【正文】 個(gè)I/O都可以獨(dú)立或聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)操作，而且PI端口的高三位第二功能為ISP編程，實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)調(diào)試；三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器2也可以作為串口波特率的產(chǎn)生；八個(gè)中斷源，分為兩個(gè)優(yōu)先級(jí)，可軟件設(shè)置；一個(gè)全雙工通用異步接收發(fā)送數(shù)據(jù)借口，以便與外設(shè)進(jìn)行串行數(shù)據(jù)通信；有低功耗空閑和掉電模式，掉點(diǎn)后可由中斷喚醒，可設(shè)置掉電標(biāo)識(shí)符；寬工作電壓范圍，~，與TTL電平和CMOS電平兼容；總之，AT89系列單片機(jī)與MCS51系列單片機(jī)相比，前者和后者有兼容性，但前者的性能價(jià)格比等指標(biāo)更為優(yōu)越。因此，選用一款價(jià)格低廉，性能優(yōu)良的單片機(jī)已不再困難。各大電氣商、半導(dǎo)體商根據(jù)不同的控制需求，尤其在嵌入式系統(tǒng)控制方面，以因特爾公司的51單片機(jī)的框架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，研發(fā)了各種各樣的、功能強(qiáng)大的單片機(jī)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下：第二章 硬件的設(shè)計(jì)根據(jù)緒論中的分析說明，可以明確溫濕度檢測系統(tǒng)的硬件電路分為電源穩(wěn)壓、傳感器檢測、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)、報(bào)警驅(qū)動(dòng)、輸入控制、數(shù)據(jù)發(fā)送等六大部分，其中后五個(gè)部分都以單片機(jī)為核心，由單片機(jī)來進(jìn)行控制處理，因此單片機(jī)的選用至關(guān)重要。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求說明根據(jù)上述市場調(diào)查情況和畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本設(shè)計(jì)的研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：基本要求（1）主要檢測環(huán)境變化中的溫度和適度參數(shù)；（2）溫濕度參數(shù)顯示在LED數(shù)碼管屏幕上；（3）可以設(shè)置溫濕度報(bào)警點(diǎn)，并能按照設(shè)置實(shí)時(shí)報(bào)警；控制要求（1）根據(jù)需求，溫濕度數(shù)據(jù)可以發(fā)送給上層監(jiān)控設(shè)備，如普通電腦等；（2）可以按照時(shí)間順序，以一定格式將溫濕度數(shù)據(jù)導(dǎo)出保存，以便進(jìn)行再分析處理；制作要求（1）造價(jià)低廉，工作可靠；（2）工作電壓較寬，滿足不同的供電測試條件；（3）做出產(chǎn)品樣機(jī)，調(diào)試通過，可以正常工作；因此，本溫濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)以這三方面的要求為依據(jù)，從而進(jìn)行各個(gè)部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)。從功能上分析這些產(chǎn)品可以看出，一個(gè)比較完整的環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)應(yīng)該具備以下主要的四個(gè)功能： （1）實(shí)時(shí)檢測出環(huán)境中的溫度和濕度參數(shù)； （2）檢測的參數(shù)值顯示在顯示設(shè)備上（如數(shù)碼管，液晶顯示器等）； （3）根據(jù)環(huán)境要求，設(shè)定溫度濕度報(bào)警的上下限值，并實(shí)時(shí)報(bào)警； （4）與上層監(jiān)控設(shè)備通信（如PC），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸（雙向或單向）；因此，本設(shè)計(jì)也應(yīng)該具備這些功能，并且對(duì)每一個(gè)部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，也可以擴(kuò)展系統(tǒng)功能。部分要求數(shù)據(jù)如下：由此看來，研究設(shè)計(jì)環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)十分有必要。因此，隨時(shí)關(guān)注環(huán)境的溫濕度變化而由此采取措施對(duì)人們的健康生活和高效工作有著重要的意義。如果考慮到溫濕度對(duì)人思維活動(dòng)的影響，最適宜的室內(nèi)溫度應(yīng)是工作效率最高的值。在此范圍內(nèi)感到舒適的人占95%以上。通過實(shí)驗(yàn)測定，最適宜的人的室內(nèi)溫濕度是：冬天溫度為18至25度，濕度為30%至80%。因此，科學(xué)家們把人對(duì)‘冷耐受”的下限溫度和”冷耐熱”的上限溫度，分別定為11度和32度。同時(shí)，由于室內(nèi)外溫差懸殊，人體難以適應(yīng)，容易患傷風(fēng)感冒。相關(guān)研究結(jié)果摘錄如下；據(jù)生理學(xué)家研究，室內(nèi)溫度過高時(shí)，會(huì)影響人的體溫調(diào)節(jié)功能，由于散熱不良而引起體溫升高、血管舒張、脈搏加快、心率加速。 設(shè)計(jì)的目的意義調(diào)查現(xiàn)代社會(huì)，隨著國家的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，在衣食住行基本滿足之后，追求一種健康長壽的生活方式已經(jīng)成為時(shí)代的潮流。本設(shè)計(jì)由Protel畫出了電路原理圖和PCB圖，并由此完成了硬件的制作，使用C51語言對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程控制，并模塊化仿真，最后通過綜合調(diào)試，符合預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。后期的探索設(shè)計(jì)——換用紅外遙控控制和LCM為顯示屏、外加時(shí)鐘和存儲(chǔ)芯片、增加照度檢測電路，極大地提升了系統(tǒng)的性能，使系統(tǒng)不僅可以檢測并顯示環(huán)境溫度、濕度和照度變量，而且可以按照時(shí)間順序存儲(chǔ)適量的數(shù)據(jù)。 