【正文】 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， STC89C52 是一種高效 微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。用 5 路單鍵電路實(shí)現(xiàn)參數(shù)修改，保存能功能。 本設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)八個(gè)模塊來分別介紹，這個(gè)系統(tǒng)各個(gè)模塊之間的連接方式可表示為下圖 所示 ： 圖 系統(tǒng)總原理 框 圖 系統(tǒng)功能總介紹： 采用 SHT10 溫濕度傳感器和時(shí)鐘芯片 DS1302，對(duì)外部溫度濕度信號(hào)進(jìn)行采集，經(jīng)傳感器內(nèi)部放大電路， A/D 轉(zhuǎn)換電路，溫度補(bǔ)償?shù)葦?shù)據(jù)處理，檢測(cè)到的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字 輸入單片機(jī)再由 LCD1302 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示。能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度，濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)的參數(shù)檢測(cè)，數(shù) 字顯示及參數(shù)修改，報(bào)警。可以接收所 測(cè)環(huán)境的溫度和濕度信號(hào)，檢測(cè)人員可以通過儀器的 LCD 液晶 顯示數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境的溫度和濕度情況。 為了提高對(duì)傳感器器的認(rèn)識(shí)和了解，尤其是對(duì)溫濕度傳感器的深入研究以及其用法和用途，基于實(shí)用，廣泛和典型的原則而設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)。因此，不僅必須掌握傳感器的結(jié)構(gòu)，原理和性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號(hào)的處理，顯示和控制的要求，而且只有通過傳感器應(yīng)用實(shí)例的原理和智能傳感器實(shí)例的分析和了解，才能將傳感器和信息通信和信息處理結(jié)合起來，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)，研制，開發(fā)和應(yīng)用。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的一個(gè)重要標(biāo)志。對(duì)于電子工業(yè)，潮濕的危害已經(jīng)成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一。傳統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備已不能滿足社會(huì)的需要。本文是在單片機(jī)的基礎(chǔ)上，結(jié)合傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度濕度的實(shí)時(shí)檢測(cè) （ 1） 選題背景及意義 數(shù)字式溫濕度儀，是集傳感 器 技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)與一體的數(shù)據(jù)記錄儀。 數(shù)字式溫濕度記錄儀廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)研究、工業(yè)、環(huán)保、衛(wèi)生 防疫、實(shí)驗(yàn)室、建筑業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸、博物館、溫室等領(lǐng)域，進(jìn)行溫 濕 度監(jiān)測(cè)記錄的儀器。因此，了解和掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)，工作原理及特性是非常重要的。另一方面?zhèn)鞲衅髌鞯谋粶y(cè)信號(hào)來自于各個(gè)領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都為了改革生產(chǎn)力，提高工效和時(shí)效，各自都在開發(fā)研制適合應(yīng)用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器和傳 感系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。本論文利用單片機(jī)結(jié)合溫濕度度傳感器技術(shù)而設(shè)計(jì)了這一數(shù)字式溫濕度儀。所有的測(cè)量操作都可以通過主機(jī)控制軟件來實(shí)現(xiàn)。相對(duì)濕度在 0%~100%之間，溫度量程范圍在 10~100 度之間，測(cè)量精度達(dá)到 %。采用按鍵的方式來進(jìn)行復(fù)位。當(dāng)被 測(cè)參數(shù)超過設(shè)定的上下限時(shí)，報(bào)警電路自動(dòng)啟動(dòng)直至被測(cè)參數(shù)符合設(shè)定要求為止。下圖 是單片機(jī) STC89C52 的引腳圖： 圖 單片機(jī) STC89C52芯片 單片機(jī) STC89C52 的主要特性如下 ： ? 8 位 CPU ? 21 個(gè)特殊功能寄存器 ? 4 個(gè) 8位并行 I/O 口 ? 1 個(gè)全雙工串行 I/O 口 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 50 頁 ? 3 個(gè) 16位計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 ? 5 個(gè)中斷源，分為 2 個(gè)優(yōu)先級(jí) ? 