【文章內容簡介】 控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁 2. 技術性能描述 STC89C52RC 有很寬的工作電源電壓，可為 ～ 6V,當工作在 3V 時，電流相當于 6V工作時的 1/4。 STC89C52RC 工作于 12Hz 時，動態(tài)電流為 ，空閑態(tài)為 1mA,掉電狀態(tài)僅為 20nA。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。 STC89C52RC 具有以下幾個特點： STC89C52RC 與 MCS51 系列的單片機在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容； 片內有 4k 字節(jié)在線可重復編程快擦寫程序存儲器； 全靜態(tài)工作 ,工作范圍 :0Hz～ 24MHz； 三級程序存儲器加密； 128 8 位內部 RAM； 32 位雙向輸入輸出線； 兩個十六位定時器 /計數(shù)器 五個中斷源 ,兩級中斷優(yōu)先級； 一個全雙工的 異步串行口； 間歇和掉電兩種工作方式 超強抗干擾 : 高抗靜電 (ESD 保護 ) ,輕松過 2KV/4KV 快速脈沖干擾； 寬電壓 ,不怕電源抖動 ； 寬溫度范圍 ,40℃ ~85℃ ； 禁止 ALE 輸出 。； 超低功耗 : 1 、掉電模式 :典型功耗 μ A ； 2 、空閑模式 :典型功耗 2mA ； 3 、正常工作模式 :典型功耗 4mA7mA ； 4 、掉電模式可由外部中斷喚醒 ,適用于電池供電系統(tǒng) ,如水表、氣表、便攜設備等 .； STC89C52RC 引腳功能 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 1 電源 : ① VCC 芯片電源，接 +5V； ② VSS 接地端； : XTAL XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 : 控制線共有 4 根： ALE/PROG:地址鎖存允許 /片內 EPROM 編程脈沖 ① ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8 位地址 ② PROG 功能：片內有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 PSEN:外 ROM 讀選通信號。 RST/VPD:復位 /備用電源。 ① RST（ Reset）功能：復位信號輸入端。 ② VPD 功能：在 Vcc 掉電情況下，接備用電源。 EA/Vpp:內外 ROM 選擇 /片內 EPROM 編程電源。 ① EA 功能：內外 ROM 選擇端。 ② Vpp 功能：片內有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加 編程電源 Vpp。 ： P0、 P P P3 共四個八位口。 P0 口是三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口，因為只有該口能直接用于對外部存儲器的讀 /寫操作。 P0 口也用以輸出外部存儲器的低 8 位地圖 1 址。由于是分時輸出 ,故應在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存，地址鎖存 ,信號用 ALE。 P1 口是專門供用戶使用的 I/O 口 ,是準雙向口。 P2 口是從系統(tǒng)擴展時作高 8 位地址線用。不擴展外部存儲器時 ,P2 口也可以作為用戶 I/O 口線使用 ,P2 口也是準雙向口。 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 12 頁 P3 口是雙功能口 ,該口的每一位均可獨立地定義為第一 I/O 功能或第二 I/O功能。作為第一功能使用時操作同 P1 口。 ： 圖 411 STC89C52RC 的 引腳 圖 DHT11 溫濕度傳感器 1 簡介 DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個 NTC 測溫元件，并與一個高性能8 位單片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個 DHT11 傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式儲存在 OTP 內存中，傳感器內部在檢測信號的處理過程中要調用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、 極低的功耗，信號傳輸距離可達 20 米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。產品為 4 針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供 2 傳感器性能說明 參數(shù) 條件 Min Typ Max 單位 濕度 分辨率 1 1 1 %RH 16 Bit 重復性 177。1 %RH 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁 精度 25℃ 177。4 %RH 0－ 50℃ 177。5 %RH 互換性 可完全互換 量程范圍 0℃ 30 90 %RH 25℃ 20 90 %RH 50℃ 20 80 %RH 響應時間 1/e(63%)25℃ ，1m/s 空氣 6 10 15 S 遲滯 177。1 %RH 長期穩(wěn)定性 典型值 177。1 %RH/yr 溫度 分辨率 1 1 1 ℃ 16 16 16 Bit 重復性 177。1 ℃ 精度 177。1 177。2 ℃ 量程范圍 0 50 ℃ 響應時間 1/e(63%) 6 30 S 3 接口說明 建議連接線長度短于 20米時用 5K上拉電阻 ,大于 20米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻 圖 412 DHT11 應用電路圖 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁 4 封裝信息 413 DHT11封裝信息圖 5 DHT11引腳說明 DHT11的供電電壓為 3－ 。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個 100nF 的電容，用以去耦濾波。 