【正文】 rocontroller, through the microcontroller to handle the signal collected and displayed through the LCD, if the temperature and humidity is too high or too low, alarm circuit will automatically alarm. It takes AT89C52 microcontroller as the core, adopts SHT11 integrated temperature and humidity sensor to achieve an intelligent, fast, convenient temperature and humidity measuring system, the whole system consists of temperature and humidity detection circuit, clock circuit, LCD display circuit, keyboard circuit, alarm circuit and MCU etc.. The system design of the structure is simple and pact, low power consumption, strong antiinterference ability, better overall performance, in line with the intelligent instrument miniaturization trend, has laid the good foundation for the future development of temperature and humidity measuring instrument of high performance and mercialization.KEYWORDS: Single Chip Micropute。 Liquid crystal0第 1 章 緒論 概述 溫濕度測(cè)量是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分，在保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品產(chǎn)量，節(jié)約資源和安全生產(chǎn)方面起著非常重要的作用。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其工業(yè)化的進(jìn)步，溫度和濕度不僅僅表現(xiàn)在以上幾個(gè)方面直接或間接影響人類基本生活條件，還表現(xiàn)在對(duì)生物用品、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)等方面的影響。近年來，利用智能化數(shù)字式溫濕度傳感器以及實(shí)現(xiàn)溫濕度信息的在線檢測(cè)已成為溫濕度檢測(cè)技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。并且可以通過按鍵對(duì)溫度、濕度的報(bào)警范圍進(jìn)行設(shè)置，一旦超出范圍，蜂鳴器鳴叫，對(duì)應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場(chǎng)信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)對(duì)于溫濕度測(cè)控技術(shù)的研究較晚，始于 20 世紀(jì) 80 年代。我國(guó)溫濕度測(cè)控設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。我國(guó)溫濕度測(cè)量控制現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到工廠化的程度，生產(chǎn)實(shí)際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點(diǎn)。2）采用 1602 液晶顯示溫濕度數(shù)據(jù)。4）一旦超出報(bào)警范圍，蜂鳴器鳴叫。 方案選擇 傳感器的選擇方案一：選用 DS18B20 溫度傳感器和 HS1101 濕度傳感器。%。HS1101 是電容式濕度傳感器，可測(cè)相對(duì)濕度范圍在 0%—100%RH，誤差為177。方案二：選用 DHT11 作為溫濕度檢測(cè)模塊。5%RH，0—50℃，誤差范圍177。綜上所述，雖然方案一具有較高的測(cè)試范圍和精度，但由于本設(shè)計(jì)所測(cè)試的是一般的環(huán)境溫度和濕度，選取方案二的 DHT11 溫濕度傳感器已經(jīng)能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，并且，DHT11 復(fù)合了溫濕度傳感器，且價(jià)格便宜，故本模塊采用方案二。DSP （digital signal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。但 DSP 硬件電路比較復(fù)雜，且價(jià)格昂貴，數(shù)字系統(tǒng)由耗電的有源器件構(gòu)成，沒有無源設(shè)備可靠。單片機(jī)具有可靠性強(qiáng)、性價(jià)比搞、電壓低、功耗低等優(yōu)點(diǎn)得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活，自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能，本身帶有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，可以用來定時(shí)和計(jì)數(shù)，并且其功耗低，體積小，計(jì)數(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)。2第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 整體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)概述整個(gè)系統(tǒng)以 STC89C52 單片機(jī)為核心器件，配合電阻電容晶振等器件，構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。其中包括，傳感器輸采用 DHT11溫濕度一體的傳感器，負(fù)責(zé)采集溫度和濕度的數(shù)據(jù)后發(fā)給單片機(jī)。輸出則采用蜂鳴器+LED 的形式。 系統(tǒng)框圖 31 系統(tǒng)框圖 最小系統(tǒng)模塊 STC89C52 簡(jiǎn)介（1）概述STC89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），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) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的 STC89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。