【正文】 o and so on target, after research, used take included A/D the switch the ADuC812 microcontroller as the core control ponent, take the high sensitivity warm sensor AD590 as the data gain part and take the humidity sensor THS11 as the data gain part, and took the graphic display device with LCD the hardware design proposal. In addition, has used the RS232 serial data connection in the serial munication aspect. But software partial uses modular the design method, causes various segments the function even more to be clear about, the readability is stronger. The temperature and humidity detector circuit design , to plete a captial temperature and humidity testing , achieving basic functions of temperature and humidity testing . 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） III KEY WORDS： ADuC812 microcontroller , Sensor, LCD, Temperature and humidity 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 目 錄 前 言 .................................................................................................... 1 第 1 章 溫濕度檢測儀總體技術(shù)方案 ..................................................... 2 167。 溫濕度檢測儀的 硬件設(shè)計總體結(jié)構(gòu)方案 ................................... 3 167。 溫度檢測電路 ...................................................................... 8 167。 溫濕度檢測模塊程序設(shè)計 ........................................................ 14 167。 鍵 盤掃描 ........................................................................... 20 167。它具有體積小、操作簡單、性能穩(wěn)定、測量精度高和抗干擾能力強等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于需要對溫濕度進(jìn)行測控的領(lǐng)域中。 論文的第一章介紹了溫濕度檢測儀的主要性能指標(biāo)及其工作原理， 主要介紹了 溫濕度檢測儀的硬件設(shè)計總體方案和溫濕度檢測儀的 應(yīng)用 軟件 系統(tǒng)的設(shè)計 方案 ；第二章主要介紹了溫濕度檢測儀的硬件電路設(shè)計，重點介紹了溫度檢測電路和濕度檢測電路；第三章主要介紹了 基于 ADuC812 單片機的濕度檢測儀 的軟件設(shè)計 ，軟件設(shè)計部分采用模塊化設(shè)計，重點介紹了濕 度檢測模塊程序設(shè)計 中對濕度的頻率的線性化處理和溫度補償 。在此設(shè)計過程中，我們綜合分析了不同用戶在不同場合的不同需求，并且借鑒了國內(nèi)外同類儀表設(shè)計的經(jīng)驗，經(jīng)研究之后，采用了以含有 A/D 轉(zhuǎn)換器的 ADuC812 單片 機為核心控制器件，以高靈敏度溫 度傳感器 和 濕度傳感器為數(shù)據(jù)獲取元件的方案。 性能指標(biāo) 1. 相對濕度測量精度： 177。 溫濕度檢測儀的工作原理 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 加載有相應(yīng)程序的 ADuC812 單片機定時采集溫度測量電路電壓信號和相對濕度測量電路輸出的頻率信號，并對濕度的頻率進(jìn)行線性化處理和 溫度 補償，從而獲得溫度和相對濕度數(shù)據(jù)，分別將這些數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)存儲器中， 然后送 LCD 顯示屏顯示。 