【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 三、報(bào)警電路對(duì)于控制系統(tǒng)，當(dāng)溫濕度超出最大設(shè)定范圍時(shí)，需要對(duì)溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于收到實(shí)驗(yàn)條件的限制，智能設(shè)計(jì)報(bào)警電路。報(bào)警電路可以使用蜂鳴器聲音報(bào)警，也可以使用發(fā)光二極管LED作為光報(bào)警，本系統(tǒng)考慮到簡(jiǎn)單使用采用第二種方案。 報(bào)警電路（）第五節(jié) 按鍵電路設(shè)計(jì)在一些智能化儀表中，人機(jī)接口通常是LED顯示和小型鍵盤(pán)。對(duì)于鍵盤(pán)，其常見(jiàn)的工作方式有兩種：一是直接使用系統(tǒng)中的微處理器對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，位鍵盤(pán)的及時(shí)響應(yīng)，CPU需要頻繁的執(zhí)行動(dòng)態(tài)掃描程序；二是采用專用的顯示、鍵盤(pán)芯片，如827SAA1604等。結(jié)合本系統(tǒng)的具體情況，微處理器的工作強(qiáng)度并不大，故采用第一種方式進(jìn)行鍵盤(pán)設(shè)計(jì)，其價(jià)格低廉，使用方便，能較充分的利用資源。系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)設(shè)定的溫濕度值，我們可以通過(guò)四個(gè)按鍵進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，前兩個(gè)按鍵選擇是溫度設(shè)定還是濕度設(shè)定，后兩個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)加一減一操作。 按鍵電路其工作原理如下：開(kāi)關(guān)Swendu和Sshidu同時(shí)閉合或者同時(shí)斷開(kāi)時(shí)，U6和U7都輸出低電平；當(dāng)Swendu閉合、Sshidu斷開(kāi)時(shí)，U6輸出低電平、U7輸出高電平；當(dāng)Swendu斷開(kāi)、Sshidu閉合時(shí)，U6輸出高電平、U7輸出低電平。，通過(guò)檢查這兩個(gè)端口的電平判斷是溫度設(shè)定還是濕度設(shè)定。將S+和S分別接微處理器的兩個(gè)外部中斷接口。第六節(jié) 復(fù)位電路 一般情況下STC89C51復(fù)位引腳保持在10ms以上的高電平才可以用于系統(tǒng)可靠地復(fù)位以及復(fù)位電路的設(shè)計(jì),它是高電平有效。要讓單片機(jī)剛接通電源時(shí)圖中RESET按鍵必須沒(méi)有按下，進(jìn)入電復(fù)位狀態(tài)時(shí)說(shuō)明單片機(jī)已經(jīng)接通電源。在單片機(jī)開(kāi)始工作之后，如果再次按下RESET按鍵的時(shí)候，由兩個(gè)復(fù)位電阻組成的串聯(lián)分壓電路會(huì)使RST瞬間得到一個(gè)高電平，從而使單片機(jī)重新復(fù)位；松開(kāi)RESET按鍵時(shí)，復(fù)位信號(hào)就會(huì)立刻消失，這時(shí)單片機(jī)可以正常的開(kāi)始工作。按下兩個(gè)按鈕中的任意一個(gè)，瞬時(shí)功率電容器可短路，所以RST引腳為高電平。隨著時(shí)間的電容器充電，穩(wěn)定電壓VCC之后施加到電容器。電容極板最后的RST引腳為0V。這樣RST最終在低電平一段時(shí)間后穩(wěn)定，高持續(xù)時(shí)間是由RC時(shí)間常數(shù)來(lái)確定。這是說(shuō)，高復(fù)位按鈕電源。相當(dāng)于電源按鈕被隨意按下去，使得電容器短路。 復(fù)位電路第七節(jié) 振蕩電路根據(jù)本設(shè)計(jì)需要，STC89C51的振蕩電路由一個(gè)6MHZ 和兩個(gè)20PF的電容組成。這個(gè)電路是一個(gè)典型的單片振蕩電路。 振蕩電路 本章小結(jié)本章是該設(shè)計(jì)最核心最重要的一章，主要介紹了硬件設(shè)計(jì)方案，其中包括了微處理器的選擇、溫濕度測(cè)量電路的選擇、顯示報(bào)警電路、按鍵電路設(shè)計(jì)、復(fù)位電路和振蕩電路的設(shè)計(jì)。其中微處理器小節(jié)中重點(diǎn)介紹了51單片機(jī)的主要特性和STC89C51的引腳功能和它構(gòu)成的最小系統(tǒng)。溫度測(cè)量電路主要運(yùn)用DS18B20來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量，濕度主要用HS1101來(lái)測(cè)量，顯示電路用LCD1602以及報(bào)警系統(tǒng)用到的蜂鳴器，共同組成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第一節(jié) 程序開(kāi)發(fā)環(huán)境及設(shè)計(jì)原則單片機(jī)常用的語(yǔ)言有匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言等。單片機(jī)剛問(wèn)世以來(lái)，最開(kāi)始使用匯編語(yǔ)言，但是必須要知道單片機(jī)的匯編指令以及它的內(nèi)部資源等，而且用匯編語(yǔ)言時(shí)它的移植性和可讀性都很差，但是她的效率高，功能最強(qiáng)。