【正文】 器方式，晶體振蕩器頻率為12MHz，如圖33（a）所示。 復(fù)位電路復(fù)位電路可分為上電復(fù)位和外部復(fù)位兩種方式。MCS51單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在RST/VPD端持續(xù)給出2個(gè)機(jī)器周期的高電平就可以完成復(fù)位操作（一般復(fù)位正脈沖寬度大于10ms）。上電復(fù)位電路如圖34（a）所示，在上電瞬間RST/VPD端與VCC電位相同，隨著電容上電壓的逐漸上升，RST/VPD端電位逐漸下降。復(fù)位電路的阻容參數(shù)通常由實(shí)驗(yàn)調(diào)整。圖34（b）所示既可進(jìn)行上電自動(dòng)復(fù)位，也可外部手動(dòng)復(fù)位的電路示意圖，R1可取200Ω左右。本文采用的是上電/外部復(fù)位電路，如圖34（b）所示。 （a）上電復(fù)位電路 （b）上電/外部復(fù)位電路 圖34 復(fù)位電路的兩種方式此外，基于89S51設(shè)計(jì)有穩(wěn)態(tài)邏輯，以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但RAM、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 溫濕度采集與傳輸模塊 選用SHT11的原因本設(shè)計(jì)共涉及兩類(lèi)數(shù)據(jù)——溫度和濕度，因此需要兩個(gè)傳感器芯片，一個(gè)負(fù)責(zé)溫度采集，另一個(gè)負(fù)責(zé)濕度采集。因此，本設(shè)計(jì)選用一款集溫度、濕度測(cè)量于一體的復(fù)合式傳感器——SHT11。芯片內(nèi)部主要由相對(duì)濕度傳感器，溫度傳感器，校準(zhǔn)存儲(chǔ)器，14位A/D轉(zhuǎn)換器，信號(hào)放大器和I178。SHT11具有溫度和相對(duì)濕度測(cè)量，露點(diǎn)值計(jì)算輸出、全部校準(zhǔn)、數(shù)字輸出、免外圍電路、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。 SHT11溫濕度傳感器（1）SHT11簡(jiǎn)介SHT11是瑞士Ssirion公司推出的一款數(shù)字溫濕度傳感器芯片。其主要特點(diǎn)如下：◆高度集成，將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A/D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上；◆提供二線(xiàn)數(shù)字串行接口SCK和DATA，接口簡(jiǎn)單，支持CRC傳輸校驗(yàn)，傳輸可靠性高；◆測(cè)量精度可編程調(diào)節(jié)，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器(分辨率為8～12位，可以通過(guò)對(duì)芯片內(nèi)部寄存器編程來(lái)選擇)；◆測(cè)量精確度高，由于同時(shí)集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葴y(cè)量值和高質(zhì)量的露點(diǎn)計(jì)算功能；◆封裝尺寸超小( mm mm)，測(cè)量和通信結(jié)束后，自動(dòng)轉(zhuǎn)入低功耗模式；◆高可靠性，采用CMOSens工藝，測(cè)量時(shí)可將感測(cè)頭完全浸于水中。（3）SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理溫濕度傳感器SHT11將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A/D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上，該芯片包括一個(gè)電容性聚合體濕度敏感元件和一個(gè)用能隙材料制成的溫度敏感元件。SHT11在出廠(chǎng)前，都會(huì)在恒濕或恒溫環(huán)境內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)存儲(chǔ)在校準(zhǔn)寄存器中；在測(cè)量過(guò)程中，校準(zhǔn)系數(shù)會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)來(lái)自傳感器的信號(hào)。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗(yàn)證兩個(gè)傳感器元件的性能。加熱后SHT11溫度升高、相對(duì)濕度降低，較加熱前，測(cè)量值會(huì)略有差異。 微處理器是通過(guò)二線(xiàn)串行數(shù)字接口與SHT11進(jìn)行通信的。C總線(xiàn)協(xié)議是不兼容的，因此需要用通用微處理器I／O口模擬該通信時(shí)序。C總線(xiàn)接口，故需要用單片機(jī)通用I/O口線(xiàn)來(lái)虛擬I178。為避免信號(hào)沖突，單片機(jī)應(yīng)驅(qū)動(dòng)DATA在低電平，需要加一個(gè)外部上拉電阻將信號(hào)拉至高電平，本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)10K的電阻分別作為時(shí)鐘線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的上拉電阻；另外，為了達(dá)到去耦濾波的目的，；SHT11有三個(gè)地址位，由于目前只支持“000”，4個(gè)NC引腳懸空。