 設(shè)計包括電源電路、蜂鳴器電路、晶振電路， LCD 顯示電路以及溫濕度傳感器 電路11。4.1 主控制電路和測溫時控制電路 本次硬件的核心就是 AT89S511，其他的外圍電路都是圍繞它所設(shè)計的。數(shù) 字溫濕度傳感器的 DHT11 的 DATA 口連接單片機(jī) AT89S51 的 P3.0 口。顯示電 路就是把 LCD1602 和單片機(jī)的 P0 口分別相連，當(dāng)溫度

49、或濕度高于預(yù)設(shè)值的時候 蜂鳴器蜂鳴報警， 增加單片機(jī)的輸出能力， 增加單片機(jī)的輸出電流， 故使用電阻 排來完成。本系統(tǒng)采用的是上電復(fù)位，充電之后， RST 被拉至高電平，單片機(jī)進(jìn) 入工作狀態(tài) 9 。AT89S51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部正當(dāng)其的放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是放大器的輸入端和輸出端。 這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或 者陶瓷諧振器構(gòu)成自激振蕩器，他們與電容 C1，C2 接在放大器的反饋電路中構(gòu) 成并聯(lián)震蕩電路， 雖然電容沒有一個嚴(yán)格的要求， 但是電容的大小會輕微影響振 蕩頻率的高低、 溫度穩(wěn)定性以及振蕩器工作的穩(wěn)定性 10 。具體的原理圖如圖 4-1：22

50、4.2 主要模塊的電路4.3系統(tǒng)的蜂鳴器電路微型計算機(jī)控制系統(tǒng)中， 為了安全起見， 對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)， 都設(shè) 定有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)， 以便于提醒操作人員注意， 或者采取緊急措施， 本設(shè)計 采用把計算機(jī)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、 標(biāo)度變換、數(shù)字濾波之后， 與該參數(shù)上 下限與給定值進(jìn)行比較， 如果高于上限值則進(jìn)行報警， 否則就作為采樣的正常值， 進(jìn)行顯示 11。本設(shè)計采用峰鳴音報警電路。如圖 4-2 所示。蜂鳴器額定電流 30Ma,而對 于 AT89S51 單片機(jī)， P3 口的灌電流為 15mA, 由此可見，僅靠單片機(jī)的 P3 口電 流是不能驅(qū)動蜂鳴器的，必須使用晶體管放大電路，為了使單片機(jī)

51、的功率更小， 所以使用 PNP型晶體管 ,當(dāng)外部環(huán)境的溫度或者濕度超過預(yù)設(shè)值的時候，基級變 為低電平，蜂鳴器導(dǎo)通鳴叫 12 。圖 4-1 系統(tǒng)電路原理圖圖 4-2 蜂鳴器電路4.4晶振電路單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振， 在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大， 全程叫晶體振蕩 器，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時鐘頻率， 單片機(jī)晶振提供的時鐘 頻率越高， 那么單片機(jī)運行速度就越快， 單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單 片機(jī)晶振提供的時鐘頻率 13 。在通常工作條件下， 普通的晶振頻率絕對精度可達(dá)百萬分之五十。 高級的精23 度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器 （VCO）。

52、晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作， 以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。 通常一個系統(tǒng)共用一個晶 振，便于各部分保持同步。 有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振， 而通過 電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用， 以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。 如果不同子 系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供及本周的時鐘信號， 通常一個系統(tǒng)共用一個 晶振，以便于各部分保持同步， 有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振， 而 是通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。 晶振通常與鎖

53、相環(huán)電路配合使用， 以提供 系統(tǒng)所需的時鐘頻率， 可以用于同一個晶振項鏈的不同鎖相環(huán)來提供的。 單片機(jī) AT89S51的晶振電路采用無源晶振， 微調(diào)電容取 22uf14 。圖 4-3即為蜂鳴器電路。圖 4-3 晶振電路4.5顯示電路在日常生活中， 我們對液晶顯示器并不陌生， 它已作為很多電子產(chǎn)品的通過 器件，比方在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示 的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。顯示模塊選用 1602 字符型液晶模塊，它是目前工控系統(tǒng)中使用最廣泛的液 晶屏之一，由于它顯示的質(zhì)量高， 電路圖如圖 4-4 所示，1602字符型液晶模塊是 點陣型液晶，驅(qū)動方便，經(jīng)過編程后顯示

