【正文】 32 Programmable I/O Lines 此溫濕度檢測(cè)儀還可進(jìn)一步進(jìn)行功能擴(kuò)展，如加上一個(gè)上下限報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，還可通過(guò)相關(guān)軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn)溫濕度同時(shí)顯示。1. 提 示 信 息 2. 對(duì) 話 框 3. 菜 單 選 項(xiàng) 24 結(jié) 論 我們?cè)O(shè)計(jì)的溫濕度檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于多種場(chǎng)合的溫濕度實(shí)時(shí)檢測(cè)。一頁(yè)寫(xiě)滿后，如果沒(méi)到寫(xiě)頁(yè)次數(shù)， LCDPageX 自加 1，繼 續(xù)寫(xiě)下一頁(yè)。這樣對(duì) LCD 模塊控制極為不便。轉(zhuǎn)換后的點(diǎn)陣信息格式如表 32所示。 GB2312 包括了漢字字符基本集，共收錄漢字、圖形符號(hào)等共 7445 個(gè)，依據(jù)其位置，分為 94 個(gè)區(qū)，每區(qū)共 94 位。根據(jù)具體要求編寫(xiě)相應(yīng)顯示數(shù)據(jù)處理子程序。HS128641 型 LCD 顯示模塊只提供了一塊顯 示數(shù)據(jù)寄存器 DDRAM，并且與顯示屏點(diǎn)陣是一一對(duì)應(yīng)的。 延時(shí)定時(shí)器的延遲時(shí)間等于初值乘上時(shí)間判斷間隔時(shí)間，通過(guò)確定延時(shí)定時(shí)器的延遲時(shí)間達(dá)到去除鍵盤(pán)抖動(dòng)的對(duì)正常的影響，一般延時(shí)時(shí)間在30ms～ 50ms 之間 ,在實(shí)驗(yàn)中確定具體的延遲時(shí)間。 167。為表明測(cè)量完成， SHT11 會(huì)使數(shù)據(jù)線為低，此時(shí)單片機(jī)必須重 新啟動(dòng) SCK。 開(kāi) 始有 鍵 按 下 嗎 ？溫 濕 度 檢 測(cè)嗎 ？Y E SY E S溫 濕 度 檢 測(cè)溫 濕 度 顯 示Y E S結(jié) 束N ON O 圖 31 主程序流程圖 主程序初始化的具體內(nèi)容包括時(shí)間中斷的初始化、外部中斷源的初始化、單片機(jī) I/O 口初 始化以及 LCD 初始化等。 其工作溫度范圍為 0℃至 70℃，適用于各種 EIA232C 和 的通信接口。由于其發(fā)送電平與接收電平的差僅為 2V 至 3V 左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約 15 米，最高速率為 20kb/s。 顯示模塊電路如圖 24 所示。C 總線，本設(shè)計(jì)利用 口線來(lái)模擬時(shí)鐘線， 口線來(lái)模擬數(shù)據(jù)線。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗(yàn)證兩個(gè)傳感器元件的性能。 SHT11 簡(jiǎn)介： （ 1） SHT11 是瑞士 Ssirion 公司推出的一款數(shù)字 溫濕度傳 感器 芯 片。 溫濕度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)共 涉及兩類數(shù)據(jù) —— 溫度和濕度，因此需要兩個(gè)傳感器芯片，一個(gè)負(fù)責(zé)溫度采集，另一個(gè)負(fù)責(zé)濕度采集。隨著電容的充電， RS T 腳上的電壓才慢慢下降。 STC12C5410AD 單片機(jī)的 、 口與 RS232串行接口相 連實(shí)現(xiàn)與 PC 機(jī)的串行通信。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2章 溫濕度檢測(cè)儀硬件電路的設(shè)計(jì) 此系統(tǒng)采用了以含有 A/D 轉(zhuǎn)換器的 STC12C5410AD 單片機(jī)為核心控制器件 ,以高靈敏度傳感器 SHT11 為溫濕度獲取元件 ,用 LCD 作為顯示設(shè)備。該檢測(cè)儀采用 STC12C5410AD 單片機(jī)為核心，整個(gè)硬件系統(tǒng)分為以下幾個(gè)部件，具體如圖 11 所示： 圖 11 硬件電路框圖 溫濕度傳感器由 SHT11 構(gòu)成， 鍵盤(pán)輸入電路實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的功能，可通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置是否進(jìn)行溫度和濕度的檢測(cè)。 5． LCD 顯示。 167。 本設(shè)計(jì)首先根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)生活的需要提出溫濕度檢測(cè)儀的功能要求，然后由這些具體要求設(shè)計(jì)出了硬件原理圖，采用模塊化的方法先將整個(gè)系統(tǒng)分成若干部分，然后逐模塊進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì)，最后將各部分結(jié)合起來(lái)協(xié)調(diào)工作。 