【正文】 濕度都在一個(gè)合適的范圍當(dāng)中，在這個(gè)范圍中，我們的設(shè)備能正常工作，我們的產(chǎn)品的合格率是最高的。不能太小，因?yàn)榘l(fā)光二極管從導(dǎo)通道發(fā)光有一定的延時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間太小，發(fā)光太弱人眼無(wú)法看清。在軟件設(shè)計(jì)中有改善顯示效果的程序設(shè)計(jì)。是若要各位LED能夠顯示出與本位相應(yīng)得顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時(shí)刻，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其它各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的字形碼，這樣同一時(shí)刻，4位LED中只有選通的那一位顯示出字符，而其它三位則是熄滅的。而各位的共陽(yáng)極或共陰極分別由相應(yīng)的I/O口線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。這種顯示方式接口，編程容易，管理簡(jiǎn)單。之所以稱(chēng)為靜態(tài)顯示，使由于顯示器中的各位相互獨(dú)立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)的鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示為另一個(gè)字符為止。同樣，共陽(yáng)極LED顯示塊的發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，通常此公共陽(yáng)極接正電壓。三種顯示器中，以熒光管顯示器亮度極高，發(fā)光二極管次之，而液晶顯示器最弱，為被動(dòng)顯示器，必須有外光源。 單片機(jī)顯示部分在單片機(jī)系統(tǒng)中，常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器，簡(jiǎn)稱(chēng)LED；液晶顯示器，簡(jiǎn)稱(chēng)LCD；熒光管顯示器。獨(dú)立式按鍵的特點(diǎn)：獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)由于按鍵的數(shù)目較少，可根據(jù)實(shí)際需要編碼。這兩種配接方式，都是把按鍵作為外部RAM某一工作單元來(lái)對(duì)待，通過(guò)讀片外RAM的方法，識(shí)別按鍵的工作狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵接口：獨(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他輸入線上的工作狀態(tài)，直接通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易判斷哪個(gè)按鍵被按下了。圖48 復(fù)位電路在上電瞬間，RC電路充電，RST引腳端出現(xiàn)正脈沖。 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是吧PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。圖47 振蕩電路無(wú)論采用內(nèi)部振蕩電路還是外部振蕩電路，振蕩電路的頻率應(yīng)該滿(mǎn)足單片機(jī)的工作頻率要求，AT89C52單片機(jī)的工作頻率為0~33MHz。外部時(shí)鐘方式也稱(chēng)有源晶振方式，是一個(gè)完整的振蕩器，里面除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件 。如果振蕩器連接不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致電路不起振，沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生。使用時(shí)，對(duì)于電容的選擇有一定的要求：a） 當(dāng)外接晶體振蕩器的時(shí)候，接地電容一般選擇。內(nèi)部時(shí)鐘方式也稱(chēng)無(wú)源晶振方式，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無(wú)法振蕩起來(lái) 無(wú)源晶振需要用單片機(jī)片內(nèi)的振蕩器，在datasheet上有建議的連接方法。~12MHz。無(wú)源晶振與有源晶振的英文名稱(chēng)不同，無(wú)源晶振為crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。 時(shí)鐘電路MCS51內(nèi)部有一個(gè)高效益的反向放大器，但是要形成時(shí)鐘，外部還需附加電路。圖46 AT89C52與SHT71的接口電路由于AT89C52不具備I2C總線接口，所以使用單片機(jī)通用I/O口線來(lái)虛擬I2C總線，同時(shí)在VDD及GND端接入一只100nF的去耦電容。加電后，需要一個(gè)11ms的睡眠延遲時(shí)間，在這之前，不應(yīng)該向傳感器發(fā)送命令，電源（VDD和GND）間接一個(gè)100nF的電容。