Pin 名稱 注釋 1 VDD 供電 3－ 2 DATA 串行數(shù)據(jù)，單總線 3 NC 空腳，請懸空 4 GND 接地，電源負極 6 串行接口 (單線雙向 ) DATA 用于微處理器與 DHT11之間的通訊和同步 ,采用單總線數(shù)據(jù)格式 ,一次通訊時間 4ms左右 ,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分 ,具體格式在下面說明 ,當前小數(shù)部分用于以后擴展 ,現(xiàn)讀出為零 .操作流程如下 : 一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit,高位先出。 數(shù)據(jù)格式 :8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗和 數(shù)據(jù)傳送正確時校驗和數(shù)據(jù)等于“ 8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁 整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)” 所得結果的末 8位。 用戶 MCU發(fā)送一次開始信號后 ,DHT11從低功耗模式轉換到高速模式 ,等待主機開始信號結束后 ,DHT11發(fā)送響應信號 ,送出 40bit的數(shù)據(jù) ,并觸發(fā)一次信號采集 ,用戶可選擇讀取部分數(shù)據(jù) .從模式下 ,DHT11接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集 ,如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號 ,DHT11不會主動進行溫濕度采集 .采集數(shù)據(jù)后轉換到低速模式 。 7 電氣特性 VDD=5V， T = 25℃ ，除非特殊標注 參數(shù) 條件 min typ max 單位 供電 DC 3 5 V 供電電流 測量 mA 平均 1 mA 待機 100 150 uA 采樣周期 秒 1 次 注 :采樣周期間隔不得低于 1秒鐘。 8 應用信息 超出建議的工作范圍可能導致高達 3%RH的臨時性漂移信號。返回正常工作條后，傳感器會緩慢地向校準狀態(tài)恢復。要加速恢復進程 /可參閱 “恢復處理 ”。在非正常工作條件下長時間使用會加速產品的老化過程。 電阻式濕度傳感器的感應層會受到化學蒸汽的干擾，化學物質在感應層中的擴散可能導致測量值漂移和靈敏度下降。在一個純凈的環(huán)境中，污染物質會緩慢地釋放出去。下文所述的恢復處理將加速實現(xiàn)這一過程。高濃度的化學污染會導致傳感器感應層的徹底損壞。 置于極限工作條件下或化學蒸汽中的傳感器，通過如下處理程序，可使其恢復到校準時的狀態(tài)。在 5060℃ 和 10%RH的濕度條件下保持 2 小時（烘干）；隨后在 2030℃和 70%RH的濕度條件下保持 5小時以上。 氣體的相對濕度，在很大程度上依賴于溫度。因此在測量濕度時，應盡可能保證濕度傳感器在同一溫度下工作。如果與釋放熱量的電子元件共用一個印刷線路板，在安裝時應盡可能將 DHT11遠離電子元件，并安裝在熱源下方，同時保持外殼的良好通風。為降低熱傳導， DHT11與印刷電路板其它部分的銅鍍層應盡可能最小，并在兩者之間留出一道縫隙。 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 16 頁 長時間暴露在太陽光下或強烈的紫外線輻射中，會使性能降低。 DATA信號線材質量會影響通訊距離和通訊質量 ,推薦使用高質量屏蔽線。 設計方案 電路設計 根據(jù)需要 ， 我們需要測量溫濕度， 選擇上述器件作為本次設計所用器件， DHT11溫濕度傳感器 把被測量的物理量轉換為電量；信號調理電路對傳感器轉換的電信號進行放大、濾波、隔離等預處理；信號調理電路的電信號，轉換成計算機能處理的數(shù)字信號；通過 單片機 驅動程序，通過 RS232 接口把將數(shù)字信號讀入計算機。 圖 421 下位機電路圖 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 17 頁 2 電路封裝 422 電路封裝圖 單片機程序編寫 下位機程序包括 DHT11 芯片程序和主程序，下位機負責將采集到的溫濕度傳送至電腦。程序詳見附錄。 第五章 上位機程序設計 基于預期的目標，把系統(tǒng)設為五個模塊，如圖 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 18 頁 圖 登陸界面 前面板由兩部分組成：登錄界面、實時采集界面。 登陸界面設有用戶名和密碼，可以阻止非工作人員進入操作系統(tǒng)，從而保證整個系統(tǒng)的安全，避免糧食不必要的損失。登陸界面如圖 示。 登陸界面 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)存儲 越限報警 報警歷史記錄及消除 重慶郵電大學畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁 圖 登陸界面 基于 LabVIEW 的數(shù)據(jù)采集及存儲 LabVIEW（ Laboratory Virtual Instrument Engineering）是一種開放型的通用程序開發(fā)系統(tǒng)，具有強大的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和控制功能。 因為我們數(shù)據(jù)采集是用的單片機采集到電腦上，是用串口驅動來實現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集，就是在 LabVIEW 中 串口驅動 VISA)完成特定的功能，這些 都離不開 VISA 串口驅動支持。 可以確定初步的設計思路：傳感器把被測量的物理量轉換為電量；信號調理電路對傳感器轉換的電信號進行放大、濾波、隔離；數(shù)據(jù)采集卡采集信號調理電路的電壓信號，轉換成計算機能處理的數(shù)字信號；通過數(shù)據(jù) 串口驅動程序 ，將數(shù)字信號讀入計算機，計算機對信號進行采集和處理，以達到預期的目的。其中， 模塊是連接硬件電路與計算機的核心模塊，可以將硬件電路的信號采集到計算機。 重