【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 模塊主要由 SHT10 溫濕度傳感器和 1 個(gè) 10K 電阻組成。 SHT10 溫濕度傳感器介紹a. SHT10 溫濕度傳感器的實(shí)物介紹SHT10 是由瑞士 Sensirion 公司推出的 SHTxx 系列的數(shù)字溫濕度傳感器，其使用領(lǐng)先世界的 CMOSens174。數(shù)字傳感的技術(shù)，有很高的可靠性與優(yōu)良的長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。全部量程標(biāo)定，可以和單片機(jī)進(jìn)行直接連接，因此可以極大的縮短研發(fā)的時(shí)間，可以簡(jiǎn)化外圍電路從而降低其費(fèi)用。另外，由于其體積小、響應(yīng)快、能耗低、可浸沒、抗干擾的能力強(qiáng)大、溫濕度檢測(cè)一體，并且有露點(diǎn)測(cè)量，性價(jià)比非常的高，從而使得該產(chǎn)品能適用于多種場(chǎng)合的應(yīng)用 [14]。SHT1x(包括 SHT10,SHT11 和 SHT15)是 Sensirion 溫濕度傳感器家族中的貼片封裝系列產(chǎn)品。本溫濕度傳感器把傳感的元件與信號(hào)處理電路都集成在同一塊微型的電路板上，將輸出完全進(jìn)行過標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)。本溫濕度傳感器采用了CMOSens174。技術(shù)，保證了該產(chǎn)品的極高的可靠性和優(yōu)良的長(zhǎng)期的穩(wěn)定性不受影響。本溫濕度傳感器包括了一個(gè)電容性的聚合體測(cè)濕的敏感元件和一個(gè)由能隙材料而制造的測(cè)溫元件，并且在同一塊芯片上，同 14 位 A/D 轉(zhuǎn)換器和串行接口電路均實(shí)現(xiàn)了無縫連接 [15]。所以，該產(chǎn)品有響應(yīng)極快、品質(zhì)優(yōu)良、抗干擾的能力極強(qiáng)以及性價(jià)比極高的優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)部的電壓調(diào)整和兩線制串行接口，將會(huì)使得外圍系統(tǒng)的集成變得迅速而且簡(jiǎn)便。由于體積微小和功耗極低的優(yōu)點(diǎn)，因此 SHT1x 成為了各類應(yīng)用中的首選。具有相類似性能的溫濕度傳感器還包括柔性 PCB 封裝和插針型封裝。主要用于數(shù)據(jù)采集器、變送器、自動(dòng)化過程控制、汽車行業(yè)、樓宇控制amp。 暖通空調(diào)、電力機(jī)房、計(jì)量測(cè)試、醫(yī)藥業(yè)。其實(shí)物圖如圖 34 所示 [16]。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（2022）9圖 34 SHT10 實(shí)物圖b. SHT10 的接口定義表 34 SHT10 的引腳說明表引腳 名稱 描述1 GND 接地2 DATA 穿行數(shù)據(jù)，雙向3 SCK 串行時(shí)鐘，輸入口4 VDD 電源NC NC 必須為空c. 電源引腳 (VDD, GND)SHT1x 系列數(shù)字溫濕度傳感器的電壓范圍在 到 , 推薦的供電電壓是。并且必須添加一個(gè) 100nF 電容在電源引腳之間，用來濾波去耦。SHT1x 的串行接口，在傳感器信號(hào)的讀取及電源。在損耗的方面，均作出了優(yōu)化的處理；傳感器不能按照 I2C 協(xié)議編址，但是，如果 I2C 總線上沒有掛接別的元件，傳感器可以連接到 I2C 總線上，但單片機(jī)必須按照傳感器的協(xié)議工作 [17]。典型應(yīng)用電路如圖 35 所示。圖 35 SHT10 典型應(yīng)用電路d. 串行數(shù)據(jù) (DATA) DATA 的引腳是三態(tài)的結(jié)構(gòu)，時(shí)候,DATA 只有 SCK 的上升沿有效并且在 SCK 的高電平時(shí)必須保持穩(wěn)定狀態(tài)。由于 DATA 會(huì)在 SCK 的下降沿后有所改變。因此為確保通訊的安全，DATA 的有效基于單片機(jī)的糧倉濕度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10時(shí)間是 SCK 的上升沿之前和下降沿之后應(yīng)該分別延長(zhǎng)至 TSU and THO–參見圖 36。在從傳感器讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候, DATA TV 在 SCK 變低以后有效，且維持到下一個(gè)SCK 的下降沿。為了避免信號(hào)的沖突，微處理器將會(huì)驅(qū)動(dòng) DATA 在低電平。因此需要一個(gè)外部的上拉電阻來把信號(hào)提拉到高電平 [18]。上拉電阻一般都已經(jīng)包含在了微處理器的中。詳細(xì)的 I/O 特性，參見表 35。e. 串行時(shí)鐘輸入 (SCK) SCK 用來進(jìn)行微處理器和 SHT1x 之間的同步通訊。因?yàn)榻涌诎送耆o態(tài)邏輯，所以不存在最小的 SCK 頻率 [19]。圖 36 時(shí)序圖表 35 SHT10 直流特性參數(shù) 條件 最小 典型 最大 單位供電電源 DC10 V測(cè)量狀態(tài) 1 mA平均值 2 28 181。A供電電流休眠狀態(tài) 250 181。