數(shù)據(jù)傳輸期間,在SCK時(shí)鐘高電平時(shí),DATA 必須保持穩(wěn)定。SHT71的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖43所示，主要包括了相對(duì)濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14位A/D轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)存儲(chǔ)器（E2PROM）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）、狀態(tài)寄存器、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）寄存器、二線串行接口、控制單元、加熱器及低電壓檢測(cè)電路等。[11] 本設(shè)計(jì)采用的電源是5V的穩(wěn)壓電源，所以穩(wěn)壓電源輸出端VOUT選擇輸出的電壓為5V。片內(nèi)過(guò)熱切斷電路提供了過(guò)載和過(guò)熱保護(hù),以防環(huán)境溫度造成過(guò)高的結(jié)溫。C~125176。AMS1117是一個(gè)正向低壓降穩(wěn)壓器。第四章 硬件設(shè)計(jì)第四章 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖SHT71傳感器與單片機(jī)的連接只需兩條線。否則要求傳感器重新測(cè)量數(shù)據(jù)然后再按同樣的方式發(fā)送。使用CRC不能保證100%檢測(cè)到錯(cuò)誤,但它可以極大地增加發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會(huì),而且它要求極少的硬件消耗就能實(shí)現(xiàn),所以CRC被廣泛作為校驗(yàn)手段。在第9個(gè)SCK 時(shí)鐘的下降沿之后，釋放DATA（恢復(fù)高電平）。發(fā)送命令：用一組“啟動(dòng)傳輸”時(shí)序，來(lái)表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟?shù)據(jù)傳輸期間，在SCK時(shí)鐘高電平時(shí)，DATA必須保持穩(wěn)定。串行時(shí)鐘輸入(SCK)：SCK 用于微處理器與 SHTxx 之間的通訊同步。傳感器上電后，要等待 11ms 以越過(guò)“休眠”狀態(tài)。177。 SHT71的性能指標(biāo)溫濕度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、I2C總線接口全部集成于一個(gè)芯片上（CMOSens技術(shù)）；全校準(zhǔn)相對(duì)濕度及溫度值輸出；工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I2C總線數(shù)字輸出接口；具有露點(diǎn)值計(jì)算輸出功能；免外圍元件；卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性； 濕度值輸出分辨率為14位，溫度值輸出分辨率為12位，可編程降至12位和8位；可靠的CRC數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)功能；片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)系數(shù)，保證100%的互換性。傳感器包括一個(gè)電容式聚合體測(cè)濕元件和一個(gè)能隙式測(cè)溫元件，并與一個(gè)14位的A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路在同一芯片上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。為了防止錯(cuò)誤所帶來(lái)的影響, 在數(shù)據(jù)的接收端必須進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)。 SHT71溫濕度傳感器 SHT71簡(jiǎn)介SHT71是瑞士Sensirion公司推出的基于CMOSens技術(shù)的新型溫濕度復(fù)合傳感器。所以全世界都在同一傳感器內(nèi)分別采用測(cè)溫、測(cè)濕兩種敏感元件。一般多使用的濕敏傳感器是氯化鋰濕敏電阻和半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻。一般熱電式傳感器有熱敏電阻、熱電偶、銅電阻、熱點(diǎn)開(kāi)關(guān)、鉑電阻、溫敏二極管、溫敏三極管、溫敏晶閘管、集成溫度傳感器。 溫濕度傳感器溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測(cè)量處理的電信號(hào)的設(shè)備或裝置。（4）數(shù)字化：為了使傳感器與計(jì)算機(jī)直接聯(lián)機(jī)，致力于數(shù)字式傳感器研究是很重要的。（1）高精度：為了提高測(cè)控精度，必須使傳感器的精度盡可能的高。但是它們的共性是利用物理定律和物質(zhì)的物理、化學(xué)和生物特性，將非電量轉(zhuǎn)換成電量?