【正文】 上位機也要不斷往下位機發(fā)送命令，控制下位機的工作進程。單片機有一個全雙工的串行通訊口，所以單片機和計算機之間可以方便地進行串口通訊。進行串行通訊時要滿足一定的條件，電腦的串口是 RS232 電平的，而單片機的串口是 TTL 電平的，兩者之間必須有一個電平轉(zhuǎn)換電路，可以采用專用芯片 MAX232 進行轉(zhuǎn)換。 數(shù)碼管的顯示數(shù)碼管在儀器儀表中主要是顯示單片機的輸出數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，因而，作為外圍典型器件，數(shù)碼管顯示是反映系統(tǒng)輸出和操縱輸入的有效器件。數(shù)碼管具備數(shù)字接口，可以很方便的和單片機系統(tǒng)連接。數(shù)碼管的體積小、輸出內(nèi)容的器件重量輕，并且功耗低，是一種理想的顯示單片機數(shù)據(jù)在單片機系統(tǒng)中有著重要的作用。8 段數(shù)碼管屬于 LED 發(fā)光器件的一種。 LED 發(fā)光器件一般常用的有兩類 :數(shù)碼管和點陣。8 段數(shù)碼管又稱為 8 字型數(shù)碼管，分為 8 段：A 、B 、C、D 、E 、F 、G、P10 根管腳，每一段有一根管腳。其中 P 為小數(shù)點。數(shù)碼管常用的有另外兩根管腳為一個數(shù)碼管的公共端，兩根之間相互連通。4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計和連接 主控模塊采用 AT89S52 單片機作為系統(tǒng)的控制器。P0 口控制數(shù)碼管顯示溫度和濕度值。實現(xiàn)濕度模擬電壓量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量便于單片機處理。鍵盤控制采用 ~ 口，溫度采集采用的是 ，濕度采集采用的是 ，原理如下圖 41 所示:XTAL218XTAL119ALE30E1PSN29RST9.5/ 5 . .. .78.5/ 3 U1AT89S52C130pFC330pFD11N401R110kX1CRYSTAL圖 41 AT89S52 單片機各引腳功能 顯示模塊系統(tǒng)采用動態(tài)顯示方式驅(qū)動 6 個數(shù)碼管工作，其中 4 個數(shù)碼管用來顯示溫度值，2個用來顯示檢測到的濕度值。用 P2 的輸入端來選擇位碼．單片機的 P0 口控制數(shù)碼管的斷碼。如檢測到的溫度與濕度發(fā)生變化時，數(shù)碼管即會發(fā)生相應的變化，起到實時顯示功能，電路如圖 42。Q2PN5138 Q3PN518 Q4PN5138 Q5PN138 Q6PN5138 Q7PN5138R2022k210kR2310k45圖 42 現(xiàn)實模塊連接電路 光電耦合光電偶合器件（簡稱光耦）是把發(fā)光器件（如發(fā)光二極體）和光敏器件（如光敏三極管）組裝在一起，通過光線實現(xiàn)耦合構(gòu)成電—光和光—電的轉(zhuǎn)換器件。 溫度和濕度采集模塊 DS18B20 溫度傳感器與單片機的連接DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，可以直接將被測溫度轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號供微機處理，通過簡單的編程實現(xiàn) 9 位的溫度讀數(shù)。并且多個 DS18B20 可以并接到多個地址線上與單片機實現(xiàn)通信。由于每一個 DS18B20 出廠時都刻有唯一的一個序列號并存入其ROM 中，因此 CPU 可用簡單的通信協(xié)議就可以識別，從而節(jié)省大量的引線和邏輯電路。下圖為與單片機的連接。XTAL218XTAL119ALE30 EA31 PSEN29RST9 U1AT89S52 DQ2VC 3GND 1U2DS18B20 C330pFD11N401R110kX1CRYSTALR1010k BUZ1BUZER圖 44 DS1820 溫度傳感器與單片機的連接 濕度信號采集的設(shè)計濕度的檢測方法，一般采用濕敏元件檢測，分為濕敏電阻和濕敏電容兩種情況?；诒敬卧O(shè)計，采用了HIH3610相對濕度傳感器它是一種熱固聚脂電容式傳感器。在電路構(gòu)成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。如何將電容的變化量準確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號，常用兩種方法：一是將該濕敏電容置于運放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號經(jīng)整流、直流放大、再A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；另一種是將該濕敏電容置于 555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集。電路連接圖如圖44所示。R410kVC1HIH3610R4 DC 7Q3GND1VC8TR2 TH 6CV5U555909kR81k65412U3OPTOCOUPLERNPNR91k圖 44 濕度傳感器與單片機的連接 輸出驅(qū)動的設(shè)計將繼電器接到單片機 AT89S52 的 、 口，開關(guān)輸出控制加濕或者除濕裝置電路，單片機將采集到的溫濕度數(shù)字量與預設(shè)的基準上下限進行運算比較處理后，從、 口輸出驅(qū)動電磁繼電器，對溫濕度裝置進行調(diào)節(jié)，以及電源通斷等控制。