【正文】 松，所以我毅然的改題，選擇了一個(gè)自己喜歡的方向，其次，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，張老師不厭其煩的為我們講解了畢業(yè)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問題，并為我們提供了完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)模板無論我遇到什么樣的問題，她總能很耐心的為我們講解，同時(shí)她每個(gè)周一要求見面一次，督促我們抓緊時(shí)間 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，每次見面她都要求我詳解上周所做的東西以及自己下周要做的東西，有問題或者不合理的地方她便為我指出來，加以指導(dǎo)。 經(jīng)過軟件在硬件電路的挑時(shí)候，基本功能均能實(shí)現(xiàn)，如果把手放在傳感器上面，溫度和濕度會(huì)立即發(fā) 生變化。 由于電路設(shè)計(jì)比較簡單，所以并沒有涉及 PCB 板，直接手動(dòng)焊接完成電路。 在軟件設(shè)計(jì)過程中，我基本是一步步開始學(xué)起的，在學(xué)習(xí)中遇到很多問題， 經(jīng)過張老師的指點(diǎn)和同學(xué)的討論，我學(xué)到了很多編程技巧，同時(shí)也掌握了一些編程思想。本次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的溫濕度設(shè)計(jì)，包括硬件 電路和軟件兩部分。 一旦接通電源，蜂鳴器首先蜂鳴，接著 LCD 初始化，采用八位的數(shù)據(jù)端口，兩行顯示， 5*7 的點(diǎn)陣，其中第一行顯示的濕度預(yù)設(shè)值，根據(jù)鍵盤我們可以加減數(shù)值，第二行顯示的是實(shí)時(shí)的溫濕度值，在程序設(shè)計(jì)中， 分別定義溫濕度參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過來的數(shù)值，判斷是否超過了預(yù)設(shè)值，本次設(shè)計(jì)溫度初試值設(shè)定為 32℃， 濕度初始設(shè)定為 34%，等待傳送的數(shù)值連續(xù) 20 次都超過預(yù)設(shè)值的話，蜂鳴器便會(huì)蜂鳴警報(bào)， 1602顯示當(dāng)前的溫濕度值，再次循環(huán)判斷，如 果沒有超過預(yù)設(shè)值，蜂鳴器不會(huì)蜂鳴， 1602 正常顯示，也同樣再次循環(huán)。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 第四 章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)中不可缺少的環(huán)節(jié)，貫穿了整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本次設(shè)計(jì)能夠完成的最重要的環(huán)節(jié)之一。 圖 顯示電路 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 四 、 傳感器電路 DHT11是 數(shù)字型 溫濕度傳感器，可直接以數(shù)字方式傳輸 所 采集的 當(dāng) 前環(huán)境溫濕度 ， DHT11采用 的是 單總線通信， 因此 只需將 單片機(jī)的一個(gè) I／ O端口 與 DHT11的通信接口 連接 就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳送，相對于其他電路來說比較簡單。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 電路 三 、 顯示電路 在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生 ，它 已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件， 比方 在計(jì)算器、萬用表、電子表及 很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形 。單片機(jī) AT89S51 的晶振電路采用無源晶振，微調(diào)電容取 22uf。 單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供及本周的時(shí)鐘信號，通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振， 以便于各部分保持同步，有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同 的晶振，而是通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 蜂鳴器電路 二 、 晶振電路 單片機(jī)系統(tǒng)都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)中晶振的作用非常大，全稱叫做晶體振蕩器，它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生所需 時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)的運(yùn)行速度就 會(huì) 越快，單片機(jī)的一切指令執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振 所 提供的時(shí)鐘頻率。如圖 所示。