本科畢業(yè)論文-基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)說明書

福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書I1引言1.1課題的研究背景及意義早期的機(jī)房對(duì)溫濕度的檢測(cè)都是通過人工來不斷測(cè)量記錄數(shù)據(jù)，如果需要一個(gè)準(zhǔn)確的機(jī)房溫濕度，那么就需要記錄員不斷采樣記錄。這時(shí)負(fù)責(zé)采樣記錄的人員就不能花時(shí)間做其他的工作，這對(duì)人才是一個(gè)極大的浪費(fèi)。即使采樣員在不斷的采樣記錄，也會(huì)存在一個(gè)誤差，而且此誤差會(huì)比較大，并且就算記錄比較精確，但是如果溫濕度高于規(guī)定值或者低于規(guī)定值，系統(tǒng)不能自動(dòng)進(jìn)行加熱和加濕等操作。還需要人工來進(jìn)行加熱加濕，因此這中狀況急需改變。隨著科技的發(fā)展，尤其是單片機(jī)技術(shù)及傳感器技術(shù)的發(fā)展，人們開始將單片機(jī)和傳感器技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)房的溫濕度檢測(cè)控制系統(tǒng)上，通過設(shè)計(jì)幾個(gè)按鍵用于對(duì)系統(tǒng)溫濕度上下限的設(shè)定，采用溫濕度傳感器DHT11進(jìn)行溫濕度檢測(cè)，不斷檢測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)的溫濕度，通過外圍繼電器電路驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的加熱加濕，降溫去濕裝置。我們僅僅只需要一塊非常小的單片機(jī)芯片配合外圍電路就能完成整個(gè)系統(tǒng)的控制工作。因此其設(shè)計(jì)體積是非常小的，成本也是非常低的。所以本文研究基于單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)將是非常有意義和價(jià)值的。1.2單片機(jī)的意義和本設(shè)計(jì)特點(diǎn)在現(xiàn)代生活的各個(gè)領(lǐng)域中，單片機(jī)幾乎已經(jīng)完全控制了整個(gè)行業(yè)，甚至已經(jīng)潛移默化的改變了人們的生活方式和生活習(xí)慣，大到航空航天領(lǐng)域，小到馬路上各式各樣的花樣燈控制等等。這無不體現(xiàn)單片機(jī)的智能以及重要性?？梢灶A(yù)示單片機(jī)未來的發(fā)展趨勢(shì)：低功CMOS耗化；微型單片化；主流與多品種共存化；大容量、高性能化：以往單片機(jī)內(nèi)的ROM為1KB～4KB，RAM為64～128B；單片機(jī)又稱單片微控制器，它把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片里。簡(jiǎn)單的來講，就是把我們電腦主板上是由CPU處理、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、輸入輸出電路IO、顯示設(shè)備等模塊集成到了一塊微小的芯片之內(nèi)。它體積小，價(jià)格便宜，功能豐富，調(diào)寫程序便利。因?yàn)樗嫒萘藗鹘y(tǒng)的8051系列MCS-51指令單片機(jī)，移植性能強(qiáng)，相對(duì)高性能的單片機(jī)來講，它使用起來是很便利的。4k的flash存儲(chǔ)器，8bit的位寬處理，128的RAM。該設(shè)計(jì)使用它可以滿足我們的所有需求。我們?cè)谶@個(gè)設(shè)計(jì)中采用了51內(nèi)核單片機(jī)STC89C52作為核心部件，主要起主控作用，引領(lǐng)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行控制，當(dāng)作控制器的核心部位，本設(shè)計(jì)使用DHT11溫濕度傳感器對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的溫濕度進(jìn)行檢測(cè)，通過設(shè)置4個(gè)按鍵用于對(duì)溫濕度上下限值設(shè)定，當(dāng)檢測(cè)的溫濕度值高于或低于設(shè)定上下限值時(shí)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的加熱加濕降溫去濕裝置且蜂鳴器報(bào)警，此蜂鳴器采用無源蜂鳴器。