毕业设计（论文）-粮仓温湿度无线监控系统设计.doc

本科毕业设计题 目 粮仓温湿度无线监控系统设计 姓 名 * 专 业 电子科学与技术 学 号 * 指导老师 * 二一四年四月目 录摘 要IAbstractI1 绪论11.1 课题研究的意义11.2 国内外交通控制技术研究现状21.3 研究内容22 单片机无线控制系统方案的设计与论证42.1 设计思路42.2 方案论证42.3 单片机的应用52.4 单片机控制电路主要功能特点62.5 方案总结63 系统总体方案及硬件设计73.1 粮仓温湿度控制电路要求73.2 总体硬件设计73.3 粮食温湿度检测器83.4 声音报警电路93.5 STC89C52单片机简介93.5.1 STC89C52单片机引脚图和实物图片103.5.2 STC89C52单片机主要特性113.5.3 STC89C52单片机参数113.5.4 STC89C52RC引脚功能说明123.6 DHT11数字温湿度传感器简介143.6.1 DHT11数字温湿度传感器技术参153.6.2 DHT11数字温湿度传感器接线图153.6.3 DHT11数字温湿度传感器电气特性173.6.4 DHT11数字温湿度传感器应用信息174 系统软硬件的仿真调试184.1 proteus软件介绍184.2 主要调试过程19结 论20致 谢21参考文献22附 录 1 单片机源程序23附 录 2 实做图片30粮仓温湿度无线控制设计粮仓温湿度无线监控系统摘 要我国是粮食大国。在粮食的储藏的过程中，由于粮仓温湿度异常而造成粮食变质，带来的经济损失是非常惊人的。目前我国大多数粮食仓储单位采用测温仪器与人工抄录、管理相结合的传统方法，因此设计智能粮仓温湿度监控系统，使之提高了工作效率，实现粮仓温湿度的随时速递监控粮仓的温湿度，是仓储单位非常急缺解决的重要问题。在实际的生产过程中， 在仿真和模拟试验中，验证了该系统的可行性，分析了该系统在解决实际问题时的不足之处， 并提出了更进一步的改进的办法,每个粮仓都有一个节点，该节点以STC89c52单片机为核心的节点,主要有DHT11数字温湿度传感器完成粮仓内温湿度的采集，处理，显示并做出判断实现该装置的温湿度报警和控制，还通过 CAN 总线传送至上位机检测的有关信息。上位机通过接收智能节点传来的检测信息，了解各粮仓温湿度情况，并且 能根据各智能节点地址，设定任何一个粮仓温湿度的报警温度值，从而解决了多个粮仓的温湿度监控问题。关键词：温湿度测量；STC89c52单片机；DHT11数字温湿度传感器THE DESIGN OF THE GRANARY TEMPERATURE AND HUMIDITY MONITORING SYSTEM AbstractOur country is food superpower. In the process of grain storage, food metamorphism caused by abnormal granary temperature and humidity, the economic loss is staggering. At present our country most of the food storage unit using temperature measuring instrument and artificial transcribing, management of combining the traditional methods, so the design of intelligent monitoring system of granary temperature and humidity, improve the working efficiency, realize the express delivery at any time monitoring of granary temperature and humidity of granary temperature and humidity, storage unit is very sought-after solve an important problem. In the actual production process, the simulation and simulation experiment, proves the feasibility of the system, analyzed the system deficiency when solving practical problems, and