最后人們普遍采用C語(yǔ)言來(lái)編程，這并不意味編程過(guò)程不再用匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言一般編寫(xiě)難度較大且程序較復(fù)雜。最后人們把這兩種語(yǔ)言混合使用，在整個(gè)過(guò)程只簡(jiǎn)單方便、編程效率高、可讀性和可移植性好、執(zhí)行速度快，被廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中結(jié)合了匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言一體化的混合編程語(yǔ)言，更清楚直觀的了解各個(gè)子程序的設(shè)計(jì)思路和工作原理?；旌蠀R編語(yǔ)言像機(jī)器指令一樣，是硬件操作的控制信息。用于編程系統(tǒng)軟件和過(guò)程控制軟件的混合匯編語(yǔ)言，它占用的目標(biāo)儲(chǔ)存程序空間很小，運(yùn)行速度快，所以匯編語(yǔ)言常常用于制備系統(tǒng)軟件和控制軟件本系統(tǒng)也將應(yīng)用到混合編程語(yǔ)言。編制軟件最基本的要求是：（1）軟件結(jié)構(gòu)清晰、簡(jiǎn)捷、流程合理；（2）具有高精度的功能模塊化，由利于系統(tǒng)的仿真和調(diào)試；（3）程序存儲(chǔ)區(qū)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)規(guī)劃合理，既節(jié)省空間，又便于操作；本設(shè)計(jì)基于模塊化思想。編寫(xiě)過(guò)程中，使用了子程序。主程序比較簡(jiǎn)單,可讀性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)清晰，層次明確。第二節(jié) 主程序流程圖 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)讀出并處理DS18B20的測(cè)量溫度值，讀出測(cè)量電路的結(jié)果，并將溫度及濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。 主程序流程圖第三節(jié) 溫度模塊程序設(shè)計(jì) 溫度模塊主要包括DS18B20的初始化及與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)處理。 溫度程序流程圖DS18B20與微處理器之間的通信比較復(fù)雜，每一次通信之前必須進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位的時(shí)間、等待時(shí)間、回應(yīng)時(shí)間應(yīng)該嚴(yán)格按時(shí)序編程。第四節(jié) 濕度模塊程序設(shè)計(jì)濕度模塊主要是利用定時(shí)器T0和T1對(duì)555的輸出頻率進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而得到相對(duì)濕度值。 濕度程序流程圖在該塊程序設(shè)計(jì)中，我們選取T0座定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間是50ms，而選擇T1做計(jì)數(shù)器，每當(dāng)T0定時(shí)時(shí)間到就讀去T1的計(jì)數(shù)值，然后將T1的計(jì)數(shù)值乘以20就可得到555芯片的輸出頻率，可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理從而得到相對(duì)濕度值。第五節(jié) 顯示子程序設(shè)計(jì)顯示子程序包括1602的初始化，以及對(duì)溫濕度的顯示。初始化時(shí)第一行顯示“wend”，第二行顯示“shid”，然后根據(jù)溫度的測(cè)得值及其正負(fù)將測(cè)得溫度值和設(shè)定溫度值在第一行，并將測(cè)得的頻率值裝換為相對(duì)濕度值，并將其和濕度設(shè)定值顯示在第二行。 顯示子程序流程圖第六節(jié) 按鍵模塊程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用了四個(gè)按鍵，將加減設(shè)置按鍵接兩個(gè)外部中斷0和1上，當(dāng)外部中斷被觸發(fā)時(shí)，判斷另外兩個(gè)按鍵是否按下，然后根據(jù)判斷的條件執(zhí)行設(shè)定值的改變。在不同的外部中斷下，設(shè)置了溫濕度加減用來(lái)人為的可以調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫濕度，溫濕度條件符合預(yù)設(shè)值的時(shí)候程序會(huì)繼續(xù)執(zhí)行，如果不滿足預(yù)設(shè)值時(shí)就會(huì)返回然后重新執(zhí)行。 按鍵程序流程圖本章小結(jié)本章系統(tǒng)的介紹了軟件設(shè)計(jì)，程序開(kāi)發(fā)的環(huán)境與設(shè)計(jì)的原則。同時(shí)分別對(duì)各個(gè)子程序的流程圖進(jìn)行了詳細(xì)的描述，主程序流程圖包括溫度模塊程序設(shè)計(jì)、濕度模塊程序設(shè)計(jì)、顯示子程序設(shè)計(jì)、按鍵子程序設(shè)計(jì)。