具體的原理圖如圖 ： 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 系統(tǒng)電路原理圖 第 二節(jié) 主要模塊的 電路 一 、 系統(tǒng)的蜂鳴器電路 微型計(jì) 算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全起見，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng) ，都設(shè)定 有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，以便 于提醒操作人員注意，或者采取緊急措施，本設(shè)計(jì)采用 把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù) 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、 標(biāo)度變換 、數(shù) 字濾波之后，與該參數(shù)上下限 與 給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值則進(jìn) 行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示 [12]。 AT89S51中 有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部正當(dāng)其的放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端。顯示 電路就是把 LCD1602 和單片機(jī)的 P0口分別相連， 當(dāng)溫度或濕度高于預(yù)設(shè)值的時(shí)候蜂鳴器蜂鳴報(bào)警， 增加單片機(jī)的輸出能力， 增加 單片機(jī)的輸出電流 ，故使用電阻排來完成。 第一節(jié) 主控制電路和測溫時(shí)控制電路 本次硬件的核心就是 AT89S511，其他的外圍電路都是圍 繞它 所 設(shè)計(jì)的。第二部分主要介紹了設(shè)計(jì)的總體思路，以及元器件的選擇，并加以詳細(xì)的解釋。 ⑤管腳圖，如圖 ： 圖 LCD1602的管腳圖 其中實(shí)物圖如圖 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 1602字符型液晶顯示器實(shí)物圖 LCD1602 主要有兩種，主要區(qū)別在于是否背光 ， 它的 控制器 主要 為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚， 在應(yīng)用中 是否帶背光 并不影響使用 ，兩者尺寸差別如下圖 ： 圖 1602LCD尺寸圖 1602LCD 的 RAM 地址 映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表 液晶顯示模塊是一個(gè) 比較慢的 顯示器件， 因此 在執(zhí)行指令之前要 首先確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志 處于 低電平，表示 空閑 ， 不然 此指令失效 ， 輸入顯示字重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 符地址 后會(huì)顯示字符 ，圖 是 1602 的內(nèi)部顯示地址。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個(gè)復(fù)位 ,在 AT89C51上新增 加的功能使 AT89S51性能有了較大提升，它的價(jià)格甚至更低，它的工作頻率可達(dá) 33MHz，比 AT89C51的工作頻率更高， ISP在線編程功能的優(yōu)越性在于它不必要將芯片從工作狀態(tài)下分離，特別是在改寫存儲(chǔ)器內(nèi)的程序，這是一個(gè)相當(dāng)方便簡單的功能，它不需要像 AT89C51那樣外接看門狗計(jì)時(shí)器單元電路，由于它內(nèi)部具有雙重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 工 UART串行通道內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器，它具有全新的加密算法，大大加強(qiáng)的程序的保密性，有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯 ,它向下完全兼容 51全部字系列產(chǎn)品 [8]。 ⑥ 封裝信息 ，如圖 ： 如圖 DHT11的封裝信息 單片機(jī) ①描述 AT89S51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗、 高性能 CMOS 的 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K 的可編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳， 它重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 集 Flash 程序存儲(chǔ)器既可在線編程 (ISP)， 也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片機(jī)芯片中， ATMEL 公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位 AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制 的 領(lǐng)域 【 8】 。 1 177。 1 ℃ 互換性 可完全互換 分辨率 8 8 8 Bit 1 1 1 ℃ 重復(fù)性 177。 5 %RH 溫度 量程范圍 0℃ 30 90 %RH 50℃ 20 80 %RH 25℃ 20 90 %RH 長期穩(wěn)定性 典型值 177。 4 %RH 重復(fù)性 177。 數(shù)字 0信號表示方法如圖 圖 數(shù)字 0信號表示方法 數(shù)字 1信號表示方法 .