【文章內(nèi)容簡介】 ATA 在低電平。需要一個外部的上拉電阻（例如：10kΩ）將信號提拉至高電平。上拉電阻通常已包含在微處理器的I/O 電路中加重的DATA線由傳感器控制,普通的DATA 線 由單片機控制. 有效時間依據(jù)SCK 的時序.圖13　時序圖圖14 啟動傳輸時序圖后續(xù)命令包含三個地址位（目前只支持000”），和五個命令位。SHT1x 會以下述方式表示已正確地接收到指令：在第8 個SCK 時鐘的下降沿之后，將DATA 下拉為低電平（ACK 位）。在第9 個SCK時鐘的下降沿之后，釋放DATA（恢復(fù)高電平）。 傳感器的通訊（1）啟動傳感器首先，選擇供電電壓后將傳感器通電，上電速率不能低于1V/ms。通傳感器需要11ms 進(jìn)入休眠狀態(tài)，在此之前不允許對傳感器發(fā)送任何命令。（2 ）發(fā)送命令用一組“ 啟動傳輸”時序，來完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟?。它包括：?dāng)SCK 時鐘高電平時DATA 翻轉(zhuǎn)為低電平，緊接著SCK 變?yōu)榈碗娖剑S后是在SCK時鐘高電平時DATA 翻轉(zhuǎn)為高電平。參見圖12。啟動傳輸 時序后續(xù)命令包含三個地址位（目前只支持000”），和五個命令位。SHT1x 會以下述方式表示已正確地接收到指令：在第8 個SCK 時鐘的下降沿之后，將DATA 下拉為低電平（ACK 位）。在第9 個SCK時鐘的下降沿之后，釋放DATA（恢復(fù)高電平）。命令 代碼預(yù)留 0000x溫度測量00011濕度測量00101讀狀態(tài)寄存器 00111寫狀態(tài)寄存器 00110預(yù)留 0101x1110x軟復(fù)位, 接口復(fù)位, ，至少等待11ms. （3）溫濕度測量[23]發(fā)布一組測量命令（‘00000101’表示相對濕度RH，‘00000011’表示溫度T）后，控制器要等待測量結(jié)束。這個過程需要大約20/80/320ms，分別對應(yīng)8/12/14bit 測量。確切的時間隨內(nèi)部晶振速度，最多可能有30%的變化。SHT1x 通過下拉DATA 至低電平并進(jìn)入空閑模式，表示測量的結(jié)束。控制器在再次觸發(fā)SCK 時鐘前，必須等待這個“數(shù)據(jù)備妥”信號來讀出數(shù)據(jù)。檢測數(shù)據(jù)可以先被存儲，這樣控制器可以繼續(xù)執(zhí)行其它任務(wù)在需要時再讀出數(shù)據(jù)。接著傳輸2 個字節(jié)的測量數(shù)據(jù)和1 個字節(jié)的CRC 奇偶校驗（可選擇讀?。?。uC 需要通過下拉DATA為低電平，以確認(rèn)每個字節(jié)。所有的數(shù)據(jù)從MSB開始，右值有效（例如：對于12bit 數(shù)據(jù)，從第5 個SCK 時鐘起算作MSB；而對于8bit 數(shù)據(jù)，首字節(jié)則無意義）。在收到CRC 的確認(rèn)位之后，表明通訊結(jié)束。如果不使用CRC8 校驗，控制器可以在測量值LSB后，通過保在測量和通訊結(jié)束后，SHT1x 自動轉(zhuǎn)休眠模式。（4）通訊復(fù)位時序如果與SHT1x 通訊中斷，可通過下列信號時序復(fù)位：當(dāng)DATA 保持高電平時，觸發(fā)SCK 時鐘9 次或更多，參閱圖13。接著發(fā)送一個“傳輸啟動”時序。這些時序只復(fù)位串口，狀態(tài)寄存器內(nèi)容仍然保留。圖15 復(fù)位時序（5）CRC8 Checksum 計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃杂蒀RC8 的校驗來保證. 它確保可以檢測并去除所有錯誤數(shù)據(jù)。狀態(tài)寄存器SHT1x 的某些高級功能可以通過給狀態(tài)寄存器發(fā)送指令來實現(xiàn)，如選擇測量分辨率，電量不足提醒或啟動加熱功能等。在讀狀態(tài)寄存器或?qū)憼顟B(tài)寄存器之后，8 位狀態(tài)寄存器的內(nèi)容將被讀出或?qū)懭耄鐖D所示。圖16 8位狀態(tài)寄存器的內(nèi)容 信號轉(zhuǎn)換（1）相對濕度濕度的非線性補償請參閱下圖 ，為獲得精確的測量數(shù)據(jù)，建議用以下公式進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換。linear 1 2 RH 3 RH RH = c + c ?SO + c ?SO (%RH)圖17 從SORH 到相對濕度的轉(zhuǎn)化（2）濕度信號的溫度補償由于實際溫度與測試參考溫度25℃ (~77℉)的顯著不同， 濕度信號需要溫度補償。%RH/℃@50%RH。 