整個(gè)系統(tǒng)使用液晶LCD1602進(jìn)行顯示，將檢測(cè)的溫濕度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在上面，整個(gè)系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)無人操作。整個(gè)設(shè)計(jì)界面美觀，設(shè)計(jì)硬件體積小，成本低，適合家庭機(jī)房等小型場(chǎng)合使用。2硬件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)由主控芯片STC89C52單片機(jī)，晶振電路，復(fù)位電路，電源電路，溫濕度檢測(cè)電路，加熱電路，降溫電路，加濕電路，去濕電路，LCD1602顯示電路，按鍵電路及蜂鳴器報(bào)警電路組成。51單片機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制運(yùn)行。如圖：圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2LCD1602液晶簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD1602為字符型，通常只能顯示字符和數(shù)字，如果想顯示漢字的話一般選擇LCD12864，LCD1602能夠顯示2行字符，每一行顯示16個(gè)字符，故得名為1602。其內(nèi)部含有許多個(gè)RAM，我們使用到的是40個(gè)。通過控制1602的控制管腳RS,RW,E我們即可向LCD1602顯示器中寫入數(shù)據(jù)，具體的顯示位子第一行起始地址是0x80,第二行顯示的起始地址是0x40+0x8。其具體的圖形如下：圖2-2LCD1602液晶顯示器2.3DHT11溫濕度傳感器簡(jiǎn)介DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)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與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)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(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)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(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。其具體實(shí)物圖如下：圖2-3DHT11數(shù)字溫濕度傳感器2.4按鍵、LED和蜂鳴器簡(jiǎn)介按鍵，它是常用控制器件的一種，通常被用來對(duì)需要控制的電路開或斷即接通狀態(tài)或者斷開狀態(tài)，內(nèi)部的電流是很小的，應(yīng)而可以達(dá)到手動(dòng)控制的作用。在這里我們?cè)O(shè)計(jì)中使用的常用的按鍵，其按下后會(huì)有些許的波動(dòng)，導(dǎo)致高低電平不穩(wěn)，所以在后面的程序編寫過程中需要專門用軟件來消抖，一般其抖動(dòng)的時(shí)間在10ms左右，如果不想再軟件上做消抖處理也可以在硬件上做消抖，可以在按鍵那并接一個(gè)RC電路，那樣就可以起到充放電延時(shí)的作用。這樣一來單片機(jī)就可以對(duì)按鍵按下和按鍵斷開有一個(gè)穩(wěn)定的判斷識(shí)別了。圖2-4按鍵蜂鳴器可分為2種，一種是無源蜂鳴器，一種是有源蜂鳴器，此二者的區(qū)分在于，有源蜂鳴器直接給高或低電平就能驅(qū)動(dòng)發(fā)聲，但是無源蜂鳴器需要給他一定的脈沖觸發(fā)信號(hào)才能使蜂鳴器發(fā)聲，在此設(shè)計(jì)中我們使用的是無源蜂鳴器，即在控制他的時(shí)候我們必須輸出一定頻率的脈沖方能時(shí)此蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。圖2-5無源蜂鳴器LED也叫做發(fā)光二極管，具有正負(fù)極，它是一種半導(dǎo)體固態(tài)的器件，其具有將電能轉(zhuǎn)化為光能的功能，它的英文名全稱是Lightemittingdiode。其內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)組成，當(dāng)給發(fā)光二極管正極加上約2V電壓的時(shí)候就會(huì)發(fā)光，如果正負(fù)極接反的話不導(dǎo)通，電壓過大會(huì)燒壞發(fā)光二極管。一般其導(dǎo)通電壓是2V左右，電流是10ma。2.5主控芯片STC89C52單片機(jī)的簡(jiǎn)介單片機(jī)又稱單片微控制器，它把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片里。