大型糧庫(kù)的溫濕度檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、大型糧庫(kù)的溫濕度檢測(cè)及限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要糧倉(cāng)管理中最重要的問(wèn)題是監(jiān)測(cè)糧堆中的溫、濕度變更。國(guó)家為糧食貯存每年支付很高的費(fèi)用，主要是因?yàn)楸O(jiān)測(cè)設(shè)備成本較高，管理方式不夠先進(jìn)。目前,糧庫(kù)中的溫濕度檢測(cè)，基本上是人工檢測(cè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大,繁瑣，由于檢測(cè)報(bào)警不剛好，造成庫(kù)儲(chǔ)糧食損失的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，因此設(shè)計(jì)并研制性能價(jià)格比較高的糧庫(kù)溫濕度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)燃眉之急。由于大型糧庫(kù)分布廣、儲(chǔ)量大，糧庫(kù)的管理和監(jiān)測(cè)難度大，由每個(gè)糧倉(cāng)中配置的傳感器將糧情數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)將傳感器的數(shù)據(jù)以數(shù)字的形式表示出來(lái)，清晰直觀地顯示出倉(cāng)內(nèi)溫濕度狀況，實(shí)現(xiàn)糧倉(cāng)管理自動(dòng)化、智能化，同時(shí)也節(jié)約了大量人力和物力，減輕了糧倉(cāng)管理的工作強(qiáng)度，

2、提高了糧庫(kù)管理效率，使糧食管理得到了平安牢靠的保障。本設(shè)計(jì)為基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)和限制系統(tǒng)，采納模塊化、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)警電路供應(yīng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的限制報(bào)警。報(bào)警系統(tǒng)依據(jù)設(shè)定報(bào)警的上下限值實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，顯示部分采納字符型TC1602液晶顯示所測(cè)溫濕度值。系統(tǒng)電路簡(jiǎn)潔、集成度高、工作穩(wěn)定、調(diào)試便利、檢測(cè)精度高，具有肯定的好用價(jià)值。關(guān)鍵詞：溫濕度；SHT10；單片機(jī)；AT89S52；檢測(cè)；報(bào)警DETECTION AND CO

3、NTROL SYSTEM DESIGN OF LARGE GRAIN STORAGE TEMPERATURE AND HUMIDITY AbstractGranary management in the most important issue is monitoring the temperature and humidity changes in the grain heap. Countries to pay high fees each year for grain storage, mainly because of the higher cost of monitoring equ

4、ipment, management is not advanced enough. Grain storage in temperature and humidity testing is basically a manual inspection, labor-intensive, cumbersome and not timely detection and alarm, causing the food phenomenon of the loss of library storage, so the design and development of the higher cost

5、performance granary temperature and humidity automatically detects the system is imminent. Because of the large grain storage is widely distributed, large reserves of grain storage management and monitoring is difficult, based on the design of grain storage grain situation detection system on the co

6、mputer management software, the configuration of the sensor from each granary Grain data sent to the microcontroller, microcontroller to the sensor data in digital form, clear and intuitive display cabin temperature and humidity conditions to achieve the granary management automation, intelligent, b

7、ut also save a lot of manpower and material resources, reduce the intensity of the work of the granary management, improved the efficiency of grain storage management, food management has been a safe and reliable protection.The design for the microcontroller-based temperature and humidity detection

8、and control system, a modular, hierarchical design. New intelligent temperature and temperature sensor SHT10 detection of temperature, humidity, temperature and humidity signal through the sensor signal acquisition and converted into digital signals, and then use the MCU AT89S52 data analysis and pr

9、ocessing, display and alarm circuit signal, the control of temperature and humidity alarm. The upper and lower limits set alarm, the alarm system alarm function, the display part of the character TC1602 LCD temperature measurement of humidity values. System circuit is simple, highly integrated, stab

10、le and convenient debugging, detection accuracy is high, has a certain practical value. Key words: temperature and humidity; SHT10; microcontroller; AT89S52 is; detection; alarm37 / 41書(shū)目摘要IAbstractII1 緒論11.1 選題背景11.2 選題的現(xiàn)實(shí)意義11.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容22 方案選擇33 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)43.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)43.2 單片機(jī)選擇與介紹43.3 溫濕度傳感器73.3.1 接口定義83.