true C 1 2 RH linear RH = T ? 25 ? t + t ?SO + RH 176。溫度由能隙材料PTAT (正比于絕對溫度) 研發(fā)的溫度傳感器具有極好的線性。可用如下公式將數(shù)字輸出(SOT)轉(zhuǎn)換為溫度值，溫度轉(zhuǎn)換系數(shù)如下圖所示。1 2 T T = d + d ?SO圖18　溫度轉(zhuǎn)換系數(shù)1（3）露點SHT1x 并不直接進(jìn)行露點測量,，但露點可以通過溫度和濕度讀數(shù)計算得到.。由于溫度和濕度在同一塊集成電路上測量，SHT1x 可測量露點。露點的計算方法很多，絕大多數(shù)都很復(fù)雜。 對于40 – 50176。C 溫度范圍的測量，通過下面的的公式可得到較好的精度，參數(shù)見下圖所示。圖19 露點(Td)計算參數(shù) 環(huán)境穩(wěn)定性如果傳感器用于裝備或機械中，要確保用于測量的傳感器與用于參考的傳感器感知的是同一條件的溫度和濕度。如果傳感器被放置于裝備中，反應(yīng)時間會延長，因此在程序設(shè)計中要保證預(yù)留足夠的測量時間。傳感器在其它測試條件下的性能，我們不予保證，尤其是在用戶需要的特定場合。報警輸出是否異常？是溫濕度判斷開始溫濕度采集溫濕度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理否 傳感器原理流程圖如下 圖20 傳感器原理流程圖 報警系統(tǒng) 報警電路圖當(dāng)啟動仿真程序時，用手調(diào)節(jié)傳感器上的按鍵時，可以調(diào)節(jié)溫度與濕度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和相應(yīng)的溫濕度顯示數(shù)據(jù)的遞增或遞減。（詳細(xì)編寫程序見附錄）圖21 報警電路圖4 仿真與調(diào)試 實驗?zāi)康呐c原理在此介紹一下我設(shè)計溫濕度控制系統(tǒng)的工作原理：論文目標(biāo)：溫度范圍1827度， 濕度40%70%。 超范圍報警具體要求：（1）傳感器采用SHT10集成傳感器 （2）LED溫濕度顯示，精確到一位小數(shù) （3）超范圍發(fā)光二極管報警第一步：實現(xiàn)將sht10中的數(shù)據(jù)讀入到單片機中然后顯示到1602上第二步：調(diào)節(jié)sht10上的數(shù)據(jù)為n,若n在溫度1827范圍內(nèi)則正常顯示到1602上，若超出范圍則報警，二極管點亮（紅）。同理，若n在濕度40%70%范圍內(nèi)則正常顯示到1602上，若超出范圍則報警，二極管點亮（綠）. 仿真原理圖用PROTUES軟件，根據(jù)要求畫出溫濕度顯示報警系統(tǒng)的的原理圖如下圖圖22 溫濕度顯示報警系統(tǒng)的的原理圖 系統(tǒng)仿真以及顯示結(jié)果用protues和keil軟件聯(lián)調(diào)，運行期間仿真軟件調(diào)試程序結(jié)果如圖23所示，當(dāng)調(diào)節(jié)傳感器使?jié)穸仍?7%時，%，中間產(chǎn)生了部分誤差，在誤差允許范圍之內(nèi)，濕度超出設(shè)置范圍，紅燈亮，開始報警，運行結(jié)果如圖24，25，26所示；當(dāng)調(diào)節(jié)傳感器使溫度在29度時，中間產(chǎn)生了部分誤差，在誤差允許范圍之內(nèi)，溫度超出設(shè)置范圍，綠燈亮，開始報警，運行結(jié)果如圖24，25，26所示； 圖23 仿真運行結(jié)果圖圖24 SHT10運行結(jié)果圖圖25 報警運行結(jié)果圖 圖26 LCD1602運行結(jié)果圖 結(jié)果分析及測試總結(jié)采用PROTEUS進(jìn)行單片機仿真，可以大大縮短單片機的開發(fā)周期。它不僅能仿真單片機CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。本系統(tǒng)很好的完成了本次畢業(yè)設(shè)計的各項任務(wù)和要求，通過溫濕度顯示報警系統(tǒng)程序，成功的完成了溫濕度采集功能、顯示功能、報警功能。、很好的完成了顯示功能。設(shè)置溫濕報警范圍后，LED燈也能很好的體現(xiàn)報警的效果，在超出設(shè)置的正常顯示范圍后，LED燈亮，很好的體現(xiàn)了報警功能。連接電路圖后，通過編譯程序來控制液晶顯示屏的顯示，通過仿真結(jié)果也很好的體現(xiàn)了其顯示功能。5 結(jié)束語本文的溫濕度顯示報警系統(tǒng)設(shè)計是以單片機（AT89C51）為核心，SHT10溫濕度感應(yīng)器等部分組成。