溫濕度檢測儀的 硬件設(shè)計總體結(jié)構(gòu)方案 硬件部分是檢測儀的重要部分 ,設(shè)計的好壞直接影響到整機的性能。 鍵盤輸入電路與 LCD 顯示電路實現(xiàn)人機對話的功能。 主程序的內(nèi)容包括：主程序的起始地址，中斷服務(wù)程序的起始地址，有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序。這個系統(tǒng)主要由 ADuC812 單片機、溫度測量電路、相對濕度測量電路、語音報警電路、鍵盤輸入電路與 LCD 顯示電路。 利用 ADuC812 單片機的輸入接口 定時采集溫度測量電路電壓信號和輸入 /輸出接口 采集相對濕度測量電路輸出的頻率信號，并對濕度的頻率進(jìn)行線性化處理和補償，從而獲得溫度和相對濕度數(shù)據(jù)，分別將這些數(shù)據(jù)存儲于 數(shù)據(jù)存儲器中， 然后再通過 和 接口把芯片處理的數(shù)據(jù)送入顯示模塊電路，并可以用 LCD 顯示屏顯示出來。 ADuC812 單片機的時鐘電路采用的是內(nèi)部的時鐘電路，利用單片機 內(nèi)部的振蕩電路，并在 XLAT1 和 XLAT2 兩引腳間外接石 英晶體和電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路，使內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生自激振蕩。選擇合理的充電常數(shù)，就能保證在開關(guān)按下時是 RST 端有兩個機器周期以上的高電平從而使 ADuC812 內(nèi)部復(fù)位。 溫 濕度檢測儀的硬件電路設(shè)計 該溫濕度檢測儀的硬件系統(tǒng)由以下部分組成：電源部分、 相對濕度測量電路、溫度測量電路、鍵盤掃描電路、 LCD 顯示電路、語音報警電路、與 PC機通信的 RS232 轉(zhuǎn)換電路和存儲器擴展部分，各部分設(shè)計如下。 ℃；靈敏度 1μ A/℃，溫度每變化 1℃，其輸出電流變化 1μ A；輸出零點為熱力學(xué)溫標(biāo)零點。 167。 %RH）并且具有極好的線性輸出等特性。 3℅ RH，分辨力 ℅ RH，使得相對濕度傳感器THS11 的測量范圍大，長期穩(wěn)定性好，響應(yīng)時間短，溫度系數(shù)低，線性度較好，體積小。 RS232C 接口電路與PC 機的串行口聯(lián)接，實現(xiàn)通信功能。 顯示模塊電路如圖 24 所示。 (2).顯示內(nèi)容： 128(列 ) 64(行 )點 (3).全屏幕點陣 (4).七種指令 (5).與 CPU 接口采用 8 位數(shù)據(jù)總線并行輸入輸出和 8 條控制線 (6).占空比 1/64 (7).工作溫度： 10℃～ +50℃，存儲溫度： 20℃～ +70℃ 在顯示電路中，單片機的 RD、 WR、 端口通過由“與非門”構(gòu)成的輔助電路與 HS12864 的 E 端口相連，來控制顯示模塊對單片機送來數(shù)據(jù)的操作；而 口控制顯示器顯示內(nèi)容，即數(shù)據(jù)或指令；來自 ， 的指令選擇顯示器左右半屏的信號。 3. 串行通信模塊 1 2 3 4ABCD4321DCBAV C CC1 11 0 u F / 2 5 vC1 01 0 u F / 2 5 vC9 1 0 u F / 2 5 vC8 1 0 u F / 2 5 v162738495J1D B 912345687 109U3P r o 3 1B 3 .T M P _ 23 2 C _4 3P 3. 1 / T X DP 3. 0 / R X D 圖 26 與 PC 通信電路 與 PC 通信電路 如圖 26， 檢測儀與 PC 機通信采用 RS232 串行接口。 RS232 是為點對點（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的，其驅(qū)動器負(fù)載為 3～ 7kΩ，所以 RS232 適合本地設(shè)備之 間的通信。所以，采用此芯片的串行通信系統(tǒng)只需單一的 +5V 電源就可以了。主程序設(shè)計框圖如上 圖 31。 溫濕度檢測模塊程序設(shè)計 167。 Kt為轉(zhuǎn)換系數(shù)，單位為 1uA/K。 溫度檢測模塊程序 如圖 32， 首先讀取測量電路的溫度電 壓 VT，并將這一電壓信號作為溫度轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行電壓→溫度轉(zhuǎn)換，具體轉(zhuǎn)換方法為：把經(jīng)過 A/D 的所得的數(shù)字電壓值 VT作如下計算 T = KT（ VTV0） 式中 T 為需要測量的環(huán)境實際溫度值，參數(shù) V0為環(huán)境溫度為 0℃時 A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量電壓值，參數(shù) KT為環(huán)境溫度與 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量電壓的轉(zhuǎn)換系數(shù)： KT = 1/( Kt當(dāng)環(huán)境溫度從 T1 變化到 T2時，重復(fù)以上過程，單片機同時記錄下相應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量 V2。 