256 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM，另有 128 字節(jié)特殊寄存器 ? 8K 字節(jié)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ROM ? 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為 64KB ? 邏輯操作為尋址功能 ? 單一 +5V 電源供電 ? 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 VCC：正常運(yùn)行和編程檢驗(yàn)時(shí)為 +5V。當(dāng)P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用 作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 50 頁 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè)TTL 門電流。 RST：復(fù)位輸入。在平時(shí) ， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：接外部晶振。 STC89C52在本文中的應(yīng)用 STC89C52 本身的特性已經(jīng)介紹完畢，在本文中各引腳的應(yīng)用如 附錄 1總 硬件 圖所示： P0 口用于 LCD 顯示輸出模塊 ， 控制被測(cè)溫濕度的實(shí)時(shí)顯示。單片機(jī)與 AT24C04之間的通訊能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)字信號(hào)的保存，以便日后有需要?dú)v史數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)用。實(shí)際上， LCD 是由一些專為 LCD 設(shè)計(jì)的芯片所控制，如日立公司的 HD44780。常用的 LCD 有筆段型、字符型和圖形型三種：筆段型最簡(jiǎn)單，以長(zhǎng)條狀顯示像素組成一位顯示，例如電子計(jì)算器，其控制與 8 段 LED差不多；字符型和圖形型一般采用點(diǎn)陣列來進(jìn)行字母、數(shù)字和符號(hào)的顯示，其控制相對(duì)復(fù)雜。 下圖 LCD的引腳圖 ： 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 50 頁 ： 圖 LCD1602芯片 主要性能介紹： VCC：主電源接 +5V VDD, 接地信號(hào)線 RS：寄存器選擇信號(hào)。以 8位數(shù)據(jù)讀寫方式，則 D0~D7 皆有效；若以 4位做數(shù)據(jù)讀寫，則僅 D4~D7 有用， D0~D3 空接不用 ， 本設(shè)計(jì)中直接與單片機(jī)的 P0 口連接 。 （ 3） 顯示屏 ON/OFF 設(shè)定：顯示屏、光標(biāo)、閃爍功能關(guān)閉。 表 LCD寄存器的選擇 E R/W\ RS 功能說明 1 0 0 寫入命令寄存器 1 0 1 寫入數(shù)據(jù)寄存器 1 1 0 讀取忙碌標(biāo)志及 RAM 地址 1 1 1 讀取 RAM 數(shù)據(jù) 0 X X 不動(dòng)作 。字符位可以是 5 7 或 5 11 等點(diǎn)陣組成。 HD44780 的控制部是液晶顯示模塊的核心，它控制著 HD44780的工作時(shí)序和各功能的實(shí)現(xiàn)，具有驅(qū)動(dòng) 40 16點(diǎn)陣的液晶顯示器件的能力。 SHT10 型智能傳感器的相對(duì)濕度測(cè)量范圍是 0~100%。 SHT10 引腳 SHT10 引腳功能如 圖 ： 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 50 頁 圖 SHT10芯片 SHT10 傳感器引腳功能表如下表 所示 表 SHT10引腳功能表 引腳號(hào) 引腳名稱 功能 1 GND 接地端 2 DATA 串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 3 SCK 串行時(shí)鐘輸入端 4 VDD 接電源端 采用溫濕度傳感器 SHT10， SHT10 傳感器是一款由多個(gè)傳感器模塊組成的單片全校準(zhǔn)數(shù)字輸出相對(duì)濕度的傳感器。 每一個(gè)傳感器都是在極為精確的濕度室中進(jìn)行校準(zhǔn)。 串行接口 (兩線雙向 ) SHT10 應(yīng)用的的串行接口技術(shù)，在傳感器信號(hào)讀取及電源損耗方面都做了優(yōu)化處理； 串行數(shù)據(jù) (DATA) 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 50 頁 DATA 三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。需要一個(gè)外部的上拉電阻（例如： 10kΩ）將信號(hào)提拉至高電平。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM寄存器。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。 DS1302 由 Vcc1或 Vcc2兩者中的較大者供電。 RST 是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc 之前， RST必須保持低電平。 圖 DS1302芯片 DS1302 I/0 接口 在 控制指令字輸入后的下一個(gè) SCK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性 有的RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 SHT10指示 正確接收命令的時(shí)序?yàn)椋涸诘?8個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后將 DATA 拉為低電平（ ACK 位） ,在第 9個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后釋放 DATA（此時(shí)為高電平）。 