，F(xiàn)代電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)為信息轉(zhuǎn)換和處理提供了及其完善的手段，使檢測(cè)和控制技術(shù)發(fā)展到嶄新的階段。傳感器輸出的信號(hào)有不同的形式，有電壓、電流、頻率、脈沖等，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、記錄、顯示和控制等要求。本設(shè)計(jì)采用AT89C52，從性能上考慮，AT89C52的技術(shù)成熟，穩(wěn)定性好。同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。[3] AT89C52單片機(jī)特點(diǎn)、功能介紹AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。行線電平如果為低，則列線電平為低；行線電平如果為高，則列線電平亦為高。很明顯，在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，矩陣鍵盤(pán)與獨(dú)立按鍵鍵盤(pán)相比，要節(jié)省很多的I/O口。（b）矩陣式鍵盤(pán)相對(duì)于獨(dú)立式鍵盤(pán)而言，矩陣式鍵盤(pán)的應(yīng)用可節(jié)省I/O端口。鍵盤(pán)上閉合鍵的識(shí)別由專(zhuān)用的硬件譯碼器實(shí)現(xiàn)并產(chǎn)生鍵編號(hào)或鍵值的稱(chēng)為編碼鍵盤(pán)，如BCD碼鍵盤(pán)，ASCII碼鍵盤(pán)等；靠軟件識(shí)別的稱(chēng)為非編碼鍵盤(pán)。MCS51系統(tǒng)擴(kuò)展有程序存儲(chǔ)器（ROM）擴(kuò)展、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）擴(kuò)展、I/O口擴(kuò)展、中斷系統(tǒng)擴(kuò)展以及其他特殊功能擴(kuò)展。但是在許多情況下，對(duì)于一些特殊要求的應(yīng)用系統(tǒng)，要考慮到傳感器、伺候控制接口以及人機(jī)對(duì)話(huà)接口等的需要，最小應(yīng)用系統(tǒng)常常不能滿(mǎn)足要求。對(duì)于需擴(kuò)展更多的I/O口，則可選用標(biāo)準(zhǔn)的I/O口擴(kuò)展芯片8158255和8279等芯片，這些芯片的接口電路簡(jiǎn)單，編程比較方便，使用相對(duì)靈活，而且價(jià)格適中。系統(tǒng)的存儲(chǔ)器用來(lái)存放程序和始終保留的常數(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器常用來(lái)存放程序運(yùn)行中所需的常數(shù)或變量。8051是片內(nèi)ROM型單片機(jī)，內(nèi)部具有4KB掩膜ROM。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門(mén)的一個(gè)單片機(jī)，還是應(yīng)用最廣泛的一種。由于我本人所熟悉的是51單片機(jī)，所以本設(shè)計(jì)選用的是51單片機(jī)，下面就介紹一下51單片機(jī)的性能和特點(diǎn)。主要任務(wù)是完成上述各個(gè)部分的電路搭設(shè)以及程序編寫(xiě)。比較多人使用的是瑞士HOPE MICROELECTRONICS公司生產(chǎn)的FOST02/FOST02A溫濕度傳感器和瑞士SENSIRION公司的SHT7X/SHT1X系列溫濕度傳感器單片機(jī)方面主要是由51系列單片機(jī)和AVR單片機(jī)多讓人們采用。而且不需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的校準(zhǔn)、標(biāo)定過(guò)程，測(cè)量精度得到保證，且在線性度、重復(fù)性、互換性、一致性等方面都不錯(cuò)。SHT71是瑞士Sensirion公司推出的基于CMOSns技術(shù)的新型溫濕度傳感器。市場(chǎng)上常見(jiàn)的溫度，濕度傳感器以電壓輸出為主要表現(xiàn)形式，溫度濕度與所表現(xiàn)出來(lái)的電壓信號(hào)呈非線性的關(guān)系，且因?yàn)椴牧媳旧淼牟町悾煌膫鞲衅髌浞蔷€性曲線也各不相同，缺乏一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)具備的通用性和互換性。在生產(chǎn)和生活中對(duì)于溫濕度的控制要求也越來(lái)越嚴(yán)格。軟件部分采用的并不是傳統(tǒng)的匯編語(yǔ)言編程，而是較為容易和快捷的C語(yǔ)言完成軟件編程。由于許多場(chǎng)合需要同時(shí)使用溫度傳感器和濕度傳感器，因此，作為復(fù)合傳感器的數(shù)字式溫濕度傳感器被廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)。隨著社會(huì)發(fā)展的日新月異，傳感器在人們的生產(chǎn)和生活中的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。針對(duì)許多場(chǎng)合都要求對(duì)溫濕度的控制，本設(shè)計(jì)以使用制冷片實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制為例，體現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。 