溫濕度采集子程序 .................................................15 167。 溫濕度檢測(cè)儀的 硬件設(shè)計(jì)方案概述 ...................................... 3 167。軟件部分則采用 采用模塊化的方法將其分成幾個(gè)部分，然后逐模塊設(shè)計(jì)程序， 用匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn) ， 最 終使各部分結(jié)合起來(lái)協(xié)調(diào)工作。因此，對(duì)環(huán)境中溫濕度的檢測(cè)和控制顯得尤為重要， 溫濕度檢測(cè)在很多現(xiàn)代科技領(lǐng)域中 也 成為一項(xiàng)重要技術(shù) 。 溫濕度檢測(cè)儀的 主要性能指標(biāo)及其工作原理 ................. 2 167。 其它模塊電路的設(shè)計(jì) ..................................................... 10 第 3 章 溫濕度檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì) .................................................... 14 167。隨著科技的進(jìn)步，溫濕度的相關(guān)檢測(cè)儀表也向著智能化、小型化、低功耗的方向發(fā)展。本文中的基于 STC12C5410AD 單片機(jī)的 濕度檢測(cè)儀就是針對(duì)這一需求而設(shè)計(jì)的，它綜合運(yùn)用了檢測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和通信技術(shù)以及 LCD 顯示技術(shù)，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)量環(huán)境中的溫度和相對(duì)濕度，并且可以和 PC 機(jī)進(jìn)行通信，作為溫濕度記錄儀使用。 ℃， 溫度檢測(cè)范圍： 40～ +℃。 溫濕度檢測(cè)儀的基本工作原理 加載有相應(yīng)程序的 STC12C5410AD 單片機(jī)定時(shí)采集溫 濕 度測(cè)量電路河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 SHT11 輸出 的 信號(hào)，然后將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，分別將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，然后送 LCD 顯示。 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。 工作電壓： ～ （ 5V 單片 機(jī) ） ， 工 作 頻 率 范 圍 ： 0 ～ 35MHz ， 用 戶 應(yīng) 用 程 序 空 間12K/10K/8K/6K/4K/2K/1K 字節(jié) …… ， 片上集成 512 字節(jié) RAM， 有EEPROM 功能，內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路 (外部晶體 12M 以下時(shí)，可 省 略 外 部 復(fù) 位 電 路 ) 。 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)。 溫濕度檢測(cè)儀其他硬件電路的設(shè)計(jì) 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 該溫濕度檢測(cè)儀的硬件系統(tǒng)由以下幾部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電路、溫 濕度測(cè)量電路、鍵盤(pán)掃描電路、 LCD 顯示電路、與 PC 機(jī)通信的 RS232 轉(zhuǎn)換電路等。C 總線接口構(gòu)成。這兩個(gè)敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，該電信號(hào)首先進(jìn)入微弱信號(hào)放大器進(jìn)行放大；然后進(jìn)入一個(gè)14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器；最后經(jīng)過(guò)二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號(hào)。C 總線協(xié)議是不兼容的，因此需要用通用微處理器 I／ O 口模擬該通信時(shí)序。以下重點(diǎn)介 紹 LCD 顯示電路串行通信模塊。 2．串行通信模塊 檢測(cè)儀與 PC 機(jī)通信采用 RS232 串行接口。該器件包含 2 個(gè) 驅(qū)動(dòng)器、 2 個(gè) 接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路 ，提供 TIA/EIA232F 電平。