基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)(完稿)

摘要在日常生活中，溫度和濕度常伴隨在我們身旁。溫度和濕度的測(cè)量范圍是非常廣泛的，對(duì)溫度和濕度的測(cè)量系統(tǒng)的研究，至今也還具有著深遠(yuǎn)的意義，本次課題主要是針對(duì)國(guó)內(nèi)和國(guó)外對(duì)溫濕度測(cè)量系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行研究與分析開(kāi)展的情況等，主要是分析了現(xiàn)在溫度濕度測(cè)量系統(tǒng)中會(huì)存在的一些問(wèn)題，以及在我們的日常生活中的重要性。所以設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單方便的，基于單片機(jī)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)，這次設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)單、適用、穩(wěn)定等。還有一個(gè)特點(diǎn)就是能夠自動(dòng)的進(jìn)行檢測(cè)。這次設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)局部，一局部為硬件電路局部，一局部為軟件設(shè)計(jì)局部。通過(guò)軟件和硬件結(jié)合的結(jié)合，來(lái)檢測(cè)溫濕度，采集到的信號(hào)給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)來(lái)處理采集到的信號(hào)，通過(guò)液晶屏顯示，如果溫度和濕度過(guò)高或過(guò)低，那么會(huì)自動(dòng)報(bào)警電路。溫室度以單片機(jī)設(shè)計(jì)為核心，采用的傳感器為DHT11,這種傳感器有著智能化，使用方便、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)。溫濕度控制系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)電路，包括LCD顯示、鍵盤電路、報(bào)警等幾個(gè)局部組成。實(shí)現(xiàn)一種智能、快捷、方便的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由溫濕度檢測(cè)電路、LCD顯示電路、鍵盤電路、報(bào)警電路和單片機(jī)等組成。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，總體來(lái)說(shuō)性能較好，符合智能儀表小型化的趨勢(shì)，為今后高性能溫濕度測(cè)量?jī)x的研制和商業(yè)化打下了良好的根底。數(shù)字化溫濕度傳感器，以及實(shí)現(xiàn)溫濕度信息的在線檢測(cè)已成為溫濕度檢測(cè)技術(shù)的一種開(kāi)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)溫濕度液晶AbstractThemeasurementoftemperatureandhumidityrangeisverywide,onthetemperatureandhumiditymeasurementsystemresearchisalsoofgreatsignificance,thistopicathomeandabroadoftemperatureandhumiditymeasurementsystemresearchanddevelopment,analyzesthemainproblemsexistinginthecurrenttemperatureandhumiditymeasurementsystem,designabasedonsingle-chipmicrocomputertemperatureandhumiditymeasurementsystemforsomespecialtemperatureandhumidityrequirementsoftheoccasiontoachievelong-term,stable,real-timeandautomaticmonitoring.Thisdesignmainlyconsistsoftwoparts,circuitofhardwareandsoftwaresystemthroughthetemperatureandhumiditydetectioncircuit,thecollectedsignaltothemicrocontroller,throughthesingle-chipmicrocomputertodealwithsignalscollectedanddisplayedthroughtheLCD,iftemperatureandhumidityistoohighortoolow,thealarmwillautomaticallyalarmcircuit.STC89C52microcontrollerasthecore,theuseofDHT11integratedtemperatureandhumiditysensorstoachieveasmart,fastandconvenienttemperatureandhumiditymeasurementsystem.Thewholesystemiscomposedoftemperatureandhumiditydetectioncircuit,LCDdisplaycircuit,keyboardcircuit,alarmcircuitandsinglechipmicrocomputer.Designofthesystemstructureissimpleandcompact,lowpowerconsumption,stronganti-interferenceability,overallperformanceisbetter,inlinewiththetrendofminiaturizationofintelligentinstrument,haslaidagoodfoundationforfuturedevelopmentandcommercializationofhighperformancetemperatureandhumiditymeasuringinstrument.indirectlyaffectthebasichumanlivingconditions,butalsointheeffectofbiologicalproducts,medicineandhealth,scientificresearch,nationaldefenseconstruction.Inviewoftheabovesituation,therealizationofaccurateandreliablemeasurementoftemperatureandhumidityisparticularlyimportant.Inrecentyears,theuseofintelligentdigitaltemperatureandhumiditysensorsandtherealizationoftemperatureandhumidityinformationonlinedetectionhasbecomeadevelopmenttrendoftemperatureandhumiditydetectiontechnology.Keywords:Cardreader,nocontact,ICcard,SCM,89C51.Keyword:singlechipTemperatureandhumidityliquidcrystal目錄基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控I系統(tǒng)設(shè)計(jì)I摘要IAbstractII目錄IV前言61緒論71.1本文研究的意義71.2國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀81.2.1國(guó)內(nèi)開(kāi)展現(xiàn)狀81.2.2國(guó)外開(kāi)展現(xiàn)狀82系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)92.1設(shè)計(jì)要求92.2方案選擇9傳感器的選擇9單片機(jī)的選擇103系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)113.1軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹113.2整體方案設(shè)計(jì)123.2.1系統(tǒng)概述12系統(tǒng)框圖123.3DHT11傳感器電路133.3.1DHT11簡(jiǎn)介13接口說(shuō)明14DHT11模塊電路圖173.4液晶顯示電路173.4.11602液晶簡(jiǎn)介17液晶引腳說(shuō)明183.4.3指令介紹203.5蜂鳴器模塊243.6按鍵輸入模塊253.7LED顯示電路264程序流程圖設(shè)計(jì)274.1總體程序流程圖設(shè)計(jì)274.21602液晶程序設(shè)計(jì)294.2溫濕度DHT11傳感器程序設(shè)計(jì)29總結(jié)31參考文獻(xiàn)32致謝34附件1原理圖35附件2PCB圖36附件3程序代碼36前言溫度與濕度和人類生產(chǎn)，生活有著很大的聯(lián)系，其實(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)的根本工藝參數(shù)，比方我們生活中常見(jiàn)的機(jī)械，電子，石油，化工等工業(yè)的各種檢測(cè)都需要對(duì)溫度和濕度進(jìn)行一定的檢測(cè)，以確保平安。然而隨著人們生活水平的提高，人們也越來(lái)越重視他們的生活環(huán)境。而且空氣中溫度和濕度的變化，這個(gè)會(huì)直接影響人體的舒適性和情緒，因此有必要對(duì)溫度和濕度進(jìn)行檢測(cè)和控制?，F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的迅速開(kāi)展和普及，就出現(xiàn)了越來(lái)越多的高性能設(shè)備，而這些設(shè)備也會(huì)涉及到溫濕度的控制。因此各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域?qū)囟群蜐穸鹊囊笠簿驮絹?lái)越高。傳統(tǒng)的溫濕度檢測(cè)模型是基于人的根底上，依靠的是人工輪換值班，都是手動(dòng)查看或者是其他方式來(lái)測(cè)量和記錄環(huán)境狀態(tài)信息。