驅(qū)動電路與單片機的連接電路如圖 45 所示。當檢測的濕度值高于設(shè)定的濕度值范圍時，單片機 AT89C52 將使 輸出低電平，停止加濕器加濕；同時使 輸出高電平，使除濕器進行除濕；當檢測的濕度值低于設(shè)定的濕度值范圍時，單片機 AT89S52將使 輸出低電平，停止除濕器除濕；同時使 輸出高電平，使加濕器進行加濕。R110k Q1PN51387623U6OPTOCUPLERNAD7623U7OPTOCUPLERNADR2610kR2710kR2810kD21N401D31N401D41N401 R2910kD51N401RL1G2L1ABDC12RL2G2L1ABDC121234J1527450496圖 45 驅(qū)動電路與單片機的連接電路 與上位機相連電路的設(shè)計R310kR3010kR410k65412U3OPTOCUPLERNPR91kQ1PN5138BUZ1BUZERQ2PN5138 Q3PN5138 Q4PN5138 Q5PN5138 Q6PN5138 Q7PN5138T1IN1R1OUT12T2IN10R2OUT9T1OUT14R1IN13T2OUT7R2IN8C2+4 C25C1+1 C13VS+2VS6U4MAX23C21uFC51uFC61uF C71uFR121k131kR41k51kR61k71kR81k91k R2010kR2110k210kR2310k2410k2510kERORTXD3RXD2CTS8RTS7DSR6DTR4DC1RI9P1COMPI圖 46 單片機與上機位連接利用微機 RS232 口進行串行通信的一般步驟如下:（1）打開串口在 32 位 Windows 中，串口和其它通信設(shè)備都被作為文件進行處理，在使用前必須先將其打開。為了保證串口通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕诖蜷_時一般都設(shè)置為非共享模式，串口一旦被打開后，其它的應用程序?qū)o法打開或使用它。（2）配置串口在使用串口進行數(shù)據(jù)通信前必須對其進行配置，串口配置主要包括波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)、奇偶校驗、發(fā)送緩沖區(qū)大小、接受緩沖區(qū)大小等。（3）超時設(shè)置在串口通信時如果數(shù)據(jù)傳輸突然中斷，對串口的讀寫操作可能會進入無限期的等待狀態(tài)，為避免這種情況發(fā)生，必須設(shè)置串口讀寫操作的等待時間，等待時間超過后，串口的讀寫操作將被主動放棄，這樣即使數(shù)據(jù)傳輸突然中斷程序也不會被掛起或阻塞。（4）數(shù)據(jù)讀寫串口打開并配置好后即可對其進行讀寫操作了，對串口的讀寫操作可采用查詢、同步、異步和事件驅(qū)動等方式。（5）關(guān)閉串口在串口使用完成后應將其關(guān)閉，否則如果沒有關(guān)閉串口，該串口將始終處于打開狀態(tài)，其它的應用程序就將無法打開或使用它。 電源電路的設(shè)計采用全橋整流電路將交流電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓,系統(tǒng)硬件電路要求電源額定電壓為5V，單片機系統(tǒng)要求電源電壓的紋波系數(shù)盡可能小 ,基于以上要求，選用固定輸出線形穩(wěn)壓集成器 LM78H05。該穩(wěn)壓器的輸入電壓 VIN 在 7V～35V 的范圍變化,輸出電壓可保證為 5V 輸出和 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 TLC549 的電源電壓。該穩(wěn)壓器還具有過熱保護和過壓保護功能；線性穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)可使電源紋波系數(shù)降低。 報警電路設(shè)計本設(shè)計采用峰鳴音報警電路。峰鳴音報警接口電路的設(shè)計只需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過 MCS51 的 1 根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴音發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需10mA 的驅(qū)動電流，可以使用 TTL 系列集成電路 7406 或 7407 低電平驅(qū)動，也可以用一個晶體三極管驅(qū)動。在圖中， 接晶體管基極輸入端。當 輸出高電平“1”時，晶體管導通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V 電壓而鳴叫；當 輸出低電平“0”時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。 R10100kR1110k Q1PN5138BUZ1BUZZER圖 48 報警電路設(shè)計5 總結(jié)與展望本次專業(yè)課程設(shè)計：基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計，已經(jīng)基本完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我掌握了一些實踐性質(zhì)的設(shè)計的基本步驟：首先，明確設(shè)計任務，并且要對市場上溫濕度控制器要有初步了解，還要知道前人做了哪些工作，本設(shè)計方案的可利用程度等等。