A低電平輸出電壓 IOL 4 mA 0 250 mV高電平輸出電壓 RP 25 k? 90% 100% VDD低電平輸出電壓 下降 0% 20% VDD高電平輸出電壓 上升 80% 100% VDD焊盤上的輸入電流 1 181。A開 4 mA輸出電流三態(tài)（關(guān)） 10 20 181。A鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（2022）11f. 電氣特性電氣特性，如能耗，高、低電平，輸入、輸出電壓等，都取決于電源。表 35詳細(xì)解釋了 SHT1x 的電氣特性，若沒有標(biāo)明，則表示供電電壓為 5V[20]。 SHT10 溫濕度傳感器電路圖介紹SHT10 溫濕度傳感器作為濕度檢測(cè)的核心元件，對(duì)實(shí)時(shí)空氣濕度進(jìn)行檢測(cè)，再傳輸給單片機(jī)。其電路圖如圖 37[21]。圖 37 SHT10 電路圖 顯示模塊 LCD1602 介紹 實(shí)物介紹LCD1602 即字符型液晶顯示模塊，是一種專門的適用于顯示符號(hào)，字母以及數(shù)字等的點(diǎn)陣式 LCD，目前常用的有 16*1，16*2，20*2 和 40*2 行等的模塊。本課題中采用 LCD1602 字符型液晶顯示器，其實(shí)物如圖 38 所示 [22]。圖 38 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物圖基于單片機(jī)的糧倉濕度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 的基本參數(shù)及引腳功能介紹1602LCD 分為不背光和背光兩種，1602LCD 采用了標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳或 16 腳接口[23]，各個(gè)引腳的接口說明如表 36 所示。表 36 引腳接口說明表編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù)4 RS 數(shù)據(jù)/ 命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù)5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù)6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù)7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極第 1 腳：VSS 是接地電源。第 2 腳：VDD 是接 5V 的正電源。第 3 腳：VL 是液晶顯示器的對(duì)比度調(diào)整端口，其在接地的時(shí)候?qū)Ρ榷仁亲罡叩模瑢?duì)比度太高的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生“鬼影” ，在接正電源的時(shí)候?qū)Ρ榷仁亲畹偷模褂玫臅r(shí)候可通過一個(gè) 10K 電位器來調(diào)整其對(duì)比度。第 4 腳：RS 是寄存器的選擇，低電平的時(shí)候選擇的是指令寄存器、高電平的時(shí)候選擇的是數(shù)據(jù)寄存器。第 5 腳：R/W 是讀寫用的信號(hào)線，在高電平的時(shí)候進(jìn)行的是讀操作，低電平的時(shí)候進(jìn)行的是寫操作。而當(dāng) RS 和 R/W 均是低電平的時(shí)候可寫入指令或者是顯示地址，當(dāng) RS 是高電平 R/W 是低電平的時(shí)候可以寫入數(shù)據(jù)，當(dāng) RS 是低電平 R/W 高電平的時(shí)候可以讀入信號(hào)。第 6 腳：E 端是使能端，液晶模塊執(zhí)行的命令是 E 端從高電平變?yōu)榈碗娖?。?7～14 腳：D0～D7 是 8 位的雙向數(shù)據(jù)線。第 15 腳：背光源是正極。第 16 腳：背光源是負(fù)極。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（2022）131602LCD 的一般初始化（復(fù)位）的過程：延時(shí) 15mS寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）延時(shí) 5mS寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）延時(shí) 5mS寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào)寫指令 38H：顯示模式設(shè)置寫指令 08H：顯示關(guān)閉寫指令 01H：顯示清屏寫指令 06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置寫指令 0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置 LCD1602 顯示模塊功能介紹LCD1602 液晶顯示芯片需完成的功能如下：a. 第一行顯示實(shí)時(shí)濕度數(shù)值，第二行顯示濕度設(shè)置限值；b. 當(dāng)按了設(shè)置按鍵后，再按加或減按鍵，第二行的數(shù)值會(huì)對(duì)應(yīng)加或減 [24]；c. 顯示模塊電路圖如圖 39 所示。圖 39 1602 字符型液晶顯示器電路圖 報(bào)警模塊 報(bào)警電路的基本原理當(dāng)檢測(cè)到的實(shí)時(shí)濕度信號(hào)在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，輸出信號(hào)使 D3 導(dǎo)通，綠燈亮起?