在上述的這種情況下，效率非常的低，不利于人力資源的充分利用，而且也缺乏科學(xué)性，很多重大事故都是人為因素造成的，人為維護(hù)因?yàn)槿狈σ粋€(gè)完整的管理體系。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)可以解決這樣的浪費(fèi)人力資源，管理不僅是一個(gè)時(shí)間的問(wèn)題，而且效率也很低。這是因?yàn)樗闹悄茉O(shè)計(jì)決策。因此，設(shè)計(jì)類似的工程也都具有普遍意義。1緒論1.1本文研究的意義常用的控制芯片性價(jià)比比擬高的是單片機(jī)，在智能儀表，工業(yè)檢測(cè)和控制機(jī)電一體化等等方面取得了比擬好的成績(jī)，其溫度和濕度控制系統(tǒng)也有起到了很大的強(qiáng)度。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫濕度的控制。設(shè)計(jì)起來(lái)比擬簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)起來(lái)也相對(duì)容易，而且性價(jià)比也是很高的。這個(gè)溫濕度的設(shè)計(jì)能夠?qū)ΜF(xiàn)有的情況進(jìn)行全面的檢測(cè)，能夠即時(shí)、準(zhǔn)確地響應(yīng)溫室內(nèi)溫度和適度的變化。比方溫度保持在一定的范圍內(nèi)，冷卻到一定的范圍內(nèi)。在這些預(yù)定的溫度范圍內(nèi)保持著各種控制方法，如溫度、濕度等保持一定的溫濕度。毫無(wú)疑問(wèn)，這個(gè)系統(tǒng)將被應(yīng)用到溫室中，為植被的生長(zhǎng)提供更的環(huán)境。可以為大棚種植、園林設(shè)計(jì)，花卉栽培提供很好的把控，也可以把損失降到最低。所以必須監(jiān)控安裝一定環(huán)境溫度和濕度的裝置設(shè)備，系統(tǒng)才能及時(shí)準(zhǔn)確地反映室內(nèi)溫度濕度變化情況，這樣才能滿足溫度和濕度的控制要求。1.2國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀1.2.1國(guó)內(nèi)開(kāi)展現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)于溫濕度測(cè)控技術(shù)的研究較晚，始于20世紀(jì)80年代。我國(guó)工程技術(shù)人員在吸收興旺國(guó)家溫濕度測(cè)控技術(shù)的根底上，才掌握了溫濕度室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于對(duì)溫濕度的單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。我國(guó)溫濕度測(cè)控設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階段過(guò)渡和開(kāi)展。在技術(shù)上，以單片機(jī)控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無(wú)真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與興旺國(guó)家相比，存在較大。差距。我國(guó)溫濕度測(cè)量控制現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有到達(dá)工廠化的程度，生產(chǎn)實(shí)際中仍然有許多問(wèn)題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點(diǎn)。1.2.2國(guó)外開(kāi)展現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)溫度和濕度的控制技術(shù)的研究比我們國(guó)家要早，開(kāi)始于上個(gè)世紀(jì)70年代。首先，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合模擬儀表來(lái)演示，然后采集現(xiàn)場(chǎng)信息，并對(duì)它進(jìn)行指令，記錄和控制。分布式控制系統(tǒng)出現(xiàn)在80年代末?，F(xiàn)在正在研制并開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，并且是多因素綜合控制系統(tǒng)。現(xiàn)在世界的溫濕度測(cè)控技術(shù)正在迅速開(kāi)展，一些國(guó)家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的根底上實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化、正朝無(wú)人控制的方向快速開(kāi)展，登上更高的舞臺(tái)。2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求1〕可同時(shí)進(jìn)行溫度和濕度的測(cè)量。2〕采用1602液晶顯示溫濕度數(shù)據(jù)。3〕可通過(guò)按鍵設(shè)置溫度和濕度的報(bào)警范圍，并實(shí)現(xiàn)報(bào)警值的斷電保存。