【正文】 2 8 矩陣式鍵盤，關(guān)于它的具體硬件組成電路這里就不多做介紹，在檢測有無鍵按下方面主要用的是定時掃描方式，該方式是利用單 19 片機內(nèi)部定時器產(chǎn)生定時中斷，即在初始化程序中對定時器 /計數(shù)器進行編程，鍵盤掃描子程序流程圖如圖 37 所示。然后，編寫 LCD 顯示驅(qū)動程序。 由圖形顯示數(shù)據(jù)寄存器 DDRAM 地址和顯示位置的對應(yīng)關(guān)系可知：直接將提取的點陣數(shù)據(jù)送顯，漢字不能正確顯示。 通過 R2控制寫入左半屏或右半屏。 由于這次設(shè)計的時間較短，該檢測儀的主要功能已經(jīng)實現(xiàn)，能基本實現(xiàn)環(huán)境中的溫濕度檢測，但還存在一些問題，如溫濕度檢測精度還比較低，溫度顯示還有較大波動等。 Six Interrupt Sources 該檢測儀基本上達到了技術(shù)指標中對溫濕度測量精度和范圍的要 求。將 LCD顯存 DDRAM 化分為 8 頁，每頁 8 行 128 列， 128 個數(shù)據(jù)存儲單元。通過漢 字的內(nèi)碼我們可以計算出與其點陣信息在字庫中的偏移量。通過 LCD 模塊提供的顯示開關(guān)指令DISPLAY ON/OFF 在數(shù)據(jù)處理之前關(guān)掉顯示 ,待數(shù)據(jù)處理完后開顯示，可以使顯示屏閃爍得到一定控制。 溫度轉(zhuǎn)換系數(shù) 2） 相對濕度 而 SHT11 的濕度值（ RH）可采用下式得到： RH=c1+c2SORH+c3SORH2 在上式中， SORH 為 SHT11 輸出的濕度數(shù)據(jù)， c c2 和 c3 為常數(shù)，可通過下表查詢到該數(shù)值。 15 167。 RS232 是用正負電壓來表示邏輯狀態(tài)的，而 TTL 是用高低電平來表示邏輯狀態(tài)的，因此，為了能夠同 PC 機接口或終端的 TTL 器件連接，必須在RS232 與 TTL 電平之間進行電平轉(zhuǎn)換。 SHT11 與單片機的接口電路如圖 36 所示： 圖 36 SHT11 與單片機接口電路 167。其 主要特點如下： ◆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； ◆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； ◆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)部寄存器編程來 選擇 )； ◆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； 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 ◆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； ◆高可靠性，采用 CMOSens 工藝，測量時可將感測頭完全浸于水中。 SW1 按下時是按鍵手動復(fù)位電路， RST 端通過R1 與 VCC 電源接通，提供足夠時間的復(fù)位電平，使單片機復(fù)位。 167。 10%。可以實時、準確的測量環(huán)境中的溫度和相對濕度。 溫濕度檢測儀 單片機電路的設(shè)計 .......................................... 5 167。河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） I 河南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 基于 STC12C5410AD 單片機的溫濕度檢測儀 二級學(xué)院 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名 張海賓 學(xué) 號 08104020332 年級 20xx 指導(dǎo)教師 孫炎增 職稱 講 師 教務(wù)處制表 20xx 年 5 月 30 日 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） II 基于 STC12C5410AD 單片機的溫濕度檢測儀 摘 要 溫濕度是環(huán)境中一個重要的物理參數(shù)， 人類的生存和社會活動與溫濕度密切相關(guān)。 溫濕度 檢測儀其他硬件電路的設(shè)計 ...................................... 6 167。 論文的第一章介紹了溫濕度檢測儀的主要性能指標及其工作原理，概括介紹了溫濕度檢測儀的硬件設(shè)計總體方案和溫濕度檢測儀的應(yīng)用軟件系統(tǒng)的設(shè)計方案；第二章主要介紹了溫濕度檢測儀的硬件電路設(shè)計，重點介紹了溫濕 度檢測電路的設(shè)計；第三章主要介紹了 基于 STC12C5410AD 單片機的 溫 濕度檢測儀的軟件設(shè)計。 