畢業(yè)設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)技術(shù)的數(shù)字溫濕度計(jì)設(shè)計(jì)-wenkub
2022-12-14 20:21:32 本頁面
【正文】 ........................ 4 主控制器芯片 .......................................... 4 數(shù)字溫濕度傳感器 ...................................... 6 驅(qū)動顯示電路 ............................................... 6 溫濕度測量的方法及分析 ..................................... 7 第三章 硬 件電路的設(shè)計(jì) .............................................. 9 主控制電路和測溫濕控制電路 ................................... 9 驅(qū)動顯示電路 ................................................ 10 第四章 軟件設(shè)計(jì)及分析 ............................................. 12 DHT91 傳輸時序和指令集 ..................................... 12 通訊復(fù)位時序 ......................................... 12 啟動傳輸時序 ......................................... 13 數(shù)據(jù)傳輸和指令集 ..................................... 13 濕度的測量時序 ....................................... 14 輸出轉(zhuǎn)換為物理量 ..................................... 14 DHT91 的 DC 特性。傳感器在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。 另外，還介紹了軟件 的調(diào)試分析。主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件 程序的設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括主 控制器，測溫濕度 電路和顯示電路三部分組成。 本設(shè)計(jì)中采用 了溫濕度傳感器 DHT91 作為檢測元件，該傳感器包括一個電容性聚合體測濕敏感元件、一個用能隙材料制成的測溫元件，并在同一芯片上，與 14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實(shí)現(xiàn)無縫連接。兩線制的串行接口與內(nèi)部的電壓調(diào)整，使外圍系統(tǒng)集成變得快速而簡單。 .................................... 16 程序流程圖 ................................................ 17 程序的設(shè)計(jì) ................................................ 18 通訊復(fù)位子程序 ....................................... 18 傳輸啟動子程序 ....................................... 18 一個字節(jié)子程序 ....................................... 19 讀一個字節(jié)子程序 ..................................... 19 數(shù)據(jù)處理子程序 ....................................... 20 顯示子程序 ........................................... 20 按鍵子程序 ........................................... 22 中斷刷新顯示數(shù)碼管子程序 ............................. 23 軟件在硬件上的調(diào)試分析 ............................... 24 結(jié) 論 ............................................................. 26 致 謝 ............................................................. 27 參考文獻(xiàn) ........................................................... 28 附 錄 ............................................................. 29 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 引 言 溫度和濕度的測量和控制是目前眾多行業(yè) 的重要工作目標(biāo)之一 ，可謂 與我們的生活息息 相關(guān)。過去測量溫度與濕度是分開的，隨著技術(shù)的進(jìn)步及 人們生活的需要出現(xiàn)了溫濕度傳感器。 總之，本次設(shè)計(jì)運(yùn)用 DHT91 傳感器，結(jié)合其優(yōu)點(diǎn)，將制作一個便攜式常用數(shù)字溫濕度計(jì)，必定對生產(chǎn)方面有一定作用。 數(shù)字溫濕度計(jì)的設(shè)計(jì)意義 傳統(tǒng)的溫 度計(jì)是用水銀柱來顯示的，雖然結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，但是它的精確度不高，不易讀數(shù)。 DHT91 傳感器具有超快響應(yīng)，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。用數(shù)碼管顯示測量值看起來比較美觀?！?，測量濕度值精確 ? 3%； （ 2）系統(tǒng)允許的誤差范圍為 1℃ 和 1%以內(nèi)； （ 3）系統(tǒng)可由用戶預(yù)設(shè)溫度值和濕度值，測溫范圍－ 40℃ —＋128℃ ，測濕范圍 0 —100%； （ 4）超出預(yù)設(shè)值時系統(tǒng)會自動報(bào)警，即發(fā)光二極管亮； （ 5）系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示，能顯示設(shè)定溫濕度值和測得的實(shí)際溫濕度值。 經(jīng) 過之前的知識，我 比較 之后選擇 采用第 2 個方案。 且 AT89C52 與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時 /計(jì)數(shù)器 2 的 外 部計(jì) 數(shù) 輸 入 () 和輸入 (P )，這樣可以方便報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。數(shù)字溫濕傳感器主要用來采集周圍環(huán)境參數(shù)，并把所采集來的參數(shù)送向主控制器。驅(qū)動顯示電路主要用來驅(qū)動八位數(shù)碼管發(fā)光的。功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址(低 8 位 )和數(shù)據(jù)總線復(fù)位，應(yīng)為輸出驅(qū)動級的漏極開路，所以必須外接上拉電阻，否則不能正常工作。 表 21 P2 口 :P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫入 “1”時， 它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。不過很多客戶都反應(yīng) SHTxx 不方便手工焊接，很容易在焊接的時候，由于溫度過高造成傳感器直接損害，因此利用 SHTxx 傳感器重新在國內(nèi)封裝得到了 DHT 9x 系列。傳感器包括一個電容式聚合體測濕元件和一個能隙式測溫元件，并與一個 14 位的 A/D 器以及串行接口電路在同一芯片上實(shí)現(xiàn)無縫鏈接，從而具有超快響應(yīng)，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。 LED 數(shù)碼管也稱半導(dǎo)體數(shù)碼管，是目前數(shù)字電路中最常用的顯示器件。 LED 數(shù)碼管的主要特點(diǎn)如下： (1) 發(fā)光響應(yīng)時間極短 (小于 0． 1μs)，高頻特性好，單色性好，亮度高。 (4)體積小，重量輕，抗沖擊性能好。不過數(shù)據(jù)線和時鐘線上需要接兩個 10K 的上 拉電阻，因?yàn)?AT89C52浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 的 P0 口內(nèi)部沒有上拉電阻。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) 主控制電路和測溫濕控制電路 本次硬件設(shè)計(jì)的核心就是 AT89C52，其他部件都是圍繞它設(shè)計(jì)的。當(dāng)有按鍵按下時單片機(jī)收到有效的信號， S1 鍵用來切換顯示的模式（分別顯示實(shí)際所測得的溫濕度，預(yù)置的溫度值和預(yù)置的濕度值）， S2 鍵用來設(shè)置初始溫度或者濕度的十位， S3 鍵用來設(shè)置初始溫度或者濕度的 個位。這個電流能使放光二極管正常放光。當(dāng)按鍵松開后， VCC 給電容 C3 充電，從而把 RST 口拉至電平，單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，對外接電 容 C C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30pF 士 10pF，而如果使用陶瓷諧振器，建議選擇 40pF 士 l0pF。靜態(tài)顯示實(shí)現(xiàn)起來比較簡單， 但是浪費(fèi)了單片機(jī)的 I/O 口資源。顯示時采用循環(huán)移位法，即八位數(shù)碼管依次循環(huán)點(diǎn)亮，利用人眼睛的視覺暫留效果達(dá)到連續(xù)顯示，主程序每運(yùn)行一遍便調(diào)用一次顯示子程序，將數(shù)據(jù)顯示出來。具體原理圖見附錄一。 DATA 在 SCK 時鐘下降沿到來之后改變狀態(tài)，并僅在 SCK 時鐘上升沿有效。 如果與 DTH91 通訊中斷，下列信號時序可以復(fù)位串口：當(dāng) DATA 保持高電平
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