4〕一旦超出報(bào)警范圍，蜂鳴器鳴叫。5〕有相應(yīng)的指示燈指示是哪個(gè)數(shù)據(jù)超出范圍。2.2方案選擇傳感器的選擇方案一：選擇兩種傳感器，分別為溫度傳感器和濕度傳感器。溫度和濕度傳感器主要采用DS18B20和HS1101。DS18B20是一種一線式的、數(shù)字溫度傳感器，它的接口方式為單線式。溫度傳感器主要測(cè)量溫度范圍在大概-55℃—125℃，它們的誤差為0.5%左右。最高精度可達(dá)小數(shù)點(diǎn)后四位。HS1101是電容式的，HS1101是濕度傳感器，大概可測(cè)的濕度范圍在0%—100%RH，誤差為2%RH左右。方案二：就只用DHT11作為溫濕度檢測(cè)模塊。DHT11是一款傳感器，而且它是以數(shù)字的形式作為輸出的。里面含有一個(gè)電阻式的元件，還有一個(gè)NTC式溫度檢測(cè)元件，可測(cè)20—90%RH濕度，誤差為±5%RH，0—50℃，誤差范圍±2℃。從上面兩點(diǎn)分析，方案一可能測(cè)試出來(lái)的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)些，測(cè)試的范圍也更加寬些。但由于這次的設(shè)計(jì)所測(cè)試的是環(huán)境要求不高，只需要一般的環(huán)境溫度和濕度，所以在這次的設(shè)計(jì)中我們采取的是方案二，選取方案二的DHT11溫濕度傳感器已經(jīng)能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，并且，DHT11具有溫度和濕度傳感器的功能，且價(jià)格廉價(jià)，故本模塊采用方案二。單片機(jī)的選擇方案一：以數(shù)字信號(hào)處理器作為系統(tǒng)控制器。數(shù)字信號(hào)處理器是一種特殊的微處理器，它是一種利用數(shù)字信號(hào)處理大量信息的裝置。對(duì)元器件不是很敏感，受外部因素也不大，比方受環(huán)境溫度這些影響就比擬小，這樣設(shè)計(jì)也就容易實(shí)現(xiàn)集成和分時(shí)復(fù)用，實(shí)現(xiàn)處理器的共享，DSP處理器方便調(diào)整系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)，可適用于非常低的頻率信號(hào)等等優(yōu)勢(shì)。但數(shù)字信號(hào)處理器的硬件電路比擬復(fù)雜，而且價(jià)格相當(dāng)?shù)馁F，數(shù)字系統(tǒng)由有源器件的功率消耗比擬大，和無(wú)源設(shè)備相比沒(méi)有那么可靠。方案二：可以采用單片機(jī)來(lái)作為系統(tǒng)的控制器。單片機(jī)具有很多的優(yōu)勢(shì)，比方它的可靠性很強(qiáng)、性價(jià)比也比擬高，用的電壓要求也只有幾V、具有功耗低等等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的功能強(qiáng)大而且適用性也很強(qiáng)，因此也得到迅猛開(kāi)展和大范圍推廣使用，它的算術(shù)運(yùn)算功能很強(qiáng)大，而軟件編程也比擬靈活，對(duì)于開(kāi)發(fā)人員也可以自由發(fā)揮，也可以很好的實(shí)現(xiàn)需要的功能。單片機(jī)自身有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，可以用來(lái)定時(shí)和計(jì)數(shù)，并且其功耗低，體積小，計(jì)數(shù)成熟和本錢低等優(yōu)點(diǎn)?；谝陨戏治?，擬定方案二，用STC89C52單片機(jī)作為控制器。3系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)3.1軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹為了開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)便，本次設(shè)計(jì)選用了群眾所熟悉的也比擬常用的開(kāi)發(fā)軟件——keil5.0。對(duì)于單片機(jī)相關(guān)的軟件開(kāi)發(fā)，通常情況下可以用的軟件的有：keil或者是IAR等等，keil是一種比擬適合初學(xué)者的開(kāi)發(fā)軟件，它不僅使用簡(jiǎn)單，而且能夠進(jìn)行軟件模擬仿真測(cè)試等，它具有很強(qiáng)大功能。下面簡(jiǎn)單的對(duì)keil軟件進(jìn)行介紹下。KeilC51的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)公司生產(chǎn)的keil軟件。把keil與匯編相比，C語(yǔ)言具有在很多方面的優(yōu)勢(shì)，比方在功能，結(jié)構(gòu)，還有可讀性方面都具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，維護(hù)也是具有明顯的優(yōu)勢(shì)，使用起來(lái)也是相當(dāng)?shù)姆奖恪eil提供了包括宏匯編、C編譯器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試程序，完整的開(kāi)展規(guī)劃，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。