簡(jiǎn)單的來講，就是把我們電腦主板上是由CPU處理、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、輸入輸出電路IO、顯示設(shè)備等模塊集成到了一塊微小的芯片之內(nèi)。它體積小，價(jià)格便宜，功能豐富，調(diào)寫程序便利。因?yàn)樗嫒萘藗鹘y(tǒng)的8051系列MCS-51指令單片機(jī)，移植性能強(qiáng)，相對(duì)高性能的單片機(jī)來講，它使用起來是很便利的。它具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置2KBEEPROM，擁有3個(gè)16位的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，還有外部中斷2個(gè)，和全雙工串行口等等。它的最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。其特性有：8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；內(nèi)帶2K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間;可直接使用串口下載；芯片參數(shù)：1.它是51單片機(jī)的加強(qiáng)版，擁有2種時(shí)鐘模式，一種是6個(gè)時(shí)鐘機(jī)器周期的，還有一種是12個(gè)時(shí)鐘機(jī)器周期的，它完全兼容傳統(tǒng)51單片機(jī)的指令系統(tǒng)。2.工作電壓：5.5V～3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V～2.0V（3V單片機(jī)）。3.工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。4.用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)。5.片上集成256字節(jié)RAM。6.通用I/O口（32個(gè)），復(fù)位后為：?jiǎn)纹瑱C(jī)擁有40個(gè)管腳，P0,P1,P2,P3各8個(gè)，還有復(fù)位1個(gè)，晶振2個(gè)，電源2個(gè)，EA一個(gè)，ALE一個(gè)。P0口內(nèi)部無上拉電阻，是漏極開路的，所以在使用P0口的時(shí)候一定要外接上拉電阻。 其他3個(gè)口都有內(nèi)部的上拉電阻，所以可以不用外接。7.單片機(jī)可以直接通過P30P31RXD和TXD串口管腳下載程序。8.具有EEPROM功能。9.該單片機(jī)擁有3個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器其為16位的。即定時(shí)器T0、T1、T2。10.有2個(gè)外部中斷，可以通過下降沿或者低電平觸發(fā)中斷。11.可以使用定時(shí)器模擬出多個(gè)異步串行口。12.工作溫度范圍：-40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)）。13.PDIP封裝，引腳圖如下：圖2-6STC89C52單片機(jī)管腳圖2.6系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中使用51內(nèi)核芯片單片機(jī)是STC89C52，通過2個(gè)20P電容和1個(gè)12MHz的晶振組成的晶振電路，系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖就是由它提供，還有通過1個(gè)電阻和1個(gè)電解電容和1個(gè)按鍵組成的復(fù)位電路，使用1個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器DHT11對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)溫度及濕度的檢測(cè)，通過4個(gè)按鍵來設(shè)定溫濕度的上下限值，如果檢測(cè)溫度高于設(shè)定上限溫度驅(qū)動(dòng)降溫電路，如果檢測(cè)溫度低于設(shè)定下限驅(qū)動(dòng)加熱電路，如果檢測(cè)濕度高于設(shè)定濕度上限驅(qū)動(dòng)去濕電路，如果檢測(cè)濕度低于設(shè)定下限驅(qū)動(dòng)加濕電路。整個(gè)控制過程使用1個(gè)蜂鳴器作為超限報(bào)警，選擇液晶LCD1602作為整個(gè)系統(tǒng)的顯示器，實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)的溫濕度值。