【導讀】基于單片機的溫濕度采集器的設計

　　

【正文】 dat = dat1。 if(testb) { DQ1=0。 _nop_()。 _nop_()。 DQ1=1。 time_delay(60)。 } else { DQ1=0。 time_delay(50)。 DQ1=1。 _nop_()。 _nop_()。 } } } int get_temp_1(void) { unsigned char idata a=0,b=0。 unsigned char idata i。 EA=0。 ds_reset_1()。 check_pre_1()。 wr_ds18_1(0xcc)。 wr_ds18_1(0x44)。 while(BUSY1)。 ds_reset_1()。 check_pre_1()。 基于單片機的溫濕度采集器的設計 26 wr_ds18_1(0xcc)。 wr_ds18_1(0xbe)。 a=rd_ds18_1()。 b=rd_ds18_1()。 i=b。 /*若 b 為 1 則為負溫 */ i=(i4)。 if(i==0) { f=0。 TMP=((a4)|(b4))。 a=(aamp。0x0f)。 if (a8) { TMP=(TMP+1)。 } } else { f=1。 a=a4。 b=b4。 TMP=(a|b)。 TMP=~TMP。 TMP=(TMP+1)。 } EA=1。 return(TMP)。 } int get_temp_d(void) { unsigned char idata a=0,b=0。 unsigned char idata i,m。 EA=0。 ds_reset_1()。//復位 check_pre_1()。 wr_ds18_1(0xcc)。 基于單片機的溫濕度采集器的設計 27 wr_ds18_1(0x44)。 while(BUSY1)。 ds_reset_1()。 check_pre_1()。 wr_ds18_1(0xcc)。 wr_ds18_1(0xbe)。 a=rd_ds18_1()。 b=rd_ds18_1()。 i=b。 /*若 b 為 1 則為負溫 */ i=(i4)。 if(i==0) { f=0。 TMP=((a4)|(b4))。 a=(aamp。0x0f)。 TMP_d=a。 } else { f=1。 a=~a。 a=(a+1)。 b=~b。 b=(b+1)。 m=a。 a=a4。 b=b4。 TMP=(a|b)。 m=(mamp。0x0f)。 TMP_d=m。 } EA=1。 return(TMP_d)。 }void delay(unsigned int x) { unsigned int i。 基于單片機的溫濕度采集器的設計 28 for(i=0。ix。i++)。 } void display(unsigned char d1,unsigned char d2,unsigned char d3,unsigned char d4) { P2=a[d1]。 LED_0=0。 delay(100)。 LED_0=1。 P2=a[d2]。 LED_1=0。 delay(100)。 LED_1=1。 P2=a[d3]。 LED_2=0。 delay(100)。 LED_2=1。 P2=a[d4]。 LED_3=0。 delay(100)。 LED_3=1。 RET END } 基于單片機的溫濕度采集器的設計 29 系統(tǒng)監(jiān)控程序是系統(tǒng)的主程序，它是系統(tǒng)程序的框架，控制著單片機系統(tǒng)按預定操作方式運轉(zhuǎn)。監(jiān)控程序的主要作用是能及時的響應來自系統(tǒng)內(nèi)部的各種服務請求，有效地管理系統(tǒng)自身軟硬件及人機對話設備與系統(tǒng)中其它設備交換信息，并在系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障時，及時作出相應處理。 初始化 掃描鍵盤 是否有鍵摁下 開始 測量溫濕度 將溫濕度存入 調(diào)用顯示程序 向串口發(fā)送 調(diào)用溫濕度報警檢測 超出報警線 結(jié)束 蜂鳴器報警指示燈顯示 調(diào)用設置界面 設置是否完 基于單片機的溫濕度采集器的設計 30 該系統(tǒng)控制核心是對單片機 8051，其工作過程是：系統(tǒng)通電后，單片機 8051進入監(jiān)控狀態(tài)，同時完成對各擴展端口的初始化工作。在沒有外 部控制信息輸入的情況下，系統(tǒng)自動采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)，最后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在 LCD顯示器上顯示和蜂鳴器報警。 測溫度子程序流程圖 準備測溫時首先要將 DS18B20的 DQ設置為高電平，接著初始化 DS18B20，初始化成功后， DS18B20接收單片機的命令，然后再次初始化 DS18B20在成功后啟動測溫，然后將溫度保存起來，返回。在測得溫度后， DS18B20會將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的溫度表示，然后再通過查表（在 C語言中是一個數(shù)組）調(diào)用液晶 1602顯示在液晶上，數(shù)據(jù)處理類似于由二進制轉(zhuǎn)換為十進制，再由十進制轉(zhuǎn)換 為 ASCII碼。 