【正文】 溫濕度的變化情況，變換成數(shù)字量，通過單片機 STC89C52 進行控制，最后由 LCD 完成溫濕度顯示。閩南理工學院本科畢業(yè)設(shè)計 2 綜合自己在本科階 段所學的知識和參與實驗的經(jīng)驗，研究設(shè)計了以 STC89C52 單片機為主芯片的倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，本設(shè)計是一個以單片機為核心的主模塊，包括顯示模塊與報警器、溫濕度傳感器以及相應(yīng)的軟件等。通過接口可以有選擇性的擇取所需的功能模塊進行所需的測量。 設(shè)計框圖如 21 所示 。 在單片機電路設(shè)計中，可以采用一只溫濕度傳感器 DHT11，此傳感器， 超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比高等優(yōu)點 可以滿足設(shè)計要求。電路比較簡單，軟件設(shè)計也比較簡單。 設(shè)計以 STC89C52 單片機為核心 ， 整體結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，主板上設(shè)計有鍵盤與顯示電路以及 RS232 串口電路和電路子模塊與功能擴展模塊的接口，通過子模塊接口用戶可以按需來組合所需要的子模塊，完成溫濕度監(jiān)測的實現(xiàn)。在通信和監(jiān)控上，采用 LCD 液晶顯示。 本溫濕度傳感器屬于多功能溫濕度傳感器，可以設(shè)置上下報警溫度，當溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時，可以報警。 S T C 8 9 C 5 2單 片 機輸 入 電 路報 警 電 路測 溫 濕 度 電 路顯 示 電 路溫 濕 度 控 制 電 路時 鐘 電 路 復(fù) 位 電 路 圖 21 總設(shè)計框圖 由 ST89C52 控制溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計完成后，將實現(xiàn)以一種基于 DHT11 的數(shù)字溫濕度傳感器設(shè)計方案。簡要闡述了溫濕度傳感器 DHT11 的性能指標、單片機系統(tǒng)、LCD1602 顯示 模塊以及時序圖、 ADC0832 接口電路模塊及時序圖。利用主板 STC89C52單片機控制 DHT11 進行數(shù)據(jù)采集并將數(shù)據(jù)送至 LCD 液晶顯示結(jié)果。另外，采集結(jié)果可由接口電路送入計算機顯示并存儲。 閩南理工學院本科畢業(yè)設(shè)計 3 硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 本文所設(shè)計的數(shù)字測溫濕度顯示系統(tǒng)主要由 STC89C52 單片機及其最小系統(tǒng)模塊、溫濕度傳感器、 LCD1602 液晶顯示，結(jié)構(gòu)方框圖如圖 31 所示，各部分主要結(jié)構(gòu)設(shè)計及功能在下面介紹。 U S P 下 載 接 口復(fù) 位 電 路晶 振 電 路溫 濕 度傳 感 器處 理 電路A / DS T C 8 9 C 5 2L C D 1 6 0 2 圖 31 硬件 電路 圖 STC89C52 最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)是指用最少的 元器件 件組成 可以運行的單片機 的系統(tǒng)。即如圖 32所示。單片機的最小系統(tǒng)包括電源（接地），晶振電路（本設(shè)計使用 晶振），復(fù)位電路 及 EA 引腳 。有 以上部分 組成的最小系統(tǒng)，單片機就 可以進行正常的 簡單 運行了 ，值得注意的是， EA（ 31 腳） 需要 接高電平， 因此， 單片機不使用片外存儲器，這樣單片機系統(tǒng)才會正確 運行 用 C 語言編程所燒寫進單片機的程序 。 閩南理工學院本科畢業(yè)設(shè)計 4 P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P30/RxD10P31/TxD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40GND20U1STC89C52123456789RM110K*8VCCP00P01P02P03P04P05P06P07R210KVCCP20P21P22P23P24P25P26P27P10P11P12P13P14P15P16P17RSTP30P31P32P33P34P35P36P37XTAL2XTAL1GND2 31 4BTO+CPO10UPR110KGNDVCCRSTCYCRYSTALC130PC2CRY1XTAL1XTAL2晶振電路復(fù)位電路C4104VCCGNDGND 圖 32 STC89C52 最小 系統(tǒng) 1）電源：單片機使用的是 5V 電源，其中正極接 40 引腳，負極（地）接 20 引腳 。 2）晶振電路：單片機是一種時訊電路，必須提供脈沖信號才能正常工作，在單片機內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接 1 19 腳。 3)復(fù)位電路：復(fù)位按鈕，重啟。 4） EA 引腳：上拉倒 VCC，表示燒寫到單片機內(nèi)部，程序小的話直接存在內(nèi)部集成的ROM，至于程序大了就要接地了，外擴 ROM。 至此，一個單片機就接好，通上電，單片機就開始 運行 了。圖中的排阻 RM1 是 P0 口上拉用的， C4 是濾波電容，抗干擾用。其他 P0P3 口均為 I/O 口，每個口 有 8 個引腳 ，共 32 個，編號都是 07，如 ，這些 IO 口是 用來外接各種元器件，通過編程來實現(xiàn)各種所需要的功能。 溫濕度傳感器模塊 本系統(tǒng)采用 DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器，它是一 個 含有 一個 數(shù)字信號輸出的 溫度和濕度 傳感器。 以 確保產(chǎn)品具有較高的長期穩(wěn)定性與可靠性。 