7．工作環(huán)境溫度≤ ℃ ，工作環(huán)境濕度≤ 100%。 溫濕度檢測儀 單片機電路的設(shè)計 該檢測儀的設(shè)計是以 STC12C5410AD 單片機為核心部件， STC12C5410系列單片機是單時鐘 /機器周期 (1T)的兼容 8051 內(nèi)核單片機，是高速 /低功耗的新一代 8051 單片機，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。 基于 STC12C5410AD 單片機的溫濕度檢測儀的硬件原理圖見附錄。 （ 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 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 為時鐘線； ◇腳 5～ 8— 空腳 。 其它模塊電路的設(shè)計 鍵盤輸入電路與 LCD 顯示電路實現(xiàn)人機對話的功能。在本設(shè)計中運用 MAX232 完成電平轉(zhuǎn)換工作。 溫濕度檢測模塊的程序設(shè)計 167。 濕度轉(zhuǎn)換系數(shù) 3） 溫度傳感器相對濕度 做 溫度補償 若實際測量溫度與 25℃ 相差較大時，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) ，其值可通過下表查詢得到。但是如果數(shù)據(jù)處理時間過長，超過人眼可辨別的最短時間 20ms，顯示屏就會因為反復(fù)開關(guān)顯示而產(chǎn)生閃爍感。 在生成點陣數(shù)據(jù)表的相應(yīng)漢字中，采用自定義的編碼。由軟件驅(qū)動 LCD 顯示屏上 0～ 7 頁 的任意頁顯示：順序讀出指定 Buf 區(qū)內(nèi)圖形或漢字的點陣數(shù)據(jù)，依次將顯示數(shù)據(jù)寫入指定頁的 128 個數(shù)據(jù)存儲單元。在硬件設(shè)計時，我們還從實際出發(fā)，將電路板預(yù)留一些位置，以便以后對儀器進行功能擴展。 Programmable Serial Channel 我一直以認真負責(zé)的心態(tài)對待這些問題，在自己的努力以及同學(xué)和老師的幫助下，這些問題都得到了圓滿解決。 軟件將 LCD 顯存 DDRAM 化分為 8 頁，每頁 128 個數(shù)據(jù)存儲單元。前 20H～7FH 為常用字符的 ASCII 代碼。 通過以上分析，我們采用如下的 LCD 顯示器應(yīng)用程序設(shè)計總體方案：首先，添加漢字、字符點陣數(shù)據(jù)表。 鍵盤掃描和 LCD 顯示模塊的程序設(shè)計 167。傳感器正確接收到溫度測量指令后，就會進行數(shù)據(jù)采集，單片機要等到測量完成，隨后 SHT11 向單片機傳送兩字節(jié)測量數(shù)據(jù)（ MSB 和 LSB）與 1 字節(jié) CRC 校驗碼，單片機則通過讀總線子程序?qū)?濕度數(shù)據(jù)讀取出來。該器件包含 2 個 驅(qū)動器、 2 個 接收器和一個電壓發(fā)生器電路 ，提供 TIA/EIA232F 電平。以下重點介 紹 LCD 顯示電路串行通信模塊。這兩個敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號首先進入微弱信號放大器進行放大；然后進入一個14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器；最后經(jīng)過二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號。 溫濕度檢測儀其他硬件電路的設(shè)計 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 該溫濕度檢測儀的硬件系統(tǒng)由以下幾部分組成：單片機控制電路、溫 濕度測量電路、鍵盤掃描電路、 LCD 顯示電路、與 PC 機通信的 RS232 轉(zhuǎn)換電路等。 工作電壓： ～ （ 5V 單片 機 ） ， 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，可 省 略 外 部 復(fù) 位 電 路 ) 。 溫濕度檢測儀的基本工作原理 加載有相應(yīng)程序的 STC12C5410AD 單片機定時采集溫 濕 度測量電路河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 SHT11 輸出 的 信號，然后將這些模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，分別將這些數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)存儲器中，然后送 LCD 顯示。