具體介紹Keil C51軟件調(diào)試程序和Proteus的ISIS軟件進(jìn)行單片機系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。在這次設(shè)計中，我完成了核心控制部分、顯示部分、報警部分等基本功能。通過這次設(shè)計單片機有了一個更深的認(rèn)識，對于LCD1602以及SHT10的使用過程有了一定的掌握，同時對Keil C51軟件和Proteus軟件有了更熟練的操作。本文設(shè)計到的內(nèi)容還不是很完善，我會在以后的學(xué)習(xí)和工作中會做進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和探索，以取得更大的進(jìn)步。但是通過這次畢業(yè)設(shè)計，我也學(xué)到了很多東西，感覺自己應(yīng)用基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識解決問題的能力有了很大的提高。總之，這次畢業(yè)設(shè)計收獲還是蠻大的。 參考文獻(xiàn)[1] 的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 微計算機信息(嵌入式與SOC),，26（122）:87~88[2] 單片機溫濕度控制器[J].四川兵工時報，,29（2）：113~114[3]楊學(xué)存，[J].煤礦機械，（9）,64~65[4]鐘曉偉，[J].,38（1）：39~42[5]劉攀,俞杰,[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報( 自然科學(xué)版)，,24(6)：103~106[6][J].工業(yè)控制計算機，,24(10):91~92[7][J].陰山學(xué)刊，,24（3）：26~29[8]張妮，段文強，[J]. 延安大學(xué)學(xué)( 自然科學(xué)版)，,29（2）：50~52[9][J].電子設(shè)計工程，,19（1）：125~127[10]章昕,黃秋,湯彬,[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，,28（7）：103~105[11]鄭冬強,萬琰, /OS II的溫濕度測控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].微計算機信息(嵌入式與SOC),25(12): 68~69[12]方言,[ J].智能儀器儀表,2006(10): 66~67[13]余澤輝,伍建軍,[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報( 自然科學(xué)版)，,（12）: 15~16[14]羅興垅，℃數(shù)顯溫度計的設(shè)計[J].微計算機信息，22（5）：70~72[15]閆懷兵,[J].制造業(yè)自動化,(5):10~15[16][J].廣西輕工業(yè),(6):34~35[17]江太輝,[J].電子技術(shù),(12): 56~58[18]張娟,陳杰,[J].，27(11):153~154[19]顧啟民,[J].電子測量技術(shù),(3):25~26[20][M].北京，北京航空航天出版社，l990[21][M].北京:人民郵電出版社,2005:109~111[22]李光弟,朱秀月,[M].(修訂本).北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 2001[23]丁明亮,[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2009附錄： /*************端口定義******************** (SHT10) (SHT10) P0DB0～DB7 (LCD1602) (LCD1602) (LCD1602) (LCD1602)*****************************************/include include include include include include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine TEMPUP 28 //溫度上限define TEMPDOWN 17 //溫度下限define HUMDOWN 70 //濕度上限define HUMUP 40 //濕度下限sbit LcdRs= P2^0。 //1602液晶端口定義sbit LcdRw= P2^1。sbit LcdEn= P2^2。sbit led1 =P3^0。 //報警燈端口定義sbit led2=P3^4。sbit ACC0 = ACC^0。sbit ACC7 = ACC^7。bit