隨著單片機(jī)的大規(guī)模應(yīng)用，單片機(jī)在檢測系統(tǒng)中也越來越多的被使用。摘 要 環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)是日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)管理中廣泛使用的一種設(shè)備。該設(shè)備具備以下主要功能：實(shí)時(shí)檢測出環(huán)境中的溫度和濕度參數(shù)值，并顯示出來，根據(jù)設(shè)定的報(bào)警限予以報(bào)警指示，可以和上層控制器通信。本設(shè)計(jì)以AT89S52這款低功耗、高性能、在系統(tǒng)編程的8位單片機(jī)為系統(tǒng)控制處理核心，由單總線數(shù)字溫濕度傳感器DHT1數(shù)碼管顯示屏、LED與蜂鳴器、通信串口和按鍵控制輸入等五個(gè)部分組成，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境問世的監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能。 此外，系統(tǒng)有降壓整流和穩(wěn)壓濾波電路，可用交流市電（220V）、各種安全直流電（5~24V）、太陽能電池等為系統(tǒng)供電，并且可以存儲(chǔ)少量電能（900mAh）,因此，系統(tǒng)有較寬的工作電壓，可滿足多種應(yīng)用場合。關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī) DHT11傳感器 PCB設(shè)計(jì) 溫濕度檢測Abstract Environment temperature and humidity detection system is a kind of equipment which is widely used in daily life, industrial production and agricultural equipment has following main function:detecting the temperature and humidityparameters in the environment realtime and display them,giving alarm indication according to the set limits, and being able to contact with upper controller. With the SCM used largescalely,the SCM is more and more used in detection design,uses the 8bit SCM named AT89S52,which has a lot of advantages such as lowpower dissipation,highperformance and ISP,and made up of five parts:singlewire digital temperature and humidity sensor,digitron display,LED andbuzzer, serial unications and keys input,thus perform the function of environment temperature and humidity detection exploration design in later stage,including infrared remote control and LCM display,clock and memory chips,and illumination detection circuit,immensely promotes the property of the system,makes it not only detecte and display the temerature,humidity and illumination,but also store some data in order of time. In addition,with stepdown rectifier and stabilivolt filter circuit,the system can use utility power AC220V,different safety DC5~24V,solar battery to supply power,and store some electric energy about 900mAh,so that it has a wide power supply voltage and meets different application places. The design gives the circuit design schematics and PCB diagram with Protel, and pletes the hardware part of the production, and uses C51 language system to acplish the control program of SCM,and simulates every part the synthetical debugging,the design achieves the required designs.Key words:AT89S52 SCM,DHT11 sensor,serial munication,temperatureand humidity detection,PCB design 78 / 82目 錄 第一章 前 言 1 設(shè)計(jì)的目的意義調(diào)查 1 設(shè)計(jì)的市場現(xiàn)狀分析 2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求說明 3 設(shè)計(jì)的實(shí)施方案構(gòu)想 4第二章 硬件的設(shè)計(jì) 5 單片機(jī)的選用 5 傳感器的選用 7 初期設(shè)計(jì) 7 最佳方案 8 電路設(shè)計(jì) 9 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 10 數(shù)碼管的選用 10 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 10 12 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 13 LED驅(qū)動(dòng)電路 13 14 串口通信電路設(shè)計(jì) 16 穩(wěn)定電源電路設(shè)計(jì) 17 系統(tǒng)三大部分的PCB設(shè)計(jì) 18 系統(tǒng)主體部分PCB設(shè)計(jì) 19 串口通訊PCB設(shè)計(jì) 20 21第三章 程序的設(shè)計(jì) 