測濕度子程序流程圖 基于單片機的溫濕度采集器的設計 31 開始初始化開始計時檢測脈沖數(shù)是否夠10個脈沖停止計時計算頻率計算濕敏電阻抗換算成濕度結(jié)束否是沖抗返回主程序 圖 測濕度子程序流程圖 在濕度檢測電路中，以 5V交流電作為濕敏電阻的工作電壓。 多諧振蕩器只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。 諧振蕩器的振蕩周期為兩個暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間，12T T T??。求得電容 C 的充電時間他1T和放電時間2各為 1 1 2 1 2( ) ln ( ) ln2CC TCC TVVT R RC R RCVV ???? ? ? ?? （ ） 基于單片機的溫濕度采集器的設計 32 2 2 20ln ln20 TTVT RC RCV?????? （ ） 因此，振蕩周期 1 2 1 2ln2( 2)TTT R RC??? ? （ ） 通過周期求出頻率，根據(jù)頻率的變化得到濕敏電阻的變化，對照 電阻值和濕度值對換表，由濕敏電阻的電阻值得到濕度值。 液晶顯示程序流程圖 液晶顯示模塊在進行寫命令、寫數(shù)據(jù)以及讀狀態(tài)等操作時，都要遵照一定的時序，只有嚴格的按照特定時序發(fā)送控制信號、使能信號和數(shù)據(jù)等才能正確地完成顯示。 使用過程中首先對液晶顯示模塊進行初始化，設置其顯示方式等，然后給出要寫入數(shù)據(jù)的寄存器地址（即要顯示的首地址），指定字符顯示位置，最后發(fā)送要顯示的數(shù)據(jù)到相應的數(shù)據(jù)寄存器即可。調(diào)用讀、寫操作的子程序，進入相應函數(shù)之后，首先判別忙標志，如果 BF＝ 1，控制器正忙于內(nèi)部操作，則等待直到控制器處 于空閑狀態(tài)時，再設置控制位進行相應的讀（狀態(tài)）、寫（命令 /數(shù)據(jù)）操作。 基于單片機的溫濕度采集器的設計 33 入 口液 晶 選 用 端 口 定 義讀 忙 標 志 ” B F ”B F = 1 ?初 始 化 液 晶 ， 設 置 顯 示方 式設 置 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 地 址讀 忙 標 志 ” B F ”B F = 1 ?讀 / 寫 顯 示 液 晶數(shù) 據(jù) 傳 送完 ？返 回 主 程 序YNYNNY 圖 總結(jié) 本設計綜合利用單片機技術、傳感器技術、數(shù)字電子技術和 LCD 顯示等各學科知識，完成了單片機控制的溫度、濕度和顯示裝置的設計。比較完善地介紹了硬件的組成及設計方法。利用單片機 C 語言完成了系統(tǒng)軟件的設計。 1. 把傳感器技術應用到單片機控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)了對環(huán)境溫度和濕度的數(shù)基于單片機的溫濕度采集器的設計 34 據(jù)采集和讀取。 2. 利用 LCD 液晶的顯示技術完成了環(huán)境溫度、濕度及顯示電路的設計。 3. 外接了蜂鳴器報警模塊，在超過設定溫濕度上 下限時自動報警。 4. 在本設計的基礎上皆有繼電器模塊，可以外接調(diào)溫調(diào)濕電器，把功能擴展延伸為實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度的控制。 5. 整個系統(tǒng)軟硬件搭配合理，設計、開發(fā)、維護方便，性價比高。 由于單片機經(jīng)濟實用、開發(fā)簡便，因而在工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)自動化、家電智能化等領域占據(jù)了廣泛的市場。本文介紹的系統(tǒng)設計有一定的實用性，但該系統(tǒng)在設計過程中仍有很多漏洞。還需要在智能化方面加以改進。特別是在節(jié)省功耗，提高穩(wěn)定度等方面。不過，該產(chǎn)品有很好的可擴性能，比如，該設備的測量結(jié)果不僅能在本地顯示，而且可以利用單片機的串行口和 RS485 總線通信協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)傳送到主控機，以進行進一步的存檔、處理。主控機負責控制指令的發(fā)送，以控制各個從機的溫濕度采集，收集測量數(shù)據(jù)，并對測量結(jié)果 (包括歷史數(shù)據(jù) )進行整理、顯示和存儲。主控機與從機之間也能夠相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)，從而達到系統(tǒng)整體統(tǒng)一、和諧的效果。 致謝 在此次設計過程中，我要非常感謝我的指導老師，因為老師的精心指導與幫助， 在我完成畢業(yè)論文的進程中不斷地關心和督導，幫忙解決論文中遇到的許多問題，并告訴我解決的方法，指出了正確的努力 方向，使我在畢業(yè)論文中少走了許多彎路，讓我順利的完成了畢業(yè)論文，在這里的精心指導和幫助。 我才能順利的完成這次設計。同時還要感謝我的同學和同事，在我遇到困難時的的幫助與支持。