其次，要對整個設(shè)計系統(tǒng)做深入的方案論證、計算并且結(jié)合現(xiàn)有實際條件，確立自己的設(shè)計方案，進而，就是對自己確立的方案進行硬件實現(xiàn)，包括所用原器件選型，以及控制部分整個單片機系統(tǒng)的硬件選型與設(shè)計，并用 Proteus 繪制出整個系統(tǒng)總體電路圖并進行仿真。到此為止，這個系統(tǒng)的設(shè)計基本上已經(jīng)完成了，最后就是要經(jīng)過生產(chǎn)實踐的檢驗，確定我們的設(shè)計是否符合實際要求，具有可利用價值。在總結(jié)前人的基礎(chǔ)上，利用當前最新的傳感器技術(shù)和數(shù)字傳感器件?；趩纹瑱C的溫濕度檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了自動采集：數(shù)字傳感器將外界環(huán)境溫度和濕度的數(shù)據(jù)直接送給單片機無需經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換和專門的數(shù)據(jù)采集部分。實時監(jiān)測：在 24 小時內(nèi)是實時地檢測出外界環(huán)境的溫度和濕度的數(shù)據(jù)。自動顯示：有數(shù)碼管自動地顯示。綜合以上的分析可知，基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)比起傳統(tǒng)的溫度計和濕度計有著非常明顯的優(yōu)勢。首先在測量精度方面比起傳統(tǒng)的溫度計和濕度計大大地提高了其測量精度。在測量準度方面比起傳統(tǒng)的溫度計和濕度計有著抗干擾的能力。在顯示方面基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)是實時的自動顯示而傳統(tǒng)的溫度計和濕度計還必須從儀器上面用肉眼讀出。本系統(tǒng)采用的單片機控制，實現(xiàn)對室內(nèi)溫濕度的智能控制，單片機可完成室內(nèi)的數(shù)據(jù)采集、傳送預處理和控制任務。用單片機匯編語言編程，采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高了可靠性和可擴展性。把單片機控制理論與技術(shù)應用在監(jiān)控中，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的控制要求。整個設(shè)計過程同時也是一個很好的學習機會，例如運用 Proteus 繪圖，經(jīng)過這次設(shè)計后自己在這方面有很大地進步，畫圖的熟練度有了明顯的提高；在查找資料方面，認識到：圖書資料、網(wǎng)絡(luò)資料和期刊等都很有價值，以后做設(shè)計的時候要注意查找完整的資料，不要只偏重一個方面。當然整個設(shè)計過程學到的知識和經(jīng)驗遠遠比運用 Proteus、學會查找多方資料多得多，這些對于自己以后的學習和工作將受益匪淺。但必須認識到的是，在設(shè)計中也存在著不足之處，例如單片機控制系統(tǒng)在可靠性方面相對于可編程控制器（PLC）控制系統(tǒng)略為欠缺，并且自己深入實踐不夠，所做的系統(tǒng)也不是很完善。但是我想通過以后的學習和努力一定會有所提高，能夠做出更好的設(shè)計。所設(shè)計系統(tǒng)不僅適用于室內(nèi)濕度環(huán)境的控制，對軟件進行一定的擴展后也可用于實驗室、醫(yī)療室、儲藏保鮮、組織培養(yǎng)等生物環(huán)境和糧庫等環(huán)境的控制，具有較強的通用性和適應性。雖然到現(xiàn)在為止，有些東西我還是不懂和不理解，但我學會了面對問題，自己盡量解決，先分析，然后解決，一條道通不過然后嘗試著其它的方法，最終把問題克服掉。最重要的是鍛煉了和同學的協(xié)作完成任務，提高了合作能力。我感覺這是這次設(shè)計過程中收獲最大的，這將是我未來的工作中 用之不盡寶貴的經(jīng)驗。感謝那些幫助過我的同學，感謝他們在自己做畢業(yè)設(shè)計的情況下還幫我找資料并對我的設(shè)計提出寶貴的意見。總體來說，經(jīng)過這次課程設(shè)計，我受益頗多，也得到了很多經(jīng)驗。學習了很多東西，比如單片機，溫濕度傳感器，這些以前雖然學過但都不是很扎實，但通過本次的畢業(yè)設(shè)計，使我進一步系統(tǒng)的學習了這些知識。我懂得了只有自己真正接觸嘗試了，才知道自己的真實水平。也使我看清了自己的知識水平與各種綜合能力，找出了自己的不足和差距。我將明確自己在今后要奮斗的目標與方向，勇往直前。致 謝歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師李秦君老師，他對我進行了大量的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費了李老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最中心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。由于我的專業(yè)知識有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！最后，在此謹向評審本文的多位老師致謝。參 考 文 獻[1] 張玉杰．單片機原理與應用技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2022：330332．[2] 周潤景，張麗娜．基于 PROTEUS 的電路及單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真[M]．北京航空航天大學出版社，2022：1215．[3] 李朝青．單片機原