【正文】 9。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們綜合參考了國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合用戶的 實(shí)際 需求， 經(jīng)研究之后，硬 件部分的設(shè)計(jì) 采用 了以帶有 A/D 轉(zhuǎn)換器的STC12C5410AD 單片機(jī)為核心控制器件， 系統(tǒng)采用集溫濕度傳感器與 A/D 轉(zhuǎn)換器為一體的 SHT11 芯片 采集環(huán)境中的 溫 濕度 ， 模擬輸入接口接入鍵盤實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換功能， 并用 LCD 作為顯示設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)方案。河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 河南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 基于 STC12C5410AD 單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)儀 二級(jí)學(xué)院 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名 張海賓 學(xué) 號(hào) 08104020332 年級(jí) 20xx 指導(dǎo)教師 孫炎增 職稱 講 師 教務(wù)處制表 20xx 年 5 月 30 日 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 基于 STC12C5410AD 單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)儀 摘 要 溫濕度是環(huán)境中一個(gè)重要的物理參數(shù)， 人類的生存和社會(huì)活動(dòng)與溫濕度密切相關(guān)。此外，在通信方面使用 RS232 串行數(shù)據(jù)接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。s survival and public activities go hand in hand with the humiture. many situations that are in the production and the life, not only warehouse management, preservation of books, but also industrial production, residents life, all have certain request to the humiture of the environment, some professions have higher requirements. Therefore， it appears very important to examination and control the humiture of the environment, and humiture detecting bees an important technology in many modern science and technology fields. In the whole design process, we have synthesized referred to the domestic and foreign similar products design method, the union user39。 溫濕度檢測(cè)儀的基本工作原理 ....................................... 2 167。 溫濕度 檢測(cè)儀其他硬件電路的設(shè)計(jì) ...................................... 6 167。 溫濕度檢測(cè)模塊的程序設(shè)計(jì) ................................................ 15 167。 鍵盤掃描部分的程序設(shè)計(jì) ............................................. 18 167。它具有體積小、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)， 能 很 好 的 滿 足許 多 環(huán) 境 中 對(duì) 溫濕 度檢測(cè)范圍和 精 度 的 要 求 。 論文的第一章介紹了溫濕度檢測(cè)儀的主要性能指標(biāo)及其工作原理，概括介紹了溫濕度檢測(cè)儀的硬件設(shè)計(jì)總體方案和溫濕度檢測(cè)儀的應(yīng)用軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案；第二章主要介紹了溫濕度檢測(cè)儀的硬件電路設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了溫濕 度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)；第三章主要介紹了 基于 STC12C5410AD 單片機(jī)的 溫 濕度檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)。它的設(shè)計(jì)過(guò)程主要包含硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大過(guò)程，以下是該 溫濕 度檢測(cè)儀 設(shè)計(jì)的大概過(guò)程。 %， 濕度檢測(cè)范圍： 0～ 100%。 4．可直接與微機(jī)串行口連接，作環(huán)境相對(duì)濕度與溫度的高精度記錄儀使用。 7．工作環(huán)境溫度≤ ℃ ，工作環(huán)境濕度≤ 100%。 溫濕度檢測(cè)儀的 硬件設(shè)計(jì)方案概述 硬件部分是檢測(cè)儀的重要部分 ,設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整機(jī)的性能。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 167。 