【正文】 圖 34 傳感器發(fā)送數據1 時序從圖中可以看出，在數據傳輸時，單片機只要按照時序檢測傳感器輸出的電平信號即可得到一位數據，具體要求為：無論數據是0 還是1，都以12～14 微妙的低電平開始，之后，若數據是0，則傳感器拉高電平并保持26～28 微妙；若數據是1，則傳感器拉高電平并保持116～118 微妙，如此連續(xù)進行，送出40位的數據。//再拉高總線電平//調用延時函數，延時40 微妙DHT=1。DHT11 的通信由兩部分組成——握手確認和數據傳送。 編程工具的選擇由于單片機種類繁多，各大公司都紛紛開發(fā)了自己的編程軟件，而KEIL C51軟件是眾多單片機應用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯、編譯、仿真于一體，支持匯編、PLM 語言和C 語言的程序設計，界面友好，易學易用。C 語言功能豐富，表達能力強，使用靈活方便，應用面廣，目標程序效率高，可執(zhí)行性好，而且C 語言既有高級語言的特點，也有匯編語言的特點，能直接對單片機硬件進行操作，因此使用起來十分方便。其他控制部分在主函數中進行或附加在定時器的中斷服務中，但中斷服務不能處理太多操作，否則程序執(zhí)行效率很低。 程序功能描述、單片機內部資源分配和程序流程圖 程序功能描述程序設計的目的是控制單片機引腳的電平變化，從而控制相應外圍電路按照要求工作，這些控制包括單總線溫濕度傳感器的數據獲取、數碼管的動態(tài)掃描顯示、LED 和蜂鳴器的聯(lián)合驅動報警、按鍵信號檢測和串口數據發(fā)送，并且這些控制必須保持協(xié)調統(tǒng)一、可靠穩(wěn)定地實現系統(tǒng)的要求功能。（2）穩(wěn)壓器件的位置當LM7805 工作電壓高于5V 時，會有較大熱量產生，因此在設計時應放在PCB 邊緣通風散熱良好的地方，并且散熱片朝向外部。（3）J2 的焊盤尺寸J2 的兩端的固定焊盤應適當加大，以增強焊接力。（4）單片機的位置單片機是系統(tǒng)的核心，為了便于安裝和更換，單片機的周圍不應放置過多元件，留有余地。（2）數碼管的布線不僅數碼管的引腳較多，與單片機的連線也較多，而且制作實驗硬件使用的是單面板，只能在底面布線，因此，在布線的時候應該綜合考慮三方（單片機、數碼管和單面實驗板）的特點，選擇合理的布線方案。當用太陽能電池等輸出為直流電的電源設備時，直接接入J2 端口，亦可為系統(tǒng)供電。LM7805 是三端正5V 電源穩(wěn)壓器件，輸入電壓為直流5～24V，～，有電流限制、熱過載保護和短路保護功能，確保輸出電壓正常穩(wěn)定。串口RXD、TXD——PP31；數碼管段選信號、位選信號——P0、P2P2P2P26；LED 綠、黃、紅——P2P2P20。本設計需要指示一種溫濕度正常狀態(tài)、一種數據發(fā)送狀態(tài)和四種超限報警狀態(tài)，即溫度超下限，溫度超上限，濕度超下限，濕度超上限，可采用簡單的聲（蜂鳴器）光（LED）報警電路。 （2）單片機每個引腳灌電流（外部電流流入單片機）大約為24mA，拉電流（單片機電流流入外設）小于1mA?？紤]到單片機可用的I/O 引腳只有32 個，為不擴展引腳而外加芯片，因此采用動態(tài)驅動方式較合理。其簡要的性能參數如下表所示；表21 溫濕度傳感器DHT11性能參數從表中可以看出，它的測量范圍較小，但對實驗或民用已經足夠了，如果要工業(yè)使用的話，可選用該公司的同類工業(yè)級產品AM323，~+，~%RH,并且可以和DHT11完全互換。因此，這種方案不可取，必須尋求其他的傳感器解決方案，從而簡化硬件電路和程序設計，讓單片機有更多的內外部資源來處理后續(xù)操作。調試程序和下載程序十分方便；全靜態(tài)操作，工作頻率范圍為0Hz~33MHz，頻率范圍寬，便于系統(tǒng)功耗控制；三級加密程序存儲器，使程序和系統(tǒng)更加難以仿制，確保了產品的知識產權；32個可編程I/O口線，每個I/O都可以獨立或聯(lián)合使用，實現不同的數據操作，而且PI端口的高三位第二功能為ISP編程，實現在系統(tǒng)調試；三個16位定時器/計數器，其中定時器2也可以作為串口波特率的產生；八個中斷源，分為兩個優(yōu)先級，可軟件設置；一個全雙工通用異步接收發(fā)送數據借口，以便與外設進行串行數據通信；有低功耗空閑和掉電模式，掉點后可由中斷喚醒，可設置掉電標識符；寬工作電壓范圍，~，與TTL電平和CMOS電平兼容；總之，AT89系列單片機與MCS51系列單片機相比，前者和后者有兼容性，但前者的性能價格比等指標更為優(yōu)越。各大電氣商、半導體商根據不同的控制需求，尤其在嵌入式系統(tǒng)控制方面，以因特爾公司的51單片機的框架結構為基礎，研發(fā)了各種各樣的、功能強大的單片機。 