它的內(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調(diào)用等。傳感器正確接收到溫度測(cè)量指令后，就會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，單片機(jī)要等到測(cè)量完成，隨后 SHT11 向單片機(jī)傳送兩字節(jié)測(cè)量數(shù)據(jù)（ MSB 和 LSB）與 1 字節(jié) CRC 校驗(yàn)碼，單片機(jī)則通過(guò)讀總線子程序?qū)?濕度數(shù)據(jù)讀取出來(lái)。 為了測(cè)量準(zhǔn)確，保證在測(cè)量時(shí) SHT11自身溫升低于 ℃ ，因此 SHT11 的激活時(shí)間不要超過(guò) 10%，例如對(duì)于 12bit的測(cè)量，每秒最多測(cè)量 2 次。 鍵盤(pán)掃描和 LCD 顯示模塊的程序設(shè)計(jì) 167。 (2).LCD 底層應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 通過(guò)以上分析，我們采用如下的 LCD 顯示器應(yīng)用程序設(shè)計(jì)總體方案：首先，添加漢字、字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表。在 16 16 點(diǎn)陣漢字字庫(kù)中，采用的是以行為主的存放結(jié)構(gòu)，即一行上連續(xù)的8 個(gè)點(diǎn)陣信息放在一個(gè)字節(jié)內(nèi)，且左邊的點(diǎn)對(duì)應(yīng)字節(jié)的高位。前 20H～7FH 為常用字符的 ASCII 代碼。HS128641 液晶 的 驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)是由 1 片 HD61102 作為 64 路行驅(qū)動(dòng)器，同時(shí) HD61102 配備了一套顯示存儲(chǔ)器的管理電路和與 MCU 接口電路，可以直接與 MCU 的總線連接 。 軟件將 LCD 顯存 DDRAM 化分為 8 頁(yè)，每頁(yè) 128 個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。 圖 39 窗口版面 對(duì)應(yīng)的通過(guò)前面對(duì)程序設(shè)計(jì)原理的分析，我們把窗口中具體條目（提示信息、菜單、對(duì)話框、參數(shù)等）顯示涉及到的子程序進(jìn)行封裝處理， 從而使得整個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了。 我一直以認(rèn)真負(fù)責(zé)的心態(tài)對(duì)待這些問(wèn)題，在自己的努力以及同學(xué)和老師的幫助下，這些問(wèn)題都得到了圓滿解決。 Fully Static Operation: 0 Hz to 24 MHz Programmable Serial Channel Compatible with MCS51TMProducts 在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，我們還從實(shí)際出發(fā)，將電路板預(yù)留一些位置，以便以后對(duì)儀器進(jìn)行功能擴(kuò)展。現(xiàn)在我們只設(shè)計(jì)了窗口界面的顯示部分，和菜單、對(duì)話框的簡(jiǎn)單控制切換。由軟件驅(qū)動(dòng) LCD 顯示屏上 0～ 7 頁(yè) 的任意頁(yè)顯示：順序讀出指定 Buf 區(qū)內(nèi)圖形或漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，依次將顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定頁(yè)的 128 個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。兩種方法都要在控制器空閑的條件下進(jìn)行操作 ,在操作之前都要先讀取忙標(biāo)志 ,判斷控制器是否處于忙狀態(tài) ,在一般情況下 ,可以用延時(shí)等待的方法代替。 在生成點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表的相應(yīng)漢字中，采用自定義的編碼。 2. LCD 適用字模信息提取程序的設(shè)計(jì) 經(jīng)研究，我們采用在單片機(jī)產(chǎn)品中經(jīng)常用到的 16 16 點(diǎn)陣 的漢字庫(kù)作為提取字模的母字庫(kù)。但是如果數(shù)據(jù)處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)人眼可辨別的最短時(shí)間 20ms，顯示屏就會(huì)因?yàn)榉磸?fù)開(kāi)關(guān)顯示而產(chǎn)生閃爍感。我們選用HS128641 型圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊：該 LCD 模塊為不自帶字庫(kù)的 128 64點(diǎn)陣液晶顯示器。 