鍵 盤、顯示模塊完成檢測(cè)儀控制和數(shù)據(jù)顯示功能；通信模塊實(shí)現(xiàn)程序的下載和燒錄。 溫濕度檢測(cè)儀 單片機(jī)電路的設(shè)計(jì) 該檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)是以 STC12C5410AD 單片機(jī)為核心部件， STC12C5410系列單片機(jī)是單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的兼容 8051 內(nèi)核單片機(jī)，是高速 /低功耗的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，但速度快 812倍，內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。單片機(jī)通過(guò)模擬輸入口 連接鍵盤，用戶可以通過(guò)鍵盤輸入實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換。通過(guò)改變電容 C C2 的值進(jìn)行微調(diào)，通常取 30pF 左右。本設(shè)計(jì)中 STC12C5410AD 單片機(jī)的復(fù)位電路采用的是開(kāi)關(guān)復(fù)位電路，如圖 21 所示，開(kāi)關(guān)未按下是上電復(fù)位電路，上電復(fù)位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電（導(dǎo)通）狀態(tài)，故 RST 腳的電壓與 VCC 相同。 基于 STC12C5410AD 單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)儀的硬件原理圖見(jiàn)附錄。 167。 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的復(fù)合式傳感器。是本設(shè)計(jì)理想的溫濕度測(cè)量與傳輸芯片。 （ 2） SHT11 的引腳功能 SHT11 溫濕度傳感器采用 SMD(LCC)表面貼片封裝形式，接口非常簡(jiǎn) 單，引腳名稱及排列順序如圖 35 所示 ： 圖 35 SHT11 引腳圖 ◇ 腳 1和 4— 信號(hào)地和電源，其工作電壓范圍是 — ； ◇腳 2 和腳 3二線串行數(shù)字接口，其中 DATA 為數(shù)據(jù)線， SCK 為時(shí)鐘線； ◇腳 5～ 8— 空腳 。此外， SHT11 內(nèi)部還集成了一個(gè)加熱元件，加熱元件接通后可以將 SHT11 的溫度升高 5℃左右，同 時(shí)功耗也會(huì)有所增加。 微處理器是通過(guò)二線串行數(shù)字接口與 SHT11 進(jìn)行通信的。C 總線接口，故需要用單片機(jī)通用 I/O 口線來(lái)虛擬 I178。 其它模塊電路的設(shè)計(jì) 鍵盤輸入電路與 LCD 顯示電路實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的功能。因此，鍵盤掃描電路和 LCD 顯示電路可視為人機(jī)對(duì)話接口。 主要技術(shù)參數(shù)和性能： (1).電源： VDD： +5V； 模塊內(nèi)自帶 10V 負(fù)壓，用于 LCD 的驅(qū)動(dòng)電壓。 RS232 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。在本設(shè)計(jì)中運(yùn)用 MAX232 完成電平轉(zhuǎn)換工作。每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F電平。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 28 MAX232 的引腳圖 通信模塊電路如圖 29 所示： 圖 29 通信模塊電路 14 第 3章 溫濕度檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì) 167。C 總線讀寫程序?qū)貪穸葦?shù)據(jù)從 SHT11 中讀出來(lái)，然后，根據(jù)溫濕度補(bǔ)償（主要指非線性補(bǔ)償）公式計(jì)算出當(dāng)前溫濕度值并送到 12864 顯示； 主程序設(shè)計(jì)流程如圖 31 所示。 溫濕度檢測(cè)模塊的程序設(shè)計(jì) 167。 測(cè)量時(shí)序：當(dāng)單片機(jī)發(fā)出了啟動(dòng)傳輸命令，且 SHT11 正確接收到溫（濕）度測(cè)量命令后，單片機(jī)就要等到測(cè)量完成。通訊在確認(rèn) CRC 數(shù)據(jù)位后停止。當(dāng) DATA 線處于高電平時(shí)，觸發(fā) SCK9 次以上（含 9次），則進(jìn)入重啟 SHT11 的狀態(tài)，注意這種時(shí)序只復(fù)位串口， SHT11 的狀態(tài)寄存器內(nèi)容仍然被保留。 濕度轉(zhuǎn)換系數(shù) 3） 溫度傳感器相對(duì)濕度 做 溫度補(bǔ)償 若實(shí)際測(cè)量溫度與 25℃ 相差較大時(shí)，需要考慮濕度傳感器的溫度修正系數(shù)，如下公式所示： RHTRUE=(T℃ 25).(t1+)+RH 在上式中， T℃ 為 SHT11 所測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)，單位為攝氏度， SORH 為SHT11 輸出的濕度數(shù)據(jù)， RH 為已轉(zhuǎn)換好的濕度值， t1 和 t2 為常數(shù) ，其值可通過(guò)下表查詢得到。 該子程序在時(shí)間中斷服程序中被調(diào)用，定時(shí)掃描鍵盤，該程序首先判斷有無(wú)鍵盤閉合，沒(méi)有鍵盤閉合時(shí)置延時(shí)定時(shí)器位初值然后返回，有鍵盤閉合時(shí)延時(shí)定時(shí)器時(shí)間減少 1，如果延時(shí)時(shí)間沒(méi)到時(shí)返回，如果到了就逐行逐列的掃描鍵盤判斷閉合鍵的鍵號(hào)，然后保存并給出對(duì)應(yīng)鍵號(hào)的鍵值，之后置延時(shí)定時(shí)器位初值。我們選用HS128641 型圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊：該 LCD 模塊為不自帶字庫(kù)的 128 64點(diǎn)陣液晶顯示器。