2.6.1晶振電路電路中C2無極性電容和C3無極性電容是起振電容。當(dāng)12MHz晶振在高頻的情況工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的寄生的電感。為了使電感達(dá)到平衡和產(chǎn)生諧振，那么可以加上2個(gè)10-33pf的無極性電容。具體的大小可以參考下晶振廠家提供的參數(shù)手冊(cè)。單片機(jī)的內(nèi)部有一振蕩電路，我們需要在外部接上晶振電路單片機(jī)才能工作。晶振和電容與內(nèi)部的電路組成振蕩電路。只要單片機(jī)一上電，電容啟振，晶振工作，這樣單片機(jī)就有一個(gè)持續(xù)的時(shí)鐘信號(hào)。51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)12分頻器，因此時(shí)鐘周期為t=1/12≈1us。圖2-7晶振電路2.6.2復(fù)位電路此系統(tǒng)使用的51單片機(jī)是高電平復(fù)位。對(duì)STC89C52來說，在復(fù)位引腳加上2個(gè)機(jī)器周期的高電平，可使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)的IO口呈現(xiàn)高電平，程序計(jì)數(shù)器從零開始執(zhí)行。采用的手動(dòng)復(fù)位，按鈕按下，復(fù)位引腳得到高電平，單片機(jī)復(fù)位，按鈕松開后，單片機(jī)開始工作。單片機(jī)的9腳RST(Reset)復(fù)位引腳，如圖。當(dāng)我們的程序運(yùn)行到1000行的時(shí)候，單片機(jī)重啟啟動(dòng)了，之前運(yùn)行的數(shù)據(jù)將會(huì)丟失，因?yàn)镽AM是不儲(chǔ)存在我們的flash區(qū)域的，這個(gè)時(shí)候，那么我們的單片機(jī)會(huì)重新開始運(yùn)行，這個(gè)過程就是復(fù)位。當(dāng)我們的程序運(yùn)行中，遇到一些特殊情況造成系統(tǒng)奔潰了，我們把這種情況叫做死機(jī)，類似我們的電腦的，這個(gè)時(shí)候我們可以手動(dòng)按下復(fù)位按鍵，單片機(jī)會(huì)重新運(yùn)行。復(fù)位電路的存在，就是防止一些特殊情況的發(fā)生，在程序跑飛的時(shí)候能夠還原。復(fù)位電路的工作原理：51單片機(jī)高電平復(fù)位。對(duì)STC89C52來說，在復(fù)位引腳加2個(gè)機(jī)器周期的高電平，可使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)的IO口呈現(xiàn)高電平，程序計(jì)數(shù)器從零開始執(zhí)行。采用的手動(dòng)復(fù)位，按鈕按下，復(fù)位引腳得到高電平，單片機(jī)復(fù)位，按鈕松開后，單片機(jī)開始工作。當(dāng)這個(gè)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電容隔離直流電，隔離+5V。此時(shí)復(fù)位按鍵在彈起的狀態(tài)，R1的電阻是沒有電壓差的。我們的這個(gè)到單片機(jī)是高電平復(fù)位，低電平工作，當(dāng)按下去的時(shí)候，電容起到放電的作用，瞬間是+5V的高電平。所以，在按下的一瞬間，高電平復(fù)位成功。我們?cè)賮矸治鰪臎]有電到上電的過程。電容C1上方是5V電壓，這個(gè)時(shí)候哦電容C1進(jìn)行充電，正離子從上往下充電，負(fù)電子從GND往上充電，這個(gè)時(shí)候電容對(duì)電路來說是短路的，相當(dāng)于一根導(dǎo)線，電壓都加在了R1這個(gè)電阻上，那么RST上的電壓值，Vrst=R1*I，隨著電容充電越多，在充滿的時(shí)候，電流就會(huì)越來越小的，那么此時(shí)Vrst上的電壓也會(huì)變小，直到電容充滿后，線路中不再有電流，那么這個(gè)時(shí)候Rst和GND的電位就相等了，也即是0V。從這個(gè)過程中，Rst復(fù)位引腳是先高電平一段時(shí)間，然后再低電平，之后單片機(jī)正常工作運(yùn)行的。我們可以根據(jù)一條充放電的公式得到：T=1.2RC，把我們上圖的參數(shù)帶入，求得是564us，大于2個(gè)機(jī)器周期。重要一點(diǎn)的是，每個(gè)單片機(jī)復(fù)位高電平的時(shí)候都是不，具體的要參考手冊(cè)。圖2-8復(fù)位電路2.6.3電源電路向單片機(jī)供電。單片機(jī)電源：