further improvement measures are put forward.each granary has a node, the node with STC89c52 single-chip microcomputer as the core node, DHT11 digital temperature and humidity sensor to complete the main granary temperature and humidity of the acquisition, processing, display and judge the implementation of the device temperature and humidity alarm and control, and also through the CAN bus transmits information about the first machine testing. PC by receiving intelligent node from the test information, understand the granary temperature and humidity conditions, and can according to each intelligent node address, set any a granary temperature and humidity alarm temperature, so as to solve the problem of the multiple granary of temperature and humidity monitoring.Keywords: temperature and humidity measurement;STC89c52 single-chip microcomputer; DHT11 digital temperature andhumidity sensorII1 绪论1.1 课题研究的意义粮食是我们人类不可缺少的物质物品,没有粮食我们将无法生存。这些充分说明了粮食是非常重要的重要性。粮食储存在很早以前就存在，以前是为了防止战争时期没有食物,确保食品消费需求的非农业人口,调整国内食品平衡,稳定粮食市场价格,和处理重大自然灾害等突发事件和采取有效措施,因此,食品科学储藏具有重要的战略意义和经济意义。一般来说,食品储存在筒仓、大型粮仓可以存款成千上万的食物,和食物储存时间有长有短。目前,当地和农业领域的各种大型粮仓有不同级别的谷物食品存储恶化问题。在回顾截图品法律,定期抽样检验必须粮仓粮食的温度和湿度,每个点为了及时采取相应措施,防止变质的食物。但大多数粮仓仍采用人工测量温度和湿度的方法,这不仅使粮仓工作人员工作量增加,效率低,尤其是大型粮仓的温度和湿度测试任务,如不及时完成,可能会造成大规模的变质食物。据统计,每年在中国,因为食品变质和损失数亿公斤的谷物,直接经济损失是惊人的。食物是最重要的因素影响粮食安全的存储在堆大气条件,即温度和相对湿度的日变化和节日季节变化和温度和湿度之间是相互关联的。为了确保存储在粮仓粮食不会腐烂坏的坏,我们必须保持内部的粮仓温度和湿度在一定范围内。制冷机的冷是用来分析自然空气冷却和除湿,再通过风机和粮仓通过风管冷却空气通过粮食堆后,使温度降至低于15低温储粮的储存食物的科学和先进技术。使用这种技术可以使食物冷藏不受气候条件的影响,即使在炎症可以意识到炎热的夏天雨季。目前在西方发达国家尤其是欧洲国家被广泛使用,以确保食品质量,食品安全存储扮演重要的角色。1.2 国内外交通控制技术研究现状广泛应用于许多国家目前最具代表性的方法是控制无线温度和湿度,使用测量温度和湿度传感器和单片机设计。随着科学技术的发展,从1978年开始,电阻温度传感器、取样器,模数转换器,仓廪报警监控系统,它可以对所有粮库温度测量电路测试点,大大提高检测速度、精度、降低了劳动强度,但由于低电阻传感器的灵敏度、精度、系统可靠性不够理想。至1990年,粮情检测系统有了很大改进和提高,对线路布线系统采用矩阵技术,简化了数据采集电路的一部分,半导体的应用的传感器,如热电偶装置;输电线路上使用的串行传输方式,从而减少输电线路的数量,与一台机器进行数据处理,并使用各种各样的手段来提高数据传输的速度和检测,通过软件和硬件的结合技术,有很大提高检测精度和可靠性与以前相比。线性差,但系统的温度传感器检测精度仍不理想,没有大面积推广。近年来,随着单片机功能日益强大和广泛应用的计算机、检测的准确性的粮食情况,稳定,需求越来越高。