Temperature Sensor. The system could measure the temperature and humidity, control temperature by the usage of film cooling, finish the electric circuit connection and the programming of each ponent. The design makes advantage of keyboard control and LED digital pipe to show it. At the same time, it reflects the design method and means of relative control system. To satisfy the need for controlling temperature and humidity, the design uses film cooling to plete it, meanwhile, the design method of the controlling system and its application can be embodied. As for the software part, it doesn’t use the traditional pilation language programming, but use C Language to finish the software programming, which is much easier and quicker.Keyword:singlechip microputer,Humidity and Temperature Sensor ,AT89C52, SHT71.目 錄摘 要 IAbstract II目 錄 III第一章 緒論 1 1 2第二章 單片機(jī)的選型 3 單片機(jī)系統(tǒng) 3 MCS51單片機(jī) 3 MCS51單片機(jī)特點(diǎn)、功能簡(jiǎn)介 3 擴(kuò)展部分 4 AT89C52單片機(jī)特點(diǎn)、功能介紹 5第三章 溫濕度傳感器 7 傳感器的作用和前景 7 傳感器的作用 7 傳感器技術(shù)的發(fā)展前景 7 溫濕度傳感器 8 8 SHT71溫濕度傳感器 9 SHT71簡(jiǎn)介 9 SHT71的性能指標(biāo) 9 SHT71接口說(shuō)明 10 SHT71 與微控制器數(shù)據(jù)通訊的校驗(yàn)方法 11第四章 硬件設(shè)計(jì) 13 硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖 13 穩(wěn)壓電源 13 單片機(jī)與SHT71傳感器的接口設(shè)計(jì) 14 SHT71的引腳和內(nèi)部構(gòu)成 14 SHT71與微處理器的接口設(shè)計(jì) 15 AT89C52單片機(jī)與SHT71傳感器的接口設(shè)計(jì) 16 時(shí)鐘電路 17 復(fù)位電路 18 19 鍵盤(pán)部分 19 單片機(jī)顯示部分 20 單片機(jī)控制接口部分 22 報(bào)警燈和蜂鳴器 22 制冷片 23第五章 軟件設(shè)計(jì) 27 SHT71傳感器的控制 27 SHT71傳感器的基本工作原理 27 SHT71傳感器數(shù)據(jù)測(cè)量過(guò)程 27 29 擴(kuò)展模塊 31 31 LED數(shù)碼管顯示 33 控制部分 34結(jié)束語(yǔ) 36參考文獻(xiàn) 37附錄I 38附錄II 52致謝 55V第一章 緒論第一章 緒論隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化的要求也越來(lái)越高。 市場(chǎng)上的溫濕度傳感器一般是測(cè)量溫度量和相對(duì)濕度量。溫濕度的測(cè)量在倉(cāng)儲(chǔ)管理、工業(yè)生產(chǎn)制造、智能化建筑、科學(xué)研究及日常生活中被廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的模擬式濕度傳感器需設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路并需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的校準(zhǔn)、標(biāo)定過(guò)程，測(cè)量精度難以得到保證，且在線性度、重復(fù)性、互換性、一致性等方面往往不盡人意。這樣就免去了傳感器外圍電路，保證了高可靠性和高穩(wěn)定性，提高了看干擾能力。而數(shù)字式傳感器由于具有強(qiáng)抗干擾性，高可靠性和便于計(jì)算機(jī)接口等特點(diǎn)，已經(jīng)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)主要由SHT71溫濕度傳感器、AT89C52單片機(jī)、命令鍵盤(pán)、顯示模塊和控制模塊組成。而近年來(lái)越來(lái)越多人選用AVR單片機(jī)，其原因是AVR單片機(jī)的性能更好，而且C語(yǔ)言編程方面比51單片機(jī)更容易。目前很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，在目前乃至今后很長(zhǎng)的一