基于單片機溫濕度顯示警報系統設計(留存版)

　　

【正文】 。輸出時可驅動4個TTL。當復位腳由高電平變為低電平時，芯片為ROM的00H處開始運行程序。圖3 單片機最小系統電路圖 電源引腳 Vcc　40　電源端 GND　20　接地端工作電壓為5V，, 引腳功能一樣。單片機開發中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變為CPU可以執行的機器碼有兩種方法，一種Keil軟件圖標是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。Proteus軟件的功能很強大，它不僅可以在線仿真模擬電子，數字電子和單片機，還可以將設計直接轉換成PCB版圖[18]，因此，受到眾多電子工程師的喜愛。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展[14]，基于SOC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此，對于自動溫濕度報警的需求也在逐漸增加。目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內裝化等幾個方面發展。這種傳感器只適合那些測量點數較少，對精度要求不高的場合。目前，國際上已開發出多種智能溫度傳感器系列產品。首先，原理圖的正確性是最基本的要求，因為在一個錯誤的基礎上所進行的工作是沒有意義的；其次，原理圖應該布局合理，這樣不僅可以盡量避免出錯，也便于讀圖、便于查找和糾正錯誤；最后，在滿足正確性和布局合理的前提下應力求原理圖的美觀。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統。內部方式時，時鐘發生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式，此電路系統采用的是上電與按鈕復位電路。在訪問外部程序和16位外部數據存儲器時，P2口送出高8位地址。體積小、重量輕——液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統顯示器要輕得多。第16 腳：背光源負極。 表2 1602液晶模塊內部的控制器的11條控制指令序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發生存貯器地址0001字符發生存貯器地址8置數據存貯器地址001顯示數據存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數器地址10寫數到CGRAM或DDRAM）10要寫的數據內容11從CGRAM或DDRAM讀數11讀出的數據內容基本操作時序表與讀寫操作時序如表3和圖8，9所示。為確保通訊安全，DATA 的有效時間在SCK 上升沿之前和下降沿之后應該分別延長至 TSU and THO – 參見圖 11。這個過程需要大約20/80/320ms，分別對應8/12/14bit 測量。圖16 8位狀態寄存器的內容 信號轉換（1）相對濕度濕度的非線性補償請參閱下圖 ，為獲得精確的測量數據，建議用以下公式進行信號轉換。 超范圍報警具體要求：（1）傳感器采用SHT10集成傳感器 （2）LED溫濕度顯示，精確到一位小數 （3）超范圍發光二極管報警第一步：實現將sht10中的數據讀入到單片機中然后顯示到1602上第二步：調節sht10上的數據為n,若n在溫度1827范圍內則正常顯示到1602上，若超出范圍則報警，二極管點亮（紅）。sbit LcdEn= P2^2。 P0=input。\039。_nop_()。//溫濕度補償void s_transstart(void) //啟動傳輸函數// generates a transmission start // _____ ________ // DATA: |_______| // ___ ___ // SCK : ___| |___| |______ { DATA=1。 } void s_connectionreset(void) //連接復位函數// munication reset: DATAline=1 and at least 9 SCK cycles followed by transstart // _____________________________________________________ ________ // DATA: |_______| // _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ ___ // SCK : __| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |______| |___| |______ { unsigned char i。_nop_()。i0。 //pulswith approx. 3 us SCK=0。i++) if(DATA==0) break。 // t_C : Temperature [C] t_C=t* 40。 LCD_Initial()。 GotoXY(0,1)。\039。//轉換濕度為uchar方便液晶顯示 GotoXY(5,1)。,amp。 start=0。 // rh: Humidity [Ticks] 12 Bit float t=*p_temperature。 break。 //pulswith approx. 3 us SCK=1。 //release DATAline return error。 value) DATA=1。 _nop_()。 //連接復位函數char s_write_byte(unsigned char value)。 for(i=n。 //清屏 LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE)。x) for(y=110。但是通過這次畢業設計，我也學到了很多東西，感覺自己應用基礎知識及專業知識解決問題的能力有了很大的提高。如果傳感器被放置于裝備中，反應時間會延長，因此在程序設計中要保證預留足夠的測量時間。這些時序只復位串口，狀態寄存器內容仍然保留。啟動傳輸 時序后續命令包含三個地址位（目前只支持000”），和五個命令位。（2）串行時鐘輸入SCKSCK 用于微處理器與SHT10 之間的通訊同步。指令9:讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數據，如果為低電平表示不忙。當RS 和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS 為低電平R/W 為高電平時可以讀忙信號，當RS 為高電平R/W 為低電平時可以寫入數據。發光管和LED數碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，在前面章節已經介紹過，在此不作介紹，本章重點介紹字符型液晶顯示器的應用。(3) P2端口[－] P2是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/0端口。復位后P0－P3口均置1引腳表現為高電平，程序計數器和特殊功能寄存器SFR全部清零。下面圖3為AT89C51單片機的最小系統電路圖。在開發大型軟件時更能體現高級語言的優勢。Proteus電路設計源程序設計生成目標代碼基于proteus仿真 圖2 系統設計流程圖 軟件環境 PROTEUS軟件。（3）單片機是嵌入式系統的獨立發展之路，向MCU階段發展的重要因素[13]，就是尋求應用系統在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發展自然形成了SOC化趨勢。另一方面，如果溫度或者濕度過高過低可能會對一些設備中的一些半導體元器件造成損壞[7]。下面是單片機的主要發展趨勢[2]。因此設計出一款基于單片機的精度高、穩定性好、成本低的溫濕度顯示報警系統具有重要實際意義。智能溫度傳感器內部包含溫度傳感器、A/D傳感器[15]、信號處理器、存儲器和接口電路。電路原理圖的設計過程可分為以下幾個步驟：（1）置電路圖紙參數及相關信息根據電路圖的復雜程度設置圖紙的格式、尺寸、方向等參數以及與設計有關的信息，為以后的設計工作建立一個合適的工作平面。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內你只能買到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件），即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。晶振的頻率可以在1MHz24MHz內選擇。當時鐘頻率選用6MHz時，C取22μF，Rs約為200Ω，Rk約為1K。而在訪問8位地址的外部數據存儲器時其引腳上的內容在此期間不會改變。功耗低——相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內部的電極和驅動IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 LCD1602的指令說明及時序1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。表3 基本操作時序表讀狀態輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0—D7=狀態字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數據輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0—D7=數據寫數據輸入RS=H，R/W=L，D0—D7=數據，E=高脈沖輸出無圖8 讀操作時序圖9 寫操作時序 程序流程圖(詳細程序見附錄)顯示第二行內容開始LCD初始化設第一行顯示位置設第二行顯示位置延時顯示第一行內容 圖10 程序流程圖 SHT10傳感器 溫濕度傳感器電路圖圖11 溫濕度傳感器電路圖 產品簡介SHT10屬于Sensirion溫濕度傳感器家族中的貼片封裝系列[22]。 當從傳感器讀取數據時, DATA TV 在 SCK 變低以后有效，且維持到下一個SCK 的下降沿 。確切的時間隨內部晶振速度，最多可能有30%的變化。linear 1 2 RH 3 RH RH = c + c ?SO + c ?SO (%RH)圖17 從SORH 到相對濕度的轉化（2）濕度信號的溫度補償由于實際溫度與測試參考溫度25℃ (~77℉)的顯著不同， 濕度信號需要溫度補償。同理，若n在濕度40%70%范圍內則正常顯示到1602上，若超出范圍則報警，二極管點亮（綠）. 仿真原理圖用PROTUES軟件，根據要求畫出溫濕度顯示報警系統的的原理圖如下圖圖22 溫濕度顯示報警系統的的原理圖 系統仿真以及顯示結果用protues和keil軟件聯調，運行期間仿真軟件調試程序結