運(yùn)行keil軟件可以通過(guò)Win98或者是NT、或者是WIN2000、或者是WINXP等等操作系統(tǒng)都是可以的。而是非常強(qiáng)大的C語(yǔ)言的功能性非常強(qiáng)大的，如果你使用C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程開(kāi)發(fā)，然后Keil應(yīng)該就是我們最為好的選擇。即使我們不使用C語(yǔ)言，用匯編語(yǔ)言來(lái)編程，對(duì)于這么大的集成環(huán)境和軟件仿真對(duì)于我們開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)也是一件可樂(lè)的事情。KeilC51軟件提供的功能和功能豐富而強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，主要是Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，看看編譯后的匯編代碼，可以實(shí)現(xiàn)keil的優(yōu)點(diǎn)。下面是關(guān)于該系統(tǒng)的功能和各局部使用KeilC51開(kāi)發(fā)細(xì)節(jié)。下面介紹一下C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，μVision主要是針對(duì)C51forWindows，這個(gè)下面就可以完成編輯，編譯，連接，調(diào)試和仿真等等，在這整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)發(fā)人員可用IDE或著是其它編輯器編輯C或者是匯編源文件。然后分別由C51和C51的編譯器編譯生成目標(biāo)文件〔.obj〕。然后由目標(biāo)文件可由LIB-51創(chuàng)立生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件-.abs。3.2整體方案設(shè)計(jì)3.2.1系統(tǒng)概述這次設(shè)計(jì)主要采用STC89C52，設(shè)計(jì)的溫濕度系統(tǒng)主要也是通過(guò)STC89C52單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)主要的功能，再加上電阻電容晶振等器件，單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是這樣構(gòu)成的。其它個(gè)模塊會(huì)根據(jù)需要鏈接到單片機(jī)最小系統(tǒng)來(lái)展開(kāi)。其中包括DHT11，而溫濕度傳感器采用的是這種DHT11，它的功能主要是采集溫度和濕度的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)串口發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行控制。按鍵局部就使用大家常用的，輕觸按鍵作為系統(tǒng)的輸入設(shè)置模塊。輸出那么采用蜂鳴器LED的形式。電源就選擇5v的電源即可。3.2.2系統(tǒng)框圖下列圖即為本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)圖，核心是STC89C52單片機(jī)，起到整個(gè)系統(tǒng)的控制，傳感器采集到的溫濕度傳到核心處理器，核心處理器就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并用相應(yīng)的模塊來(lái)表示出來(lái)，如下就是整個(gè)的架構(gòu)。1602液晶顯示單片機(jī)最小系統(tǒng)DHT111602液晶顯示單片機(jī)最小系統(tǒng)DHT11溫濕度一體傳感器蜂鳴器蜂鳴器按鍵設(shè)置輸入按鍵設(shè)置輸入LED指示燈LED指示燈圖3-1系統(tǒng)框圖3.3DHT11傳感器電路3.3.1DHT11簡(jiǎn)介◆相對(duì)濕度和溫度測(cè)量◆全部校準(zhǔn)，數(shù)字輸出◆卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性◆無(wú)需額外部件◆超長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離◆超低能耗◆引腳安裝◆完全互換〔1〕DHT11產(chǎn)品概述DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一種溫度和濕度傳感器，已校準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)輸出。它采用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，保證產(chǎn)品具有高可靠性和優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式濕度傳感器和NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能的8位單片機(jī)一起使用。