相比之下，LCD顯示質(zhì)量高，功耗低?？紤]到該款溫濕度計(jì)涉及溫度和濕度兩類(lèi)數(shù)據(jù)，故選用雙行顯示的1602字符型LCD。1602LCD分為帶背景光和不帶背景光兩種，在應(yīng)用中二者并無(wú)差別，為了便于在光線(xiàn)較弱的環(huán)境中讀數(shù)，本設(shè)計(jì)采用帶背景光的。第2腳：VDD接5V正電源。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)。第16腳：背光源負(fù)極。1602液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令4：顯示開(kāi)關(guān)控制。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令11：讀數(shù)據(jù)。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖39是1602的內(nèi)部顯示地址。在對(duì)液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無(wú)需人工干預(yù)。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如圖310所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”圖310 字符代碼與圖形對(duì)應(yīng)圖（5）1602LCD的一般初始化（復(fù)位）過(guò)程延時(shí)15ms寫(xiě)指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）延時(shí)5ms寫(xiě)指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）延時(shí)5ms寫(xiě)指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）以后每次寫(xiě)指令、讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào)寫(xiě)指令38H：顯示模式設(shè)置寫(xiě)指令08H：顯示關(guān)閉寫(xiě)指令01H：顯示清屏寫(xiě)指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置寫(xiě)指令0CH：顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置 按鍵電路設(shè)計(jì)由于該款溫濕度計(jì)應(yīng)用于對(duì)空氣中的溫濕度進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)濕度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)需要啟動(dòng)加濕功能，因此需要設(shè)定一個(gè)濕度值。按鍵未被按下時(shí)，4個(gè)I/O口均為高電平；一旦按鍵按下，對(duì)應(yīng)的I/O口被拉為低電平。按鍵電路如圖311所示：圖311 按鍵電路 加濕部分此部分采用超聲波霧化器，當(dāng)濕度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)電路啟動(dòng)加濕功能，即超聲波霧化器實(shí)現(xiàn)噴霧功能從而對(duì)空氣進(jìn)行加濕。與加熱霧化方式比較，能源節(jié)省了90%。加濕電路如圖312所示：圖312 加濕電路加濕電路工作原理為：當(dāng)溫濕度傳感器SHT11檢測(cè)到室內(nèi)的濕度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，、通過(guò)三極管驅(qū)動(dòng)超聲波霧化器，使超聲波霧化器工作，超聲波霧化器噴出水霧從而對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行加濕，這就實(shí)現(xiàn)了加濕功能。第4章 整機(jī)工作原理整機(jī)電路原理圖見(jiàn)附錄3，通過(guò)整機(jī)電路圖可知整機(jī)電路工作原理為：接通電源，按下電源開(kāi)關(guān)后電路上電后，通過(guò)軟件進(jìn)入LCD測(cè)試程序，此時(shí)說(shuō)明電路已經(jīng)可以開(kāi)始工作；通過(guò)按復(fù)位開(kāi)關(guān)使程序復(fù)位，這樣可以保證對(duì)LCD顯示器初始化以及對(duì)溫濕度傳感器(SHT11)時(shí)時(shí)檢測(cè)，使電路正常運(yùn)行。溫濕度傳感器(SHT11)，采用串行通信。與此同時(shí)依然通過(guò)溫濕度傳感器(SHT11)對(duì)溫濕度時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，已達(dá)到預(yù)設(shè)定的溫濕度要求。C總線(xiàn)讀寫(xiě)程序?qū)貪穸葦?shù)據(jù)從SHT11中讀出來(lái)，然后，根據(jù)溫濕度補(bǔ)償（主要指非線(xiàn)性補(bǔ)償）公式計(jì)算出當(dāng)前溫濕度值并送到1602顯示；接著，單片機(jī)將溫濕度值讀取出來(lái)，若濕度達(dá)到設(shè)定的值時(shí)，超聲波霧化器開(kāi)始加濕。