基于單片機的溫濕度控制系統(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 STC89C52 的一些特殊功能口，如下表所示：管腳備選功能:表 31　P3 口的第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數據存儲器寫選通） /RD（外部數據存儲器讀選通）P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執行MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態 ALE 禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現。/EA/VPP：當/EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH） ，不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時，/EA 將內部鎖定為 RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電源（VPP） 。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。　主控模塊電路原理圖單片機主程序模塊通過對 DHT11 傳感器采集到信號的讀取，將得到的數據信號進行分析和處理，再將處理后的信號發送給 1602 液晶顯示模塊。完成信息的接收與發送。并且連接蜂鳴器。控制報警系統。如圖 32 所示。圖 32　STC89C52 模塊電路原理圖　DHT11 傳感器模塊設計　DHT11 傳感器簡介DHT11 數字溫濕度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個 NTC 測溫元件，并與一個高性能 8 位單片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點。每個 DHT11 傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數以程序的形式儲存在 OTP 內存中，傳感器內部在檢測信號的處理過程中要調用這些校準系數。單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達 20 米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。產品為 4 針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據用戶需求而提供。 DHT11 傳感器實物圖如下 33 所示：圖 33　DHT11 傳感器實物圖（1）引腳介紹：Pin1：(VDD)，電源引腳，供電電壓為 3~。Pin2：（DATA） ，串行數據，單總線。Pin3:（NC） ，空腳，請懸浮。Pin4（VDD） ，接地端，電源負極。（2）接口說明 ：建議連接線長度短于 20 米時用 5K 上拉電阻,大于 20 米時根據實際情況使用合適的上拉電阻。圖 34　DHT11 典型應用電路（3）數據幀的描述：DATA 用于微處理器與 DHT11 之間的通訊和同步,采用單總線數據格式,一次通訊時間 4ms 左右,數據分小數部分和整數部分,具體格式在下面說明,當前小數部分用于以后擴展,:一次完整的數據傳輸為 40bit,高位先出。數據格式:8bit 濕度整數數據+8bit 濕度小數數據+8bi 溫度整數數據+8bit 溫度小數數據數據傳送正確時校驗和數據等于“8bit 濕度整數數據+8bit 濕度小數數據+8bi 溫度整數數據+8bit 溫度小數數據”所得結果的末 8 位。（4）電氣特性：VDD=5V，T = 25℃，除非特殊標注表 32 DHT11 的電氣特性參數 條件 Min typ max 單位供電 DC 3 5 V測量 mA平均 1 mA供電電流待機 100 150 uA采樣周期 秒 1 次注:采樣周期間隔不得低于 1 秒鐘。（5）時序描述：用戶 MCU 發送一次開始信號后,DHT11 從低功耗模式轉換到高速模式,等待主機開始信號結束后,DHT11 發送響應信號,送出 40bit 的數據,并觸發一次信號采集,用,DHT11 接收到開始信號觸發一次溫濕度采集,如果沒有接收到主機發送開始信號,DHT11 低速模式。通訊過程如下圖 35 所示：圖 35　總線空閑狀態為高電平,主機把總線拉低等待 DHT11 響應,主機把總線拉低必須大于 18 毫秒,保證 DHT11 能檢測到起始信號。DHT11 接收到主機的開始信號后,等待主機開始信號結束,然后發送 80us ,延時等待 2040us 后, 讀取 DHT11 的響應信號,主機發送開始信號后,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 36 總線為低電平,說明 DHT11 發送響應信號,DHT11 發送響應信號后,再把總線拉高80us,準備發送數據,每一 bit 數據都以 50us 低電平時隙開始,高電平的長短定了數據位是 0 還是 ,則 DHT11 沒有響應, bit 數據傳送完畢后，DHT11 拉低總線 50us,隨后總線由上拉電阻拉高進入空閑狀態。數字 0 信號表示方法如下圖 37 所示： 圖 37數字 1 信號表示方法如下圖 38 所示圖 38　DHT11 傳感器模塊電路設計 DHT11 傳感器連接 STC89C51 系列單片機相對比較簡單。單片機的 口用來發收串行數據，即數據口。連接傳感器的 Pin2（單總線，串行數據） 。由于測量范圍電路小于 20 米，建議加一個 5K 的上拉電阻，因此在傳感器的 Pin2 口與電源之間連接一個 5K 電阻。而傳感器的電源端口 Pin1 和 Pin4 分別接單片機的 VDD 和 GND 端。傳感器的第三腳懸浮放置。DHT11 傳感器原件的電路原理圖如下 39 所示： 圖 39 DHT11 電路原理圖　1602 液晶顯示模塊設計　1602 液晶顯示屏簡介HJ1602A 是一種工業字符型液晶，能夠同時顯示 16x02 即 32 個字符。 （16 列 2行） 。在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產品中都可以看到，顯示的主要是數字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發光管、LED 數碼管、液晶顯示器。發光管和 LED 數碼管比較常用，軟硬件都比較簡單。在單片機系統中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優點：由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質高且不會閃爍。 液晶顯示器都是數字式的，和單片機系統的接口更加簡單可靠，操作更加方便。 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。 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。 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數字、符號等點陣式 LCD，目前常用 16*1，16*2，20*2 和 40*2 行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602 字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般 1602 字符型液晶顯示器實物如圖 310 和 311 所示：圖 310 液晶屏正面 圖 311 液晶屏背面（1）引腳說明：第 1 腳：VSS 為地電源。 第 2 腳：VDD 接 5V 正電源。 第 3 腳：VL 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影” ，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度。 第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5 腳：R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。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。 第 6 腳：E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。 第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數據線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負極。（2）1602LCD 的 RAM 地址映射以及標準字庫表LCD1602 液晶模塊內部的字符發生存儲器已經存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符圖有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H） ，顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母。它的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的（說明：1 為高電平，0 為低電平） 。指令 1：清顯示，指令碼 01H，光標復位到地址 00H 位置。指令 2：光標復位，光標返回到地址 00H 。指令 3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，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。高電平表示有效，低電平則無效 。指令 4：顯示開關控制。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示。 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標。 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 。指令 5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標 。指令 6：功能設置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線。 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示。 F：低電平時顯示 5X7 的點陣字符，高電平時顯示 5x10 的點陣字符 （有些模塊是 DL：高電平時為 8 位總線，低電平時為 4 位總線） 。指令 7：字符發生器 RAM 地址設置 。指令 8：DDRAM 地址設置 。指令 9：讀出忙信號和光標地址。 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，模塊就能接收相應的命令或者數據。指令 10：寫數據 。指令 11：讀數據 。液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。1602 內部顯示地址如圖 312 所示： 圖 312 1602 內部顯示地址例如第二行第一個字符的地址是 40H，那么是否直接寫入 40H 就可以將光標定位在第二行第 一個字符的位置呢？這樣不行，因為寫入顯示地址時要求最高位 D7恒定為高電平 1，所以實際寫入的數據應該是 01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H) 。在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態。1602 液晶模塊內部的字符發生存儲器（CGROM）已經存儲了 160個不同的點陣字符圖形，如下圖所示，這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是 01000001B（41H） ，顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A” 。　1602 液晶顯示模塊電路原理圖液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性， 通過電壓對其顯示區域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規模集成電路直接驅動、易于實現全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數字攝像機、PDA 移動通信工具等眾多領域。圖 313　1602 顯示模塊　報警模塊　蜂鳴器介紹蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器。采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發聲器件。 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA” （舊標準用“FM” 、 “LB”、 “JD”等）表示。　蜂鳴器工作原理圖 314　蜂鳴器工作原理圖 第 4 章　系統軟件設計在對我們所