STC89C52 有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。其中，各引腳的功能為:? 圖 32 STC89C52 引腳圖① 主電源引腳VCC（40 腳），接＋5V 電源正端；GND（20 腳），接＋5V 電源地端；② 外接晶體或外部振蕩器引腳XTAL1（19 腳），接外部晶振的一個(gè)引腳。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接 地。在片內(nèi)接至反相放大器的輸出端和 內(nèi)部時(shí)鐘電路的輸入端。③ 控制信號(hào)線RESET（9 腳），復(fù)位信號(hào)輸入端，復(fù)位/掉電時(shí)內(nèi)部 RAM 的備用電源輸入端。在對(duì)片內(nèi) EPROM 編程時(shí)，編程脈沖由此輸入。 EA（31 腳）,訪問外部存儲(chǔ)器允許/編程電壓輸入。④ 多功能 I/O 口引腳8051 單片機(jī)設(shè)有 4 個(gè)雙向 I/O 口（P0、PPP3），每一組 I/O 口線都4可以獨(dú)立地用作輸入或輸出口，其中：P0 口（32～39 腳）——雙向口（三態(tài)），可作為輸入/輸出口，可驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL 門電路。 P1 口（1～8 腳）——準(zhǔn)雙向口（三態(tài)），可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門電路。 P2 口（21～28）——準(zhǔn)雙向口（三態(tài)），可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門電路。 P3 口（10～17 腳）——準(zhǔn)雙向口（三態(tài)），可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門電路。晶振電路包括 2 個(gè) 30pF 的電容 C2 和 C3，以及 12M 的晶振 X1。晶振的取值也可以是24M，晶振的取值越高，單片機(jī)的執(zhí)行速度越快。單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。端口引腳 第二功能 注 釋 RXD 串行口數(shù)據(jù)接收端 TXD 串行口數(shù)據(jù)發(fā)送端 /INT0 外中斷請(qǐng)求 0 /INT1 外中斷請(qǐng)求 1 T0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 外部計(jì)數(shù)信號(hào)輸入 T1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 外部計(jì)數(shù)信號(hào)輸入 /WR 外部 RAM 寫選通信號(hào)輸出 /RD 外部 RAM 讀選通信號(hào)輸出5P10234678REST9/XDINWALGVCUMpFuKHBY復(fù)位電路由 10uF 的極性電容 C1 和 10K 的電阻 R4 構(gòu)成。典型的 51 單片機(jī)當(dāng) RESET 腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位，所以適當(dāng)組合 RC 的取值就可以保證可靠的復(fù)位。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的 倍（單片機(jī)的電源是 5V，所以充電到 倍即為 ），需要的時(shí)間是 10K10UF=。在 5V 正常工作的 51單片機(jī)中小于 的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于 的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。最后一個(gè)是電源部分，采用 5V 的 USB 直接供電，可采用手機(jī)充電器、電腦 USB 口、移動(dòng)電源等設(shè)備進(jìn)行供電。由于 STC89C52 的 P0 口是漏極開路輸出，因此在 P0 口接了一個(gè) 10K 的排阻 R1，使得 P0 口可以作為普通的 I/O 口使用，本設(shè)計(jì)用 P0 口來做液晶的數(shù)據(jù)口。由于我們的程序存儲(chǔ)在了單片機(jī)內(nèi)部，所以 EA 要接高電平，保證單片機(jī)是從內(nèi)部讀取程序去執(zhí)行的。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與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 20 米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。圖 35 DHT11 典型連接圖（2）引腳說明 Pin1：(VDD)，電源引腳，供電電壓為 。 Pin3:（NC），空腳，請(qǐng)懸浮。（3）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(shí)間 4ms 左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,具體格式在下面說明。操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit,高位先出。 用戶 MCU 發(fā)送一次開始信號(hào)后,DHT11 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后，DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào),送出 40bit 的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號(hào)采集,用戶可選,DHT11 接收到開始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào),DHT11 。8圖 36 DHT11 與單片機(jī)的通訊過程總線空閑狀態(tài)為高電平,主機(jī)把總線拉低等待 DHT11 響應(yīng),主機(jī)把總線拉低必須大于18 毫秒,保證 DHT11 能檢測(cè)到起始信號(hào)。主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)結(jié)束后,延時(shí)等待 2040us 后, 讀取 DHT11 的響應(yīng)信號(hào),主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高。 圖 37 通訊初始化總線為低電平,說明 DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào),DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后,再把總線拉高80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù),每一