濕度轉(zhuǎn)換系數(shù) 3） 溫度傳感器相對(duì)濕度 做 溫度補(bǔ)償 若實(shí)際測(cè)量溫度與 25℃ 相差較大時(shí)，需要考慮濕度傳感器的溫度修正系數(shù)，如下公式所示： RHTRUE=(T℃ 25).(t1+)+RH 在上式中， T℃ 為 SHT11 所測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)，單位為攝氏度， SORH 為SHT11 輸出的濕度數(shù)據(jù)， RH 為已轉(zhuǎn)換好的濕度值， t1 和 t2 為常數(shù) ，其值可通過(guò)下表查詢得到。通訊在確認(rèn) CRC 數(shù)據(jù)位后停止。 溫濕度檢測(cè)模塊的程序設(shè)計(jì) 167。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 28 MAX232 的引腳圖 通信模塊電路如圖 29 所示： 圖 29 通信模塊電路 14 第 3章 溫濕度檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì) 167。在本設(shè)計(jì)中運(yùn)用 MAX232 完成電平轉(zhuǎn)換工作。 主要技術(shù)參數(shù)和性能： (1).電源： VDD： +5V； 模塊內(nèi)自帶 10V 負(fù)壓，用于 LCD 的驅(qū)動(dòng)電壓。 其它模塊電路的設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)輸入電路與 LCD 顯示電路實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的功能。 微處理器是通過(guò)二線串行數(shù)字接口與 SHT11 進(jìn)行通信的。 （ 2） SHT11 的引腳功能 SHT11 溫濕度傳感器采用 SMD(LCC)表面貼片封裝形式，接口非常簡(jiǎn) 單，引腳名稱及排列順序如圖 35 所示 ： 圖 35 SHT11 引腳圖 ◇ 腳 1和 4— 信號(hào)地和電源，其工作電壓范圍是 — ； ◇腳 2 和腳 3二線串行數(shù)字接口，其中 DATA 為數(shù)據(jù)線， SCK 為時(shí)鐘線； ◇腳 5～ 8— 空腳 。 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的復(fù)合式傳感器。 基于 STC12C5410AD 單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)儀的硬件原理圖見(jiàn)附錄。通過(guò)改變電容 C C2 的值進(jìn)行微調(diào)，通常取 30pF 左右。 溫濕度檢測(cè)儀 單片機(jī)電路的設(shè)計(jì) 該檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)是以 STC12C5410AD 單片機(jī)為核心部件， STC12C5410系列單片機(jī)是單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的兼容 8051 內(nèi)核單片機(jī)，是高速 /低功耗的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，但速度快 812倍，內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 167。 7．工作環(huán)境溫度≤ ℃ ，工作環(huán)境濕度≤ 100%。 %， 濕度檢測(cè)范圍： 0～ 100%。 論文的第一章介紹了溫濕度檢測(cè)儀的主要性能指標(biāo)及其工作原理，概括介紹了溫濕度檢測(cè)儀的硬件設(shè)計(jì)總體方案和溫濕度檢測(cè)儀的應(yīng)用軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案；第二章主要介紹了溫濕度檢測(cè)儀的硬件電路設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了溫濕 度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)；第三章主要介紹了 基于 STC12C5410AD 單片機(jī)的 溫 濕度檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)。 鍵盤(pán)掃描部分的程序設(shè)計(jì) ............................................. 18 167。 溫濕度 檢測(cè)儀其他硬件電路的設(shè)計(jì) ...................................... 6 167。s survival and public activities go hand in hand with the humiture. many situations that are in the production and the life, not only