11、3.2 電路特性93.3.3 傳感器特點(diǎn)103.3.4 技術(shù)參數(shù)103.4 顯示模塊113.4.1 LCD1602概述113.4.2 LCD1602基本參數(shù)及引腳功能123.5 報(bào)警電路153.6 鍵盤(pán)設(shè)定模塊163.7 穩(wěn)壓電路163.8 加熱/加濕/通風(fēng)/降溫開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)174 軟件設(shè)計(jì)194.1 主程序模塊194.2 SHT10初始化流程204.3 LCD初始模塊215 Keil C 軟件概述22結(jié)論24參考文獻(xiàn)25附錄A 電路圖26附錄B 程序28致謝371 緒論1.1 選題背景 隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)限制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一。單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)

12、域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。溫室、糧庫(kù)等恒溫場(chǎng)所對(duì)于自動(dòng)化的要求也越來(lái)越高，對(duì)室內(nèi)溫濕度的測(cè)量和設(shè)備的限制操作要用自動(dòng)限制系統(tǒng)來(lái)完成。我國(guó)是一個(gè)人口眾多的大國(guó), 科學(xué)儲(chǔ)糧是保障人民糧食供應(yīng), 促進(jìn)社會(huì)安定的大事, 糧倉(cāng)溫度的監(jiān)測(cè)在科學(xué)儲(chǔ)糧中占有重要地位1 李曉妮.單片機(jī)溫度限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J. 九江學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(02):20-21 。在大多數(shù)糧食存儲(chǔ)企業(yè), 目前仍主要靠人工檢測(cè)糧倉(cāng)溫度。由于糧庫(kù)占地面積大，糧倉(cāng)分散，倉(cāng)內(nèi)溫度測(cè)試點(diǎn)多，因而人工監(jiān)測(cè)工作量大，效率低，檢測(cè)周期長(zhǎng)，簡(jiǎn)潔漏檢，而且測(cè)量器件損壞率高，測(cè)試精度難以保證2 張開(kāi)生,郭國(guó)法. MCS_51單片機(jī)溫度限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.

13、 微計(jì)算機(jī)信息，2005,(7):68.?？販貎?chǔ)糧是使糧食在貯存期間保持肯定的溫度水平，達(dá)到平安貯存的目的?？販貎?chǔ)糧能保持糧食較好的品質(zhì)，是目前比較先進(jìn)的一種平安、經(jīng)濟(jì)、綠色的儲(chǔ)糧技術(shù)，已成為當(dāng)今科學(xué)儲(chǔ)糧技術(shù)發(fā)展的新方向。低溫貯存使糧食品質(zhì)提高，溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)、繁殖也有影響，大多數(shù)菌種生長(zhǎng)繁殖的相宜溫度范圍是28-30，溫度低于15這些菌種的活動(dòng)的繁殖就會(huì)受到抑制，低于12時(shí)害蟲(chóng)一般不能繁殖3 劉淑榮，丁錄軍.基于單片機(jī)限制的溫度智能限制系統(tǒng)J. 微計(jì)算機(jī)信息，2003年第7期:119-120.。當(dāng)糧庫(kù)溫度在20-35、相對(duì)濕度85%時(shí)，糧食就易發(fā)生霉變。當(dāng)溫度較高，空氣中相對(duì)濕度較低時(shí)，

14、霉菌也能依附在物體表面繁殖生長(zhǎng)。分析表明，我國(guó)江南59月有利于發(fā)生霉變的頻率為34%，即夏季約有三分之一的時(shí)間，其溫、濕度及空氣中水汽含量搭配得當(dāng)，易導(dǎo)致庫(kù)房?jī)?nèi)大部分倉(cāng)儲(chǔ)物品霉變，尤其在7、8倆月，溫濕度條件有利于物品發(fā)生霉變的頻率達(dá)60%以上，而在其它時(shí)段均在20%以下。儲(chǔ)糧害蟲(chóng)一般最適濕度在70%-75%，假如糧堆內(nèi)的空氣相對(duì)濕度保持在65%以?xún)?nèi)，保持和其平衡的水分，就可以抑制糧食上幾乎全部微生物的活動(dòng)4 李玉梅.基于MCS-51系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計(jì)M. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006.5:100-104，181-202.。從儲(chǔ)糧管理來(lái)說(shuō)，濕度抑制微生物的生長(zhǎng)比溫度更有意義。1.2 選

