基于單片機的糧倉濕度檢測報警系統設計檢測報告畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 進行復位。 ALE/PROG：當地址鎖存器的控制信號在訪問外部的程序存儲器的時候，低 8位的地址的 鎖存輸出脈沖。當 Flash編程的時候，此引腳會被用作編程來輸入脈沖。而在一般的情況下， ALE 用六分之一晶振的頻率來輸出脈沖，也可以當作外部的定時器這貨時鐘來使用。但是，當每次訪問外部的數據存儲器的時候， ALE 的脈沖將跳過。如果需要的話，把 8EH地址的 SFR的第 0位置“ 1”， ALE的操作也會無效。這一位如果置“ 1”，那么 ALE只在執行 MOVC 或者是 MOVX指令的時候才有效。否則， ALE會被微弱的拉高。 在 flash的編程期之間， EA也會接受 12伏特的 VPP 電壓。 XTA L1：表示振蕩器的反相 放大器和內部時鐘的發生器輸入端。 鹽城工學院本科生畢業設計說明書（ 20xx） 9 XTA L2：表示振蕩器的反相放大器輸出端 [12]。 單片機引腳分配 根據系統設計及各模塊的分析得出，單片機的引腳分配如表 33所示 [13]。 表 33 單片機的引腳分配 模 塊 端口 功能 顯示模塊 段選信號輸入 位選信號輸入 報警模塊 、 報警信號輸出 檢測模塊 濕度信號輸入 檢測模塊 檢測模塊主要由 SHT10溫濕度傳感器和 1個 10K 電阻組成。 SHT10溫濕度傳感器介紹 a. SHT10溫濕度傳感器的實物介紹 SHT10是 由瑞士 Sensirion公司 推出的 SHTxx系列 的 數字溫濕度傳感器， 其使用領先世界的 CMOSens174。數字傳感 的 技術，有 很 高的可靠性 與優良 的長期 的 穩定性。全 部 量程標定，可 以和 單片機 進行 直接 連接 ， 因此可以極大的 縮短研發 的 時間 ，可以 簡化外圍電路 從而 降低 其 費用。 另外 ， 由于其 體積小、響應 快 、能耗 低 、可浸沒、抗干擾 的 能力 強大 、溫濕 度檢測 一體， 并且 有露點測量，性價比 非常的 高， 從而使得 該產品能適 用 于 多種 場合 的應用 [14]。 SHT1x(包括 SHT10,SHT11 和 SHT15)是 Sensirion溫濕度傳感器家族中的貼片封裝系列產品。本溫濕度傳感器把傳感的元件與信號處理電路都集成在同一塊微型的電路板上，將輸出完全進行過標定的數字信號。本溫濕度傳感器采用了 CMOSens174。技術，保證了該產品的極高的可靠性和優良的長期的穩定性不受影響。本溫濕度傳感器包括了一個電容性的聚合體測濕的敏感元件和一個由能隙材料而制造的測溫元件，并且在同一塊芯片上，同 14位 A/D轉換器和串行接口電路均實現了無縫連接 [15]。所以，該產品有響應極快、品質優良、抗干擾的能力極強以 及性價比極高的優點。內部的電壓調整和兩線制串行接口，將會使得外圍系統的集成變得迅速而且簡便。由于體積微小和功耗極低的優點，因此 SHT1x成為了各類應用中的首選。具有相類似性能的溫濕度傳感器還包括柔性 PCB封裝和插針型封裝。 主要用于 數據采集器、變送器、自動化過程控制、汽車行業、樓宇控制 amp。暖通空調、電力機房、計量測試、醫藥業 。其實物圖如圖 34所示 [16]。 基于單片機的糧倉濕度檢測報警系統設計 10 圖 34 SHT10 實物圖 b. SHT10的 接口定義 表 34 SHT10 的引腳說明表 引腳 名稱 描述 1 GND 接地 2 DATA 穿行數據，雙向 3 SCK 串行時鐘，輸入口 4 VDD 電源 NC NC 必須為空 c. 電源引腳 (VDD, GND) SHT1x 系列數字溫濕度傳感器的電壓范圍在 到 , 推薦的供電電壓是。并且必須添加一個 100nF 電容在電源引腳之間，用來濾波去耦。 SHT1x的串行接口，在傳感器信號的讀取及電源。在損耗的方面，均作出了優化的處理；傳感器不能按照 I2C 協議編址，但是，如果 I2C 總線上沒有掛接別的元件，傳感器可以連接到 I2C 總線上，但單片機必須按照傳感器的協議工作 [17]。典型應用電路如圖 35所示。 圖 35 SHT10 典型應用電路 d. 