寻找最佳配置和最好的性能价格比是成为一个热点的粮食形势监测研究国外粮食形势监测技术已经到了一个非常成熟,高科技数字传感器广泛应用于食品检测系统。传感器利用最新技术,半导体集成电路和单片机使用半导体管芯温度检测芯片,数据信号转换芯片,计算机接口芯片、转换、温度补偿等功能。由于数字温度传感器直接从数字量,从而解决和长距离传输温度信号传输问题造成的干扰和衰减过程中精度降低等问题。目前,国内出现了丰富的数字传感器产品,如远程控制模块、继电器、插头、电线等,技术更加成熟。数字传感器技术、通信技术、计算机成为当今信息技术的三个基础,计算机监控技术已成为关注的热点。1.3 研究内容根据实际的需求，我们提出了测温组件的基本功能，需要说明的是，在这里你看不到传统的温度显示功能，因为实际上工作人员根本不可能到现场去记录温度的显示。同时增加了组件的测温点免维护自由增减功能，以适应系统的规模的自由裁剪。使用机械制冷的方法将粮食温度降至5 15低温存储是一种科学、先进的粮食存储方式,具有以下特点:(1) 与常温储存、低温储存的谷物呼吸活动大大减弱,可以延缓衰老的食物,保持食物新鲜和减少天然纹理存储减少了损失。在10存储粮食,干物质产生的呼吸质量损失比存储在20和30时少4次,分别为15倍。(2) 当粮食温度达到13,昆虫繁殖和活动停止,粮食温度降至10时完全停止检查,所以低温存储可以避免谷物遭受虫害造成的损失。在一些西欧国家,低温储粮已不需要做化学熏蒸杀虫,从而提高粮仓的工人的工作环境,避免残留药物危害人们健康。(3) 由于模具的嗜热微生物,如低温储粮,模具的活动停止,能有效防止粮食霉变发生。(4) 存储的过程中,通常是谷物含水率一般在12%以下的安全状态,不会产生温度突变,一旦粮仓冷凝水,如谷物含水率20%或更多,因为粮食受潮受潮,胚芽的头发,加速新陈代谢,导致呼吸热,使当地食物温度突然上升,必须引起食品“发烧”和霉菌,并可能形成一个连锁反应,导致不可挽回的损失。和食品与机械制冷降温方法,可以有食物时高于水的安全贮存,因此可以提高粮食存储和处理单元的效率。对于大米,最合适的地下水是15%左右,但室温水13.5 存储安全14%,在处理之前需要人工加湿,容易爆腰,让米粉整米率。如果这个人冷却方法,大米可以低于15%水安全存储(见表1.1),以便提高稻米的整米率铣、减少水分损失减少粮食存储在同一时间。在西班牙碾米机,使用机械制冷增加整米率20%,低温储藏大米。下的10000吨粮食储备,15%的水储存,可以减少水分损失减少粮食存储单元116 173吨。湿程度测试,内部温度和湿度的检测和分析食品、机械通风的控制等,比以前有很大的进步,但仍有改善空间。现场检测电路和PC通信主要采用RS - 485,抗干扰能力差,整个系统和实时纠错能力不强,增加了节点。当通信节点失败,也会影响整个系统。防潮、防霉、防腐、防爆的粮食是一项重要的日常工作的一部分,是一个重要的指标来衡量粮库管理的质量。它直接影响库存的生活和工作可靠性。为了确保日常工作顺利,首要问题是加强仓库监控温度,因为温度的上升,意味着在粮库加强有氧呼吸,意味着很快就会腐烂霉变。所以我们需要一种低成本,易于使用和精确的温度测量仪器。在我们的印象中,测量的温度传感器、放大器、数字显示、报警和其他单位。但通过实际的调查,系统的现实并不像这样:因为熏蒸食品经常除了昆虫和啮齿动物,熏蒸剂具有高毒性、高耐蚀性,研究者不能接触到仓库设备,更不用说通过数码管显示和报警,及时发现异常变化的温度、防爆需求同时,在仓库的内部系统中,完全密封,并充满了低氧和高氮气,平时人员不能及时进入。2 单片机无线控制系统方案的设计与论证 2.1 设计思路整个检测系统的核心设备是STC89C52单片机,它是整个系统的“心脏”,它接收湿度信号和控制每个功能模块的正常工作的协调。一方面DHT11数字温度传感器采集信号,完成放大后发送A / D转换器,它将模拟信号转换成数字信号发送到CPU处理,在另一方面,湿度传感器、信号采集的湿度主要定时器单稳态电路转换成数字信号直接发送到处理,在单片机内部,CPU根据模拟量和数字量的对应关系,接收到的数字量和值的温度和湿度控制,找出合适的温度和湿度值,根据实现温度测量湿度的目的。完成液晶显示部分由辅助单片机芯片,并且可以通过键盘输入控制指令,充分提高单片机的效率。该系统可以实时检测温度和湿度值和温度测量范围- 55 + 150。C,根据粮仓温度变化的实际情况,设置的温度范围0 70.c .衡量湿度测量范围(0 - 100)% RH,它足以满足湿度测量的要求。温度和湿度的测量值通过键盘显示芯片。测量精度高,稳定性好,整个系统的性能能够满足远程测量温度和湿度的要求,适合检测粮仓。