因此，該產(chǎn)品具有優(yōu)良的品質(zhì)，超快速響應(yīng)，而且抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高等特點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都是很標(biāo)準(zhǔn)的。都是高精度濕度檢定校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)存儲(chǔ)在OTP內(nèi)存中，以程序儲(chǔ)存的形式存在，它是一種傳感器的檢測(cè)信號(hào)的過(guò)程。DHT11是單絲系統(tǒng)串行接口，這樣設(shè)計(jì)起來(lái)就變得簡(jiǎn)單快捷多了。它具有體積小巧，功耗相當(dāng)?shù)偷忍攸c(diǎn)。最重要的是信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米，傳輸效率相對(duì)較高，使其成為各種應(yīng)用中的很好選擇的，甚至是最嚴(yán)格的應(yīng)用。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝。連接方便，可根據(jù)用戶要求提供特殊的包裝形式。圖3-2DHT11數(shù)字溫濕度傳感器〔2〕應(yīng)用領(lǐng)域◆暖通空調(diào)◆測(cè)試及檢測(cè)設(shè)備◆汽車◆數(shù)據(jù)記錄器◆消費(fèi)品◆自動(dòng)控制◆氣象站◆家電◆濕度調(diào)節(jié)器◆醫(yī)療◆除濕器接口說(shuō)明〔1〕接口說(shuō)明 為了方便，連接線長(zhǎng)度應(yīng)短于18米時(shí)，一般考慮用5K上拉電阻,但是大于18米時(shí)，這個(gè)就得根據(jù)具體情況使用適宜的上拉電阻。在這次的設(shè)計(jì)中，我們采用的是5k的電阻。圖3-3DHT11典型連接圖〔2〕引腳說(shuō)明Pin1：(VDD)，電源引腳，供電電壓為3-5.5V。Pin2：〔DATA〕，串行數(shù)據(jù)，單總線。Pin3:〔NC〕，空腳，請(qǐng)懸浮。Pin4〔VDD〕，接地端，電源負(fù)極。〔3〕串行接口(單線雙向)用于單片機(jī)和DHT11數(shù)據(jù)之間的通信和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，通信時(shí)間4ms左右，數(shù)據(jù)被分成小局部和整數(shù)局部，在下面的說(shuō)明具體的格式。分?jǐn)?shù)局部為以后的擴(kuò)展，現(xiàn)在讀為零。操作過(guò)程如下：一個(gè)完整的數(shù)據(jù)傳輸是40bit，高位先出。通訊過(guò)程如下圖：圖3.4DHT11與單片機(jī)的通訊過(guò)程在總線空閑的時(shí)候，它的狀態(tài)為高電頻，主機(jī)拉低，然后等待DHT11響應(yīng)，主機(jī)設(shè)置的時(shí)間必須超過(guò)18毫秒，以保證DHT11可以檢測(cè)到啟動(dòng)信號(hào)。DHT11接收主機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)，等待主機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，然后就發(fā)送80us低水平的響應(yīng)信號(hào)。主機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)后，延時(shí)等待的時(shí)間20-40us，就等待讀取DHT11響應(yīng)信號(hào)，響應(yīng)信號(hào)發(fā)出后主機(jī)就開(kāi)始發(fā)出信號(hào)，可以切換到輸入模式。通信初始化要求如下列圖所示圖3-5通訊初始化總線為低電平，DHT11發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，然后再拉高80us，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，開(kāi)始50us為時(shí)隙開(kāi)始，每一位數(shù)據(jù)都是這樣的方式開(kāi)始，對(duì)高水平集數(shù)據(jù)位的長(zhǎng)度是0或1。下列圖顯示的格式。如果閱讀的響應(yīng)信號(hào)為高電平，DHT11沒(méi)有反響，那么檢查線路是否連接正常。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詈笠稽c(diǎn)后，DHT11拉低總線50us，然后總線電阻被拉到空閑的狀態(tài)。數(shù)字0信號(hào)表示方法如圖3-6所示。圖3-6數(shù)字0信號(hào)的表示方法數(shù)字1信號(hào)表示方法如下列圖所示。圖3-7數(shù)字1信號(hào)表示方法DHT11模塊電路圖DHT11的模塊電路圖如下列圖所示：圖3-8DHT11的模塊電路圖3.4液晶顯示電路3.4.11602液晶簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)顯示采用了工業(yè)性液晶模塊1602，總共有兩行?？