本章和第三章共同組成了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第五章 系統(tǒng)的仿真與實(shí)現(xiàn)第一節(jié) Proteus仿真Proteus軟件EDA工具是由英國(guó)Labcenter電子（該軟件的中國(guó)總代理為廣州電子科技有限公司）公布。它不僅具有其它EDA工具的仿真功能，而且還模擬微控制器和外圍設(shè)備。這是最好的仿真工具微控制器和外圍設(shè)備。雖然國(guó)內(nèi)的推廣才剛剛起步，但已經(jīng)深受單片機(jī)愛(ài)好者以及教師的的喜愛(ài)。Proteus是世界領(lǐng)先的EDA工具（仿真軟件），從原理圖設(shè)計(jì)，調(diào)試和單片機(jī)外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了完整的設(shè)計(jì)從概念到產(chǎn)品的代碼。PCB設(shè)計(jì)軟??件和仿真軟件模型的設(shè)計(jì)平臺(tái)，在編制方面，它也支持IAR，Keil和MPLAB其他編譯器。根據(jù)設(shè)計(jì)要求：分為顯示電路，報(bào)警電路，測(cè)溫電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，按步驟完成電路圖的連接。 系統(tǒng)仿真原理圖在調(diào)試過(guò)程中，通過(guò)改變溫度傳感器的數(shù)值，來(lái)檢驗(yàn)系統(tǒng)中溫度模塊是否運(yùn)行正常。經(jīng)過(guò)測(cè)試溫度模塊可以正常的顯示，并且具有一定的快速性。通過(guò)改變NE555振蕩電路中C3的容值（即HS1101的等效容值），來(lái)檢驗(yàn)濕度摸快是否可以正常工作，經(jīng)過(guò)測(cè)試濕度模塊可以正常工作。并且對(duì)四個(gè)按鍵（即ST、SH、S+、S）的功能進(jìn)行了測(cè)試，都實(shí)現(xiàn)了應(yīng)有的功能。 溫濕度仿真第二節(jié) 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)據(jù)仿真結(jié)果可以看出，溫濕度采集信號(hào)電路、測(cè)量電路和A/D轉(zhuǎn)換電路以及報(bào)警燈電路均顯示正常，把所有的子系統(tǒng)正確的連接在微處理器STC89C51上，然后結(jié)合各個(gè)子模塊就行整個(gè)硬件電路的焊接，次硬件除了設(shè)置溫濕度報(bào)警系統(tǒng)，還可以控制LED流水程序的運(yùn)行以及其它好幾方面的功能，只需要把相應(yīng)的正確的程序下載到STC89C51主芯片中，就可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，,。 實(shí)物圖展示 溫度實(shí)現(xiàn)結(jié)果 濕度實(shí)現(xiàn)結(jié)果 本章小結(jié) 本章主要介紹了系統(tǒng)的仿真與實(shí)現(xiàn)，是全文的重點(diǎn)，主要介紹了Proteus以及它的仿真結(jié)果的實(shí)現(xiàn)，本章主要實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的仿真結(jié)果，其次展示了實(shí)物電路圖的連接，本章是對(duì)前面四章的綜合應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)，最后充分正確的展示了模擬溫濕度的顯示。 結(jié) 論本系統(tǒng)是以STC89C51為中央控制芯片,DS18B20作為溫度采集信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，HS1101作為濕度采集信號(hào)電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)中央控制芯片處理后，通過(guò)LCD1602液晶來(lái)實(shí)現(xiàn)溫濕度的顯示。并且在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了蜂鳴器報(bào)警電路以及LED數(shù)碼管顯示，準(zhǔn)確直觀的可以了解到室內(nèi)環(huán)境溫濕度的變化。具有硬件電路操作簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)成本低，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。軟件方面經(jīng)過(guò)精心的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，由不同的子程序共同組成整體的程序設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)性能指標(biāo)基本滿足實(shí)際需求，達(dá)到了室內(nèi)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要工作包括硬件和軟件兩部分的設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)除了涉及到單片機(jī)系統(tǒng)的知識(shí)外，還應(yīng)用了模擬電子電路基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯電路、微機(jī)原理、傳感器等方面的知識(shí)，具有很強(qiáng)的綜合性。