STC89C52單片機(jī)的工作電壓范圍：3.3V—5.5V，一般給51單片機(jī)外接一個(gè)5V的直流穩(wěn)壓電源。連接方式為VCC(40腳）：接電源+5V端VSS(20腳）：接電源地端。2.6.4LCD1602顯示電路此設(shè)計(jì)中采用的是字符型LCD1602，它只能顯示數(shù)字及字符，可以顯示2行，每一行可以顯示16個(gè)字符，通過控制LCD的數(shù)據(jù)命令RS管腳和讀寫RW管腳還有使能E管腳。即可實(shí)現(xiàn)對(duì)LCD1602的讀寫了。將我們要顯示的溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送到LCD上實(shí)時(shí)顯示。我們將LCD數(shù)據(jù)口接到單片機(jī)的P0口，用于數(shù)據(jù)的發(fā)送，將LCD的命令數(shù)據(jù)及讀寫還有使能控制端口接在單片機(jī)的P10P11P12上，通過單片機(jī)的這寫管腳控制即可實(shí)現(xiàn)在LCD上顯示，如下圖：圖2-10LCD1602顯示電路2.6.5溫濕度檢測(cè)電路此設(shè)計(jì)中我們使用1個(gè)溫濕度傳感器進(jìn)行對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的溫度及濕度的檢測(cè)，傳感器使用的是DHT11，此傳感器采用單總線通信模式，因此其數(shù)據(jù)管腳只有一個(gè)，其他的是VCC和GND管腳。由于我們使用的單片機(jī)不具有此接口，因此需要單片機(jī)管腳模擬單總線通信時(shí)序，設(shè)計(jì)中將DHT11的數(shù)據(jù)管腳接在單片機(jī)的P35上。具體電路如下：圖2-11溫濕度檢測(cè)電路2.6.6按鍵電路在本設(shè)計(jì)中我們使用了4個(gè)按鍵接到單片機(jī)管腳P27,P26,P25，P24上，另一端共地，如果有按鍵按下去了，單片機(jī)的對(duì)應(yīng)管腳就會(huì)被拉為低電平，因此可以使用此方法來判斷，按鍵是否按下，然后做出相應(yīng)的動(dòng)作。具體電路如下圖2-12按鍵電路2.6.7報(bào)警電路設(shè)計(jì)中需要設(shè)計(jì)一個(gè)超限報(bào)警裝置，當(dāng)檢測(cè)的溫濕度高于或低于設(shè)定值時(shí)就報(bào)警，設(shè)計(jì)中采用一個(gè)無源蜂鳴器，即只有觸發(fā)一定頻率的脈沖才能使蜂鳴器發(fā)聲。我們將單片機(jī)的P13管腳接在PNP型三極管上，當(dāng)單片機(jī)P13口輸出一定頻率的脈沖即可觸發(fā)蜂鳴器發(fā)聲了。具體電路如下：圖2-13報(bào)警電路2.6.8加熱加濕電路設(shè)計(jì)中我們需要檢測(cè)的溫度高于或者濕度低于設(shè)定值，系統(tǒng)能夠自動(dòng)進(jìn)行加熱加濕，因此就需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制加熱加濕的電路，本設(shè)計(jì)采用繼電器來控制加熱加濕模塊的工作，通過單片機(jī)端口P17和P37接在三極管PNP上，當(dāng)P17P37輸出低電平的時(shí)候，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電，D1指示燈、D3指示燈發(fā)亮，開始加熱加濕。反之如果輸出高電平的話，三極管截止，繼電器線圈不得電。D1指示燈、D3指示燈滅，加熱加濕電路不工作。具體電路如下：圖2-14加熱加濕電路2.6.9降溫去濕電路設(shè)計(jì)中我們需要檢測(cè)的溫度低于或者濕度高于設(shè)定值，系統(tǒng)能夠自動(dòng)進(jìn)行降溫去濕，因此就需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制降溫去濕的電路，本設(shè)計(jì)采用繼電器來控制降溫去濕模塊的工作，通過單片機(jī)端口P16和P36接在三極管PNP上，當(dāng)P16P36輸出低電平的時(shí)候，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電，D2指示燈、D4指示燈亮，開始降溫去濕。反之如果輸出高電平的話，三極管截止，繼電器線圈不得電。D2指示燈、D4指示燈滅，降溫去濕電路不工作。具體電路如下：圖2-15降溫去濕電路2.7總電路設(shè)計(jì)用Protel畫圖軟件繪制的完整電路圖如下：圖2-16總電路圖3軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)概述電路實(shí)現(xiàn)的基本功能是溫濕度檢測(cè)。通過液晶LCD1602實(shí)時(shí)環(huán)境溫濕度的基本信息。增強(qiáng)功能是超過上下限會(huì)有對(duì)應(yīng)的報(bào)警指示燈亮和蜂鳴器報(bào)警。