【正文】 對我們的生活特別有幫助 。 本文設(shè)計的溫、濕度智能測控系統(tǒng)主要有以下幾個各方面： （ 1）采用 STC89C52 單片機為控制核心； （ 2）采用數(shù)字式 溫度傳感器 DHT11 為溫、濕度數(shù)據(jù)采集器件，通過按鍵實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與測控指令參數(shù)的設(shè)置； （ 3）顯示部分采用已標(biāo)準(zhǔn)的 LCD12864 液晶為顯示屏，具有顯示質(zhì)量高、功耗低等優(yōu)點。 濕度測量系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 32 結(jié) 論 隨著社會的發(fā)展，科技越來越越發(fā)達，我們的生活也越來越智能化。剛開始以為是正常情況，可是最后發(fā)現(xiàn)跳動的特別厲害，跳動幅度也很大。通過仔細檢查程序，通過檢查按鍵硬件電路發(fā)現(xiàn)按鍵電路都好著呢，然后再檢查程序，發(fā)現(xiàn)程序中按鍵按下之后沒有用延時程序，就給程序中各個按鍵后邊加了個延時程序，下載程序之后發(fā)現(xiàn)按鍵可以實現(xiàn)功能了。用烙鐵把連接的焊錫分開以后，重新上 電發(fā)現(xiàn)液晶顯示正常了。我就用萬用表檢查8 根數(shù)據(jù)線是否都接通，結(jié)果發(fā)現(xiàn)都是連通的。然后卸下來重新焊上去蜂鳴器就響了。 圖 54 器件焊接 濕度測量系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 30 圖 55 Keil軟件調(diào)試 硬件問題及解決辦法 （ 1） LCD12864 不顯示 檢查 LCD 各個端口與單片機的連接是否接通，發(fā)現(xiàn)都通著，又檢查了 LCD 數(shù)據(jù)口連接順序與單片機的 I/O 口順序是否一致，最后發(fā)現(xiàn) LCD 的數(shù)據(jù)口順序接反了，LCD 的 D0D7 接單片機的 I/O 口 。在這里調(diào)試主要是指軟件的調(diào)試。這樣將對設(shè)計造成不必要的麻煩。 圖 51 檢測工具 圖 52 設(shè)計所用元器件 濕度測量系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 29 器件安裝如圖 53 所示。 器件的檢查對整個電路的功能實現(xiàn)有著一定的重要作用，如果器件有所損壞，當(dāng)實物制作完成，然而卻無法實現(xiàn)功能，這樣就無法得知是軟件還是硬件的問題，因此在器件的安裝之前我們要對器件進行檢測，確保器件的完好，經(jīng)檢測本設(shè)計所用器件均正常。由于采用了 STC89C52 單片機，性能可靠、電路簡單，系統(tǒng)中還可充分利用 STC89C52 中先進的軟件硬件資源，便于軟件系統(tǒng)的升級，操作方便。這樣就可以完成環(huán)境中溫濕度的 檢測。 開 始模 式 選 擇延 時溫 濕 度 閥 值 設(shè) 置關(guān) 閉 閥 值 設(shè) 置 模 式 圖 44 鍵盤模塊軟件流程圖 小結(jié) 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用了 C 語言編程，只需對溫度和濕度進行相應(yīng)的采集處理后，即可讓液晶實時顯示當(dāng)前的溫度與濕度值。第一次按模式鍵然后經(jīng)過延時可以濕度測量系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 27 開閾值和進行溫度的設(shè)置，第二次按模式鍵并延時是濕度的設(shè)置，第三次按模式鍵是關(guān)閾值。ｓ高電平是否結(jié)束，如果沒有結(jié)束就繼續(xù)判斷，如果結(jié)束就進行單片機數(shù)據(jù)接收，將接收到的數(shù)據(jù)按十進制數(shù)位存入指定的數(shù)組中，數(shù)據(jù)采集結(jié)束并保持?jǐn)?shù)據(jù)采集持續(xù)進行。 DHT11 傳感器模塊的軟件流程圖如圖 43 所示。軟件流程圖如圖 42 所示。 12864 液晶顯示模塊可與單片機接口直接連接，無需再加驅(qū)動。主程序流程圖如圖 41 所示。初始化完成后進行鍵盤掃描，然后再進行延時一段時間，供傳感器采集數(shù)據(jù)，延時完成后就進行數(shù)據(jù)的采集并傳輸?shù)絾纹瑱C，單片機處理之后傳輸?shù)揭壕э@示器，液晶顯示器顯示溫濕度值。 本設(shè)計的最終實物如圖 313 所示。 K2 和 K3 分別為閾值增加和閾值減小。 鍵盤一共有三個鍵，開關(guān) K K K5 分別接單片機的 I/O 口 、 、 。系統(tǒng)的輸入模塊采用獨立式鍵盤，操作簡單，溫濕度檢測方便準(zhǔn)確。溫濕度采集模塊所采用的 DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字濕度測量系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 23 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穩(wěn)定性；其單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。其中主控模塊 STC89C52 的晶振電路采用 12MHz的無源晶振 ， 微調(diào)電容大小取 30pF。實物圖如圖 312 所示。報警系統(tǒng)連接單片機的 I/O 口 ， 當(dāng)單片機檢測到溫度或者濕度超出所設(shè)置的閾值時，就會給 置低電平 0，這時三極管導(dǎo)通，蜂鳴器報警，如果沒有超出閾值， 置高電平 1，三極管截止。