本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的。信号采集 由DHT11数字温湿度检测、多路开关组成、A/D转换；信号分析 由A/D转换器、STC89C52单片机基本系统组成；信号处理 由STC89C52单片机、串行口LED显示器和报警系统等组成。进行软件系统的设计，对于本系统，本人采用单片机C51语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。2.2 方案论证（1）手动控制缺点就是需要看守人员的手动操作，浪费人力，而且一旦出现操作失误，则后果会相当严重。（2）以数字集成电路为主的电路装置，这种结构的优点：体积小，重量轻，成本低，而系统的不足之处在于灵活性差，可扩展性不强。（3）PLC控制系统方案，功能强大，编程方法点简单易学，容易开发复杂的控制系统，抗干扰能力强，适用于环境恶劣的环景控制场合，有丰富的扩展模块和联网能力，可以做成大型复杂的粮仓控制系统。不足处是价格昂贵，体积大，功能扩展需要较多的模块，适合于工作母机控制和工业过程控制（4）用STC89C52单片机控制温湿度，STC89C52单片机体积小，有强大的模拟量和数据处理能力以及采用编程语言实现控制功能，价格便宜功能强大，既可以用于价格低廉的民用产品也可用于昂贵复杂的特殊应用系统。自带完善的外围接口，可直接连接各种外设，有强大的模拟量和数据，综合而言对本设计有很多优势。 2.3 单片机的应用单片机是应工业测控需要而产生的，最能反映其功能及形态的名称是在同一个应用系统中，Single-chip Micro-controller。按照测控系统的特点和要求，单片机的应用可分为单机应用和多机应用的两大类。我们这次要完成的单片机课程设计就是它的单机应用，下面在介绍一下单片机在单机应用领域内的主要内容。（1）智能产品单片机与传统机械产品相结合，使传统机械产品结构简化，控制智能化，购成新一代机电一体化产品。目前，利用单片机构成的智能产品已广泛应用于家用电器、办公设备、数控机床、纺织机械、工业设备等行业。（2）智能仪表目前，各种传感器、变送器、控制仪表已普遍采用单片机应用系统。它集测量、处理、控制功能于一体，具有各种智能化功能，如存储、数据处理、查找、判断、联网和语音等功能。单片机构成的智能仪表，能使仪表具有数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化等优点，赋予测量仪表以崭新的面貌，使传统的仪器、仪表发生根本性的变革，它代表了仪器仪表的发展趋势。（3）测由许多外部通信、采集、多路分配管理、驱动控制等接口。这些外部设备与接口如果完全由主机进行管理，势必会造成主机负担过重，运行速度降低，接口的管理水平也不可能提高。如果用单片机进行接口的控制与管理，单片机与主机可并行加工处理，可以大量降低接口的通信密度，极大的提高了接口控制管理水平。在一些通用计算机外部设备上，已实现了单片机的键盘管理、打印机控制、绘图仪控制、硬盘驱动控制等控技术用单片机构成的各种工业控制系统中的数据采集系统具有工作稳定可靠、抗干扰能力强的优点，如炉温恒温控制系统、电镀生产自动控制系统等。(4）智能接口在计算机系统，特别是较大型的工业测控系统中，除通用外部设备外，还有内部设备。2.4 单片机控制电路主要功能特点（1）可以实现自动化控制。整套装置开始工作后，无额外器件加入，可以及时采集到温湿度的变化状况，并通过温湿度的变化，进行扬声器发出报警信号，提醒管理人员注意。（2）粮仓温湿度控制系统在偏僻地区及城乡结合部，仓库有点小，可以充分利用仓库人员监控。（3）温湿度预警系统可以采用可在线编程的单片机，通过程序的编写实现温湿度变化状况。（4）报警电路，DHT11数字温湿度传感器收到温湿度的变化信息后，启动扬声器报警电路工作，并闪烁信号灯，通知仓库管理人员，避免事故的发生。（5）随着集成电路技术的发展，STC89C52单片机大大减少了芯片的体积，可以采用等待、睡眠、空闲，节电工作的方法使单片机功耗大大的降低。2.5 方案总结我国目前的粮仓温湿度控制系统普遍存在着技术落后，可靠性差等特点。本文应用的以STC89C52单片机为核心的控制器，从技术上说更为先进，实用性更强，整体可靠性更高。而且DHT11数字温湿度传感器是先进的温湿度检测器，灵敏度非常高。这些设备都价格低廉，实用性高的元器件。用这样的元器件制作的温湿度监控系统具有很高的安全性。 3 系统总体方案及硬件设计 3.1 粮仓温湿度控制电路要求图1 温湿度测量模块电路图系统主要由DHT11数字温湿度传感器和无线接受、报警器设备三个部分组成。