軟件設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，軟件程序編寫的好壞直接影響著系統(tǒng)運(yùn)行情況的良好。因本程序涉及的模塊較多，所以程序編寫也采用模塊化設(shè)計(jì)，C語言具有編寫靈活、移植方便、便于模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，所以本系統(tǒng)的軟件采用C51編寫。3.2程序設(shè)計(jì)流程圖圖3-1主程序流程圖主程序流程圖如圖4-1所示，先對(duì)液晶顯示進(jìn)行初始化，然后判斷gFunctioncount的值是否為0，為0則進(jìn)入顯示子函數(shù)，否則進(jìn)行下一步操作，最后執(zhí)行按鍵掃描子程序。按鍵掃描子程序原理圖是這樣的。一次完整的擊鍵過程，包含以下5個(gè)階段：1.等待階段：此時(shí)按鍵尚未按下，處于空閑階段。2.前沿（閉合）抖動(dòng)階段：此時(shí)按鍵剛剛按下，但按鍵信號(hào)還處于抖動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)時(shí)間一般為5~20ms。為了確保按鍵操作不會(huì)誤動(dòng)作，此時(shí)必須有個(gè)前沿消抖動(dòng)延時(shí)。3.鍵穩(wěn)定階段：此時(shí)抖動(dòng)已經(jīng)結(jié)束，一個(gè)有效的按鍵動(dòng)作已經(jīng)產(chǎn)生。系統(tǒng)應(yīng)該在此時(shí)執(zhí)行按鍵功能；或?qū)存I所對(duì)應(yīng)的鍵值記錄下來，待按鍵釋放時(shí)再執(zhí)行。4.后沿（釋放）抖動(dòng)階段：一般來說，考究一點(diǎn)的程序應(yīng)該在這里再做一次消抖延時(shí)，以防誤動(dòng)作。但是，如果前面“前沿抖動(dòng)階段”的消抖延時(shí)時(shí)間取值合適的話，可以忽略此階段。5.按鍵釋放階段：此時(shí)后沿抖動(dòng)已經(jīng)結(jié)束，按鍵已經(jīng)處于完全釋放狀態(tài)，如果按鍵是采用釋放后再執(zhí)行功能，則可以在這個(gè)階段進(jìn)行按鍵操作的相關(guān)處理。圖3-2LCD1602初始化子函數(shù)流程圖LCD1602初始化子函數(shù)流程圖如圖4-2所示。LCD1602初始化子函數(shù)先設(shè)置其顯示參數(shù)和輸入方式，再清除屏幕顯示。4仿真及程序調(diào)試在KEIL中我們編寫好程序，通過KEIL中的編譯器編譯，使程序確保語法是無錯(cuò)誤的，在沒有錯(cuò)誤的情況下我們?cè)谑褂肒EIL中的軟件仿真一步步仿真，通過查看相關(guān)寄存器的值確認(rèn)程序無誤?；蛘咄ㄟ^編譯生成的HEX文件燒寫到仿真軟件中，看具體的效果，直到效果無誤即可。4.1程序調(diào)試用到的軟件及工具在編寫程序我們使用的是KEILC51，在期內(nèi)可以軟件調(diào)試或者也可以使用仿真芯片來仿真測(cè)試。4.2KEILC51簡(jiǎn)介KEILC51是由ARM公司開發(fā)的，針對(duì)51單片機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)，內(nèi)部具體編譯調(diào)試軟件仿真等等一系列功能，是一個(gè)非常強(qiáng)大的單片機(jī)開發(fā)工具。還可以開發(fā)ARM程序。只需要在KEIL軟件內(nèi)設(shè)定生成HEX，即可將高級(jí)語言轉(zhuǎn)化為機(jī)器能識(shí)別的機(jī)器語言。4.3調(diào)試過程在KEIL中我們打開編寫好的程序，通過KEIL中的編譯器編譯，使程序確保語法是無錯(cuò)誤的，在沒有錯(cuò)誤的情況下我們?cè)谑褂肒EIL中的軟件仿真一步步仿真，通過查看相關(guān)寄存器的值確認(rèn)程序無誤。或者通過編譯生成的HEX文件燒寫到設(shè)計(jì)好的硬件仿真電路的單片機(jī)中，看具體的效果，直到效果無誤即可。4.4Proteus介紹Proteus仿真軟件是英國的一家公司開發(fā)設(shè)計(jì)的。此軟件專門用于電子開發(fā)設(shè)計(jì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)，因此也簡(jiǎn)稱是EDA工具軟件。此軟件不僅具有其它的EDA軟件的仿真的功能，關(guān)鍵是他開可以仿真到單片機(jī)及其外圍數(shù)字器件及模擬器件。到目前Proteus仿真軟件是最好的數(shù)字仿真設(shè)計(jì)開發(fā)軟件。LabCenterElectronics公司因此聞名。