如圖 ： 圖 信號 1 表示方法 (2)電氣特性 VDD=5V， T = 25℃，除非特殊標(biāo)注，其中主要的電氣特征如表 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 示： 表 參數(shù) 條件 min typ max 單位 供電 DC 3 5 V 供電電流 測量 Ma 平均 1 Ma 待機(jī) 100 150 Ua 采樣周期 秒 1 次 注：采樣周期間隔不得低于 1秒鐘 (3)性能說明 如表 ： 表 性能說明 參數(shù) 條件 Min Typ Max 單位 分辨率 8 177。 DHT11發(fā)送響應(yīng)信號 的時(shí)候 總線為低電平 ,DHT11把總線拉高 80us之前 ,必須等到響應(yīng)信號發(fā)送， 準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù) 時(shí) ,每一 bit數(shù)據(jù)都以 50us低電重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 平時(shí)隙開始 ,數(shù)據(jù)位是 0或 1是由高電平的長或 短來決定 。 通訊過程如圖 圖 通訊過程 總線空閑狀態(tài)為高電平 的時(shí)候 主機(jī)把總線拉低等待 DHT11響應(yīng) , DHT11能 檢測到起始信號，主機(jī)必須把總線拉低，至少大于 18ms。 2℃ ，工作電壓 3． 0～ 5． 5 V， 相應(yīng)時(shí)間 5S， DHT1l 采用 4 針單排引腳封裝 , 傳感器通電 后， 需 要等待 1s，這是因?yàn)橐?越過不穩(wěn)定 的 狀態(tài) ， 在此 期間不需發(fā)送 指令 ,電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個(gè) 100nF 的電容，用以去耦濾波 [7]。 溫濕度傳感器 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 溫濕度傳感和 數(shù)字模塊采集 技術(shù)，具有很高的 穩(wěn)定性和可靠性 ， DHT11傳感器內(nèi)含 一個(gè) NTC 測溫 和一個(gè) 電阻式感濕 元件，并與一個(gè) 8位的 高性能 單片機(jī)相連接， 在精確的濕度校驗(yàn)室中 DHT11 傳感器進(jìn)行過校準(zhǔn)， 以程序的形式 校準(zhǔn)系數(shù)儲(chǔ)存在 0TP 內(nèi)存中， 檢測信號的 時(shí)候，在 處理過程中 傳感器內(nèi)部要調(diào)用 這些校準(zhǔn)系數(shù)， 采用 單線制 的 串行接口， 使系統(tǒng)集成可以有較低的功耗，而且更加簡單快速， 信號傳輸距離 超過 20 米 ，作為一個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11 具有 響應(yīng) 快速、抗干擾 強(qiáng)、性價(jià)比 高等優(yōu)點(diǎn)， 它的 性能指標(biāo)如下：濕度測量范圍為 20％～ 90％ RH；濕度測量精度為177。 二 、 器件選定 將單片機(jī)用作測控系統(tǒng)時(shí)，總要有被測信號懂得輸入通道，由計(jì)算機(jī)溫濕度傳感器 單片機(jī) LCD 溫濕度顯示 鍵盤 蜂鳴器 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 拾取必要的輸入信息。 按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能所要求的 ， 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)原理圖如 下圖 所示： 圖 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)原理圖 單片機(jī)作為主控制器，主要負(fù)責(zé)處理由溫濕度傳感器送來數(shù)據(jù)，并把處理好的數(shù)據(jù)送向顯示器模塊，數(shù)據(jù)溫濕度傳感器主要用來采集周圍的環(huán)境參數(shù)，并把所采集到得數(shù)據(jù)送向單片機(jī)，按鍵電路主要是用來完成單片機(jī)的復(fù)位操作和溫濕度初始值的設(shè)定。 用戶交互模塊主要由按鍵、 1602 點(diǎn)陣液晶和蜂鳴器構(gòu)成。分辨率為 8bit，完全能夠滿足日常環(huán)境溫濕度的檢測要求。 第二節(jié) 設(shè)計(jì)總體方案及其方案論證 一 、 設(shè)計(jì)總體方案及其論證 本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能是：實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前環(huán)境的溫濕度，并且允許用戶重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 設(shè)定溫濕度閾值，當(dāng)環(huán)境溫濕度超過閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以蜂鳴器鳴響的方式進(jìn)行報(bào)警提示。 ⑨ 氣溫和露點(diǎn)的差值 越 小，表示空氣 越 接近 于 飽和 ， 氣溫和露點(diǎn) 越 接近，也就是此時(shí)的相對濕度百分比值大， 這時(shí)候 人們 會(huì) 感覺氣候潮濕 ， 氣溫和露點(diǎn)差值大， 就說明 此時(shí)的相對濕度 百分比值小，人們 會(huì) 感覺氣候干燥 ， 對人體來說最適中的 相對濕度是 60～ 70％。 采用這種方法來確定空氣的濕度，有著 相當(dāng) 重大的實(shí)用價(jià)值 ， 但很關(guān)鍵的一點(diǎn) 就是 要求 我們 需要 學(xué)會(huì)露點(diǎn)的測定方法。 習(xí)慣上，常用攝氏溫度表示。 三 、 露點(diǎn)意義 ① 使空氣里原來所含的未飽和水 蒸汽變成飽和時(shí)的溫度，叫做露點(diǎn)。帶來了極大的 方便 ，用單片機(jī)控制的溫濕度不僅硬件電路 相對 簡單，