15、題的現(xiàn)實(shí)意義2002年Sensiron公司在世界上領(lǐng)先研制勝利SHT10型智能化溫度/溫度傳感器，體積和火柴頭相近。它們不僅能精確測(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0100%，辨別力達(dá)0.03%RH，最高精度為±2%RH。測(cè)量溫度的范圍是-40+123.8，辨別力為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。利用降低辨別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，抗干擾實(shí)力強(qiáng)，不須要外部組件，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)整系統(tǒng)中?，F(xiàn)在雖然單

16、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位微限制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。運(yùn)用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，和工業(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，擁有靈活的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使AT89S52為眾多嵌入式限制應(yīng)用系統(tǒng)供應(yīng)高敏捷、超有效的解決方案。1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)以此為動(dòng)身點(diǎn)，以溫濕度限制為核

17、心思想，依據(jù)自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)學(xué)問(wèn)，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)警電路供應(yīng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的限制報(bào)警。依據(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)限制，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)還可以依據(jù)預(yù)設(shè)定報(bào)警閾值報(bào)警，一旦發(fā)覺(jué)環(huán)境溫濕度超限，馬上報(bào)警。為此我設(shè)計(jì)了操作簡(jiǎn)潔、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)和限制系統(tǒng)。具體的是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

18、、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)警電路供應(yīng)信號(hào)。設(shè)定模塊主要為設(shè)定溫濕度報(bào)警的閾值。2 方案選擇方案一：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分是將溫濕度傳感器置于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部，測(cè)出倉(cāng)內(nèi)的溫濕度值，經(jīng)過(guò)放大、A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量之后送入80c51單片機(jī)中，然后通過(guò)8位LED顯示，單片機(jī)將預(yù)設(shè)的參考值和測(cè)量值進(jìn)行比較，依據(jù)比較結(jié)果作出推斷，經(jīng)過(guò)程序分析處理發(fā)送相應(yīng)指令限制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，接通或關(guān)閉各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的繼電器，進(jìn)而限制干燥機(jī)、空調(diào)和風(fēng)機(jī)等設(shè)備，以此來(lái)調(diào)整倉(cāng)內(nèi)溫濕度。如此循環(huán)不斷，使溫濕度值和設(shè)定值保持一樣。當(dāng)溫濕度值超過(guò)允

19、許的誤差范圍，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報(bào)警，假如有必要，倉(cāng)管人員還可以依據(jù)實(shí)際的狀況通過(guò)鍵盤(pán)或按鈕來(lái)人工修改片內(nèi)存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)值。通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的核心單片機(jī)部分的設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化限制溫濕度的目標(biāo)。方案二：以AT89C51單片機(jī)為主控組件，采納SHT10等數(shù)字型溫濕度傳感器置于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部，此種數(shù)字型溫濕度傳感器可以干脆輸出數(shù)字信號(hào)，無(wú)需A/D轉(zhuǎn)換，干脆送入單片機(jī)中，然后通過(guò)LCD1602顯示器顯示出溫濕度值。單片機(jī)將預(yù)設(shè)的參考值和測(cè)量值進(jìn)行比較，以判定糧倉(cāng)溫濕度是否超出限定值。若超出限定值，則單片機(jī)發(fā)出限制信號(hào)限制干燥、制冷、通風(fēng)和加熱等設(shè)備工作，調(diào)整糧倉(cāng)溫濕度以使其達(dá)到限定值范圍。同時(shí)在溫濕度超限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)

