【正文】 ，當(dāng)調(diào)節(jié)傳感器使?jié)穸仍?49%時，濕度顯示器顯示為 49%，濕度超出設(shè)置范圍，發(fā)出蜂鳴信號，開始報(bào)警；當(dāng)調(diào)節(jié)傳感器使溫度在 54 度時，溫度顯示器顯示為 54 度，在誤差允許范圍之內(nèi)，溫度超出設(shè)置范圍，發(fā)出蜂鳴信號，開始報(bào)警。本文的溫濕度顯示報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以單片機(jī)（ AT89C51）為核心， SHT11 溫濕度感應(yīng)器等部分組成。 //數(shù)碼管引腳定義 sbit b_2 = P2^1。 //溫度加 sbit key_2 = P1^1。 //計(jì)數(shù)標(biāo)量 unsigned char bit_1 = 0。//全局應(yīng)答變量 unsigned char temp_LL 。 //標(biāo)量濕度上限 char T_flag_H = 50。a)。a)。 //上升沿讀入 if (DATA) val=(val | i)。 DATA=1。 //確定值 SCK=0。 DATA=1。 //第 9 個脈沖 _nop_()。 //釋放數(shù)據(jù)總線 for (i=0x80。 //第 9 個脈沖 _nop_()。 DATA=1。c) for(b=38。 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 for(b=c。//溫度顯值 unsigned int xianzhi_h=0。 //數(shù)碼管顯示的四位標(biāo)量 unsigned char U8RH_data_H=0。 sbit DATA =P3^7。 //溫度加 sbit key_6 = P2^5。 本文設(shè)計(jì)到的內(nèi)容還不是很完善， 我會在以后的學(xué)習(xí)和工作中會做進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和探索，以取得更大的進(jìn)步。通過控制 、 、 來調(diào)節(jié)當(dāng)前溫濕度數(shù)據(jù)的顯示，很好的完成了顯示功能。對于 40 – 50176。 linear 1 2 RH 3 RH RH = c + c ?SO + c ?SO (%RH) 圖 17從 SORH 到相對濕度的轉(zhuǎn)化 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 （ 2）濕度信號的溫度補(bǔ)償 由于實(shí)際溫度與測試參考溫度 25℃ (~77℉ )的顯著不同，濕度信號需要溫度補(bǔ)償。如果不使用 CRC8 校驗(yàn)，控制器可以在測量值 LSB 后，通過保在測量和通訊結(jié)束后，SHT1x 自動轉(zhuǎn)休眠模式。確切的時間隨內(nèi)部晶振速度，最多可能有 30%的變化。 （ 2 ）發(fā)送命令 用一組 “ 啟動傳輸 ”時序，來完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟?。?dāng)從傳感器讀取數(shù)據(jù)時 , DATA TV 在 SCK 變低以后有效，且維持到下一個 SCK 的下降沿。 9％ (20%以下 ) 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 11溫濕度計(jì)實(shí)物 SHT11 引腳 圖 11 SHT11引腳圖 圖 12 SHT11 引腳圖 （ 1）電源引腳 VDD、 GND SHT11的供電電壓范圍為 , 建議供電電壓為 。SHT1xV4 是第四代硅傳感芯片，除了濕度、溫度敏感元件以外，還包括一個放大器，A/D 轉(zhuǎn)換器， OTP 內(nèi)存和數(shù)字接口。 指令 11:讀數(shù)據(jù)。 指令 4:顯示開關(guān)控制。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（ Static）、單純矩陣驅(qū)動（ Simple Matrix）和主動矩陣驅(qū)動（ Active Matrix）三種。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。除此之外 P3 端口還用于一些專門功能，具體如下表 1。端口置 1 時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。校驗(yàn)程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上 拉電阻。 復(fù)位 在振蕩器運(yùn)行時，有兩個機(jī)器周期（ 24 個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 3 過程論述 AT89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng) AT89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開關(guān)和電源部分。 （ 1） Keil C51 單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)： C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)，其中uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 （ 3） 設(shè)置元件 將選定的元件放置到已建立好的工作平面上，并對元件在工作平面上的位置進(jìn)行調(diào)整，對元件的序號、參數(shù)、顯示狀態(tài)等進(jìn)行定義和設(shè)置，以便為下一步的仿真工作打好基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)流程如圖 2所示。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器，并且可通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能，溫度計(jì)也越來越智能化。 （ 2） MCU 即微控制器階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。一般溫濕度控制系統(tǒng)中的溫濕度測量均采用熱敏電阻與濕敏電容，這種傳統(tǒng)的模擬式溫濕度傳感器一般都需要設(shè)計(jì)信號調(diào)理電路并經(jīng)過復(fù)雜的校準(zhǔn)和標(biāo)定過程，因此測量精度難以保證，且在線性度、重復(fù)性、互換性等方面也存在一定問題。但是，隨之而來的問題是如何能夠測得精確的溫濕度以保證自動控制設(shè)備能夠正確地發(fā)出控制指令來控制生產(chǎn)過程。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī) 通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。 