【正文】 濕和降溫等工作。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。目前，在低溫條件下 (通常指 100℃以下 )，溫濕度的測(cè)量已經(jīng)相對(duì)成熟。利用新 型單總線式數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)試與控制得到更快的開發(fā)。但人們對(duì)它的要求越來(lái)越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、學(xué)習(xí)、生活提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化，智能化控制方向發(fā)展。 對(duì)于國(guó)內(nèi)外對(duì)溫濕度檢測(cè)的研究，從復(fù)雜模擬量檢測(cè)到現(xiàn)在的數(shù)字智能化檢測(cè)越發(fā)的成熟，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)在的對(duì)于溫濕度研究，檢測(cè)系統(tǒng)向著智能化、小型化、低功耗的方向發(fā)展。在發(fā)展過(guò)程中，以單片機(jī)為核心的溫濕度控制系統(tǒng)發(fā)展為體積小、操作簡(jiǎn)單、量程寬、性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高，河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 等諸多優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)生活的各個(gè)方面實(shí)現(xiàn)著至關(guān) 重要的作用。 溫濕度傳感器除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質(zhì)離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用感濕膜重量的變化來(lái)改變振蕩頻率）、光強(qiáng)型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測(cè)環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長(zhǎng)期暴露在待測(cè)環(huán)境中，很容易被污染而影響其測(cè)量精度及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 本文設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī) STM32 的溫濕度檢測(cè)和控制系統(tǒng)，主要以廣泛應(yīng)用的 DHT11作為溫度和濕度的檢測(cè)，該儀器具有測(cè)量精度較高、硬件電路簡(jiǎn)單、并能很好的進(jìn)行顯示，可測(cè)試不同環(huán)境溫濕度的特點(diǎn)。另外和控制電路相連，可以 進(jìn)行加濕電路和除濕電路的控制，使溫度和濕度參數(shù)在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，不需要人的直接參與。 單片機(jī)是系統(tǒng)的控制核心，所以單片機(jī)的性能關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的好壞。因此單片機(jī)的選擇，對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及功能的擴(kuò)展有著很大的影響。本設(shè)計(jì)中，最終選用的集成溫度傳感器 DHT11，采集到的溫濕度信號(hào)送至單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)溫濕度的顯示與控制。 系統(tǒng)主要由以上元器件組成，通過(guò)硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能。 DHT11產(chǎn)品概述： DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感 器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC 測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8 位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè) DHT11 傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在 OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 20 米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的 應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)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。 河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 第 4章 調(diào)制和測(cè)試 LED 點(diǎn)亮實(shí)驗(yàn)： 使用 GPIO 的知識(shí)，基于無(wú)限循環(huán)架構(gòu)的嵌入式應(yīng)用程序，點(diǎn)亮開發(fā)板上綠色LED和紅色 LED； 流水燈實(shí)驗(yàn)一： 使用 GPIO和延時(shí)循環(huán)，基于無(wú)限循環(huán)架構(gòu)的嵌入式應(yīng)用程序，使開發(fā)板上的綠色 LED和紅色 LED先后輪流閃爍； 按鍵控制 LED 實(shí)驗(yàn)： 使用 GPIO的相關(guān)知識(shí)，基于無(wú)限循環(huán)架構(gòu)的嵌入式應(yīng)用程序，完成以下功能： 1 ）當(dāng)按下 WK_UP 按鍵時(shí)，開發(fā)板上的綠色 LED 點(diǎn)亮；當(dāng)釋放 WK_UP 按鍵時(shí)，開發(fā)板上的綠色 LED熄滅； 2 ）當(dāng)按下 KEY1按鍵時(shí)，開發(fā)板上的紅色 LED點(diǎn)亮；當(dāng)釋放 KEY1按鍵時(shí)，開發(fā)板上的紅色 LED熄滅； 3 ）當(dāng)同時(shí)按下 WK_UP和 KEY1按鍵時(shí)，開發(fā)板上的紅色 LED和黃色 LED同時(shí)點(diǎn)亮；當(dāng)同時(shí) 釋放 WK_UP和 KEY1按鍵時(shí)，開發(fā)板上的紅色 LED和黃色 LED同時(shí)熄滅； 流水燈實(shí)驗(yàn)二 使用 GPIO和 SysTick的相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)基于無(wú)限循環(huán)架構(gòu)的嵌入式應(yīng)用程序，使開發(fā)板上的綠色 LED 和紅色 LED 先后 輪流閃爍，每個(gè) LED 點(diǎn)亮和熄滅的時(shí)間各為 1s，并在程序中定義一個(gè) 8位無(wú)符號(hào)變量來(lái)記錄紅色 LED閃爍的次數(shù)； 調(diào)試程序，在 REALVIEW MDK或 IAR EWARM的調(diào)試界面中，通過(guò)在程序中設(shè)置斷點(diǎn)，并打開變量觀察窗口，加入對(duì)應(yīng)的變量，全速運(yùn)行，隨著紅色 LED的閃爍，跟蹤用來(lái)記錄紅色 LED閃爍次數(shù)的 8位無(wú)符號(hào)變量的變化情況。 