梢燥@示32個(gè)字符，這樣就可以方便的顯示常用符號(hào)，又或者是英文字母大小寫(xiě)，還有阿拉伯?dāng)?shù)字等等。通過(guò)程序的設(shè)定還可顯示簡(jiǎn)單的漢字。該系統(tǒng)使用的是的液晶屏價(jià)位比擬合理，而且可以顯示2行標(biāo)準(zhǔn)字符，每行可以顯示16個(gè)字符，可以滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的需求。在通信系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化儀器和辦公設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，當(dāng)在設(shè)計(jì)漢子時(shí)，內(nèi)部沒(méi)有適宜于漢字庫(kù)型來(lái)液晶顯示，第一步是要獲取漢字或圖形子模塊的數(shù)據(jù)。該模塊的軟件不能直接提取的子模塊的數(shù)據(jù)5×8點(diǎn)陣，你可以手動(dòng)提取的字體從漢字中。最后，獲取到的的漢字模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在液晶存儲(chǔ)器中。1602液晶主要有兩種，一種為帶背光的，為一種為不帶光的。而這種基控制器根本上為HD44780，帶背光的厚度比不帶光的厚些，是否帶背光在應(yīng)用中差距也不大，兩者尺寸差異如下列圖所示：圖3-9液晶尺寸說(shuō)明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:4.5—5.5V◆工作電流:2.0mA(5.0V)◆模塊最正確工作電壓:5.0V◆字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm液晶引腳說(shuō)明1602的引腳如表3-2所示：表3-11602液晶引腳說(shuō)明編號(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)/命令選擇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)極第一腳：接地電源VSS。第二腳：5V正電源為VDD。第三腳：VL為液晶顯示器比照度調(diào)整的端口，比照度的強(qiáng)弱由接電源的不同決定，比照度的調(diào)整可以通過(guò)一個(gè)10k的電位器。第四腳：RS是存放器選擇，高水平的數(shù)據(jù)存放器，低選擇指令存放器。第五腳：R/W的讀和寫(xiě)信號(hào)線。第六腳：使能端E，當(dāng)E端由1至0時(shí)，液晶模塊中的命令開(kāi)始被運(yùn)行。第七至十四腳：D0-D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第十五腳：背光源正極。第十六腳：背光源負(fù)極。3.4.3指令介紹〔1〕清屏指令圖3-10清屏指令功能功能：1〕能夠?qū)⒁壕э@示屏刪除，就是講DDRAM所有內(nèi)容都添加進(jìn)“空白〞的ASCII碼20II；2〕能夠使光標(biāo)回到原始位置，就是把光標(biāo)重新擺放回液晶顯示屏的左上方；3〕把地址顯示器即AC的數(shù)值歸位零〔2〕光標(biāo)歸位指令指令如表3-4所示圖3-11光標(biāo)歸位指令功能功能：1〕將光標(biāo)重新擺放回顯示器的左上方；2〕地址計(jì)數(shù)器即AC的數(shù)值被設(shè)為零；3〕DDRAM所有的內(nèi)容將保持原內(nèi)容不會(huì)變化；〔3〕進(jìn)入模式設(shè)置指令指令如表3-5所示圖3-12進(jìn)入模式設(shè)置指令功能功能：當(dāng)定入一位數(shù)據(jù)之后光標(biāo)移動(dòng)的方向?qū)⒈辉O(shè)置，參數(shù)設(shè)定的情況如下：圖3-13參數(shù)設(shè)定條件〔4〕顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置指令指令如表3-6所示圖3-14顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置指令功能功能：能夠控制顯示器的開(kāi)關(guān)與否，光標(biāo)的顯示或者關(guān)閉，光標(biāo)是否需要閃爍，參數(shù)設(shè)定的情況如下：圖3-15顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置指令圖〔5〕設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動(dòng)方向指令圖3-16設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動(dòng)方向指令功能功能：將光標(biāo)移動(dòng)或者整個(gè)顯示屏幕移動(dòng)位置，參數(shù)設(shè)定的情況如下：圖3-17參數(shù)設(shè)定圖〔6〕功能設(shè)定指令下列圖即功能設(shè)定指令圖：圖3-18功能設(shè)定指令功能圖功能：數(shù)據(jù)總線的位數(shù)何所顯示出來(lái)的行數(shù)字型將被設(shè)定，參數(shù)設(shè)定情況如下：圖3-19功能設(shè)定指令功能圖〔7〕設(shè)定CGRAM地址指令指令如下圖：圖3-20設(shè)定CGRAM地址指令功能圖功能：下一次被存入數(shù)據(jù)的CGRAM地址將被設(shè)置，字符號(hào)為DB5DB4DB3即未來(lái)顯示此字符的時(shí)候被采用的字符的地址〔000-111〕可同時(shí)定義八個(gè)字符，行號(hào)為DB2DB1DB0〔000-111〕八行?！?