本論文介紹了一種以 AT89C51 為主要控制器件，以 SHT11 為數(shù)字溫度傳感器的新型數(shù)字溫濕度計(jì)。 掌握 Proteus 和 Keil uVision3 軟件，對所設(shè)計(jì)的“ 溫度 濕度 計(jì)”電路 進(jìn)行編程、仿真和調(diào)試，若有條件可制作硬件電路。 第 4 周上交開題報(bào)告 (2021 字以上 )。本設(shè)計(jì)主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。另一方面，如果溫度或者濕度過高 過低可能會對一些設(shè)備中的一些半導(dǎo)體元器件造成損壞。這種傳感器只適合那些測量點(diǎn)數(shù)較少，對精度要求不高的場合。 （ 3） 單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向 MCU 階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了 SOC 化趨勢。 跟電子溫度計(jì)一樣濕度計(jì)隨著濕度傳感器的發(fā)展 趨于成熟。 溫濕度傳感器 被測對象 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖 軟件環(huán)境 PROTEUS 軟件 本設(shè)計(jì)主要用 電子設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電子線路的設(shè)計(jì)和仿真。 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 4） 連線電路圖 利用 Proteus 所提供的各種工具、命令進(jìn)行畫圖工作，將事先放置好的元器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號等連接起來，布線結(jié)束后，一張完整的電路原理圖基本完成。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。下面圖 3 為 AT89C51 單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路。 AT89 單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。復(fù)位后 P0－P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口是分時轉(zhuǎn)換的地址 (低 8 位 )/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收高 8 位地址和控制信息。 表 1 P3端口引腳兼用功能表 P3 引腳 兼用功能 串行通訊輸入（ RXD） 串行通訊輸出（ TXD） 外部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（ INT1） 定時器 0 輸入 (T0) 定時器 1 輸入 (T1) 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD LCD1602 顯示系統(tǒng) LCD1602 顯示系統(tǒng) 液晶顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)或字符的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶LCD 顯示器、 CRT 顯示器等。 數(shù)字式接口 ——液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。 LCD1602 引腳功能說明 LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口 ,編號符號引腳說明如下所示： 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 15 腳：背光源正極。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 2 所示。材質(zhì)傳感器的核心為 CMOS 芯片，外圍材料頂層采用環(huán)氧 LCP ，底層為 FR4。在電源引腳（ VDD， GND）之間須加一個 100nF的電容，用以去耦濾波。為避免信號沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動 DATA 在低電平。它包括：當(dāng) SCK 時鐘高電平時 DATA 翻轉(zhuǎn)為低電平，緊接著 SCK 變?yōu)榈碗娖剑S后是在 SCK 時鐘高電平時 DATA 翻轉(zhuǎn)為高電平。 SHT1x 通過下拉 DATA 至低電平并進(jìn)入空閑模式，表示測量的結(jié)束。 （ 4） 通訊復(fù)位時序 如果與 SHT1x 通訊中斷，可通過下列信號時序復(fù)位：當(dāng) DATA 保持高電平時，觸發(fā) SCK 時鐘 9 次或更多，參閱圖 13。溫度校正粗略對應(yīng)于 %RH/℃ 50%RH。C 溫度范圍的測量，通過下面的的公式可得到較好的精度，參數(shù)見下圖所示。設(shè)置溫濕報(bào)警范圍后，調(diào)節(jié)溫濕度，超出設(shè)定值后，報(bào)警器發(fā)出蜂鳴信號很好的體現(xiàn)了報(bào)警功能。但是通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也學(xué)到了很多東西，感覺自己應(yīng)用基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識解決問題的能力有了很大的提高。 //溫度減 sbit key_7 = P2^6。//數(shù)據(jù) sbit SCK=P3^6。 unsigned char U8T_data_H = 0。//濕度顯值 unsigned char DS_DATA。b0。b0。 //釋放數(shù)據(jù)總線 for (i=0x80。 _nop_()。i0。 _nop_()。 //pulswith approx. 5 us SCK=0。 //上升沿讀入 if (DATA) val=(val | i)。 //pulswith approx. 5 us SCK=0。i/=2) //位移 8 位 { SCK=1。a0。a0。 char H_flag_H = 50。 unsigned char temp_h 。 //數(shù)碼管引腳定義 0123456789 unsigned int count=0。 //濕度減 //上限 sbit key_1 = P1^0。 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 附錄 附錄 Ⅰ 總電路圖P 1 4P 1 5P 3 4P 3 5P 3 0P 3 1P 3 2P 3 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7P 3 6X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /