【正文】 束 圖 溫濕度采集及處理 流程圖 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 LCD 顯示 流程設(shè)計 LCD 顯示流程主要包括初始化 LCD， 設(shè)置顯示位置 ， 顯示字符三部分，其流程圖如圖 所示。軟件編制的好壞對系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性等性能也有很大的影響。連接定位器支持的 代碼區(qū)可達(dá) 32 個，這就允許用戶在原有 64K ROM 的蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 8015 基礎(chǔ)上擴(kuò)展程序。 C51 已被完全集成到 uVision4 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯 器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調(diào)試器。地線、電源線、信號線之間的寬度關(guān)系是：地線 電源線 信號線。 D0、D D D D5 分別代表著發(fā)光、降溫、加熱、干燥和加濕，一旦傳感器測定的溫濕度超過設(shè)定的限額，就會產(chǎn)生不同的發(fā)光反應(yīng)，起警示作用，同時蜂 鳴報警器連續(xù)發(fā)出“滴”的聲音 ， 蜂鳴器電路 如圖 所示 。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 ， S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo) 。 1604 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器 (CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，如表 [6]所示，每一個字符都有一個固定代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B(41H)，顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“ A”。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。 顯示電路設(shè)計 此模塊分為兩個顯示部分，一個部分是由 LCD1604 芯片組成的日期時間和實時溫濕度顯示的電路部分， 如圖 所示 。 由于溫度對濕度的影響十分明顯，而實際溫度和測試參考溫度 25℃有所不同，所以對線性補償后的濕度值進(jìn)行溫度補償很有必要。加熱后 SHT11 溫度升高、相對濕度降低，較加熱前，測量值會略有差異 [5]。 其主要特點如下： ① 高度集成，將溫度感測、濕度感測、信號變換、 A/D 轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個芯片上； ② 提供二線數(shù)字串行接口 SCK 和 DATA，接口簡單，支持 CRC 傳輸校驗，傳輸可靠性高； ③ 測量精度可編程調(diào)節(jié)，內(nèi)置 A/D 轉(zhuǎn)換器 （ 分辨率為 8～ 12 位，可以通過對芯片內(nèi)部寄存器編程選擇 ） ； ④ 測量精確度高，由于同時集成溫濕度 傳感器，可以提供溫度補償?shù)臐穸葴y量值和高質(zhì)量的露點計算功能； ⑤ 封裝尺寸超小 ( mm mm)，測量和通信結(jié)束后，自動轉(zhuǎn)入低功耗模式； ⑥ 高可靠性，采用 CMOSens 工藝，測量時可將感測頭完全浸于水中。 每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時格式。 微控制器模塊 復(fù)位電路 設(shè)計 這種復(fù)位電路的工作原理是：單片機(jī)的復(fù)位電路在剛接通電 時，電容 是 沒有電的，蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 電容內(nèi)的電阻很低，通電后， 5V 的電通過電阻給電容進(jìn)行充電，電容兩端的電會由 0V慢慢的升到 4V 左右（此時間很短 ， 一般小于 秒）， RC 構(gòu)成的微分電路在上電瞬間產(chǎn)生一個微分脈沖，其寬度大于兩個機(jī)器周期， 89C51 將復(fù)位。開機(jī)后，所有器件初始化， DS1302 產(chǎn)生實時時間和日期，溫濕度傳感器 SHT11 開始進(jìn)行溫濕度測量和計算，最后通過兩個 LCD 液晶顯示器顯示結(jié)果。 本設(shè)計 溫度檢測的范圍 10℃ 50℃，測溫精度： 177。在九十年代，先后出現(xiàn)了集成溫度濕度測量套件和應(yīng)用于濕度傳感器的測試系統(tǒng)，這 些 新技術(shù)的產(chǎn)生都大大 刺激了傳感器的進(jìn)一步發(fā)展。 