【正文】 *************************** unsigned char LCD_Wait(void) { LcdRs=0。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁(yè) 共 50 頁(yè) sbit LcdEn = P2^7。 //液晶顯示程序 /***********1602 液晶顯示部分子程序 ****************/ //Port Definitions********************************************************** sbit LcdRs = P2^5。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中參考了大量技術(shù)資料，加深自身資料收集整理轉(zhuǎn)化能力。學(xué)會(huì)熟練操作 Proteus 軟件。相對(duì)濕度在 0%~100%之間，溫度量程范圍在 10~100 度之間，測(cè)量精度達(dá)到 %。 使用 SHT10 溫濕度傳感器和 DS1302 時(shí)鐘芯片完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集；通過(guò) AT89C52 的引腳與 LCD 引腳的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了 LCD 的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示功能；串口通訊的實(shí)現(xiàn)依賴于 MAX232 芯片的功能可以實(shí)現(xiàn)下載程序和數(shù)據(jù)；使用 5路單鍵鍵盤實(shí)現(xiàn)參數(shù)修改?？梢苑譃榘藗€(gè)模塊，分別為：?jiǎn)纹瑱C(jī) AT89C52 的實(shí)時(shí)控制模塊、 LCD 的實(shí)時(shí)顯示模塊、報(bào)警電路、串口通訊接口電路模塊、按鍵復(fù)位電路模塊、 5路單鍵盤輸入控制模塊、 AT24C04數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，時(shí)鐘電路及 SHT10 傳感器數(shù)據(jù)采集部分。 W\R\為低電平時(shí)，執(zhí)行寫操作， AT24C024 把數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)。為接收下一個(gè)數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。進(jìn)入中斷程序后，首先判斷允許接收數(shù)據(jù)塊標(biāo)志是否置位。 其流程圖如下圖 所示： 圖 LCD顯示流程圖 按鍵程序 流程圖 程序開(kāi)始時(shí)，首先判斷有無(wú)按鍵，無(wú)按鍵則程序結(jié)束，有按鍵則引入堆棧對(duì)各個(gè)功能按鍵進(jìn)行選擇，在實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能按鍵 的相應(yīng)操作后，一次出堆棧 ，程序結(jié)束。 接收到 0CH 指令時(shí)，寫入數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)送入光標(biāo)地址指針指向的顯示 RAM 單元。單片機(jī)在訪問(wèn)LCD1602 時(shí)都要判斷 BF 是否為 0，單片機(jī)可在 RS =1 下從數(shù)據(jù)總線 D7 位上讀出BF標(biāo)志值。 其流程圖如下圖 所示： 圖 數(shù)據(jù)采集流程圖 開(kāi)始 結(jié)束 設(shè)置傳感器狀態(tài) 發(fā)送啟動(dòng)傳輸 發(fā)送測(cè)量指令 讀測(cè)量值 測(cè)量值化數(shù)字量 Error+1 Error+1 指令判斷？ 數(shù)據(jù)判斷？ Y N Y N 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 50 頁(yè) LCD顯示流程圖 單片機(jī)向 LCD1602 指令寄存器寫入指令代碼來(lái)選擇參數(shù)寄存器，再通過(guò)數(shù)據(jù)寄存器向參數(shù)寄存器寫入?yún)?shù)值，以實(shí)現(xiàn)功能的設(shè)置 LCD1602 向單片機(jī)提供一個(gè)忙 BF 標(biāo)志位： BF= 1 表示當(dāng)前 LCD1602 處于內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)，不接受單片機(jī)的訪問(wèn)。 啟動(dòng) 數(shù)據(jù) 傳輸時(shí)， SCK 為高電平時(shí) ，數(shù)字信號(hào) DATA 發(fā)生翻轉(zhuǎn)。系統(tǒng)主程序 流程圖如圖 圖 系統(tǒng)總流程圖 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 按鍵？ 延時(shí) 讀上下限值 讀取測(cè)量值 LCD 顯示數(shù)據(jù) 超限？ 延時(shí) 設(shè)置上下限報(bào)警值 SHT10 通訊重啟動(dòng) 報(bào)警，發(fā)出控制信號(hào) N N Y Y 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 50 頁(yè) 溫濕度數(shù)據(jù)采集流程圖 數(shù)據(jù)測(cè)量開(kāi)始時(shí)，首先對(duì) DS1302 和 SHT10 進(jìn)行初始化，設(shè)置傳感器的狀態(tài)。初始化結(jié)束后，程序開(kāi)始執(zhí)行按鍵掃描程序，處理按鍵輸入及輸入數(shù)據(jù)的顯示等任務(wù)。R\D\為 低 電平時(shí)， SDA 端口寫數(shù)字信號(hào)， AT24C04 將所保存的實(shí)時(shí)測(cè)量溫濕度數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)通過(guò) LCD 顯示。 W\R\用于讀數(shù)據(jù)， R\D\用于寫數(shù)據(jù)。 