本文中的基于 STC12C5410AD 單片機的 濕度檢測儀就是針對這一需求而設(shè)計的，它綜合運用了檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和通信技術(shù)以及 LCD 顯示技術(shù)，可以實時、準確的測量環(huán)境中的溫度和相對濕度，并且可以和 PC 機進行通信，作為溫濕度記錄儀使用。 其它模塊電路的設(shè)計 ..................................................... 10 第 3 章 溫濕度檢測儀的軟件設(shè)計 .................................................... 14 167。因此，對環(huán)境中溫濕度的檢測和控制顯得尤為重要， 溫濕度檢測在很多現(xiàn)代科技領(lǐng)域中 也 成為一項重要技術(shù) 。 溫濕度檢測儀的 硬件設(shè)計方案概述 ...................................... 3 167。 本設(shè)計首先根據(jù)實際生產(chǎn)生活的需要提出溫濕度檢測儀的功能要求，然后由這些具體要求設(shè)計出了硬件原理圖，采用模塊化的方法先將整個系統(tǒng)分成若干部分，然后逐模塊進行硬件和軟件設(shè)計，最后將各部分結(jié)合起來協(xié)調(diào)工作。 5． LCD 顯示。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 2章 溫濕度檢測儀硬件電路的設(shè)計 此系統(tǒng)采用了以含有 A/D 轉(zhuǎn)換器的 STC12C5410AD 單片機為核心控制器件 ,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。隨著電容的充電， RS T 腳上的電壓才慢慢下降。 SHT11 簡介： （ 1） SHT11 是瑞士 Ssirion 公司推出的一款數(shù)字 溫濕度傳 感器 芯 片。C 總線，本設(shè)計利用 口線來模擬時鐘線， 口線來模擬數(shù)據(jù)線。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。 開 始有 鍵 按 下 嗎 ？溫 濕 度 檢 測嗎 ？Y E SY E S溫 濕 度 檢 測溫 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)容包括時間中斷的初始化、外部中斷源的初始化、單片機 I/O 口初 始化以及 LCD 初始化等。 167。HS128641 型 LCD 顯示模塊只提供了一塊顯 示數(shù)據(jù)寄存器 DDRAM，并且與顯示屏點陣是一一對應(yīng)的。 GB2312 包括了漢字字符基本集，共收錄漢字、圖形符號等共 7445 個，依據(jù)其位置，分為 94 個區(qū)，每區(qū)共 94 位。這樣對 LCD 模塊控制極為不便。1. 提 示 信 息 2. 對 話 框 3. 菜 單 選 項 24 結(jié) 論 我們設(shè)計的溫濕度檢測儀結(jié)構(gòu)簡單，適用于多種場合的溫濕度實時檢測。 32 Programmable I/O Lines 此溫濕度檢測儀還可進一步進行功能擴展，如加上一個上下限報警電路實現(xiàn)報警功能，還可通過相關(guān)軟件設(shè)置實現(xiàn)溫濕度同時顯示。一頁寫滿后，如果沒到寫頁次數(shù)， LCDPageX 自加 1，繼 續(xù)寫下一頁。轉(zhuǎn)換后的點陣信息格式如表 32所示。根據(jù)具體要求編寫相應(yīng)顯示數(shù)據(jù)處理子程序。 延時定時器的延遲時間等于初值乘上時間判斷間隔時間，通過確定延時定時器的延遲時間達到去除鍵盤抖動的對正常的影響，一般延時時間在30ms～ 50ms 之間 ,在實驗中確定具體的延遲時間。為表明測量完成， SHT11 會使數(shù)據(jù)線為低，此時單片機必須重 新啟動 SCK。 其工作溫度范圍為 0℃至 70℃，適用于各種 EIA232C 和 的通信接口。 顯示模塊電路如圖 24 所示。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗證兩個傳感器元件的性能。 溫濕度檢測電路的設(shè)計 本設(shè)計共 涉及兩類數(shù)據(jù) —— 溫度和濕度，因此需要兩個傳感器芯片，一個負責(zé)溫度采集，另一個負責(zé)濕度采集。 STC12C5410AD 單片機的 、 口與 RS232串行接口相 連實現(xiàn)與 PC 機的串行通信。該檢測儀采用 STC12C5410AD 單片機為核心，整個硬件系統(tǒng)分為以下幾個部件，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， 鍵盤輸入電路實現(xiàn)