它 是特殊 的 溫度和濕度 傳感技術(shù)和 數(shù)字技術(shù)的模塊集合 。 傳感器包括電阻式感濕元件和一個測溫元件， 并具有較高的性能的 8 位微控制器相連接 。 DHT11 的供電電壓為 ~ DC。傳感器 通電 后，等待 1S 度過一個 不穩(wěn)定狀態(tài) ， 在這種狀態(tài)下不需要發(fā)送任何指令 。電源引腳（ VCC， GND）之間可增加閩南理工學院本科畢業(yè)設(shè)計 5 一個 100pF 的電 容，用于去耦濾波。 因此該產(chǎn)品具有 抗干擾能力強、性價比高 、 響應(yīng)快速 等優(yōu)點。 DHT11 的典型應(yīng)用模塊 和實物圖 如圖 3 34 所示。 VCCDATANCGNDDHT11R1GNDVCC*D1RRESVCCGNDP27 圖 33 DHT11 硬件模塊 圖 34 DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器 ADC0832 接口 電路模塊 ADC0832 是 8 位 分辨率 的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片， 其 最高分辨 達到 256 級，適 用于 一般的模擬量轉(zhuǎn)換。其 參考電壓和 電源輸入 的 內(nèi)部 復(fù)用， 實現(xiàn) 0～ 5V 的芯片模擬輸入電壓 。芯 片 轉(zhuǎn)換時間為 32μS ，據(jù)有雙 輸出 數(shù)據(jù) ， 可 作用于 數(shù)據(jù) 驗證 ， 為了 減少數(shù)據(jù)誤差， 穩(wěn)定性強 和 轉(zhuǎn)換速度 。芯片 的特定數(shù)據(jù) 輸入，使 處理器控制變 得 更加方便 和多器件掛接 。 DI 通過數(shù)據(jù) 的 輸入端 子 ， 可以方便地達到功能選擇通道 。 ADC0832 接口電路如圖 35 所示。 閩南理工學院本科畢業(yè)設(shè)計 6 CS1CH02CH13GND4DI5DO6CLK7VCC8ADC0832R110KRT1100KGNDVCCRSTP35P36P34 圖 35 ADC0832 與單片機連接電路 一般情況下 ADC0832 與單片機的接口 是四 條數(shù) 據(jù)線，分別是 DI、 DO、 CLK、 CS。 因為 DI 端與 DO 端在通信時 不能 同時有效 ， 并 且 單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將 DI 和 DO 并 行 在 同 根數(shù)據(jù)線上使用（ 如 圖 35） 。 當 ADC0832 沒有 運行 時 ， 其CS 輸入應(yīng)設(shè)置為高電平 ， 則芯片被禁止 ， DO/DI 和 CLK 的電平可任意。當要 執(zhí)行 A/D 轉(zhuǎn)換時， 首先將 CS 置于低電平 ， 直到轉(zhuǎn)換結(jié)束完成為止 。 在此芯片開始轉(zhuǎn)換運行 ， 并且由數(shù)據(jù)處理器 CLK 產(chǎn)生時鐘脈沖 ， DO/DI 端則使用 其 DI 端的數(shù)據(jù)信號。在第 一 個時鐘脈沖的 結(jié)束 之前 DI 端必須 置于 高電平，表示啟 始信號。在第 二 、 三 個脈沖 結(jié)束 之前 DI 端 2位數(shù)據(jù)應(yīng)用于選擇信道的功能 ，其功能項 如表 31 所示。 表 31 功能項 MUX ADDRESS Channel SGL/DIF ODD/SIGN 0 1 1 0 + 1 1 + 當 兩者的數(shù)據(jù)是 “ 0” ， “ 1”時， CH0 為 輸入 負 端 IN， CH1 為輸入 正 端 IN+進行輸入 ，當 兩者 數(shù)據(jù)為“ 0”、“ 0” 時， 將 CH0 作為輸入 正 端 IN+， CH1 為輸入 負 端 IN進行輸入，當 兩者 數(shù)據(jù)為“ 1”、“ 1”時，只 單一的對 CH1 進行單通道轉(zhuǎn)換， 當 兩者的 數(shù) 據(jù)為“ 1”、“ 0”時，只 單一的對 CH0 進行單通道轉(zhuǎn)換。到第 三 個脈沖的 結(jié)束 之后 DI 端的輸入電平 沒有 輸入作用，此后 DI/DO 端則開始 使用 數(shù)據(jù)輸出 ， DO 開始 讀取 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 從第 四 個脈沖 結(jié)束 開始由 DO 端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位 DATA7， 然后 每個脈沖 結(jié)束 ， DO 端輸出下個 數(shù)據(jù)。直到第 十一 個脈沖時發(fā)出最低位數(shù)據(jù) DATA0， 完成 輸入 一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。也正是從此位開始輸出下一個相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第 十一 個字節(jié)的 末端 輸出 DATD0。 然后 輸出 的 8 位數(shù)據(jù)，到第 十九 個脈沖時 完成 數(shù)據(jù)輸出，也 就是 標志著一次 的 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束。閩南理工學院本科畢業(yè)設(shè)計 7 最 后將 CS 置高電平， 立即處理 轉(zhuǎn)換 完成后的 數(shù)據(jù) 。 具體的時序圖參考圖 36。 圖 36 ADC0832 時序圖 作為 一個 單通道 的 模擬輸入電壓 ADC0832 是 0～ 5V 并且 電壓精度 為 時ADC0832為 8位分辨率 。如果 IN+輸入 與 IN輸入的時 ,可是將電壓值設(shè)定在一個大范圍內(nèi)，增加了 轉(zhuǎn)換的寬度。但值得 指出 的是，在進行 IN+輸入 與 IN的輸入時，如果 IN輸入 的電壓大于 IN+輸入 的電壓則轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)結(jié)果 一直為 00H。 LCD1602 顯示模塊