SHT10 下拉DATA 至低電平而使其進(jìn)入空閑模式。所有的數(shù)據(jù)都從 MSB 開始，至 LSB 有效。 測(cè)量和通信結(jié)束后， SHT10 自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)模式。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 50 頁 圖 數(shù)據(jù)測(cè)量過程 SHT10 通過狀態(tài)寄存器實(shí)現(xiàn)初始狀態(tài)設(shè)定。 圖 報(bào)警電路 每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線 ,每個(gè) I/O 口的工作狀態(tài)互不影響，此類南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 50 頁 鍵盤采用 5 路單鍵 端口直接掃描方式，分別接單片機(jī) 。退出鍵退出調(diào)整模式。串行通信接口的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化。 (3)進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè) 。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 MAXIM 公司的 RS232 接口芯 片 MAX232，這是一種標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 接口芯片。 硬件設(shè)備的正常運(yùn)行都離不開系統(tǒng)的供電，電源電路在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)往往需要單獨(dú)加以考慮，它有可能成為影響系統(tǒng)性能甚至運(yùn)行的關(guān)鍵原因。 W\R\用于讀數(shù)據(jù)， R\D\用于寫數(shù)據(jù)。初始化結(jié)束后，程序開始執(zhí)行按鍵掃描程序，處理按鍵輸入及輸入數(shù)據(jù)的顯示等任務(wù)。 啟動(dòng) 數(shù)據(jù) 傳輸時(shí)， SCK 為高電平時(shí) ，數(shù)字信號(hào) DATA 發(fā)生翻轉(zhuǎn)。單片機(jī)在訪問LCD1602 時(shí)都要判斷 BF 是否為 0，單片機(jī)可在 RS =1 下從數(shù)據(jù)總線 D7 位上讀出BF標(biāo)志值。 其流程圖如下圖 所示： 圖 LCD顯示流程圖 按鍵程序 流程圖 程序開始時(shí)，首先判斷有無按鍵，無按鍵則程序結(jié)束，有按鍵則引入堆棧對(duì)各個(gè)功能按鍵進(jìn)行選擇，在實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能按鍵 的相應(yīng)操作后，一次出堆棧 ，程序結(jié)束。為接收下一個(gè)數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備?？梢苑譃榘藗€(gè)模塊，分別為：?jiǎn)纹瑱C(jī) AT89C52 的實(shí)時(shí)控制模塊、 LCD 的實(shí)時(shí)顯示模塊、報(bào)警電路、串口通訊接口電路模塊、按鍵復(fù)位電路模塊、 5路單鍵盤輸入控制模塊、 AT24C04數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，時(shí)鐘電路及 SHT10 傳感器數(shù)據(jù)采集部分。相對(duì)濕度在 0%~100%之間，溫度量程范圍在 10~100 度之間，測(cè)量精度達(dá)到 %。 在設(shè)計(jì)過程中參考了大量技術(shù)資料，加深自身資料收集整理轉(zhuǎn)化能力。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁 共 50 頁 sbit LcdEn = P2^7。 _nop_()。 return DBPort。 _nop_()。 _nop_()。 } //初始化LCD************************************************************ void LCD_Initial() { LcdEn=0。 //開啟顯示 , 無光標(biāo) LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN)。 } //將字符輸出到液晶顯示 void Print(unsigned char *str) { while(*str!=39。 } } /***********DS1302 時(shí)鐘部分子程序 ******************/ typedef struct __SYSTEMTIME__ { unsigned char Second。 unsigned char Month。 }SYSTEMTIME。 for(i=8。 DS1302_CLK = 0。 i0。 DS1302_CLK = 0。 DS1302_RST = 1。 DS1302_RST = 0。 DS1302_RST = 1。 DS1302_RST = 0。0x80) //判斷時(shí)鐘芯片是否關(guān)閉 { Write1302(0x8e,0x00)。 Write1302(0x8a,0x07)。 Write1302(0x8e,0x80)。 //DQ 復(fù)位 delay_SHT10(8)。 //拉高總線 delay_SHT10(14)。 uchar dat = 0。 // 給脈沖信號(hào) dat=1。 } return(dat)。 i) { DQ = 0。 DQ = 1。 unsigned char t=0。 // 啟動(dòng)溫 濕 度轉(zhuǎn)換 delay_SHT10(100)。 //讀取溫 濕 度寄存器等（ 共可讀 9個(gè)寄存器） 前兩個(gè)就是溫 濕 度 delay_SHT10(100)。 temp_value+=(aamp。 //十位 TempBuffer[1]=temp_value%10+39。C