【正文】 。此外，紅外接收頭的電路比較簡單，如圖所示。此外，發(fā)射脈沖需要38KHz 的載波進行高頻調(diào)制。這些設(shè)計有些已經(jīng)試驗成功，并且也完成了硬件的制作和軟件的設(shè)計；有些只是從理論上完成了設(shè)計，給出了可能的電路圖或可行的解決方案，現(xiàn)簡要介紹如下。根據(jù)編譯器的要求，如果一個函數(shù)同時出現(xiàn)在主函數(shù)和中斷服務函數(shù)中，那么程序運行可能會發(fā)生一些不可預料的結(jié)果。最后，需要說明的是，主函數(shù)的工作很簡單——掃描按鍵，選擇進入報警設(shè)定狀態(tài)或數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。為使發(fā)送的數(shù)據(jù)可以在PC 端的接收軟件“串口調(diào)試助手”上清楚明了地顯示，需要對發(fā)送的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)碼，由十六進制碼轉(zhuǎn)換為ASCII 碼，比如，為使大小為25 的溫度正常顯示，需要進行如下轉(zhuǎn)換：String2[12]=Temperature/10+0x30。 波特率設(shè)置為保證單片機和PC之間通信的實時性，再考慮定時器1的本身可以設(shè)置的大小，采用BR=2400bps的波特率比較合適。圖 37 報警值調(diào)整流程 如此進行四次，設(shè)定四個報警點，最后再把四個子函數(shù)放入一個主調(diào)函數(shù)中，即可實現(xiàn)一次完整的報警調(diào)整操作。break。//顯示溫度高位 case 1:Bit3=0。 數(shù)據(jù)的修改和顯示應遵從程序執(zhí)行的時序，即先修改數(shù)據(jù)再顯示或先顯示再修改數(shù)據(jù)。 } 10 微秒延時： //nop 一次1 個機器周期，加上函數(shù)調(diào)用和返回各2 個周期，共6+22=10us void Delay_10us() { _nop_()。 （2）合理方案——超時修改判斷法經(jīng)過后期的不斷實驗分析，采用以下方案較為合理：圖 36 超時修改數(shù)據(jù)流程 這種方案正是利用了數(shù)據(jù)0 和1 高電平的時間不同來判斷數(shù)據(jù)，先認為是數(shù)據(jù)0 的時間（26～28 微妙），延時30 微秒越過這個時間已經(jīng)足夠了，再檢測數(shù)據(jù)線是否仍然為高電平，如果是高電平就修改數(shù)據(jù)為1，并且等待數(shù)據(jù)1 剩下的高電平結(jié)束，分字節(jié)接收，因此程序簡要如下： while(!DHT)。//再拉高總線電平//調(diào)用延時函數(shù)，延時40 微妙DHT=1。 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(shè)計，界面友好，易學易用。其他控制部分在主函數(shù)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。（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(chǎn)生，因此在設(shè)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。（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。當用太陽能電池等輸出為直流電的電源設(shè)備時，直接接入J2 端口，亦可為系統(tǒng)供電。串口RXD、TXD——PP31；數(shù)碼管段選信號、位選信號——P0、P2P2P2P26；LED 綠、黃、紅——P2P2P20。 （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(shè)）小于1mA。其簡要的性能參數(shù)如下表所示；表21 溫濕度傳感器DHT11性能參數(shù)從表中可以看出，它的測量范圍較小，但對實驗或民用已經(jīng)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(chǎn)品AM323，~+，~%RH,并且可以和DHT11完全互換。調(diào)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(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)；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(xiàn)不同的數(shù)據(jù)操作，而且PI端口的高三位第二功能為ISP編程，實現(xiàn)在系統(tǒng)調(diào)試；三個16位定時器/計數(shù)器，其中定時器2也可以作為串口波特率的產(chǎn)生；八個中斷源，分為兩個優(yōu)先級，可軟件設(shè)置；一個全雙工通用異步接收發(fā)送數(shù)據(jù)借口，以便與外設(shè)進行串行數(shù)據(jù)通信；有低功耗空閑和掉電模式，掉點后可由中斷喚醒，可設(shè)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。 