20、指示燈和蜂鳴器報(bào)警，提示工作人員。如有必要，管理人員還可以通過(guò)按鍵系統(tǒng)變更單片機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的溫濕度值，以使系統(tǒng)適應(yīng)不同地區(qū)和不同糧食的溫濕度要求。方案三：溫濕度限制系統(tǒng)的被控參數(shù)是溫度和濕度。溫度和濕度通過(guò)溫度傳感器和濕度傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，送到PC機(jī)內(nèi)。PC機(jī)依據(jù)溫濕度設(shè)定值和測(cè)量值之間的偏差和偏差變更率，經(jīng)過(guò)模糊自調(diào)整PID的調(diào)整，送出限制信號(hào)，將PC機(jī)的輸出分成加熱、制冷或加濕、開(kāi)風(fēng)機(jī)信號(hào)，送入PLC來(lái)分別限制加熱閥、制冷閥、加濕閥和風(fēng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫濕度的限制。方案三采納PLC限制溫濕度，但由于PLC系統(tǒng)過(guò)于簡(jiǎn)潔，無(wú)法獨(dú)自完成主控系統(tǒng)的全部任務(wù)，必需得借助于PC機(jī)才能完成整

21、個(gè)系統(tǒng)的比較和限制過(guò)程，顯得困難且不經(jīng)濟(jì)。方案一和方案二都采納單片機(jī)作為主控系統(tǒng)，能正好完成設(shè)計(jì)要求且還不顯得功能富于，但方案一采納的單片機(jī)是較為傳統(tǒng)的80c51單片機(jī)，雖然運(yùn)用穩(wěn)定，且兼容性好，但相對(duì)于可以多次寫(xiě)入程序的AT89C51單片機(jī)，AT89c51單片機(jī)性?xún)r(jià)比更好。采納數(shù)字型傳感器干脆輸出數(shù)字信號(hào)，可以省掉A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備，使布線(xiàn)和編程顯得更加明白和簡(jiǎn)潔。LCD顯示器相對(duì)于LED七段數(shù)碼管顯示得更清晰、直觀，而且顯示得內(nèi)容也更多，還可以顯示字母。因此，綜合考慮后，我們選擇方案二。3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采納數(shù)字型溫濕度傳感器采集溫濕度信號(hào)，由于輸出信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，

22、干脆可輸入單片機(jī)處理。若溫濕度超出上下限，則蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)紅色指示燈亮，溫度超出上限制冷設(shè)備啟動(dòng)，低于下限加熱設(shè)備啟動(dòng)，濕度高于上限通風(fēng)設(shè)備啟動(dòng)，低于下限加濕設(shè)備啟動(dòng)。溫濕度的上下限可通過(guò)按鍵輸入單片機(jī)?？傮w設(shè)計(jì)框圖見(jiàn)圖3-1所示圖3-1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.2 單片機(jī)選擇和介紹 圖3-2（a）AT89S52芯片引腳圖 圖3-2（b） 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖AT89S52是一種帶8K字節(jié)閃耀可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低功耗、高性能的CMOS8位微處理器。該器件采納ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制

23、造技術(shù)制造，和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃耀存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89S52是一種高效微限制器，AT89S52單片機(jī)為許多嵌入式限制系統(tǒng)供應(yīng)了一種敏捷性高且價(jià)廉的方案5 ATMEL公司AT89S52的技術(shù)手冊(cè)。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(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪(fǎng)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)，須要

24、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(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口運(yùn)用。作為輸入運(yùn)用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的緣由，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)其次功能：P1.0 T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出。P1.1 T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕獲/重載觸發(fā)信號(hào)和方向限制）。P1.5

25、 MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用） P1.7 SCK（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(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口運(yùn)用。作為輸入運(yùn)用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的緣由，將輸出電流（IIL）。在訪(fǎng)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口運(yùn)用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在運(yùn)用 8位地址（如MOVX RI）訪(fǎng)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

26、編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些限制信號(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(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口運(yùn)用。作為輸入運(yùn)用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的緣由，即P3口輸出電流（IIL）。 P3口亦作為AT89S52特別功能（其次功能）運(yùn)用，如下表3-1所示。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些限制信號(hào)。表3-1 P3口引腳和其次功能端口引腳其次功能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)

27、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(xiě)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)的限制信號(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(fǎng)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)。一般狀況下，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。要留意的是：每當(dāng)訪(fǎng)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

28、脈沖（PROG）。 如有必要，可通過(guò)對(duì)特別功能寄存器（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(fǎng)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(fǎng)問(wèn)允許，欲使CPU僅訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFFH），EA端必需保持低電平（接地）。需留意的是：假

29、如加密位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)然這必需是器件是運(yùn)用12V編程電壓Vpp6 周航慈單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)北京航空航天高校出版社2000189-214。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。運(yùn)用時(shí)，在引腳和VSS引腳之間接一個(gè)10K的下拉電阻，和VCC引腳之間接一個(gè)約10F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3.2所示7 白靜數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)西安電子科技高校出版社。在單

30、片機(jī)電路中晶振的作用特別大，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。晶振利用一種特別的晶體，在電能和機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化產(chǎn)生共振，供應(yīng)穩(wěn)定精確的單頻震蕩，為系統(tǒng)供應(yīng)基本的時(shí)鐘信號(hào)。晶振元器件實(shí)物圖如圖3-3所示。圖3-3 晶振實(shí)物圖設(shè)計(jì)中晶振電路如圖3-2所示8 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2007165-170。3.3 溫濕度傳感器方案一：濕度檢測(cè)采納濕敏組件，其主要分為電阻式和電容式。濕敏電阻的種類(lèi)多，靈敏度高，但是起線(xiàn)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

31、一般比濕敏電阻要低一些。綜合濕敏組件，其線(xiàn)性度可抗污染性差，在濕度的檢測(cè)環(huán)境中濕敏組件須要時(shí)刻在檢測(cè)環(huán)境中，很簡(jiǎn)潔受到環(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)采納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(lèi)多，能夠覆蓋特別寬的溫度范圍，最高溫度可以到達(dá)2000。但是其非線(xiàn)性、響應(yīng)速度慢、精度中等、靈敏度低、穩(wěn)定性低、高溫下簡(jiǎn)潔老化和有線(xiàn)性漂移，并且測(cè)量須要參考慮。熱敏電阻，該傳感器主要隨溫度的變更阻值發(fā)生變更，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)要大而且須要穩(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)采納集成模擬傳感

32、器，其靈敏度高、線(xiàn)性度好、響應(yīng)速度快，而且它可以和信號(hào)處理電路及邏輯限制電路集成在一起，運(yùn)用便利。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，都須要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：采納數(shù)字式傳感器，起初選擇DS18B20和SHT10作為溫度和濕度測(cè)量組件，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)，精確的測(cè)量溫濕度。產(chǎn)品互換性好，相應(yīng)速度快，抗干擾性強(qiáng)，不須要外部參考源和外部器件。綜上所述，SHT

33、10和溫濕敏組件的溫濕度測(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)部集成困難，測(cè)量精確，而且能夠供應(yīng)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)量組件溫濕度傳感器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(zhuān)利的COMS過(guò)程微加工技術(shù)確保了產(chǎn)品具有極高的牢靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。體積和火柴頭相近。它們不僅能精確測(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)程限制、汽車(chē)

34、行業(yè)、樓宇限制、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3-4所示9 徐愛(ài)鈞智能化測(cè)量限制儀表原理與設(shè)計(jì)北京航空航天高校出版社2007114-126。圖3-4 SHT10傳感器實(shí)體和接口圖3.3.1 接口定義接口定義如表3-2所示。表3-2 接口定義引腳名稱(chēng)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必需為空SHT10的供電電壓范圍為2.45.5V, 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。傳感器不能依據(jù)I2C 協(xié)議編址

35、，但是，假如I2C 總線(xiàn)上沒(méi)有掛接別的組件，傳感器可以連接到I2C總線(xiàn)上，但單片機(jī)必需依據(jù)傳感器的協(xié)議工作。SCK 用于微處理器和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)送吩咐時(shí),DATA在SCK上升沿有效且在SCK高電平常必需保持穩(wěn)定。DATA在SCK下降沿之后變更。為確保通訊平安，DATA 的有效時(shí)間在SCK 上升沿之前和下降沿之后應(yīng)當(dāng)分別延長(zhǎng)至TSU and THO當(dāng)從傳感器讀取數(shù)據(jù)時(shí)，DATA TV在 SCK 變低以后有效，且維持到下一個(gè)SCK的下降沿。為避開(kāi)信號(hào)沖突，微處理器應(yīng)在低電平驅(qū)