澳人利弧 Gib 等專家最近研究了一種以PC 機(jī)為基礎(chǔ)的可遙控 和 監(jiān) 測 通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)控制器 ， 該控制器包括一臺 PC 機(jī)和相關(guān) 的軟件、氣象預(yù)報臺和糧堆中的靈敏元件 ， 它能靈活地、有效地控制通風(fēng)系統(tǒng)，減少通風(fēng)費用，并可以實行聯(lián)網(wǎng)，從而不必依靠倉庫管理人員收集的情況 ， 就能得到通風(fēng)系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運行情況。但此工作靠人工一點一點測 量 ，效率低，準(zhǔn)確性差。糧倉的環(huán)境由多個因子組成，如溫度、光照、濕度及二氧化碳濃度 等。但是，我國還有一半以上的糧食儲存在農(nóng)民手中，這些糧食的儲藏安全是國家糧食安全的重要組成部分。 隨著時代的進(jìn)步 、 社會的發(fā)展 、 科學(xué)技術(shù)的不斷更新，溫濕度測量的 準(zhǔn)確性要求不斷提高，因此溫濕度檢測也成為一個重要的研究課題。 溫濕度作為一個重要的物理量，是糧食倉庫中最普遍 、 最重要的工藝參數(shù)之一 。中央糧食儲備有較為完善的倉儲設(shè)施 和 技術(shù)保障，在保證國家糧食安全方面發(fā)揮著重要作用。環(huán)境控制工程作為農(nóng)業(yè)生物速生、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的手段，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。初期，以銅電阻 、 熱敏電阻作為傳感器件 ，通過檢測電阻的變化來反映糧食溫度的變化 ， 為糧食保管提供參考依據(jù)。 在冬天糧溫可保持不變，并在春天有所上升，經(jīng)過一年的實踐表明：不僅衛(wèi)生狀況良好 ， 而且糧食的品質(zhì)沒有變化 。 目前，許多外國大型企業(yè)都很重視傳感器的研發(fā)工作，例如，日本的 Figaro 公司、芬蘭的 Vaisala 公司等，都致力于傳感器的發(fā)展和完善，以保障其在整個銷售市場的競爭力。數(shù)字化溫濕度檢測的方法 為一旦 環(huán)境中的溫濕度發(fā)生變化， 溫度 傳感器和濕度傳感器隨著溫濕度的變化而變化， 然后 將變化的電阻通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換 為 與之對應(yīng)變化的電壓，然后 把模擬電壓信號由 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送入到單片機(jī)中，對采集到的信號單片機(jī)進(jìn)行濾波處理并通過查表得到實際測量的 溫 濕度值，之后通過單片機(jī)的各外部接口電路顯示該 溫濕度值。硬件中包括一個開關(guān)，為復(fù)位開關(guān)。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， 89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活且價廉的方案 [1]。實時時鐘 /日歷電路提供秒分時日、日期月年的信息。該芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、汽車、消費電子、自動控制等領(lǐng)域。在高濕 (95％ RH)環(huán)境中，加熱傳感器可預(yù)防傳感器結(jié)露，同時縮短響應(yīng)時間，提高精度。由于相對濕度數(shù)字輸出特性呈一定的非線性，因此為了補償濕度傳感器的非線性， 要對 濕度值 加以修 正 ， 修正 式如式 所示： *C*CCRH 2321l i n e a r RHRH SOSO ??? () 式中： RHlinear 為經(jīng)過線性補償后的濕度值， SORH 為相對濕度測量值， C C C3 為線性補償系數(shù)。露點可以根據(jù)當(dāng)前相對濕度值和溫度值計算得出，具體的計算公式如式 與式 所示： 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 2)l o g 1 0 ()( 2 3 7 . 3 *7 . 50 . 6 6 0 7 7L o g E W RHSOT T?? ?? () 8 . 1 6 0 7 7l o g 2 3 7 . 3 ) ]*)l o g[ ( 0 . 6 6 0 7 7Dp EW EW? () 式中： T 為當(dāng)前溫度值 ， SORH 為相對濕度值， Dp 為露點。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時選擇指令寄存器。 6 F V F v テ カ ニ ョ P Σ 0000 (8) ＞ 7 G W g w ァ キ ヌ ラ g π 0000 (1) ( 8 H X h x ィ ク ネ リ ∫ 0000 (2) ) 9 I Y i y ゥ ケ ル — 1 y 0000 (3) * ： J Z j z ェ コ リ レ j 千 0000 (4) + ： K [ k { ォ サ ヒ ロ x 萬 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 0000 (5) フ ＜ L ￥ l ｜ セ シ フ ヮ ￠ 0000 (6) — = M ] m } ュ ス ソ + 0000 (7) ． ＞ N n ^ ョ セ ホ ハ 0000 (8) / ？ O — o ← ッ ソ マ ロ 214。 指令 4：顯示開關(guān)控制 ， 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 。 超限處理電路設(shè)計 此部分電路是由 5 個發(fā)光二極管和一個蜂鳴報警器構(gòu)成，分別是 D0、 D D D4和 D5，蜂鳴器接單片機(jī)的 口，發(fā)光二極管與單片機(jī)的連接部分如圖 所示。在設(shè)計 PCB 布線時，需要注意如下基本事項： (1) PCB 上的接地連接如要考慮走線時，設(shè)計應(yīng)盡量加寬電源，尤其是大電流流經(jīng)回路。 C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)，使你可以更加貼近 CPU本身及其它的衍生產(chǎn)品。用關(guān)鍵字－ at－還能把變量放入固定的存儲器存儲模式。 軟件設(shè)計是糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分，只有對硬件進(jìn)行合理有效的編程，才能實現(xiàn)溫濕度的實時準(zhǔn)確監(jiān)測。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 開 始 單 片 機(jī) 開 機(jī) 初 始 化L C D 初 始 化D S 1 3 0 2 初 始 化S H T 1 1 初 始 化D S 1 3 0 2 運 行確 定 時 間 /周 期S H T 1 1 運 行進(jìn) 行 溫 度 濕 度采 集 與 測 量L C D 顯 示實 時 溫 度 濕 度 檢 測 溫 度 濕 度 是 否 改 變結(jié) 束是否 圖 主程序 流程圖 溫濕度采集及處理 流程 設(shè)計 溫度采集 及處理流程 主要由 SHT11 初始化，啟動 SHT11，等待主機(jī)發(fā)送指令測量溫度濕度，溫度濕度計算，浮點數(shù)轉(zhuǎn)換并發(fā)送至主機(jī) 幾部分 組成，其流程圖如圖 所示。 Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖、 PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是， 它 的電路仿真是互動的，針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運行后輸入 輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器 ， 如示波器、邏輯分析儀等，您不需要別的， Proteus 為您建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境 ！ 尤其重要的是 Proteus Lite 可以完全免費，也可以花微不足道的費用注冊達(dá)到更好的效果；功能最強(qiáng)的 Proteus 專業(yè)版也非常便宜，人人用得起，對高校還有更多優(yōu)惠。 (1) 支持許多通用的微控制器，如 PIC， AVR， HC11 以及 8051。 第一步：建立第一個 C 項目 (1) 點擊 Project 菜單，選擇彈出的下拉式菜單中的 New uVision Project，項目名稱用“糧倉 溫濕度監(jiān)控”，“保存”后的文件擴(kuò)展名為 .uvproj，這是 KEIL uVision4 項目文件擴(kuò)展名，以后我們可以直接點擊此文件以打開此項目。 (5) C 程序主函數(shù)已被我們加到了項目 中，然后將主函數(shù)要調(diào)用的各個 .h 文件移動至項目所在的文件夾中，下面就開始編譯運行了，默認(rèn)情況下，還不能產(chǎn)生我們需要的“糧倉溫濕度監(jiān)控 .hex”，我們還需要修改一下相關(guān)參數(shù)，點擊 “ Options for target ‘ target1’”，在“ Output”欄目下的“ Create HEX File”前打勾后點擊“ OK”就可以了。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化，系統(tǒng)軟件設(shè)計了顯示電路子程序，報警電路程序，測量電路程序。檢測精度有待加強(qiáng)。icount。 //DS1302 初始化 */ LCD_Initial()。 Print(Humidi:)。aa)。CurrentTime)。 Print( )。 } //延時 } } ifndef _REAL_TIMER_DS1302 define _REAL_TIMER_DS1302 sbit DS1302_CLK = P3^1。 sfr DBPort = 0x80。// 報警 ifndef _SHT11_h_ define _SHT11_h_ define uchar unsigned char define uint unsigned int define NOP() _nop_() define TEMP 0 define HUMI 1 sbit DQ=P2^7。 //P0 口的最高位