本設(shè)計(jì)采用 220 交流供電，經(jīng)整流、變壓等變?yōu)?5V 直流穩(wěn)壓。 硬件設(shè)備的正常運(yùn)行都離不開(kāi)系統(tǒng)的供電，電源電路在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)往往需要單獨(dú)加以考慮，它有可能成為影響系統(tǒng)性能甚至運(yùn)行的關(guān)鍵原因。該芯片集成有兩路收發(fā)器，可將單片機(jī)輸入的 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換為 RS232 電平發(fā)送給 PC 機(jī)，或?qū)?PC 機(jī)接收的 RS232 電平轉(zhuǎn)換為 TTL/CMOS 電平發(fā)送給單片機(jī) 。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 MAXIM 公司的 RS232 接口芯 片 MAX232，這是一種標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 接口芯片。 (5)提供 EIARS232 接口標(biāo)準(zhǔn)所要求的信號(hào)線。 (3)進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè) 。具體任務(wù)是 : (l)進(jìn)行串 — 并轉(zhuǎn)換 。串行通信接口的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化。 其具體電路如下 圖： 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 50 頁(yè) 圖 復(fù)位電路 目前，廣泛使用的串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)有 RS232， RS422 與 RS485 三種。退出鍵退出調(diào)整模式。加鍵鍵能實(shí)現(xiàn)報(bào)警溫濕度上下限的調(diào)整，保存鍵能將實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)保存至 AT24C04，以便所需時(shí)候調(diào)用。 圖 報(bào)警電路 每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線 ,每個(gè) I/O 口的工作狀態(tài)互不影響，此類南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 50 頁(yè) 鍵盤采用 5 路單鍵 端口直接掃描方式，分別接單片機(jī) 。 圖 SHT10讀時(shí)序 寫狀態(tài)寄存器時(shí)序如圖 。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 50 頁(yè) 圖 數(shù)據(jù)測(cè)量過(guò)程 SHT10 通過(guò)狀態(tài)寄存器實(shí)現(xiàn)初始狀態(tài)設(shè)定。保持 DATA 為高電平，觸發(fā) SCK 時(shí)鐘 9 次或更多，接著在執(zhí)行下次命令之前必須發(fā)送一組 “ 傳輸啟動(dòng) ” 序列。 測(cè)量和通信結(jié)束后， SHT10 自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)模式。 確認(rèn) CRC 數(shù)據(jù)位之后，通信結(jié)束。所有的數(shù)據(jù)都從 MSB 開(kāi)始，至 LSB 有效。 接下來(lái)傳輸 2個(gè)字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)和 1 個(gè)字節(jié)的 CRC 校驗(yàn)。 SHT10 下拉DATA 至低電平而使其進(jìn)入空閑模式。發(fā)送一組測(cè)量命令后控制器要等待測(cè)量結(jié)束，這個(gè)過(guò)程大約需要 20ms 完成 其 81位的測(cè)量。 SHT10指示 正確接收命令的時(shí)序?yàn)椋涸诘?8個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后將 DATA 拉為低電平（ ACK 位） ,在第 9個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后釋放 DATA（此時(shí)為高電平）。其時(shí)序?yàn)椋寒?dāng) SCK 為高電平時(shí) DATA翻轉(zhuǎn)保持低電平，緊接著 SCK 產(chǎn)生 1 個(gè)發(fā)脈沖，隨后在SCK 為高電平時(shí) DATA 翻轉(zhuǎn)保持高電平。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性 有的RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 50 頁(yè) 相關(guān)的寄存器等。 圖 DS1302芯片 DS1302 I/0 接口 在 控制指令字輸入后的下一個(gè) SCK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開(kāi)始。 I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )，后面有詳細(xì)說(shuō)明。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc 之前， RST必須保持低電平。當(dāng) RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。 RST 是復(fù)位 /片選線，通過(guò)把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) Vcc2小于 Vcc1時(shí)， DS1302由 Vcc1供電。 DS1302 由 Vcc1或 Vcc2兩者中的較大者供電。