36、動(dòng)DATA。須要一個(gè)外部的上拉電阻（例如：10k）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)中運(yùn)用SHT10智能傳感器作為溫濕度檢測(cè)的組件，參數(shù)采集模塊如圖3-5所示。圖3-5 溫濕度采集模塊3.3.2 電路特性（1）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3-3具體說(shuō)明白SHT10的電氣特性，若沒(méi)有標(biāo)明，則表示供電電壓為5V。若想和傳感器獲得最佳通訊效果。表3-3 SHT10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11228A休眠狀態(tài)0.

37、31.5A低電平輸出電壓IOL<4mA0250mV高電平輸出電壓RP<25 k90%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(pán)上的輸入電流1A輸出電流開(kāi)4mA三態(tài)(關(guān))1020AVDD 對(duì)GND 的肯定最大值為+7V 和-0.3V。假如傳感器工作在肯定最大值條件下時(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(xiàn)由傳感器限制，一般的DATA線(xiàn)由單片機(jī)限制。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3-6所示。發(fā)送一組“傳輸啟動(dòng)”序列進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸初始化。其時(shí)序?yàn)椋寒?dāng)SCK為高電平常DT

38、翻轉(zhuǎn)保持低電平，緊接著SCK產(chǎn)生1個(gè)發(fā)脈沖，隨后在SCK為高電平常DATA翻轉(zhuǎn)保持高電平。緊接著的吩咐包括3個(gè)地址位（僅支持“000”）和5個(gè)吩咐位。SHT10指示正確接收吩咐的時(shí)序?yàn)椋涸诘?個(gè)SCK時(shí)鐘的下降沿之后將DATA拉為低電平（ACK位），在第9個(gè)SCK時(shí)鐘的下降沿之后釋放DATA（此時(shí)為高電平）。圖3-6 SHT10時(shí)序圖（2）測(cè)量時(shí)序（RH和T）“000 00101”為相對(duì)濕度（RH）量，“000 00101”為溫度（）測(cè)量。發(fā)送一組測(cè)量吩咐后限制器要等待測(cè)量結(jié)束，這個(gè)過(guò)程大約須要20/80/320ms對(duì)應(yīng)其8/12/14位的測(cè)量。測(cè)量時(shí)間隨內(nèi)部晶振的速度而變更，最多能夠縮短30

39、%。SHT10下拉DATA至低電平而使其進(jìn)入空閑模式。重新啟動(dòng)SCK時(shí)鐘讀出數(shù)據(jù)之前，限制器必需等待這個(gè)“數(shù)據(jù)打算好”信號(hào)。接下來(lái)傳輸2個(gè)字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)和1個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)。MCU必需通過(guò)拉低DATA來(lái)確認(rèn)每個(gè)字節(jié)。全部的數(shù)據(jù)都從MSB起先，至LSB有效。例如對(duì)于12位數(shù)據(jù)，第5個(gè)SCK時(shí)鐘時(shí)的數(shù)值作為MSB位；而對(duì)于8位數(shù)據(jù)，第1個(gè)字節(jié)（高8位）數(shù)據(jù)無(wú)意義。確認(rèn)CRC數(shù)據(jù)位之后，通信結(jié)束。假如不運(yùn)用CRC-8校驗(yàn)，限制器可以在測(cè)量數(shù)據(jù)LSB位之后，通過(guò)保持ACK位為高電平來(lái)結(jié)束本次通信。測(cè)量和通信結(jié)束后，SHT10自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)模式。3.3.3 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)

