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【正文】 文（設計） 3 Based on single chip microputer temperature humidity Collection display and control system Author: zhang wei guide teacher: liu YaJun (grade level 2020 professional: electronic and information engineeringmunication direction) Abstrac ： This paper discusses the STG89C52 microcontroller as the core, NRF905 wireless module used as a bridge to achieve in indoor environment temperature and humidity of the collection, transmission。 And through the LCD screen to see the change of the temperature and humidity, make timely adjust the possibility. Given the wireless acquisition module, wireless receiving module, LCD display module, control module and STC89C52 singlechip temperature humidity collection display and control system design scheme. And introduces wireless module of hardware and software flow of work. This paper describes the STC89C52 microcontroller, wireless acquisition module, wireless receiving module characteristics and function. Use this scheme, need not laying cable, save the cost and time. The system, small size, high accuracy, high reliability data transmission, low power consumption, the function is easy to expand, used in the lab, warehouse, the family, as well as a variety of applications. Key words:STC89C52microcontroller LCDdisplay theNRF905wireless transceiver monitoring system temperature and humidity sensor 西昌學院畢業(yè)論文（設計） 4 1 概論 前言 隨著現(xiàn)在社會對信息的采集，控制需求變得越來越重要，因而 作為獲取信息的手段 如： 傳感器技 術 ,無線技術也 得到了顯著地 發(fā)展 。 而溫度，濕度作為與人們生活息息相關的信息元素也越發(fā)的得到重視，例如：在 農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)、倉儲管理、氣象預測、生活起居及科學研究中 對 溫 度， 濕度 都有十分嚴格的要求 。而這所需用到的方法就不得不提到傳感器技術和無線技術的應用。 傳感器在環(huán)境數(shù)據(jù)采集方面扮演著重要的角色；再加上無線技術，便可以將很多的物體信息連接成一個網(wǎng)絡。 環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)采集在現(xiàn)代工業(yè)和人們的日常生活中都有重要的意義，它作為科學技術發(fā)展的一個綜合性的結(jié)果，在越來越多的領域扮演著重要的角色，如何使數(shù)據(jù)采集的多樣化，方便化和精度化是人們一直以來努力思考探索的方向。正是基于這種需要我設計了該套裝置?；趩纹瑱C的溫濕度采集顯示控制動裝置，預計通過無線技術來遠程獲取環(huán)境溫濕度參數(shù)，有效的避免了危險環(huán)境給人們帶來的傷害。無線控制的移動平臺可以很好的彌補遠程操作而帶來的不便。當然我這套裝置只是探索性、實驗性的去設計制作，肯定會存在許多的不足之處，希望在以后的研究中間改進加強。 主要研究內(nèi)容和意義 本 設計主要包含無線采集模塊系統(tǒng)，無線接收模塊系統(tǒng)兩大部分，能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境中 溫度，濕度的數(shù)據(jù)有效采集，傳輸，顯示和控制；并以 LCD 顯示的方式來提醒工作者及時了解環(huán)境中溫濕度的變化，并及時作出適當?shù)恼{(diào)整，保證環(huán)境中所需的正常溫濕度。特別適用于 農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)、倉儲管理、氣象預測、生活起居及科學研究 中； 也適用于家庭環(huán)境 ，有利于家人身心健康。而通過無線模塊實現(xiàn)顯得更加方便，快捷。不僅減少了有線連接的繁瑣，而且有效的避免了電氣干擾，增加了系統(tǒng)的有效性。 西昌學院畢業(yè)論文（設計） 5 2 系統(tǒng)設計總體方案 方案論證 用干濕球濕度計或毛發(fā)濕度計來測量濕度的方法，早已無法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。這是因為測量濕度要比測量溫度復雜得多，溫度可獨立測量，而濕度卻受其他因素（大氣壓、溫度）的影響。利用 STC89C52 單片機 強大的功能，同時結(jié)合智能 傳感器 測量溫濕度有快速和使用簡便等特點，設計了一個溫濕度采集系統(tǒng)來對溫濕度進行實時監(jiān)控。通過對實際環(huán)境的溫濕度測量，證明了該系統(tǒng)硬件電路布局設計簡單合理，體積小，功能齊全，精度高，成本低，性價比相當高，是一款可以普及化的高精度溫濕度參數(shù)檢測儀 。 本設計通過溫濕度傳感器來采集環(huán)境中的溫度和濕度數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)處理后再 通過無線采集模塊將兩種參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至無線接受控制模塊，并用 LCD 液晶顯示屏顯示，讓我們清晰的了解到環(huán)境中的溫濕度情況。 