開始返回溫度傳感電路電壓讀取溫度信號轉(zhuǎn)換初始化溫度數(shù)據(jù)存儲溫度顯示測溫結(jié)束嗎？Y E SNO 圖 32 溫度檢測模塊程序流程圖 溫度檢測模塊程序流程如圖 32， 該模塊程序最后將計算得到的溫度值送入數(shù)據(jù)存儲器，并調(diào)用 LCD 顯示程序?qū)h(huán)境溫度顯示出來，然后返回主程序繼續(xù)下面的操作。 實驗得出振蕩電路的輸出頻率（ f）與環(huán)境溫度（ T）的關(guān)系曲線， 如圖河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 33所示： 圖 33 振蕩頻率 f 與溫度 T 的關(guān)系曲線 由上圖可知，在環(huán)境相對濕度不變的條件下，溫度和振蕩頻率呈近似的線性關(guān)系，所以忽略非線性誤差不影響測量的精度。研究表明，相對濕度為 X%RH 時振蕩頻率的溫度補償系數(shù)（Δ fRHX）與相對 濕度為 0%RH 時振蕩頻率的溫度補償系數(shù)（Δ f RH0）具有如下關(guān)系： Δ fRHX=Δ f RH0 表 31 在 25℃環(huán)境溫度時相對濕度（ RH）與振蕩頻率（ f）的關(guān)系 相對濕度（R H ） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100輸出頻率（f ） 7473 7344 7219 7092 6967 6840 6710 6575 6435 6291 6133 顯然，振蕩頻率受環(huán)境濕度的影響比較大。 2. 程序設(shè)計方案 經(jīng)過以上分析可知，濕度檢測模塊程序需要完成將來自傳感電路的濕度頻率 f 轉(zhuǎn)換為相對濕度的工作。具體方案 如 圖 35。 (fRH/ f RH0) 線性化處理： 首先根據(jù)實驗得出的相對濕度與振蕩頻率關(guān)系曲線，將測量范圍內(nèi)的濕度 RH 劃分為 N 等份，每份為△ RH，每個濕度分隔點對應(yīng)的頻率值設(shè)為 fn。 生成頻率表之后就可以進(jìn)行線性化處理了。 接下來就要對比較次數(shù) n 賦初值 (n=0),根據(jù)變 量 n 去 ADuC812 的 ROM 中的頻率表中取出頻率值 f0，然后將溫度補償過振蕩頻率 f 與從表中取得的表頻率 f0 作減法運算，并檢查相減結(jié)果是否大于 0。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 讀取濕度的頻率 f對記數(shù)次數(shù) n 賦初值 0從數(shù)據(jù)表中 f 0從數(shù)據(jù)表中讀取 fnn + 1取 △ RH 存入變量中存取 RH 并送顯RH = RHn 1 + ( f fn 1 )/( fn fn 1 ) △ RHf fo 0 ?f fn 0 ?開始結(jié)束報告超出檢測下限YYNN 圖 36 線性化處理程序流程 圖 這里需要說明的是， f 與 f0 的比較是非常必要的。當(dāng) f 落在 f1 之前時，檢測儀會由于沒有合適比較對象而出錯。 鍵盤掃描和 LCD 顯示模塊程序設(shè)計 167。 鍵盤掃描去抖動的具體工作程序如下： Scan Key: 。與 XRL A, 00110000B 。 DelayValue1=9, T (5ms) X10 CLR C SUBB A, FindKeyNum JNC ScanKeyEnd 。 OutPortCol2 MOV LocalValue1, A MOV P0, A。與 XRL A, 00110000B 。 LCD 顯示部分程序設(shè)計 1. LCD顯示器應(yīng)用程序設(shè)計總體方案 (1).漢字點陣數(shù)據(jù)提取 LCD 顯示器應(yīng)用程序設(shè)計的基本目標(biāo)是實現(xiàn)中文顯示界面。 添加點陣數(shù)據(jù)表之后，就可以開始設(shè)計 LCD 應(yīng)用程序。通過 LCD 模塊提供的顯示開關(guān)指令DISPLAY ON/OFF 在數(shù)據(jù)處理之前關(guān)掉顯示 ,待數(shù)據(jù)處理完后開顯示，可以使顯示屏閃爍得到一定控制。然后，編寫 LCD 顯示驅(qū)動程序。最后，在 LCD 底層程序完成的基礎(chǔ)上，設(shè)計人機交互界面，實現(xiàn)用戶在菜單方式下進(jìn)行交互。每個漢字的字模信息占 32個字節(jié)。通 過漢字的內(nèi)碼我們可以計算出與其點陣信息在字庫中的偏移量。 由圖形顯示數(shù)據(jù)寄存器 DDRAM 地址和顯示位置的對應(yīng)關(guān)系可知：直接將提取的點陣數(shù)據(jù)送顯，漢字不能正確顯示。 d0 ┇ d7 第 0 字 節(jié) 1 2 3 4 … 14 15 d0 ┇ d7