40、量全量程標(biāo)定，無(wú)需重新標(biāo)定即可互換運(yùn)用兩線(xiàn)制數(shù)字接口 (最簡(jiǎn)潔的系統(tǒng)集成，較低的價(jià)格)高牢靠性 (工業(yè) CMOS 工藝)優(yōu)化的長(zhǎng)期穩(wěn)定性 基于懇求式檢測(cè)，因此低能耗具有濕度傳感器組件的自檢測(cè)實(shí)力傳感器組件加熱應(yīng)用，亦可獲得極高的精度和穩(wěn)定性全量程標(biāo)定3.3.4 技術(shù)參數(shù)濕度測(cè)量范圍: 0100 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)量辨別率: 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: ±

41、;0.1 溫度測(cè)量辨別率: 0.01其溫濕度特性曲線(xiàn)如圖3-7所示。圖3-7 溫濕度特性曲線(xiàn)3.4 顯示模塊方案一：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)潔，顯示亮度高但是占用I/O端口多，在十幾應(yīng)用時(shí)必需增加譯碼器驅(qū)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的困難性。動(dòng)態(tài)電路是最廣泛的顯示方式之一，其能夠節(jié)約大量的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R

42、AM，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、靈活、裝配簡(jiǎn)潔，像素尺寸小，辨別率高。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)潔明白，所以選擇LCD1602為顯示組件。3.4.1 LCD1602概述字符型液晶顯示模塊是一種特地用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，如圖3-8所示，目前常用16×1，16×2，20×2和40×2行等模塊?，F(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。1

43、602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。1602型LCD可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)D0-D7和RS，R/W，EN三個(gè)限制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對(duì)比度調(diào)整和背光功能10 石來(lái)德.機(jī)械參數(shù)電測(cè)技術(shù)M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981。圖3-8 LCD1602實(shí)物圖3.4.2 LCD1602基本參數(shù)及引腳功能1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個(gè)字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引腳功能如表3-4所示：表3-4 引腳

44、功能編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/吩咐選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫(xiě)選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，運(yùn)用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平常選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平常選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，高電平常進(jìn)行讀操作，低電平常進(jìn)行

45、寫(xiě)操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平?？梢詫?xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平?？梢宰x忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平常可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平常，液晶模塊執(zhí)行吩咐。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。表3-5 LCD1602限制吩咐序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開(kāi)/關(guān)限制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯

46、器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)記或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫(xiě)數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫(xiě)的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容LCD1602的讀寫(xiě)操作，如圖3-9、圖3-10所示、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上全部文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。指令4：顯示開(kāi)關(guān)限制。 D：限制整體顯示的開(kāi)和關(guān)，高電平表

47、示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：限制光標(biāo)的開(kāi)和關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：限制光標(biāo)是否閃耀，高電平閃耀，低電平不閃耀。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平常移動(dòng)顯示的文字，低電平常移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置吩咐 DL：高電平常為4位總線(xiàn)，低電平常為8位總線(xiàn) N：低電平常為單行顯示，高電平常雙行顯示 F: 低電平常顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平常顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)記位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收吩咐或者數(shù)據(jù)，假如為低電平表示不忙。指令10：寫(xiě)數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。圖3

48、-9 讀操作時(shí)序圖3-10 寫(xiě)操作時(shí)序圖3-11 LCD1602內(nèi)部顯示地址如圖3-11所示，其次行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否干脆寫(xiě)入40H就可以將光標(biāo)定位在其次行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷?xiě)入顯示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫(xiě)入的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在對(duì)液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)間標(biāo)是自動(dòng)右移的，無(wú)需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要推斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符

49、有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”。LCD1602的一般初始化（復(fù)位）過(guò)程:(1)延時(shí)15mS(2)寫(xiě)指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）(3)延時(shí)5mS(4)寫(xiě)指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）(5)延時(shí)5mS(6)寫(xiě)指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）(7)以后每次寫(xiě)指令、讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)操作均須要檢測(cè)忙信號(hào)(8)寫(xiě)指令38H：顯示模式設(shè)置(9)寫(xiě)指令08H：顯示關(guān)閉(10)寫(xiě)指令01H：顯示清屏(11)寫(xiě)指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置(1

50、2)寫(xiě)指令0CH：顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置圖3-12 顯示電路3.5 報(bào)警電路本設(shè)計(jì)采納的是聲光報(bào)警，設(shè)定報(bào)警的上下限值實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，運(yùn)用單片機(jī)的中斷系統(tǒng)。依據(jù)單片機(jī)接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后和該參數(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，并推斷測(cè)試溫濕度和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3-13所示11 何希才傳感器及其應(yīng)用國(guó)防工業(yè)出版社200174-78。圖3-13 報(bào)警電路3.6 鍵盤(pán)設(shè)定模塊本設(shè)計(jì)

51、可以干脆設(shè)定溫濕度參數(shù)的上下限值，從而達(dá)到對(duì)溫濕度限制報(bào)警的功能12 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。按設(shè)置鍵出現(xiàn)設(shè)置界面，按確定鍵選擇須要設(shè)置的數(shù)字，上下鍵設(shè)置須要限定的溫濕度如圖3-14所示。圖3-14鍵盤(pán)設(shè)定模塊3.7 穩(wěn)壓電路三端穩(wěn)壓集成電路LM7805來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍組件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的愛(ài)護(hù)電路，運(yùn)用起來(lái)牢靠、便利，而且價(jià)格便宜。LM7805如圖3-15所示。圖3-15 LM7805實(shí)物圖LM7805參數(shù)如表3-6所示。表3-6 LM7805參數(shù)本系統(tǒng)全部芯片都須要+5V的工作電壓，而干電池只能

52、供應(yīng)的電壓為15V的倍數(shù)的電壓，并且隨著運(yùn)用時(shí)間的延長(zhǎng)，其電壓會(huì)漸漸下。本電路是一個(gè)輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。IC采納集成穩(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3-16所示。圖3-16 穩(wěn)壓電路圖3.8 加熱/加濕/通風(fēng)/降溫開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)圖3-17 加熱/加濕/通風(fēng)/降溫開(kāi)關(guān)電路圖圖3-17是一個(gè)直流電磁繼電器采納晶體管驅(qū)動(dòng)的電路圖。當(dāng)p13為低電平常，繼電器K4吸合；p13為高電平常，繼電器K4釋放。采納這種邏輯限制可以使繼電器在上電復(fù)位或單

53、片機(jī)受控復(fù)位時(shí)不吸合。繼電器由一般晶體管9013驅(qū)動(dòng)，可以供應(yīng)300mA的驅(qū)動(dòng)電流，適用于繼電器線(xiàn)圈工作電流小于300mA的運(yùn)用場(chǎng)合。光電耦合器運(yùn)用TIL117，其電流傳輸比不低于50%。晶體管9013的電流放大倍數(shù)大于50.當(dāng)繼電器線(xiàn)圈工作電流為300mA時(shí)，光電耦合器須要輸出大于6.8mA的電流。其中，晶體管9013基極對(duì)地的電阻分流約0.8,mA。輸入光電耦合器的電流必需大于13.6mA，才能保證向繼電器供應(yīng)300mA的電流。圖中光電耦合器的輸入電流由7047供應(yīng)，約20mA。二極管D的作用是愛(ài)護(hù)晶體管9013，防止9013關(guān)斷時(shí)繼電器線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)所造成的破壞 13 王幸之，鐘愛(ài)琴

54、，王雷，王閃.AT89系列單片機(jī)原理和接口技術(shù)M.北京.北京航空航天高校出版社，2004:487-488.。4 軟件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路協(xié)作軟件程序來(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(lèi)：一是主程序，它是整個(gè)軟件的核心，特地用來(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。首先要依據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的主程序結(jié)構(gòu)，然后依據(jù)實(shí)時(shí)性

55、的條件，合理支配監(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14 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200542-47。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)行閾值推斷并啟動(dòng)報(bào)警裝置。圖4-1 主程序模塊4.2 SHT10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15 劉仲娥 張維新 宋文洋敏感元器件與應(yīng)用青島海洋高校出版社199346-125。圖4-2 SHT10初始化流程圖4.3 LCD初始模塊LCD上電時(shí)，都必需依據(jù)肯定的

56、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16 唐穎單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)北京高校出版社200814-18。圖4-3 LCD1602初始化流程圖5 Keil C 軟件概述單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少運(yùn)用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍運(yùn)用匯編語(yǔ)言到漸漸運(yùn)用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Kei