54、內(nèi)容多樣化。24圖 4-4 顯示電路4.6傳感器電路DHT11 是數(shù)字型溫濕度傳感器，可直接以數(shù)字方式傳輸所采集的當(dāng)前環(huán)境溫濕度， DHT11 采用的是單總線通信，因此只需將單片機(jī)的一個I O 端口與DHT11 的通信接口連接就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳送，相對于其他電路來說比 較簡單。如圖 4-5 所示：圖 4-5 傳感器電路4.7復(fù)位電路本次設(shè)計采用的是上電復(fù)位，而 51 單片機(jī)采用的都是高電平復(fù)位，當(dāng) RST 引腳上出現(xiàn)了兩個周期以上的高電平就會觸發(fā)內(nèi)部復(fù)位， 這里的 EA 端與復(fù)位電 路無關(guān)，由于數(shù)據(jù)都放在了內(nèi)部存儲器，所以連接 EA 只是直接拉高引腳，如圖 4-6 所示：25EARST1

55、0K如圖4-6復(fù)位電路265 5軟件設(shè)計 軟件設(shè)計是本次設(shè)計中不可缺少的環(huán)節(jié)， 貫穿了整個畢業(yè)設(shè)計， 是本次設(shè)計 能夠完成的最重要的環(huán)節(jié)之一。5.1 系統(tǒng)流程圖 根據(jù)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)功能，系統(tǒng)軟件流程圖如圖 5-1 所示；圖 5-1 系統(tǒng)軟件流程圖按鍵檢測過程中，流程如下圖 5-2 所示：圖 5-2 按鍵檢測的流程圖275.2 編程思想本次設(shè)計主要是能夠?qū)崟r顯示出當(dāng)前確切的溫濕度， 并且在高于預(yù)設(shè)值的時 候能夠發(fā)出蜂鳴。一旦接通電源，蜂鳴器首先蜂鳴，接著 LCD 初始化，采用八 位的數(shù)據(jù)端口，兩行顯示， 5*7 的點陣，其中第一行顯示的濕度預(yù)設(shè)值，根據(jù)鍵 盤我們可以加減數(shù)值， 第二行顯示的是實時

56、的溫濕度值， 在程序設(shè)計中， 分別定 義溫濕度參數(shù)， 根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過來的數(shù)值， 判斷是否超過了預(yù)設(shè)值， 本次設(shè)計溫 度初試值設(shè)定為 32，濕度初始設(shè)定為 34%，等待傳送的數(shù)值連續(xù) 20 次都超過 預(yù)設(shè)值的話，蜂鳴器便會蜂鳴警報， 1602 顯示當(dāng)前的溫濕度值，再次循環(huán)判斷， 如果沒有超過預(yù)設(shè)值，蜂鳴器不會蜂鳴， 1602 正常顯示，也同樣再次循環(huán)。28結(jié)論大學(xué)的學(xué)習(xí)中， 畢業(yè)設(shè)計是一個很重要的環(huán)節(jié)， 是我們步入社會參與社會實 踐的很好鍛煉，從最初的選題，開題構(gòu)思，繪圖，編程，仿真直到完成設(shè)計，這 中間，查找資料，老師指導(dǎo)，同學(xué)交流，編寫程序，直至仿真調(diào)試，以及硬件焊 接，每一個過程都是一次成

57、長和對自己的一次的檢驗。 本次設(shè)計是基于單片機(jī)的 溫濕度設(shè)計， 包括硬件電路和軟件兩部分。 設(shè)計初對于單片機(jī)的應(yīng)用并不是很了 解，本科學(xué)習(xí)中初步接觸過 C 語言，由于本次設(shè)計需要硬件和軟件兩部分，因 此我是從軟件部分先開始的， 然后才開始硬件電路的設(shè)計， 是由于軟件的不完美 影響了硬件電路設(shè)計的不是很美觀。在軟件設(shè)計過程中，我基本是一步步開始學(xué)起的，在學(xué)習(xí)中遇到很多問題， 經(jīng)過張老師的指點和同學(xué)的討論， 我學(xué)到了很多編程技巧， 同時也掌握了一些編 程思想。由于原器件的局限性， 硬件電路不是很美觀， 其中一些電容和電阻并不 是原理圖中設(shè)計的大小， 但是這并不影響結(jié)果， 再畫原理圖的過程中我又進(jìn)一

58、步 掌握了 protel 的基本應(yīng)用，并有了較為深入的了解。由于電路設(shè)計比較簡單，所 以并沒有涉及 PCB 板，直接手動焊接完成電路。通過本次設(shè)計，對于主要芯片 AT90S51有了基本的了解， 基本掌握了該芯片的基本功能。 經(jīng)過軟件在硬件電路 的挑時候， 基本功能均能實現(xiàn)， 如果把手放在傳感器上面， 溫度和濕度會立即發(fā) 生變化。29參考文獻(xiàn)1張敏. 基于單片機(jī)的多通道溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 . J. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新， 2007.2李俊 . 基于單片機(jī)的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)研究. J. 微計算機(jī)信息 .2010 ，（ 21） 146-146.3湯武輝.Proteus 仿真軟件與 單片機(jī)實驗教學(xué)N

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