〕設(shè)定DDRAM地址指令圖3-21設(shè)定DDRAM地址指令功能功能：下一次要存入數(shù)據(jù)的DDRAM地址將被設(shè)置?！?〕讀取忙或AC地址指令下列圖為相應(yīng)的指令：圖3-22設(shè)定DDRAM地址指令功能功能：下一次要存入數(shù)據(jù)的DDRAM地址將被設(shè)置。1〕HF〔忙碌信號(hào)〕讀取，假設(shè)液晶顯示器忙碌的時(shí)候那么BF=1，暫時(shí)不能接收被單片機(jī)送出的數(shù)據(jù)和指令，當(dāng)BF=0的時(shí)候那么相反。2〕地址計(jì)數(shù)器〔AC〕內(nèi)容被接收?！?0〕數(shù)據(jù)寫(xiě)入DDRAM或者CGRAM指令表3-12數(shù)據(jù)寫(xiě)入DDRAM或者CGRAM指令指令功能表功能：圖3-23數(shù)據(jù)寫(xiě)入DDRAM或者CGRAM指令指令功能1〕DREAM被寫(xiě)入字符碼，液晶顯示屏隨即顯示出相應(yīng)的字符；2〕OGRAM被存入由使用者設(shè)計(jì)的圖案。〔11〕從CGRAM或者DDRAM讀出數(shù)據(jù)的指令指令如下列圖所示圖3-24從CGRAM或者DDRAM讀出數(shù)據(jù)的指令功能圖功能：主要是DDRAM或OGRAM中的內(nèi)容被讀寫(xiě)。3.5蜂鳴器模塊該電子蜂鳴器是一種一體化的結(jié)構(gòu)，直流電壓來(lái)進(jìn)行供電，應(yīng)用于電腦、電子玩具、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、汽車電子設(shè)備、、音響設(shè)備定時(shí)器及其它電子產(chǎn)品，主要的作用就是用于發(fā)出聲音，以便起到提醒的作用。常用的蜂鳴器主要分為兩種，一種為壓電式蜂鳴器，另一種電磁式蜂鳴器。壓電式蜂鳴器內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要分為幾個(gè)部件，分別是多諧振蕩器，壓電蜂鳴片，阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等等。電源接通后，壓迫蜂鳴片發(fā)聲，電磁式蜂鳴器由下面幾種組成，分別是振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，接通電源時(shí)，振蕩器會(huì)產(chǎn)生頻率的信號(hào)，通過(guò)電磁線圈會(huì)有電流的產(chǎn)生，從而使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。電磁線圈與振動(dòng)膜片的相互作用、周期振動(dòng)而產(chǎn)生的聲音。本次設(shè)計(jì)采用電磁蜂鳴器。除此之外，它還具有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器的區(qū)別。請(qǐng)注意，這里的“來(lái)源〞不是電源，而是來(lái)源的震蕩。也就是說(shuō)，有內(nèi)部沖擊源的就稱為有源蜂鳴器，只要電源一鏈接蜂鳴器就會(huì)發(fā)出聲音，有源蜂鳴器用直流器是無(wú)法起到作用的，本次設(shè)計(jì)也是采用有源的蜂鳴器。蜂鳴器設(shè)計(jì)的電路原理圖如下所示：圖3-25蜂鳴器原理圖3.6按鍵輸入模塊鍵盤和單片機(jī)接觸的是比擬頻繁的。站在監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的位置上來(lái)觀察，就不只是完成鍵盤掃描，讀取鍵盤的當(dāng)前狀態(tài)那么簡(jiǎn)單了，許多問(wèn)題都還需要解決，這就有可能導(dǎo)致操作鍵盤上的人容易造成錯(cuò)誤的操作和控制失誤。在單片機(jī)應(yīng)用中，鍵盤中最常用的形式主要是獨(dú)立的鍵盤和矩陣鍵盤。它們各有各自的特點(diǎn)，獨(dú)立的鍵盤硬件電路相對(duì)簡(jiǎn)單，在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，一般來(lái)說(shuō)對(duì)硬件電路的要求也比擬低；獨(dú)立鍵盤和矩陣鍵盤是非常不同的，矩陣鍵盤首先在硬件電路它要比獨(dú)立鍵盤更復(fù)雜，而且在程序算法上比它更麻煩，但它在節(jié)省端口資源方面的優(yōu)勢(shì)是多的，所以它更適合于鍵盤電路。本次設(shè)計(jì)中由于采用的按鍵數(shù)量比擬少，只有3個(gè)按鍵，分別是“設(shè)置〞、“減〞、“加〞，故采用了獨(dú)立鍵盤的方式。按鍵的連接圖3所示：圖3-26按鍵原理圖3.7LED顯示電路LED電路，它也是一種半導(dǎo)體二極管，主要是通過(guò)把電能轉(zhuǎn)換為光能，驅(qū)使發(fā)光。發(fā)光二極管和普通二極管是由一個(gè)PN結(jié)組成。它具有一個(gè)單一的導(dǎo)電性。當(dāng)發(fā)光二極管