；趩纹瑱C(jī)的糧倉濕度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14反之超出設(shè)置范圍時(shí)，D4 導(dǎo)通，紅燈亮起，并且蜂鳴器發(fā)出警報(bào) [25]。 報(bào)警電路設(shè)計(jì)根據(jù)上述報(bào)警電路的介紹，報(bào)警電路主要由 2 個(gè)發(fā)光二極管，1 個(gè)蜂鳴器，1個(gè)三極管，2 個(gè) 1K 的電阻和 1 個(gè) 10K 的電阻構(gòu)成 [26]。具體的電路如下圖 310 所示。圖 310 報(bào)警電路圖 設(shè)置模塊設(shè)置模塊主要由 4 個(gè)按鍵組成。主要作用是從上至下依次完成“設(shè)置” 、 “加” 、“減” 、 “確認(rèn)”4 個(gè)功能 [27]。其電路圖如圖 311 所示。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（2022）15圖 311 設(shè)置電路圖 復(fù)位模塊復(fù)位模塊主要 1 個(gè) 1K 電阻，1 個(gè) 10K 電阻，1 個(gè) 10uF 電容和 1 個(gè)按鍵組成。主要作用是當(dāng)濕度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行復(fù)位恢復(fù) [28]。其電路圖如圖 312所示。圖 312 復(fù)位電路圖鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（2022）164 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 中斷子程序中 斷 函 數(shù) 的 程 序 ：void timer0() interrupt 1{TH0=(6553510000)/255。TL0=(6553510000)%255。// t0++。 主函數(shù)程序主 函 數(shù) 程 序 ：include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit Green=P3^4。//正 常 指 示 燈sbit Red=P3^3。//不 正 常 指 示 燈sbit FEQ=P3^2。//蜂 鳴 器void delaynms(uint ms)//延 時(shí) 1 毫 秒 （ 不 夠 精 確 的 ）{ uint i。 for(i=0。ims。i++) delay1ms(1)。 }//*********主 函 數(shù) ***************** void main(void) { value humi_val,temp_val。 unsigned char error,checksum。 unsigned int wendu,shidu。 s_connectionreset()。 delaynms(200)。 //延 時(shí) /*、 *********定 時(shí) 器 初 始 化 ********************/TMOD=0X01。TH0=(6553510000)/255。TL0=(6553510000)%255。EA=1。ET0=1。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（2022）17TR0=1。init()。//液 晶 初 始 化/*************************************/ while(1) { error=0。 error+=s_measure((unsigned char*) amp。,amp。checksum,HUMI)。 //measure humidity error+=s_measure((unsigned char*) amp。,amp。checksum,TEMP)。 //measure temperature if(K1==0) { flag=0。 Green=0。while(!K1)。Green=1。 } if(K4==0) { flag=1。Green=0。while(!K4)。Green=1。 } if(flag==0) { key_scan()。 } if(flag==1) { if(error!=0) s_connectionreset()。 //in case of an error: connection reset else { =(float)。 //converts integer to float =(float)。 //converts integer to float calc_SHT10(amp。,amp。)。 基于單片機(jī)的糧倉濕度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18//calculate humidity, temperature wendu=10*。 // wd[0]=wendu/1000。 //溫 度 百 位 wd[0]=wendu%1000/100。 //溫 度 十 位wd[1]=wendu%100/10。 //溫 度 個(gè) 位 wd[2]=wendu%10。 //溫 度 小 數(shù) 點(diǎn) 后 第 一 位shidu=10*。 shidu=shidu46。 sd[0]=shidu%1000/100。 //濕 度 十 位sd[1]=shidu%100/10。 //濕 度 個(gè) 位 sd[2]=shidu%10。 //濕 度 小 數(shù) 點(diǎn) 后 第 一 位write_(0x80+0x09)。write_date(sd[0]+0x30)。//十 位write_date(sd[1]+0x30)。//個(gè) 位write_date(0x20+14)