由DHT11数字温湿度传感器主要是检测温湿度是否变化，并将变化的信息通过无线信道发送给无线接受器; 无线接受器则是通过无线方式接收来自于检测DHT11数字温湿度传感器的变化信息，以声音、灯光报警方式通知仓库管理人员，如图1所示。3.2 总体硬件设计控制系统的结构框图所示。总体设计方案共有六个部分组成，分别是：单片机STC89C52、无限传送器、无线接受器、蜂鸣器报警电路、复位控制电路、上位机。在进行仿真调试过程中，程序运行正确，六个部分同时工作，从而实现了温湿度无线控制的基本功能。系统总的原理框图如图2所示:上位机网络温湿度传感器报警器测温下位机机1测温分机1通风控制测温分机2按键远程计算机测温下位机机2图2 系统结构图3.3 粮食湿度检测器如图3所示，在嵌入式操作系统,Linux系统很容易移植,内核小的优势,效率高、开源代码、手臂9温度和湿度的控制电路理查德是3美元c2410采用了嵌入式Linux操作系统。系统编程包括Linux系统设计,转弯蜜蜂协议栈设计、硬件驱动程序设计三种点。完成手臂B10S软件初始化,设置和内部Linux系统加载后,在Linux系统下运行应用程序管理。转弯,蜜蜂协议栈使用是Mieroehip开源的转弯,蜜蜂协议栈,该协议栈是无线个域网协议栈的简化,最能实现无线个域网的功能。图3 粮食湿度检测器3.4 声音报警电路如图4所示计报警电路也是为了更加完善系统的功能。蜂鸣器是一种一体化的结构的电子讯响器，采用的是直流电源供电，广泛应用于计算机、打印机、复印件、报警器、定时器等等电子产品中作为发生器件。蜂鸣器主要分为电压式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。本设计采用的是电磁式蜂鸣器为核心的声报警电路。报警电路选用的是12V高音喇叭作为报警装置，使用S8550三极管做驱动的电路，当温湿度为17时，三极管导通。反之则截至，当温湿度传感器检测到温湿度变化时时，实现扬声器的报警，提醒仓库管理人员。图4 声音报警电路3.5 STC89C52单片机简介STC89C52 STC公司生产的是低功耗,高性能CMOS8单片机,在系统可编程闪存8 k。STC89C52使用古典MCS - 51内核,但是做了很多的改进与传统没有51单片机芯片的功能。在单个芯片上,具有灵活的8位CPU和在系统可编程Flash,让许多STC89C52嵌入式控制应用程序高灵活和有效的解决方案。具有以下功能:标准8 k字节Flash,512字节的内存,32个I / O端口线,看门狗定时器,内置的4KBEEPROM,MAX810复位电路,三个16位定时器/计数器,4外部中断向量7年级4中断结构(5向量与传统51兼容2级中断结构),全双工串行端口。除了STC89C52静态逻辑运算可以减少到0赫兹,支持两种类型的软件可以选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许内存,定时器/计数器,一个串行端口,继续工作。掉电保护,RAM的内容保存,振荡器是冻的,单片机停止所有工作,直到下一个中断或硬件复位。35 MHZ工作频率最高,6吨/ 12 t可选DHT11数字温度和湿度传感器。3.5.1 STC89C52单片机引脚图和实物图片图 5 STC89C52单片机引脚图6 STC89C52单片机实物图片3.5.2 STC89C52单片机主要特性STC89C52主要功能。 主要功能特性 兼容MCS51指令系统 8K可反复擦写FlashROM 32个双向I/O口 256x8bit内部RAM 3个16位可编程定时/计数器中断 时钟频率0-24MHz 2个串行中断 可编程UART串行通道 2个外部中断源 共6个中断源 2个读写中断口线 3级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能特性STC89C52RC单片机:8K字节的程序存储空间；512字节的数据存储空间；内带2K字节的EEPROM存储空间;可以直接使用串口下载；3.5.3 STC89C52单片机参数(1) 增强型8051单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统8051.2(2) 工作电压：5.5V3.3V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机）(3) 工作频率范围：040MHz，相当于普通8051 的080MHz，实际工作 频率可达48MHz(4) 用户应用程序空间为8K字节(5) 片上集成512 字节RAM(6) 通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。