基于protues的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-09-12 11:47本頁面
【正文】 C51 單片機(jī)系統(tǒng)位核心，溫濕度傳感器為溫度、濕度數(shù)據(jù)采集端，通過 LCD 數(shù)碼管顯示，并進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，最后通過 Protues 與 Keil 連調(diào)的方式進(jìn) 行仿真運(yùn)行。其應(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期穩(wěn)定性。 （ 2）數(shù)據(jù)處理模塊：：該模塊采用微處理器來實(shí)現(xiàn)，微處理器模塊式整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，微處理器選用 89C51 系列單片機(jī)，該處理器具有運(yùn)用靈活、迅速、低功耗的特點(diǎn)。 系統(tǒng)框圖 本次設(shè)計(jì)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)主要核心就是單片機(jī) STC89C51，首先通過 DHT11 進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，并進(jìn)行放大、 A\D 轉(zhuǎn)換，后通過接口電路將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，后由單片機(jī)傳送命令給 LED 進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。當(dāng)然電源電路，一直為整個(gè)系統(tǒng)提供工 作電壓，該電路是將 220V 的交流電通過變壓器、橋式整流電路、穩(wěn)壓器變換成 5V 的直流電。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。 1 %RH 精度 25℃ 177。 5 %RH 互換性 可完全互換 量程范圍 0℃ 30 90 %RH 25℃ 20 90 %RH 50℃ 20 80 %RH 響應(yīng)時(shí)間 1/e(63%)25℃，1m/s 空氣 6 10 15 S 遲滯 177。 1 %RH/yr 溫度 分辨率 1 1 1 ℃ 8 8 8 Bit 重復(fù)性 177。 1 177。 M C U D H T 1 1V D D V D DG N D5 KD A T A圖 2 典型應(yīng)用電路 淮陰師范學(xué)院 畢業(yè)論文 7 電源引腳 DHT11的供電電壓為 3－ 。電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個(gè) 100nF 的電容，用以去耦濾波。 數(shù)據(jù)格式 :8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗(yàn)和 數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“ 8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末 8位。 3所示 圖 3 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)。 淮陰師范學(xué)院 畢業(yè)論文 8 圖 4 DHT11響應(yīng) 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 bit數(shù)據(jù)都以 50us低電平時(shí)隙開始 ,高電平的長短定了數(shù)據(jù)位是 0還是 1.格式見下面圖示 .如果讀取響應(yīng)信號(hào)為高電平 ,則 DHT11沒有響應(yīng) ,請(qǐng)檢查線路是否連接正常 .當(dāng)最后一 bit數(shù)據(jù)傳送完畢后， DHT11拉低總線 50us,隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。 LCD 顯示模塊 LCD1602 簡介 顯示模塊選擇 LCD1602 液晶顯示器，如圖 7 所示，字符型顯示模塊是一種專門用顯示淮陰師范學(xué)院 畢業(yè)論文 9 字幕、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16*1,16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。 圖 7 LCD1602 （ 1） 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中： 第 1 腳： VSS 為電源地 第 2 腳： VDD 接 5V 電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度 過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 第 5 腳： RW 為讀寫信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 15 腳背光正極， 16 腳背光負(fù)極。 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 指令 4：顯示開關(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)。 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示。 淮陰師范學(xué)院 畢業(yè)論文 10 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)。 LCD1602 內(nèi)部顯示地址如圖 10 所示： 淮陰師范學(xué)院 畢業(yè)論文 11 圖 10 LCD1602 的 RAM 地址映射 LCD1602 接口電路 LCD1602 與 AT89C51 單片機(jī)連接如圖 11 所示 ： 圖 11 LCD1602 與 STC89C51 連接圖 電源模塊 本模塊為直流供電，當(dāng)有電源供電時(shí)，直流 5V 的 電源模塊，或直接使用 USB 供電，亦可使用三到四節(jié)電池供電，本樣機(jī)采用的是 電池供電。片內(nèi)含有 Flash程序存儲(chǔ)器、 SRAM、 UART、 SPI、 A\D、 PWM 等模塊。 圖 13 89C51 單片機(jī)的引腳功能說明 （ 1） VCC:電源電壓 （ 2） GND:接 地 （ 3） P0 口 ： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址(低 8 位 )和數(shù)據(jù)總線復(fù)位，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。對(duì)端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入 (P )和輸入 (P ),參見表 2。 淮陰師范學(xué)院 畢業(yè)論文 13 表 2 和 的第二功能 引 腳 號(hào) 功能特性 T2（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù) 2 捕獲 /重裝載觸發(fā)和方向控制） （ 5） P2 口 :P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流 )4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (例如執(zhí)行 MOVX DPTR指令 )時(shí)，P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 （ 6） P3 口 :P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。對(duì) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被 內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 3 所示。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器 (地址為0000HFFFFH ) 。需注意的是 :如果加密位 LB1 被編程，
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