傳感器正確接收到溫度測(cè)量指令后，就會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，單片機(jī)要等到測(cè)量完成，隨后SHT11向單片機(jī)傳送兩字節(jié)測(cè)量數(shù)據(jù)（MSB和LSB）與1字節(jié)CRC校驗(yàn)碼，單片機(jī)則通過(guò)讀總線(xiàn)子程序?qū)貪穸葦?shù)據(jù)讀取出來(lái)。測(cè)量時(shí)序：當(dāng)單片機(jī)發(fā)出了啟動(dòng)傳輸命令，且SHT11正確接收到溫（濕）度測(cè)量命令后，單片機(jī)就要等到測(cè)量完成。然后SHT11向單片機(jī)傳送兩字節(jié)測(cè)量數(shù)據(jù)（MSB、LSB）與1字節(jié)CRC校驗(yàn)碼。通訊在確認(rèn)CRC數(shù)據(jù)位后停止。連接復(fù)位時(shí)序：當(dāng)DATA線(xiàn)處于高電平時(shí)，觸發(fā)SCK9次以上（含9次），并隨后發(fā)一個(gè)前述的“傳輸開(kāi)始”命令。然后，單片機(jī)通過(guò)往1602寫(xiě)數(shù)據(jù)子程序?qū)⑿拚蟮臄?shù)據(jù)寫(xiě)入1602顯示出來(lái)。特別值得注意的是，液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則指令失效。讀子程序流程圖：圖53 顯示溫濕度子程序流程圖濕度補(bǔ)償設(shè)置濕度顯示位置顯示濕度顯示溫度設(shè)置溫度顯示位置溫度補(bǔ)償結(jié)束開(kāi)始（2）溫濕度修正公式溫度非線(xiàn)性補(bǔ)償公式：t1=ntemp相對(duì)濕度非線(xiàn)性補(bǔ)償公式： Flt0=nhumnhum4相對(duì)濕度對(duì)于溫度的依賴(lài)性補(bǔ)償公式： Flt1=(t125) (+nhum)+flt0（3）1602內(nèi)部顯示地址 單片機(jī)往1602寫(xiě)入顯示地址時(shí)，要求最高位D7必須為高電平，本設(shè)計(jì)采用的處理方法是：將顯示字符地址與0x80相或，然后由單片機(jī)直接將結(jié)果寫(xiě)入1602。C總線(xiàn)讀寫(xiě)程序（1）應(yīng)答時(shí)序本設(shè)計(jì)用到了兩個(gè)串行傳輸器件，故用單片機(jī)通用I/O口模擬了I178。在設(shè)計(jì)總線(xiàn)讀寫(xiě)程序時(shí)，涉及到了應(yīng)答時(shí)序問(wèn)題，下面簡(jiǎn)要介紹一下：應(yīng)答時(shí)序：如果單片機(jī)選擇寫(xiě)操作，則從器件每接受一個(gè)8位數(shù)據(jù)之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)（即從器件在第9個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)將DATA線(xiàn)拉低）。（2）讀總線(xiàn)子程序循環(huán)變量i的初值為0x80（10000 0000），每循環(huán)一次，i=i/2(即0x80中的1右移一位)；當(dāng)DATA為1時(shí)，通過(guò)i和read_data的或運(yùn)算將相應(yīng)位置1，否則該位為0。（3）寫(xiě)總線(xiàn)子程序和讀程序一樣，循環(huán)變量i的初值為0x80（10000 0000），每循環(huán)一次，i=i/2（即0x80中的1右移1位）；待發(fā)送數(shù)據(jù)與i進(jìn)行與運(yùn)算，若結(jié)果為0則發(fā)送0，結(jié)果非0發(fā)送1，發(fā)送完8位數(shù)據(jù)后，單片機(jī)讀取應(yīng)答信號(hào)賦值給ack_bit，并返回該值。第6章 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試當(dāng)硬件主板做完，要搭建硬件電路元件時(shí)候，必須對(duì)硬件主板進(jìn)行檢查和調(diào)試。在檢查過(guò)程中，總共檢測(cè)到了以下三個(gè)問(wèn)題：，31管腳是Vpp，屬于單片機(jī)的第二電源，如果它為高電平則讀片內(nèi)存儲(chǔ)器，如果為低電平則讀片外存儲(chǔ)器，而我所編的程序用的全部是片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，所以Vpp沒(méi)接高電平它始終讀片外存儲(chǔ)器不讀片內(nèi)存儲(chǔ)器所以單片機(jī)不工作，功能不實(shí)現(xiàn)，把31腳改接到電源正極，電路即可正常工作。 ，檢測(cè)溫濕度傳感器是否正常。 此外硬件調(diào)試中，還應(yīng)注意單片機(jī)管腳18和管腳19所外接的晶體振蕩器是否起振，它直接關(guān)系到時(shí)鐘振蕩電路是否起作用的；還有數(shù)碼管的選用應(yīng)注意數(shù)碼管的共陽(yáng)極還是共陰極。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼。該軟件可以編輯、編譯匯編語(yǔ)言、C51語(yǔ)言，連接定位目標(biāo)文件和庫(kù)文件，創(chuàng)建HEX文件，調(diào)試目標(biāo)程序等。Keil μVision是一款在Windows下使用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，目前最新版本為V3。點(diǎn)擊“Project”（工程）菜單下面的“New Project”（新建工程），我們來(lái)新建一個(gè)工程。