(7) ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无 需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程 序，数秒即可完成一片(8) 具有EEPROM 功能(9) 共3 个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2(10) 外部中断4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒(11) 通用异步串行口（UART），还可用为定时器软件用来实现多个UART(12) 工作温湿度范围为：-40+85（工业级）和/075（商业级）3.5.4 STC89C52RC引脚功能说明 VCC（40引脚）：电源电压 VSS（20引脚）：接地 P0端口（P0.0P0.7，3932引脚）：对于排水P0口是一个8位双向I / O端口。作为一个输出端口,每个销可以开车八个TTL负载,写“1”为P0端口,可以用作高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器,P0口也可以带来低8地址和8位数据总线的重用。在这一点上,P0口有效内部上拉电阻。在闪速存储器编程,P0端口接收指令字节;而在校准程序,输出字节顺序。身份验证,这就需要一个外部上拉电阻。 P1端口（P1.0P1.7，18引脚）：P1口,内部上拉电阻8位双向I / O端口。P1输出缓冲区可以驱动(或输出电流)4 TTL输入。写1到港口,通过内部上拉电阻拉港口高潜力,这是可以作为一个输入端口。P1口作为输入端口,使用时由于内部上拉电阻,这些外部低销将输出电流。P2端口（P2.0P2.7，2128引脚）：P2口,内部上拉电阻8位双向I / O端口。P2输出缓冲区可以驱动(或输出电流)4 TTL输入。写1到港口,通过内部上拉电阻拉港口到一个很高的水平,然后可以作为输入端口。P2用作输入端口,因为内部上拉电阻,降低由外部信号针将输出电流。P3端口（P3.0P3.7，1017引脚）：P3是一个内部上拉电阻与8位双向I / O端口。P3输出缓冲区可以驱动(或输出电流)4 TTL输入。写1到港口,通过内部上拉电阻拉港口高潜力,然后可以作为输入端口。P3输入端口使用,因为有内部上拉电阻,降低由外部信号针将输入电流。引脚号 复用功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 （外部中断0）P3.3 （外部中断1）P3.4 T0（定时器0的外部输入）P3.5 T1（定时器1的外部输入）P3.6 （外部数据存储器写选通）P3.7 （外部数据存储器读选通）RST（9引脚）：复位输入。当连续输入超过两机周期高电平时有效,用来完成单片机单片机复位初始化。看门狗定时器的完成后,RST引脚输出96水晶振动周期的高水平。专用寄存器AUXR (地址8EH)DISRTO可以禁用这个特性。DISRTO默认情况下,有效地减少和高水平。ALE/（30引脚）：地址锁存器控制信号(ALE),在他访问外部程序内存锁定输出脉冲的低8位地址。在Flash编程中,这针是用来编程输入脉冲。一般来说,啤酒与晶体的一个6输出固定频率的脉冲,可以用来作为外部定时器或时钟。特别强调,然而,在每一个访问外部数据存储器,ALE脉冲将被忽略。如果，通过将地址为8EH的SFR的第0位置的“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOV指令时就有效。否则，ALE将会被微弱拉高。这个为ALE使能标志位（地址位8EH的SFR的第0位）的设置将会对微控制器处于外部的执行模式下无效。（29引脚）：外部程序存储器控制信号是外部程序存储器控制信号。当AT89C51RC执行外部代码时,从每台机器的外部程序存储器周期激活两次,访问外部数据内存,不会被激活。/VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。使能从0000 h FFFFH外部程序存储器读取指令,必须连接到接地。注意,加密方法1,将内部锁定重置。为了执行内部程序指令,应该在VCC回答。在Flash编程,还应该能够收到12伏特VPP电压。XTAL1（19引脚）：振荡器的反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2（18引脚）：振荡器的反相放大器的输入端。