設(shè)計的內(nèi)容要求說明根據(jù)上述市場調(diào)查情況和畢業(yè)設(shè)計任務書的要求，本設(shè)計的研究內(nèi)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(shù)；（2）溫濕度參數(shù)顯示在LED數(shù)碼管屏幕上；（3）可以設(shè)置溫濕度報警點，并能按照設(shè)置實時報警；控制要求（1）根據(jù)需求，溫濕度數(shù)據(jù)可以發(fā)送給上層監(jiān)控設(shè)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(shù)據(jù)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(chǎn)品樣機，調(diào)試通過，可以正常工作；因此，本溫濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計應以這三方面的要求為依據(jù)，從而進行各個部分的詳細設(shè)計。如果考慮到溫濕度對人思維活動的影響，最適宜的室內(nèi)溫度應是工作效率最高的值。同時，由于室內(nèi)外溫差懸殊，人體難以適應，容易患傷風感冒。后期的探索設(shè)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(shù)據(jù)。本設(shè)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(shù)字溫濕度傳感器DHT1數(shù)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(xiàn)環(huán)境問世的監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能。冬季，如果室內(nèi)溫度經(jīng)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。在裝有空調(diào)的室內(nèi)，室溫為19至24度，濕度為40%至50%時，人會感到最舒適。除了功能上的分析之外，再看這些產(chǎn)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(wǎng)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(chǎn)品主體之外，還需要一個特定的電源適配器；綜上所述，本設(shè)計設(shè)計出的環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)，除了具備市場上已有產(chǎn)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。在MCS51單片機8051的基礎(chǔ)上，ATMEL公司開發(fā)的AT89系列的單片機自問世以來，以其較低廉的價格和獨特的程序存儲器——快速閃存器為用戶所親萊，尤其是AT89S52這款單片機，它有以下幾個特點：與MCS51單片機產(chǎn)品兼容，完全可采用51指令系統(tǒng)用匯編或C51編程；8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程FLASH存儲器，并且有1000次擦寫周期，這使得。（4）寬工作電壓，幾乎與AT89S52的電壓相同，為3~，而且功耗較低。而相關(guān)器件電氣參數(shù)為： （1）紅色共陽極數(shù)碼管（實際上是八個并聯(lián)的紅色LED）～，最大工作電流為20mA8=160mA。 系統(tǒng)主體部分原理總圖考慮到 PCB 設(shè)計單面板布線的可行性，單片機的外部資源（端口引腳）分配按下進行：傳感器DHT11 數(shù)據(jù)線——P11；蜂鳴器HXD 驅(qū)動三極管基極——P10；程序調(diào)試ISP 插座——P1P1P17；按鍵KEY3——P3P3P35。 LED1 為電源指示燈。 中的SWJJKEYR、KEY1～KEY3 以及ISP1 等。J1 的引腳間距應加大，T1 的輸入輸出線應適當加粗，確保高壓隔離和大電流散熱良好。此外，在串口發(fā)送數(shù)據(jù)期間，由于單片機本身要求，定時器1 用作波特率產(chǎn)生器。特別是本征庫的9 個函數(shù)，雖然少，但都非常有用，主要功能為按位循環(huán)左移或右移，位測試等。//主機先拉低總線電平//調(diào)用延時函數(shù)，延時18 毫秒DHT=1。 經(jīng)過分析和試驗發(fā)現(xiàn)，這樣處理，單片機的數(shù)據(jù)量會比較大，而且定時器的啟動和關(guān)閉、數(shù)組的操作會額外花費很多時間，這就導致雖然定時器計得很精確，但是總的來說，并不是很精確，而且傳感器的輸出也會有一定的誤差，因此這種處理數(shù)據(jù)的方式不可取，必須尋求新的解決方案。Temp++)。結(jié)合相關(guān)資料和分析實驗結(jié)果后發(fā)現(xiàn)，這種設(shè)計的問題就在于中斷和主函數(shù)可能同時訪問了這兩個變量，并且主函數(shù)在修改全局變量時可能被中斷打斷，導致溫度或濕度數(shù)據(jù)只修改了幾位，就被迫送入數(shù)碼管顯示，顯示的當然也就是亂碼了。break。P0=Seg[Humidity %10]。 報警值調(diào)整 程序設(shè)計思路為，進入某個限值設(shè)定狀態(tài)時，先修改數(shù)碼管顯示狀態(tài)全局變量，使其顯示調(diào)整結(jié)果；再進入一個死循環(huán)，在循環(huán)中掃描按鍵，根據(jù)不同的按鍵執(zhí)行相應操作：結(jié)束本次調(diào)整、調(diào)整值加一或調(diào)整值減一，流程如圖。