串行數據 (DATA) DATA 的引腳是三態的結構，用來讀取傳感器的數據 .而在向傳感器發送命令的時候 ,DATA 只有 SCK 的上升沿有效并且在 SCK 的高電平時必須保持穩定狀態。由于 DATA會在 SCK 的下降沿后有所改變。因此為確保通訊的安全， DATA的有效時鹽城工學院本科生畢業設計說明書（ 20xx） 11 間是 SCK 的上升沿之前和下降沿之后應該分別延長至 TSU and THO– 參見圖 36。在從傳感器讀取數據的時候 , DATA TV在 SCK 變低以后有效，且維持到下一個 SCK的下降沿。 為了避免信號的沖突，微處理器將會驅動 DATA 在低電平。因此需要一個外部的上拉電阻來把信號提拉到高電平 [18]。上拉電阻一般都已經包含在了微處理器的中。詳細的 I/O 特性，參見表 35。 e. 串行時鐘輸入 (SCK) SCK 用來進行微處理器和 SHT1x之間的同步通訊。因為接口包含了完全靜態邏輯，所以不存在最小的 SCK 頻率 [19]。 圖 36 時序圖 表 35 SHT10 直流特性 參數 條件 最小 典型 最大 單位 供電電源 DC10 V 供電電流 測量狀態 1 mA 平均值 2 28 181。A 休眠狀態 250 181。A 低電平輸出電壓 IOL 4 mA 0 250 mV 高電平輸出電壓 RP 25 k? 90% 100% VDD 低電平輸出電壓 下降 0% 20% VDD 高電平輸出電壓 上升 80% 100% VDD 焊盤上的輸入電流 1 181。A 輸出電流 開 4 mA 三態（關） 10 20 181。A 基于單片機的糧倉濕度檢測報警系統設計 12 f. 電氣特性 電氣特性，如能耗，高、低電平，輸入、輸出電壓等，都取決于電源。表 35詳細解釋了 SHT1x 的電氣特性，若沒有標明，則表示供電電壓為 5V[20]。 SHT10溫濕度傳感器電路圖介紹 SHT10 溫濕度傳感器作為濕度檢測的核心元件，對實時空氣濕度進行檢測，再傳輸給單片機。其電路圖如圖 37[21]。 圖 37 SHT10 電路圖 顯示模塊 LCD1602介紹 介紹 LCD1602 即 字符型液晶顯示模塊 ， 是一種專門 的適用于 顯示 符號，字母以及 數字等 的 點陣式 LCD，目前常用 的有 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2行等的模塊。 本課題中采用 LCD1602字符型液晶顯示器 ，其 實物如圖 38所示 [22]。 圖 38 1602 字符型液晶顯示器實物圖 鹽城工學院本科生畢業設計說明書（ 20xx） 13 1602LCD分為 不 背光和背光兩種 ， 1602LCD采用 了 標準的 14腳或 16腳接口 [23]，各個 引腳 的 接口說明如表 36所示 。 表 36 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數據 2 VDD 電源正極 10 D3 數據 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數據 4 RS 數據 /命令選擇 12 D5 數據 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數據 6 E 使能信號 14 D7 數據 7 D0 數據 15 BLA 背光 源正極 8 D1 數據 16 BLK 背光源負極 第 1腳： VSS是接 地電源。 第 2腳： VDD是 接 5V的 正電源。 第 3腳： VL是 液晶顯示器 的 對比度調整端 口 ， 其在 接地 的時候 對比度 是 最高 的 ，對比度 太高的時候 會產生 “ 鬼影 ” ， 在 接正電源 的時候 對比度 是最低的 ，使用 的時候可通過一個 10K 電位器 來 調整 其 對比度。 第 4腳： RS 是 寄存器 的 選擇，低電平 的時候 選擇 的是 指令寄 存 器 、 高電平 的時候 選擇 的是 數據寄存器。 第 5 腳： R/W 是 讀寫 用的 信號線， 在 高電平 的時候 進行 的是 讀操作，低電平 的時候 進行 的是 寫操作。 