系統(tǒng)框圖 根據(jù)設計要求及論證 分析 ， 本設計 系統(tǒng) 所包含的總體 電路方框圖如下圖 1,圖 2所示： 圖 1 溫濕度采集板 ADC0809 數(shù)模轉(zhuǎn)換 電源 5V LCD顯示 NRF905發(fā)送 無線模塊 濕度傳感器 溫度傳感器 STC89C52 單片機 系統(tǒng) NRF905接受 無線模塊 STC89C52 單片西昌學院畢業(yè)論文（設計） 6 圖 2 溫濕度顯示控制板 為了達到上述功能，主要設計的硬件模塊有：單片機控制最小系統(tǒng)（ STC89C52單片機）、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ ADC0809） 、溫度傳感器模塊 (DS18B20)、濕度傳感器模塊（ HR31）、無線傳輸接收模塊 (NRF905)、 LCD12864 液晶顯示模塊、控制模塊。 3 系統(tǒng)硬件電路設計 單片機及相關電路 單片機簡介 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程電源 5V 繼電器控制 設備 西昌學院畢業(yè)論文（設計） 7 Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得STC89C52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復位電路，三個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件 可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率 35Mhz， 6T/12T可選。 單片機 STC89C52 引腳圖如圖 3 所示 ： 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1STC89C52 圖 3 STC89C52 單片機引腳圖 下面就對本系統(tǒng)用到的 STC89C52 單片機的結(jié)構(gòu)和功能進行介紹： STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器（ FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能 COMOS8 的微處理器，俗稱單片機。該器件采用 ATMEL 搞密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 西昌學院畢業(yè)論文（設計） 8 STC89C52 具體介紹如下： 主電源引腳： 2 根； VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V電源； GND(Pin20)：接地線； 外接晶振引腳： 2根； XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端； XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端； 控制引腳： 4根； RST/VPP(Pin9)：復位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個機器周期的高電平將使單片機復位； ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號； PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號； EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令； 可編程輸入 /輸出引腳： 32根； STC89C52 單片機有 4組 8位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3口，每個口有 8位（ 8根引腳）， 共 32 根； PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8位雙向 I/O口線，名稱為 ～ ； P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8位準雙向 I/O口線，名稱為 ～ ； P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ； P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 STC89C52 主要功能 如表 1 所示 ： 表 1 STC89C52 主要功能 主要功能特性 西昌學院畢業(yè)論文（設計） 9 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) ， 8K可反復擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 ， 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16位可編程定時 /計數(shù)器中斷 ， 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 ， 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 ， 共 6個中斷源 2 個讀寫中斷口線 ， 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 ， 軟件設置睡眠和喚醒功能 單片機最小系統(tǒng) 控制芯片最小系統(tǒng)采用標準的 8051 單片機最小系統(tǒng)電路。包括控制芯片STC89C52 單片機、晶振電路和復位電路。單片機最小系統(tǒng)如圖 4 所示： 2827262524212223123456783233343536373839VCC40VSS20XAL119XAL218RST9EA/VPP31PSEN29ALE/PROG301011121314151617U1STC90C58RD+VCCP00P01P02P03P04P05P06P07P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P23P24P25P26P27P30P31P32P33P34P35P36P37PSENALEXAL130pFC130pFC2GNDK1VCC10uFC310KR1GND 圖 4 單片機最小系統(tǒng) 西昌學院畢業(yè)論文（設計） 10 晶振電路設計如圖 5所示： XAL130pFC130pFC2 圖 5 晶振電路 在 晶振電路 中使用了兩個 30PF 的電容（ C1， C2）和一個 晶振 （ Y1），分別接的是單片機的 18， 19 引腳，晶振頻率選取的是 ,是因為主要考慮到在串口通信時的誤碼率的問題。下面給出最常用的 兩種晶振頻率 、 12MHZ在同一波特率、同一定時器方式下串口通信時傳輸數(shù)據(jù)的誤碼率的對比，見下圖 6所示： 圖 6 不同晶振頻率下誤碼率對比 從以上對比，不難看出，在 9600bps 波特率下：采用 的晶振頻率西昌學院畢業(yè)論文（設計） 11 進行串口通信時是沒有誤差的，通信質(zhì)量很好 。而 12MHZ 的晶振頻率卻高達 ％的誤差！這樣大誤碼率，顯然是不能保證串口通信的質(zhì)量的。雖然在 12MHZ 晶振