在 LCD 顯示器應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中，需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題就是消除顯示屏的閃爍感。但是如果數(shù)據(jù)處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)人眼可辨別的最短時(shí)間 20ms，顯示屏就會(huì)因?yàn)榉磸?fù)開(kāi)關(guān)顯示而產(chǎn)生閃爍感。將指定 Buf 20 區(qū)中處理好的顯示數(shù)據(jù)送 LCD 指定區(qū)顯示。 2. LCD 適用字模信息提取程序的設(shè)計(jì) 經(jīng)研究，我們采用在單片機(jī)產(chǎn)品中經(jīng)常用到的 16 16 點(diǎn)陣 的漢字庫(kù)作為提取字模的母字庫(kù)。 漢字母庫(kù)編碼采用：計(jì)算機(jī)漢字字符代碼中最常用一個(gè)是漢字編碼字符集的基本集 GB2312。 在生成點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表的相應(yīng)漢字中，采用自定義的編碼。因此我們必須將提取的字模數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，才能在 LCD 上正確顯示。兩種方法都要在控制器空閑的條件下進(jìn)行操作 ,在操作之前都要先讀取忙標(biāo)志 ,判斷控制器是否處于忙狀態(tài) ,在一般情況下 ,可以用延時(shí)等待的方法代替。在顯示數(shù)據(jù)的處理和送顯上，需要不斷設(shè)置引腳 CS1/CS2 的信號(hào)，達(dá)到對(duì)指定 DDRAM 單元的控制和處理。由軟件驅(qū)動(dòng) LCD 顯示屏上 0～ 7 頁(yè) 的任意頁(yè)顯示：順序讀出指定 Buf 區(qū)內(nèi)圖形或漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，依次將顯示數(shù)據(jù)寫入指定頁(yè)的 128 個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。先寫顯示數(shù)據(jù)到左半屏的 64 個(gè)單元；后通過(guò) R2 自減 1，控制寫顯示數(shù)據(jù)到右半屏的 64 個(gè)單元。現(xiàn)在我們只設(shè)計(jì)了窗口界面的顯示部分，和菜單、對(duì)話框的簡(jiǎn)單控制切換。 對(duì)話框中參數(shù)的輸入顯示原理與 菜單、對(duì)話框控制相同，都是通過(guò)讀鍵，判斷鍵值，功能處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，我們還從實(shí)際出發(fā)，將電路板預(yù)留一些位置，以便以后對(duì)儀器進(jìn)行功能擴(kuò)展。要 達(dá)到實(shí)用的目的，還需要進(jìn)一步的研究設(shè)計(jì)。 Compatible with MCS51TMProducts 128 x 8Bit Internal RAM Programmable Serial Channel Two 16Bit Timer/Counters Fully Static Operation: 0 Hz to 24 MHz 25 參考文獻(xiàn) [1] 趙新民 . 智能儀器原理及設(shè)計(jì) . 哈爾濱 : 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 , 1989 [2] 華成英 , 童詩(shī)白 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第三版 . 北京 : 高等教育出版社 , . [3] 謝光忠 、 蔣亞?wèn)|等 . 溫濕度智能數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的研制 我一直以認(rèn)真負(fù)責(zé)的心態(tài)對(duì)待這些問(wèn)題，在自己的努力以及同學(xué)和老師的幫助下，這些問(wèn)題都得到了圓滿解決。我們 選用一款集溫度、濕度測(cè)量于一體的復(fù)合式傳感器 —— SHT11 來(lái)進(jìn)行溫濕度測(cè)量。 圖 39 窗口版面 對(duì)應(yīng)的通過(guò)前面對(duì)程序設(shè)計(jì)原理的分析，我們把窗口中具體條目（提示信息、菜單、對(duì)話框、參數(shù)等）顯示涉及到的子程序進(jìn)行封裝處理， 從而使得整個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了。 其流程圖如圖 38 所示。 軟件將 LCD 顯存 DDRAM 化分為 8 頁(yè)，每頁(yè) 128 個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。 23 我們欲通過(guò)軟件處理，使得 LCD 寫顯示數(shù)據(jù)操作結(jié)構(gòu)化，整體化。HS128641 液晶 的 驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)是由 1 片 HD61102 作為 64 路行驅(qū)動(dòng)器，同時(shí) HD61102 配備了一套顯示存儲(chǔ)器的管理電路和與 MCU 接口電路，可以直接與 MCU 的總線連接 。 表 32 16 點(diǎn)陣字模轉(zhuǎn)換后排列格式 d0 ┇ d7 第 0 字 節(jié) 1 2 3 4 … 14 15 d0 ┇ d7 16 17 18 19 20 … 30 31 21 將轉(zhuǎn)換后的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，按匯編語(yǔ)言中，定義存儲(chǔ)單元偽指令“ DB”的格式寫入創(chuàng)建的文本文件中，就得到我們所需要生成的漢字點(diǎn)陣信息表。前 20H～7FH 為常用字符的 ASCII 代碼。其中第 16 區(qū)～55 區(qū)安排 3755 個(gè)常用漢字，依漢語(yǔ)拼音順序排列。在 16 16 點(diǎn)陣漢字字庫(kù)中，采用的是以行為主的存放結(jié)構(gòu)，即一行上連續(xù)的8 個(gè)點(diǎn)陣信息放在一個(gè)字節(jié)內(nèi)，且左