而 當 RS 和 R/W 均是 低電平 的時候可 寫入指令或 者是 顯示地址，當 RS 是 高電平 R/W是 低電平 的時候 可以寫入數據，當 RS 是 低電平 R/W高電平 的時候 可以讀 入 信號。 第 6腳： E端 是 使能端，液晶模塊執行 的 命令 是 E端 從 高電平變 為 低電平。 第 7～ 14腳： D0～ D7 是 8位 的 雙向數據線。 第 15腳：背光源 是 正極。 第 16腳：背光源 是 負極。 基于單片機的糧倉濕度檢測報警系統設計 14 1602LCD的一般初始化（復位） 的 過程 ： 延時 15mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 以后每次寫指令、讀 /寫數據操作均需要檢測忙信 號 寫指令 38H：顯示模式設置 寫指令 08H：顯示關閉 寫指令 01H：顯示清屏 寫指令 06H：顯示光標移動設置 寫指令 0CH：顯示開及光標設置 LCD1602顯示模塊功能介紹 LCD1602液晶顯示芯片需完成的功能如下： a. 第一行顯示實時濕度數值，第二行顯示濕度設置限值； b. 當按了設置按鍵后，再按加或減按鍵，第二行的數值會對應加或減 [24]； c. 顯示模塊電路圖如圖 39所示。 圖 39 1602 字符型液晶顯示器 電路圖 報警模塊 報警電路的基本原理 當檢測到的實 時濕度信號在設置范圍內時，輸出信號使 D3 導通，綠燈亮起。反鹽城工學院本科生畢業設計說明書（ 20xx） 15 之超出設置范圍時， D4 導通，紅燈亮起，并且蜂鳴器發出警報 [25]。 報警電路設計 根據上述報警電路的介紹，報警電路主要由 2個發光二極管， 1個蜂鳴器， 1個三極管， 2個 1K 的電阻和 1個 10K 的電阻構成 [26]。具體的電路如下圖 310所示。 圖 310 報警電路圖 設置模塊 設置模塊主要由 4 個按鍵組成。主要作用是從上至下依次完成“設置”、“加”、“減”、“確認” 4個功能 [27]。其電路圖如圖 311 所示。 圖 311 設置電路圖 基于單片機的糧倉濕度檢測報警系統設計 16 復位模塊 復位模塊主要 1 個 1K 電阻， 1 個 10K 電阻， 1 個 10uF 電容和 1 個按鍵組成。主要作用是當濕度檢測報警系統發生錯誤時進行復位恢復 [28]。其電路圖如圖 312所示。 圖 312 復位電路圖 鹽城工學院本科生畢業設計說明書（ 20xx） 17 4 系統的軟件設計 中斷子程序 中斷函數的程序： void timer0() interrupt 1 { TH0=(6553510000)/255。 TL0=(6553510000)%255。 // t0++。 主函數程序 主函數程序： include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit Green=P3^4。//正常指示燈 sbit Red=P3^3。//不正常指示燈 sbit FEQ=P3^2。//蜂鳴器 void delaynms(uint ms)//延時 1 毫秒（不夠精確的） { uint i。 for(i=0。ims。i++) delay1ms(1)。 } //*********主函數 ***************** void main(void) { value humi_val,temp_val。 unsigned char error,checksum。 unsigned int wendu,shidu。 s_connectionreset()。 delaynms(200)。 //延時 /*、 *********定時器初始化 ********************/ TMOD=0X01。 TH0=(6553510000)/255。 TL0=(6553510000)%255。 EA=1。 ET0=1。 基于單片機的糧倉濕度檢測報警系統設計 18 TR0=1。 init()。//液晶初始化 /*************************************/ while(1) { error=0。 error+=s_measure((unsi