設計的內容要求說明根據上述市場調查情況和畢業(yè)設計任務書的要求，本設計的研究內容包括以下幾個方面：基本要求（1）主要檢測環(huán)境變化中的溫度和適度參數；（2）溫濕度參數顯示在LED數碼管屏幕上；（3）可以設置溫濕度報警點，并能按照設置實時報警；控制要求（1）根據需求，溫濕度數據可以發(fā)送給上層監(jiān)控設備，如普通電腦等；（2）可以按照時間順序，以一定格式將溫濕度數據導出保存，以便進行再分析處理；制作要求（1）造價低廉，工作可靠；（2）工作電壓較寬，滿足不同的供電測試條件；（3）做出產品樣機，調試通過，可以正常工作；因此，本溫濕度檢測系統(tǒng)的設計應以這三方面的要求為依據，從而進行各個部分的詳細設計。部分要求數據如下：由此看來，研究設計環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)十分有必要。如果考慮到溫濕度對人思維活動的影響，最適宜的室內溫度應是工作效率最高的值。通過實驗測定，最適宜的人的室內溫濕度是：冬天溫度為18至25度，濕度為30%至80%。同時，由于室內外溫差懸殊，人體難以適應，容易患傷風感冒。 設計的目的意義調查現代社會，隨著國家的經濟不斷發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，在衣食住行基本滿足之后，追求一種健康長壽的生活方式已經成為時代的潮流。后期的探索設計——換用紅外遙控控制和LCM為顯示屏、外加時鐘和存儲芯片、增加照度檢測電路，極大地提升了系統(tǒng)的性能，使系統(tǒng)不僅可以檢測并顯示環(huán)境溫度、濕度和照度變量，而且可以按照時間順序存儲適量的數據。摘 要 環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)是日常生活、工業(yè)生產和農業(yè)管理中廣泛使用的一種設備。本設計以AT89S52這款低功耗、高性能、在系統(tǒng)編程的8位單片機為系統(tǒng)控制處理核心，由單總線數字溫濕度傳感器DHT1數碼管顯示屏、LED與蜂鳴器、通信串口和按鍵控制輸入等五個部分組成，從而實現環(huán)境問世的監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能。關鍵詞：AT89S52單片機 DHT11傳感器 PCB設計 溫濕度檢測Abstract Environment temperature and humidity detection system is a kind of equipment which is widely used in daily life, industrial production and agricultural equipment has following main function:detecting the temperature and humidityparameters in the environment realtime and display them,giving alarm indication according to the set limits, and being able to contact with upper controller. With the SCM used largescalely,the SCM is more and more used in detection design,uses the 8bit SCM named AT89S52,which has a lot of advantages such as lowpower dissipation,highperformance and ISP,and made up of five parts:singlewire digital temperature and humidity sensor,digitron display,LED andbuzzer, serial unications and keys input,thus perform the function of environment temperature and humidity detection exploration design in later stage,including infrared remote control and LCM display,clock and memory chips,and illumination detection circuit,immensely promotes the property of the system,makes it not only detecte and