蜂鳴器額定電流 ≤30Ma，而對于STC89C52 單片機， 口的灌電流為 15mA，由此可見，僅靠單片機的 口電流是不能驅(qū)動蜂鳴器的，必須使用晶體管放大電路，為了使單片機的功率更小，所以使用 PNP 型晶體管，當(dāng)外部環(huán)境的溫度或者濕度超過預(yù)設(shè)值的時候，基級變?yōu)榈碗娖?，蜂鳴器導(dǎo)通鳴叫 [20]。 報警電路接口 本設(shè) 計采用峰鳴音報警電路。壓電式蜂鳴器約需 10mA 的驅(qū)動電流，可以用一個晶體三極管驅(qū)動， 接晶體管基極輸入端。所以才用一個三極管來放大驅(qū)動蜂鳴器。 蜂鳴器報警原理 本設(shè)計采用蜂鳴音報警電路，其工作過程就是把傳感器采集的數(shù)據(jù)通過單片機處理后，與該參數(shù)上限給定值進行比較，如果高于上限值則進行報警。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 K4 和K5 分別為閾值增加和閾值減小。 圖 311 鍵盤模塊電路圖 濕度測量系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 21 開關(guān) K K K5 分別接單片機的 I/O 口 、 、 。 K2 和 K3 只有在濕度和溫度設(shè)置模式下才有效，分別為閾值增加和閾值減小。 鍵盤模塊 鍵盤分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。第三腳是空管腳，懸空。 圖 310 DHT11 接口圖 傳感器的第一腳是電源腳，接電路板的電源。 單片機 口用來發(fā)收串行數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)口。 （ 2） 接口說明 ： 建議連接線長度短于 20 米時用 5K 上拉電阻 ， 大于 20 米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻。 圖 38 數(shù)字 0 信號電平變化圖 數(shù)字 1 信號表示方法如圖 39 所示。當(dāng)最后一 bit 數(shù)據(jù)傳送完畢后， DHT11 拉低總線50us，隨后總線由上拉電阻拉高 進入空閑狀態(tài) 。格式見下面圖示。通訊初始化要求如圖 37 所示。 DHT11 接收到主機的開始信號后，等待主機開始信號結(jié)束，然后發(fā)送 80us 低電平響應(yīng)信號。通訊過程如圖 36 所示。從模式下， DHT11 接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號， DHT11 不會主動進行溫濕度采集。 數(shù)據(jù)傳送正確時校驗和數(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。操作流程如下： 一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit，高位先出。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。 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，一次通訊時間 4ms 左右，用戶 MCU 發(fā)送一次開始信號后 ， DHT11 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機開始信號結(jié)束后， DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號 ， 送出 40bit 的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集 ， 用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。超小的體積、極低的功耗，使其成為給類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選擇。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測型號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。 圖 35 DHT11 傳感器實物圖 溫濕度傳感器簡介 DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(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和卓越的長期穩(wěn)定性。 圖 34 LCD12864 電路 濕度測量系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 17 溫濕度采集模塊 DHT11 設(shè)計簡單，體積適中，便于數(shù)據(jù)的采集與傳輸。 LCD12864管腳功能 第 1 腳： VSS 電源地； 第 2 腳： VDD 電源正 ()； 第 3 腳： V0 對比度（亮度）調(diào)整； 第 4 腳： CS 模組片選端，高電平有效； 第 5 腳： SID 串行數(shù)據(jù)輸入端； 第 6 腳： CLK 串行同步時鐘：上升沿時讀取 SID 數(shù)據(jù)； 第 7～ 14 腳：三態(tài)數(shù)據(jù)線； 第 15 腳： PSB 串口方式； 第 16 腳： NC 空管腳； 第 17 腳： RST 復(fù)位端，低電平有效； 第 18 腳： VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端； 第 19 腳： BLA 背光源正端（ +5V）； 第 20 腳： BLK 背光源負端 [15]。