如圖62所示：圖 62 建立新工程我們?yōu)楣こ梯斎胛募?，點(diǎn)擊“保存”按鈕，軟件將彈出“Select Device for Target”（選擇MCU）窗口，如圖63所示。圖 63 選擇單片機(jī)型號(hào)選擇好相應(yīng)的MCU，點(diǎn)擊窗口中的“確定”按鈕以后，軟件會(huì)彈出一個(gè)窗口詢(xún)問(wèn)是否將89S51啟動(dòng)代碼加入工程，如圖64，由于我們不需要這段代碼，所以我們點(diǎn)擊“否”跳過(guò)就可以了。下面我們需要做的就是創(chuàng)建源文件并將我們的源文件加入工程。編輯好的源文件如圖65所示。結(jié) 論本次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是基于單片機(jī)的溫濕度計(jì)，要求是能夠時(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前溫度和濕度，當(dāng)濕度到某一數(shù)值時(shí)啟動(dòng)加濕功能。在本此設(shè)計(jì)中，由于采用的是高效單片機(jī)作為核心，集溫度傳感器和濕度傳感器于一體的SHT11作為主要的采集與測(cè)量系統(tǒng)，由于將傳感器與電路部分結(jié)合在一起，因此，該傳感器具有比其它類(lèi)型的濕度傳感器優(yōu)越得多的性能。其次在傳感器芯片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)保證了每一只濕度傳感器都具有相同的功能，即具有100%的互換性。加上優(yōu)化程序，使得本系統(tǒng)具有很高的實(shí)用性。 我深刻認(rèn)識(shí)到僅僅了解書(shū)本上的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有結(jié)合自己的實(shí)際情況運(yùn)用于實(shí)踐，這樣才能更深地了解和學(xué)習(xí)好知識(shí)，同時(shí)我們要在工作中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用自己的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。測(cè)量精度有待進(jìn)一步提高，軟件設(shè)計(jì)也存在不合理之處。通過(guò)本次設(shè)計(jì)我積攢了很多經(jīng)驗(yàn)并收獲了很多知識(shí)，真是受益匪淺。回首走過(guò)的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫(xiě)完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候有一種如釋重負(fù)的感覺(jué)，感慨良多。從開(kāi)題報(bào)告開(kāi)始，他在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間審查、修改我的論文。不僅是我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的工作目標(biāo)，掌握了基本的學(xué)習(xí)方法，還是我明白了許多帶人接物與為人處世的道理，還有教過(guò)我的老師，你們的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作學(xué)習(xí)中的榜樣；他們的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給與我無(wú)盡的啟迪。最后真誠(chéng)期望每一個(gè)已經(jīng)出現(xiàn)在或是已經(jīng)出現(xiàn)在我不同人生階段卻是同一條生活軌跡的師長(zhǎng)、親友、同學(xué)們，能夠擁有美好幸福的生活狀態(tài)、以及一直熱忱于擁有滿(mǎn)意工作的心，同時(shí)也是對(duì)自己未來(lái)生活的期冀?？v觀幾十年來(lái)單片機(jī)發(fā)展歷程可以看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器（MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，推動(dòng)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，表現(xiàn)出比微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢(shì)：在過(guò)去的一段時(shí)間內(nèi)，單片機(jī)的指令運(yùn)行速度一直在10MIPS以下，這對(duì)于應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的單片機(jī)來(lái)說(shuō)是足夠了，但當(dāng)單片機(jī)被應(yīng)用在通訊及DSP領(lǐng)域作為高速運(yùn)算、編碼或解碼時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)因指令運(yùn)行速度不夠而限制單片機(jī)應(yīng)用的情形，因此提高單片機(jī)指令運(yùn)行速度已經(jīng)成為迫切需要解決的問(wèn)題。51LPC系列單片機(jī)采用以下三種方法降低功耗：（1）使系統(tǒng)進(jìn)入空閑模式，在空閑模式下，只有外圍器件在工作，任意的復(fù)位及中斷均可結(jié)束空閑模式。（3）使系統(tǒng)進(jìn)入低電壓EPR