因此，串口數(shù)據(jù)發(fā)送有三個問題：波特率設(shè)置，發(fā)送格式，發(fā)送方式。 //啟動定時器，開始產(chǎn)生波特率 數(shù)據(jù)發(fā)送格式在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先發(fā)送數(shù)據(jù)格式為“NUM T(℃) H(%RH)”，即數(shù)據(jù)編號、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)；再開始只發(fā)送數(shù)據(jù)，格式如“005 30 52”。除了這些操作之外，在每次發(fā)送數(shù)據(jù)之前先掃描按鍵，確定是否停止發(fā)送。在串口發(fā)送數(shù)據(jù)模塊中的調(diào)用是從主函數(shù)中轉(zhuǎn)入的，而在數(shù)碼管顯示模塊中的調(diào)用則是發(fā)生在中斷服務函數(shù)內(nèi)。第四章 系統(tǒng)后期探索優(yōu)化設(shè)計簡介本系統(tǒng)由于前期已經(jīng)基本完成設(shè)計，在后期又探索了一系列的優(yōu)化設(shè)計方案，以提升系統(tǒng)性能。圖 41 紅外發(fā)射和接收編碼格式紅外發(fā)送編碼方式：為使接收可靠，規(guī)定第一個碼寬為3ms，碼間間隔和其余的碼寬均為1ms，兩次發(fā)射間隔不小于10ms。圖43 紅外遙控器PCB 圖設(shè)計要求：紅外發(fā)射管的安裝位置紅外發(fā)射管應該安裝在PCB 的邊緣，便于發(fā)射紅外線而不受其他器件的阻擋。以下作簡要的編程分析。Ox80)。//拉高電平，讀取 EN=1。其中寫命令字的程序如下： while(LCM_Status())。//拉高電平產(chǎn)生高脈沖 _nop_()。器件采用低功耗工藝生產(chǎn)、～、可以以3MHz 的時鐘信號進行數(shù)據(jù)的高速讀寫。如果每小時記錄一次，記錄格式為：時間月、日、時各一個字節(jié)，溫濕度各一個字節(jié)，一個數(shù)據(jù)項共有5 個字節(jié)，則一片93C86 可記錄161024bit/（58bit）=410 個數(shù)據(jù)項，也就是大約17天的數(shù)據(jù)。 現(xiàn)在，可給出系統(tǒng)后期探索設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖、原理總圖和PCB 圖。因此設(shè)計正是從這幾個方面的要求出發(fā)，利用單片機本身的特點，來實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。參考文獻[1]：高等教育出版社，2002[2]：高等教育出版社，1979[3]：高等教育出版社，1980[4]：科學出版社，2006[5]：北京大學出版社，2008[6]鄭莉，董淵，++：清華大學出版社，2004[7]：機械工業(yè)出版社，2010[8]：電子工業(yè)出版社，2004[9]：北京理工大學出版社，2008[10]：中國電力出版社，2010[11]：機械工業(yè)出版社，2004[12] ：電子工業(yè)出版社，2009[13]：電子工業(yè)出版社，2010[14] ：機械工業(yè)出版社，2008[15] ：中國鐵道出版社，2006附錄附1 單片機驅(qū)動程序(1)主函數(shù)相關(guān)文檔 程序文件—— include include include include include //主函數(shù)報警設(shè)定或數(shù)據(jù)發(fā)送 void main() { unsigned char Key_Code。 } } }(2)延時相關(guān)文檔 頭文件—— ifndef __DELAY_H__ define __DELAY_H__ extern void Delay_10us()。 } //延時1 毫秒函數(shù) void Delay_ms(unsigned int ms) { unsigned char Temp。 //濕度數(shù)據(jù)存儲變量 unsigned char Humidity=0。//低電平結(jié)束后，先檢測數(shù)據(jù)“0”時的高電平時間為2628 微秒 Delay_10us()。//返回八位數(shù)據(jù) } void Read_DHT() { DHT=0。//拉高電平，設(shè)置總線為輸入狀態(tài) if(!DHT)//如果DHT11 響應，就開始處理數(shù)據(jù) { while(!DHT)。//數(shù)據(jù)接收完畢，拉高總線電平，為下一次通信做準備 if(DHT_Data[0]+DHT_Data[1]+DHT_Data[2]+DHT_Data[3]==DH T_Data[4])//開始校驗數(shù)據(jù)，前四個字節(jié)數(shù)據(jù)的和等于最后一字節(jié)開始校驗數(shù)據(jù)，前四個字節(jié)數(shù)據(jù)的和等于最后一字節(jié){Humidity=DHT_Data[0]。//等待按鍵釋放Delay_ms(100)。}(5)數(shù)碼管顯示相關(guān)文檔頭文件——ifndef __DIGITRON_H__define __DIGITRON_H__extern unsigned char Show_Status。sbit Bit2=P2^5。P0=Seg[Humidity/10]。case 3:Bit1=0。brea