在我國，由于電子技術(shù)發(fā)展不是非常的快速，EDA的推廣也只是剛剛起步，但是此軟件的設(shè)計(jì)框架完美性得到了廣大的電子及單片機(jī)技術(shù)愛好者和一直從事教研的老師和單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)設(shè)計(jì)者的青睞。此仿真軟件既可以在原理圖布線，通過KEIL編寫編譯好的程序直接下載到單片機(jī)內(nèi)就可以仿真，看到和實(shí)際電路一樣的效果，還可以通過此軟件直接導(dǎo)出PCB設(shè)計(jì)圖，完全實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的跨越，通過此仿真我們就可以按照此電路搭建實(shí)物電路，實(shí)現(xiàn)仿真到實(shí)際開發(fā)的一個(gè)平臺(tái)。Proteus也是目前唯一能將電路的仿真及PCB設(shè)計(jì)和虛擬的模擬三個(gè)軟件相結(jié)合的一個(gè)大平臺(tái)。軟件內(nèi)部自帶有目前市場(chǎng)上主流的多種處理器，主要有8051和PIC的12，16，18等，還有MSP430系列單片機(jī)及AVR單片機(jī)，甚至還能實(shí)現(xiàn)ARM及DSP處理器仿真，隨著日益不斷的更新，后面還有很多種型號(hào)的單片機(jī)及高端處理器模型在推出。此軟件在編譯器上它能夠支持IAR及Keil和MATLAB等多種。4.5仿真電路設(shè)計(jì)圖4-1仿真電路圖5結(jié)束語通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少課本上沒有的知識(shí)，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，將以前學(xué)過的零散的知識(shí)串到一起。經(jīng)過我長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)計(jì)及調(diào)試，本系統(tǒng)基本能實(shí)現(xiàn)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的所有功能。不足之處有：1.硬件的穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高2.系統(tǒng)人性化還不足。我的綜合設(shè)計(jì)主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。首先硬件方面，基本了解了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程和所要做的工作?；菊莆樟薖rotel99SE原理圖的方法，并設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。通過開發(fā)板的設(shè)計(jì)和硬件搭建的過程，使我對(duì)51系單片機(jī)的接口有了更深層次的理解，熟悉了一些單片機(jī)常用的外圍電路引腳和連接方法，如LCD液晶，鍵盤等。并且我學(xué)會(huì)了分析問題解決問題的能力，加深了對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。我的動(dòng)手能力得到了很大的提高，創(chuàng)新意識(shí)得到了鍛煉。參考文獻(xiàn)[1]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)(簡(jiǎn)明修訂版)［M］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1998.[2]李全利.單片機(jī)原理及接口技術(shù)［M］.高等教育出版社，2003.[3]PROTEL99SE電路設(shè)計(jì)與制板［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[4]楊將新，李華軍，劉到駿等.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用（從基礎(chǔ)到實(shí)踐）［J］．電子工業(yè)出版社，2006.[5]StevenF.Barrett.DaneilJ.Pack.EmbeddedSystem[M].北京：電子工業(yè)出2006.[6]周立功.LPC900系列Flash單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)［J］.北京航空航天大學(xué)出版社,2004.[7]黃智偉.全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程［M］.北京：電子工業(yè)出版社,2005.[8]樓然苗.51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例.