并需要自己查找大量的元器件、芯片、電路方面的資料方可完成總體的設(shè)計(jì)。在此期間，通過(guò)對(duì)溫濕度監(jiān)測(cè)單片機(jī)系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，使學(xué)過(guò)的知識(shí)融會(huì)貫通，更進(jìn)一步加深了對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)在應(yīng)用方面的認(rèn)識(shí)和理解以及單片機(jī)和其他外部電路的連接等，使本設(shè)計(jì)者更加感性的認(rèn)識(shí)到學(xué)以致用的重要性。不僅如此，更重要的是提高了獨(dú)立思考的能力，較好的完成了大學(xué)生活最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為以后步入社會(huì)打下了良好基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)整體介紹了室內(nèi)溫濕度發(fā)展的背景現(xiàn)狀，單片機(jī)的歷史，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，系統(tǒng)軟硬件的編程，從溫濕度采集電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)，按鍵，報(bào)警器，LED顯示，軟件的編程以及各個(gè)功能的介紹，最后實(shí)現(xiàn)了整個(gè)室內(nèi)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的仿真和實(shí)現(xiàn)。致 謝本設(shè)計(jì)在羅楊導(dǎo)師的指導(dǎo)下順利完成，畢業(yè)設(shè)計(jì)不但檢驗(yàn)了自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，也讓我把握怎樣去看待每一件事情，怎樣去做每一件事情。在整個(gè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我查閱了許多資料，和宿舍里面的同學(xué)一起相互學(xué)習(xí)，運(yùn)籌帷幄。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們邁向社會(huì)并且從事工作一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，今天我認(rèn)認(rèn)真真真的做好手中的每一件事情，踏踏實(shí)實(shí)的做好自己的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，就會(huì)為明天踏入社會(huì)奠定良好的基礎(chǔ)，指導(dǎo)老師羅楊在每一周的周三會(huì)集中所有同學(xué)去看論文并且細(xì)心的指導(dǎo)我們論文中存在的問(wèn)題和錯(cuò)誤。在我們相處的這兩三個(gè)月里面，我們組的十幾個(gè)人從不認(rèn)識(shí)到認(rèn)識(shí)再到相互的交流，同時(shí)導(dǎo)師和同學(xué)們之間的關(guān)系更進(jìn)一步加深，老師讓我們做好屬于自己的每一步，平時(shí)我們不會(huì)的問(wèn)題，老師都會(huì)通過(guò)在群里面來(lái)給我們解答，每一個(gè)細(xì)節(jié)的錯(cuò)誤老師都會(huì)幫我們指出來(lái)。我對(duì)自己這次畢業(yè)論文的要求是要做就做到最好，把每一件細(xì)小的事情做好，我想結(jié)果不會(huì)怎么太差。此外，還要感謝我們宿舍的舍友，我們抽時(shí)間去圖書(shū)館查閱資料，一起想辦法搞好畢業(yè)論文，在我中途不在學(xué)校的一段時(shí)間，他們都會(huì)通過(guò)電話告訴我校內(nèi)發(fā)生的事情或者涉及到我的一些情況，比如學(xué)籍檔案完善，網(wǎng)上報(bào)名等。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有些軟件中的圖形找不到，他們都會(huì)幫我講解怎么操作，我們相互學(xué)習(xí)，當(dāng)我們都真正步入社會(huì)時(shí)我們都會(huì)很懷念這一刻。在整體的論文設(shè)計(jì)完成之后，對(duì)于我論文中存在的格式、目錄等問(wèn)題，舍友梁凱奇和成麗輝都會(huì)熱情的幫助和指點(diǎn)我，非常的感謝他們。同時(shí)也要感謝我的父母親讓我又上大學(xué)的機(jī)會(huì)，我一定要在畢業(yè)之際找一份好工作，去回報(bào)他們的養(yǎng)育之恩。 整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程由我一個(gè)人來(lái)完成所有的撰寫(xiě)，其中可能有很多缺點(diǎn)，我希望老師和同學(xué)能給我指出，我會(huì)很耐心的接受各位的指導(dǎo)，謝謝。參考文獻(xiàn)[1]胡漢才．：清華大學(xué)出版社,.[2]:清華大學(xué)出版社,2006.[3]：北京航空航天大學(xué)出版社,2001. 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