display the temerature,humidity and illumination,but also store some data in order of time. In addition,with stepdown rectifier and stabilivolt filter circuit,the system can use utility power AC220V,different safety DC5~24V,solar battery to supply power,and store some electric energy about 900mAh,so that it has a wide power supply voltage and meets different application places. The design gives the circuit design schematics and PCB diagram with Protel, and pletes the hardware part of the production, and uses C51 language system to acplish the control program of SCM,and simulates every part the synthetical debugging,the design achieves the required designs.Key words:AT89S52 SCM,DHT11 sensor,serial munication,temperatureand humidity detection,PCB design 78 / 82目 錄 第一章 前 言 1 設計的目的意義調查 1 設計的市場現狀分析 2 設計的內容要求說明 3 設計的實施方案構想 4第二章 硬件的設計 5 單片機的選用 5 傳感器的選用 7 初期設計 7 最佳方案 8 電路設計 9 數碼管驅動電路設計 10 數碼管的選用 10 驅動電路的設計 10 12 蜂鳴器驅動電路 13 LED驅動電路 13 14 串口通信電路設計 16 穩(wěn)定電源電路設計 17 系統(tǒng)三大部分的PCB設計 18 系統(tǒng)主體部分PCB設計 19 串口通訊PCB設計 20 21第三章 程序的設計 23 程序功能描述、單片機內部資源分配和程序流程圖 23 程序功能描述 23 單片機內部資源分配——兩個定時器的分工 23 程序的流程圖 24 編程語言和工具的選擇以及程序文件的分配 25 編程語言的選擇 25 編程工具的選擇 26 程序文件的分配 26 傳感器通信程序設計 27 握手確認 27 數據傳送 28 相關問題解決方案 31 數碼管掃描程序設計 32 報警及設置程序設計 33 報警驅動 33 報警值調整 34 按鍵掃描程序設計 34 串口發(fā)送數據程序設計 36 波特率設置 36 數據發(fā)送格式 37 發(fā)送方式 37 Keil 綜合編譯和結果分析、程序下載 38 綜合編譯情況和結果分析 38 生成HEX 文件下載至單片機中 40第四章 系統(tǒng)后期探索優(yōu)化設計簡介 41 換用紅外控制和LCM 顯示的探索 41 紅外控制 41 LCM 顯示 44 增加實時時鐘和存儲芯片來記錄數據的探索 48 增加照度檢測電路的探索 50結束語 54參考文獻 56附錄 57附1 單片機驅動程序 57附2 硬件制作元器件安裝圖、 布線圖 78第一章 前 言本章主要敘述了溫濕度檢測系統(tǒng)設計的一些基本情況，包括目的意義、市場現狀、設計要求和實施方案等幾個部分。冬季，如果室內溫度經常保持在25度以上，人就會神疲力乏、頭暈腦脹、思維遲鈍、記憶力差。然而，人的體感并不單純受氣溫或氣濕兩種因素的影響，而是兩者綜合作用的結果。在裝有空調的室內，室溫為19至24度，濕度為40%至50%時，人會感到最舒適。除此之外，工業(yè)生產、農業(yè)管理和醫(yī)療護理等環(huán)境中的溫濕度也是兩項重要的檢測控制參數，對安全生產、糧食豐收和病人康復等意義重大。除了功能上的分析之外，再看這些產品的造價和供電情況，有以下兩個問題：（1）價格太高，不符合普通消費者的消費水平，如A2000家用溫濕度報警表，淘寶網上售價300左右；（2）供電都比較單一，規(guī)定在直流6V,9V,12V或交流220V等，除了購買產品主體之外，還需要一個特定的電源適配器；綜上所述，本設計設計出的環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)，除了具備市場上已有產品的功能之外，還應盡量降低制作價格，確保有較寬的工作電壓。 單片機的選用 自從20世紀70年代，因特