在本設(shè)計中，應(yīng)用 12864 顯示方便且工 作穩(wěn)定 [14]。單片機可以通過數(shù)據(jù)總線與控制信號直接采用存儲器訪問形式、 I/O 設(shè)備訪問形式控制該液晶顯示模塊。時鐘電路的電路圖如圖 33所示。常用的時鐘設(shè)計電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時鐘方式，一種是外部時鐘方式。 CPU 發(fā)出的時序信號有兩類，一類用于片內(nèi)對各個功能部件的控制，另一類用于對片外存儲器或 I/O 端口的控制。 圖 32 復(fù)位電路 復(fù)位電路接單片機的 I/O 口第九腳 RST 腳，進行按鍵復(fù)位，當(dāng) RST 引腳的高電平只要能保持兩個機器周期以上的高電平，單片機就可以進行復(fù)位操作。 XTAL2（ 18 引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端 [13]。在 Flash編程期間，也接收 12 伏 VPP 電壓。注意加密方式 1 時，將內(nèi)部鎖定位 RESET。 VPP（ 31 引腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。 （ 29 引腳）：外部程序存儲器選通信號，是外部程序存儲器選通信號。特殊寄存器 AUXR（地址 8EH）上的 DISRTO 位可以使此功能無效。當(dāng)輸入連續(xù)兩個機器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機單片機的復(fù)位初始化操作。 P3 做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 “MOVX R1”指令）時， P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。 P2 作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 P2 的輸出緩沖器可以驅(qū) 動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。此外， 和 還可以作為定時器 /計數(shù)器 2 的外部技術(shù)輸入（ ）和定時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ）。對端口寫入濕度測量系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 13 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳） ： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口。在 Flash ROM 編程時， P0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。 P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個漏極開路的 8 位雙向 I/O 口。 圖 31 STC89C52 引腳圖 STC89C52RC 引腳 功能說明： VCC（ 40 引腳）：接電源。 STC89C52主要特點 STC89C52 的主要特點有： (1) 增強型 8051 單片機， 6 時鐘 /機器周期和 12 時鐘 /機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051； (2) 工作電壓： ～ （ 5V單片機） /～ （ 3V 單片機）； (3) 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實際工作 頻率可達 48MHz； (4) 用 戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)； (5) 片上集成 512 字節(jié) RAM； (6) 通用 I/O 口（ 32 個），復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻； (7) ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一濕度測量系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 12 片； (8) 具有 EEPROM 功能； (9) 共 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器， 即定時器 T0、 T T2； (10) 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒； (11) 通用異步串行口（ UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個 UART； (12) 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級） /0～ 75℃ （商業(yè)級）； (13) PDIP 封裝。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機不具備的功能。本設(shè)計可以手動設(shè)置溫度和濕度的上、下限值，只要有一樣超出設(shè)置的閾值時，即溫度或者濕度過高，則該系統(tǒng)的報警系統(tǒng)就會啟動，就會發(fā)出