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第1版．

北京：北京郵電大學(xué)出版社，1996

致謝本文是在導(dǎo)師陳老師的悉心指導(dǎo)下完成的，感謝陳老師的總體指導(dǎo)，從論文選題、研究方向及至最終成文的字里行間無不凝結(jié)著導(dǎo)師的心血與期望。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、誨人不倦的熱情、求索務(wù)實(shí)的敬業(yè)精神和寬以待人的處世哲學(xué)，深深感染并鞭策我不斷前進(jìn)。附錄附錄1完整電路圖附錄2完整PCB圖附錄3源程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>typedefunsignedcharu8;typedefunsignedintu16;sbitrs=P1^0;sbitrw=P1^1;sbite=P1^2;sbitk1=P2^7;sbitk2=P2^6;sbitk3=P2^5;sbitk4=P2^4;sbitbeep=P1^3;sbitled1=P1^7;sbitled2=P1^6;sbitled3=P3^7;sbitled4=P3^6;sbitdq=P3^5; u8coded1[]="Temp:";u8coded2[]="Humi:";u8coded3[]="TempH:";u8coded4[]="TempL:";u8coded5[]="HumiH:";u8coded6[]="HumiL:";u16temp,humi;u8wendu[5],shidu[5];u8mode,shedingok;intwdh=30,wdl=20,sdh=30,sdl=20;u8sbuf[4];voiddelay(u16i){ while(i--);}voidwrc(u8c) { delay(1000); rs=0; rw=0; e=0; P0=c; e=1; delay(10); e=0;}voidwrd(u8dat) { delay(1000); rs=1; rw=0; e=0; P0=dat; e=1; delay(10); e=0; rs=0;}voidinit(){ delay(1000); wrc(0x38); wrc(0x38); wrc(0x38); wrc(0x06); wrc(0x0c); wrc(0x01);}voidsound(){ u8i=100; while(i--) { beep=~beep; delay(300); led=~led; }}voidtime0init(){ TMOD=0X01; TH0=0Xfc; TL0=0X18; TR0=1; EA=1; ET0=1;}voidkeypros() { if(k1==0) { delay(1000); if(k1==0) { mode++; shedingok=0; if(mode==5)mode=0; if(mode==1)wrc(0x01); if(mode==3)wrc(0x01); } while(!k1); } if(mode==1) { if(k2==0) { delay(1000); if(k2==0) { wdh+=5; if(wdh>80)wdh=80; } while(!k2); } if(k3==0) { delay(1000); if(k3==0) { wdh-=5; if(wdh<0)wdh=0; } while(!k3); } } if(mode==2) { if(k2==0) { delay(1000); if(k2==0) { wdl+=5; if(wdh>80)wdh=80; } while(!k2); } if(k3==0) { delay(1000); if(k3==0) { wdl-=5; if(wdh<0)wdh=0; } while(!k3); } } if(mode==3) { if(k2==0) { delay(1000); if(k2==0) { sdh+=5; if(sdh>80)sdh=80; } while(!k2); } if(k3==0) { delay(1000); if(k3==0) { sdh-=5; if(sdh<0)wdh=0; } while(!k3); } } if(mode==4) { if(k2==0) { delay(1000); if(k2==0) { sdl+=5; if(sdh>80)sdh=80; } while(!k2); } if(k3==0) { delay(1000); if(k3==0) { sdl-=5; if(sdh<0)wdh=0; } while(!k3); } } if(k4==0) { delay(1000); if(k4==0) { mode=0; shedingok=1; } while(!k4); } sbuf[0]=wdh; sbuf[1]=wdl; sbuf[2]=sdh; sbuf[3]=sdl;// wrbytes(7,sbuf); }voiddatapros(){ u8i; if(mode==1) { wendu[0]=wdh/100+'0'; wendu[1]=wdh%100/10+'0'; wendu[2]=wdh%10+'0'; wendu[3]=0x2E; temp=temp_val.f*10; wendu[4]=temp%10+'0'; wrc(0x80); for(i=0;i<6;i++) { wrd(d3[i]); } for(i=0;i<5;i++) { wrd(wendu[i]); } wrd(0xdf); wrd('C'); } if(mode==2) / { wendu[0]=wdl/100+'0'; wendu[1]=wdl%100/10+'0'; wendu[2]=wdl%10+'0'; wendu[3]=0x2E; temp=temp_val.f*10; wendu[4]=temp%10+'0'; wrc(0x80+0x40); for(i=0;i<6;i++) { wrd(d4[i]); } for(i=0;i<5;i++) { wrd(wendu[i]); } wrd(0xdf); wrd('C'); } if(mode==3) { shidu[0]=sdh/100+'0'; shidu[1]=sdh%100/10+'0'; shidu[2]=sdh%10+'0'; shidu[3]=0x2E; humi=humi_val.f*10; shidu[4]=humi%10+'0'; wrc(0x80); for(i=0;i<6;i++) { wrd(d5[i]); } for(i=0;i<5;i++) { wrd(shidu[i]); } wrd('%'); wrd('R'); wrd('H'); } if(mode==4)