23 程序功能描述、單片機(jī)內(nèi)部資源分配和程序流程圖 23 程序功能描述 23 單片機(jī)內(nèi)部資源分配——兩個(gè)定時(shí)器的分工 23 程序的流程圖 24 編程語言和工具的選擇以及程序文件的分配 25 編程語言的選擇 25 編程工具的選擇 26 程序文件的分配 26 傳感器通信程序設(shè)計(jì) 27 握手確認(rèn) 27 數(shù)據(jù)傳送 28 相關(guān)問題解決方案 31 數(shù)碼管掃描程序設(shè)計(jì) 32 報(bào)警及設(shè)置程序設(shè)計(jì) 33 報(bào)警驅(qū)動(dòng) 33 報(bào)警值調(diào)整 34 按鍵掃描程序設(shè)計(jì) 34 串口發(fā)送數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì) 36 波特率設(shè)置 36 數(shù)據(jù)發(fā)送格式 37 發(fā)送方式 37 Keil 綜合編譯和結(jié)果分析、程序下載 38 綜合編譯情況和結(jié)果分析 38 生成HEX 文件下載至單片機(jī)中 40第四章 系統(tǒng)后期探索優(yōu)化設(shè)計(jì)簡介 41 換用紅外控制和LCM 顯示的探索 41 紅外控制 41 LCM 顯示 44 增加實(shí)時(shí)時(shí)鐘和存儲(chǔ)芯片來記錄數(shù)據(jù)的探索 48 增加照度檢測電路的探索 50結(jié)束語 54參考文獻(xiàn) 56附錄 57附1 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 57附2 硬件制作元器件安裝圖、 布線圖 78第一章 前 言本章主要敘述了溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些基本情況，包括目的意義、市場現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)要求和實(shí)施方案等幾個(gè)部分。家庭居室，工作場所是人們每天較長時(shí)間生活的兩個(gè)環(huán)境，而環(huán)境中的溫度和濕度變化則和人們的生理、心理等身體健康狀況息息相關(guān)。冬季，如果室內(nèi)溫度經(jīng)常保持在25度以上，人就會(huì)神疲力乏、頭暈?zāi)X脹、思維遲鈍、記憶力差。如果室內(nèi)溫度過低，則使人體代謝功能下降，脈搏、呼吸減慢，皮下血管收縮，皮膚過度緊張，呼吸道粘膜的抵抗力減弱，容易誘發(fā)呼吸道疾病。然而，人的體感并不單純受氣溫或氣濕兩種因素的影響，而是兩者綜合作用的結(jié)果。夏天溫度為23至28度，濕度為30%至60%。在裝有空調(diào)的室內(nèi)，室溫為19至24度，濕度為40%至50%時(shí)，人會(huì)感到最舒適。溫度應(yīng)是18度，濕度應(yīng)是40%至60%，此時(shí)，人的精神狀態(tài)最好，思維最敏捷。除此之外，工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)管理和醫(yī)療護(hù)理等環(huán)境中的溫濕度也是兩項(xiàng)重要的檢測控制參數(shù)，對(duì)安全生產(chǎn)、糧食豐收和病人康復(fù)等意義重大。 設(shè)計(jì)的市場現(xiàn)狀分析 縱觀市場，溫濕度檢測技術(shù)已經(jīng)比較成熟，已有的各種溫濕度檢測產(chǎn)品，五花八門，猶如八仙過海，各顯神通，如A2000家用溫濕度報(bào)警表、YD808A工業(yè)用溫濕度顯示器等產(chǎn)品。除了功能上的分析之外，再看這些產(chǎn)品的造價(jià)和供電情況，有以下兩個(gè)問題：（1）價(jià)格太高，不符合普通消費(fèi)者的消費(fèi)水平，如A2000家用溫濕度報(bào)警表，淘寶網(wǎng)上售價(jià)300左右；（2）供電都比較單一，規(guī)定在直流6V,9V,12V或交流220V等，除了購買產(chǎn)品主體之外，還需要一個(gè)特定的電源適配器；綜上所述，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)出的環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)，除了具備市場上已有產(chǎn)品的功能之外，還應(yīng)盡量降低制作價(jià)格，確保有較寬的工作電壓。 設(shè)計(jì)的實(shí)施方案構(gòu)想基于單片機(jī)的環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)實(shí)施方案構(gòu)想如下：由溫度和濕度傳感器對(duì)環(huán)境中的溫度和濕度變量進(jìn)行采樣；單片機(jī)和傳感器通信，獲得采樣數(shù)據(jù)并暫存；單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理（如校驗(yàn)等），對(duì)有效數(shù)據(jù)再進(jìn)行以下四種處理：（1） 驅(qū)動(dòng)顯示電路，把數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上；（2） 掃描輸入的控制信號(hào)，設(shè)定報(bào)警限值；（3） 根據(jù)設(shè)定的報(bào)警，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路工作，予以報(bào)警指示；（4） 掃描輸入的控制信號(hào)，根據(jù)需要發(fā)送數(shù)據(jù)給上層設(shè)備，在設(shè)備上進(jìn)行數(shù)據(jù)再處理或保存； 在系統(tǒng)供電端有穩(wěn)壓濾波電路或電能存儲(chǔ)器件，保證系統(tǒng)正常工作； 選用價(jià)格低廉的器件或設(shè)計(jì)電路，減少花費(fèi)； 在以上方案都實(shí)施的情況下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)，強(qiáng)化功能； 因此，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)按照這個(gè)思路進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，把每一步的構(gòu)想轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)。 單片機(jī)的選用 自從20世紀(jì)70年代，因特爾公司推出第一代單片機(jī)以來，單片機(jī)的發(fā)展如雨后春筍。而今，我們已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)單片機(jī)可廣泛選擇的、百花齊放的時(shí)代。在MCS51單片機(jī)8051的基礎(chǔ)上，ATM