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 50 頁(yè) 1 RAM CK/ A4 A3 A2 A1 A0 RAM K/ 圖 DS1302控制字 時(shí)鐘 DS1302 引腳 DS1302 引腳如圖 所示： 其中 Vcc1 為后備電源， VCC2為主電源。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。 DS1302 的控制字如圖 所示。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM寄存器。 SHT10 命令 SHT10 命令如 下 表 ： 表 SHT10命令 命令 代碼 保留 0000X 測(cè)量溫度 00011 測(cè)量時(shí)度 00101 讀狀態(tài)寄存器 00111 寫狀態(tài)寄存器 00110 保留 0101X1110X 軟復(fù)位、清楚狀態(tài)寄存器為默認(rèn)值 11110 時(shí)鐘 DS1302 簡(jiǎn)介 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí) 時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。需要一個(gè)外部的上拉電阻（例如： 10kΩ）將信號(hào)提拉至高電平。數(shù)據(jù)傳輸期間，在 SCK 時(shí)鐘高電平時(shí)， DATA 必須保持穩(wěn)定。 串行接口 (兩線雙向 ) SHT10 應(yīng)用的的串行接口技術(shù)，在傳感器信號(hào)讀取及電源損耗方面都做了優(yōu)化處理； 串行數(shù)據(jù) (DATA) 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 50 頁(yè) DATA 三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。在測(cè)量校準(zhǔn)的過(guò)程中都要用到這些系數(shù) [9]。 每一個(gè)傳感器都是在極為精確的濕度室中進(jìn)行校準(zhǔn)。整個(gè)芯片包括校準(zhǔn)的相對(duì)溫度和濕度傳感器。 SHT10 引腳 SHT10 引腳功能如 圖 ： 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 50 頁(yè) 圖 SHT10芯片 SHT10 傳感器引腳功能表如下表 所示 表 SHT10引腳功能表 引腳號(hào) 引腳名稱 功能 1 GND 接地端 2 DATA 串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 3 SCK 串行時(shí)鐘輸入端 4 VDD 接電源端 采用溫濕度傳感器 SHT10， SHT10 傳感器是一款由多個(gè)傳感器模塊組成的單片全校準(zhǔn)數(shù)字輸出相對(duì)濕度的傳感器。2 %RH，溫度測(cè)量范圍是 40℃ ~+℃ ， 分辨率為 ℃ 。 SHT10 型智能傳感器的相對(duì)濕度測(cè)量范圍是 0~100%。能輸出經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的相對(duì)濕度和溫度的串行數(shù)據(jù)，所以系統(tǒng)中不再使用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)需要的多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、 A/D 轉(zhuǎn)換器及信號(hào)調(diào)理電路，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較緊湊和簡(jiǎn)單， SHTl0能在同一位置測(cè)量相對(duì)濕度和溫度。 HD44780 的控制部是液晶顯示模塊的核心，它控制著 HD44780的工作時(shí)序和各功能的實(shí)現(xiàn)，具有驅(qū)動(dòng) 40 16點(diǎn)陣的液晶顯示器件的能力。 HD44780 的顯示緩沖區(qū)及用戶自定義的字符發(fā)生器 CGRAM 全部?jī)?nèi)藏在芯片內(nèi)。字符位可以是 5 7 或 5 11 等點(diǎn)陣組成。 圖 LCD與單片機(jī)串行接口原理 在本設(shè)計(jì)中的 LCD 液晶顯示模塊與 STC89C52 的連線圖如下圖 單 片 機(jī)STC89C52 LCD 液晶顯示模 塊 RS R/W\ E P0 D0— D7 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 50 頁(yè) 3 圖 LCD與 C52單片機(jī)接口 按照上圖的連接方式，選擇 LCD 的命令寄存器時(shí) =0，選擇數(shù)據(jù)寄存器時(shí) =1；讀字符發(fā)生器 RAM/顯示數(shù)據(jù) RAM 時(shí) =1，寫字符發(fā)生器 RAM/顯示數(shù)據(jù) RAM 時(shí) =0；對(duì) LCD 進(jìn)行操作期間， 即 LCD 的使能信號(hào)應(yīng)為高。 表 LCD寄存器的選擇 E R/W\ RS 功能說(shuō)明 1 0 0 寫入命令寄存器 1 0 1 寫入數(shù)據(jù)寄存器 1 1 0 讀取忙碌標(biāo)志及 RAM 地址 1 1 1 讀取 RAM 數(shù)據(jù) 0 X X 不動(dòng)作 。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 50 頁(yè) 初始化時(shí) BF=1，延續(xù)約 10ms 后， BF 才降為 0。 （ 3） 顯示屏 ON/OFF 設(shè)定：顯示屏、光標(biāo)、閃爍功能關(guān)閉。 （ 1） 清除顯示。以 8位數(shù)據(jù)讀寫方式，則 D0~D7 皆有效；若以 4位做數(shù)據(jù)讀寫，則僅 D4~D7 有用， D0~D3 空接不用 ， 本設(shè)計(jì)中直接與單片機(jī)的 P0 口連接 。 R/W/：次讀取 /寫入信號(hào)線用于決定數(shù)據(jù)時(shí)寫入還是讀自 LCD 當(dāng) R/W/=0 時(shí)，數(shù)據(jù)寫入 LCD 控制器；；當(dāng) R/W/=1 時(shí)，則自 LCD