溫濕度實(shí)驗(yàn)調(diào)制與結(jié)果 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(shí)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(shuō)明 ,當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)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(yàn)和 數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)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 溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末 8位。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，顯示畫面清晰、流暢。系統(tǒng)該系統(tǒng)能滿足異步全彩色 LED 顯示屏高處理速度，大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求，支持 256灰度級(jí)全彩圖像、動(dòng)畫的顯示，同時(shí)通過(guò)改變 FPGA內(nèi)部的硬件邏輯可方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 性高，可替代市場(chǎng)上同類設(shè)計(jì)產(chǎn)品，應(yīng)用前景廣泛。 調(diào)試過(guò)程中主要出現(xiàn)的問(wèn)題有 : 如果 SD卡中的字模文件出現(xiàn)錯(cuò)誤或是沒有讀取到 SD卡的文件，則會(huì)出現(xiàn)中文亂碼或是圖片不顯示的問(wèn)題。 如果程序出現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致 LCD屏無(wú)法打開或是產(chǎn)生黑屏的現(xiàn)象，程序與開發(fā)板不兼容也會(huì)產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象。 最后在不斷的調(diào)試和改進(jìn)下， LCD 能夠根據(jù)給出的指令正常顯示中、英文字符以及 BMP圖片。 河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 第 5章 實(shí)習(xí)心得 通 過(guò) 兩個(gè)星期 的實(shí)訓(xùn)， 我 覺得自己各方面都得到了很大的提升， 此次實(shí)訓(xùn) 讓自己收獲頗多，比如嵌入式這塊從零 開始到現(xiàn)在已經(jīng)能獨(dú)立的開發(fā)三個(gè)項(xiàng)目，對(duì)硬件來(lái)說(shuō)的話從剛開始在大三 只是了解一點(diǎn)點(diǎn)到現(xiàn)在的熟悉。 對(duì)于一個(gè)大學(xué)生來(lái)說(shuō)，個(gè)人覺得參加 此次實(shí)訓(xùn) 的話還是很有必要的，特別感謝信盈達(dá)讓我明確了自己的職業(yè)方向，如果不是信盈達(dá)的話， 我對(duì)嵌入式開發(fā)還不會(huì)這么了解 。 在這里，我想說(shuō)的不是 STM3 UCOS或者 LINUX，而是觸類旁通，這只是眾多微控制器或者系統(tǒng)中的比較典型的代表，但是還有很多很多的其他類型，不過(guò)萬(wàn)變不離其宗，所用的基本思路和理念基本是一樣的。例如：所用到的協(xié)議、所要配置的順序、或者系統(tǒng)中每個(gè)指令的制作、以及每個(gè)函數(shù)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制等等，這些知識(shí)是相通的?？偠灾?，不要局限于所學(xué)的那一款單片機(jī)或者系統(tǒng)，放開了想象，都是那樣的。 由于嵌入式系統(tǒng)在多方面有著自身的許多優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用性，它的應(yīng)用正貫穿于我們生活、生產(chǎn)的方方面面，它可應(yīng)用到工業(yè)控制、交通管理、信息家電、家庭智能管理、網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)、環(huán)境檢測(cè)和機(jī)器人等諸多 方面。嵌入式系統(tǒng)有著良好的、廣闊的發(fā)展前景，它正悄然地改變著我們的生產(chǎn)、生活。這使我們有理由相信，未來(lái)的電子技術(shù)就是嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的天下。 河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) 1. 邵貝貝譯，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 181。C/OSII（第二版） [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. 2. 魏洪興等，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師教程 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021. 3. 王田苗，魏洪興，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開發(fā)（第三版 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021. 4. 李寧，基于 MDK的 STM32處理器開發(fā)應(yīng)用北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2021. 5. 劉波文， ARM CortexM3 應(yīng)用開發(fā)實(shí)例詳解 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021. 6. 劉波文，黎勝容， ARM嵌入式項(xiàng)目開發(fā)三位一體實(shí)戰(zhàn)精講 [M]. 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