ALE：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE 依旧以时钟振荡频率的16 输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：在访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对F1ash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，一条M0VX和M0VC指令ALE才会被激活。此外，该引脚电位会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。程序储存允许端（）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，跳过两次有效的信号。VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。F1ash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程电压Vcc。XTAL1：外接晶体引线端，当使用芯片内部时钟是，此引线端可外接石英晶体和微调电容，使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。3.6 DHT11数字温湿度传感器简介DHT11数字温度和湿度传感器是一种含有的化合物传感器校准数字信号输出的温度和湿度,它专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器由一个电阻式水分元素和NTC温度测量元件,并连接到一个高性能的8位单片机。该产品具有优良的品质,超快响应、抗干扰能力强、极高的性价比。每个DHT11在极其精确的湿度传感器校准实验室校准。校正因子的形式存在于程序OTP存储器,在传感器的检测模型,这一过程来调用校准系数。单线串行接口,系统集成变得简单和快速。超级体积小,功耗低,这类应用程序的最佳选择,即使是最苛刻的应用程序。产品单行销4针组装,方便连接。3.6.1 DHT11数字温湿度传感器技术参数供电电压： 3.35.5V DC输 出： 单总线数字信号测量范围： 湿度20-90%RH， 温度050测量精度： 湿度+-5%RH， 温度+-2分 辨 率： 湿度1%RH， 温度1互 换 性： 可完全互换 ，长期稳定性： 1%RH/年DHT11数字温湿度传感器应用领域暖通空调 测试及检测设备汽车 数据记录器消费品 自动控制气象站 家电湿度调节器 医疗除湿器DHT11数字温湿度传感器特性相对湿度和温度测量全部校准，数字输出卓越的长期稳定性无需额外部件超长的信号传输距离超低能耗4引脚安装完全互换3.6.2 DHT11数字温湿度传感器接线图图7 DHT11数字温湿度传感器实物图8 DHT11与单片机的接线图3.6.3 电气特性VDD=5V，T = 25，除非特殊标注脚引说明pin 名称 注释 1 vdd 供电 35.5vdc 2 data 串行数据，单总线 3 nc 空脚，请悬空 4 gnd 接地，电源负极3.6.4 应用信息(1) 工作与贮存条件超出了提案工作的范围可能导致临时漂移3% RH的信号。恢复正常工作对校准状态条中,传感器将缓慢复苏。加速恢复过程/可以参考7.3节”治疗后。“不正常工作的情况下长时间使用会加速产品的老化过程。(2) 暴露在化学物质中电阻式湿度传感器的感应层,化学汽的缓和效果、化学传感层测量扩散可能导致漂移和灵敏度下降。在一个纯粹的环境中,污染将是缓慢的慢慢地释放出来。下面提到的复苏进程将加快这一进程。高浓度的化学污染导致传感器传感层完全损坏。 (3) 恢复处理 在极端工作条件或化学传感器在蒸汽,通过以下程序,能做到回到学校。在50至60和 70% RH保持超过5小时。(4) 温度影响气体的相对湿度,在很大程度上依赖于温度。相应的测量湿度时,应尽可能确保工作在相同温度湿度传感器。如果共享电子元件释放热量印刷线路板,应尽可能安装时将DHT11远离电子元件,并安装底部的热,呆在同一时间外壳良好的通风。为了减少热传导,DHT11的其他部分印刷电路板电镀铜应该可以可以最小的,两者之间,留下一个缺口。(5) 光线长时间暴露在太阳的光下或强烈的紫外线辐射中，将会使性能降低。(6) 配线注意事项DATA数据信号线质量会影响通信距离和通信质量,建议使用高质量的屏蔽线。(7) 焊接信息手工焊接,最高温度为260条件下的接触时间就必须小于10秒。注意事项避免结露情况下使用。长期保存条件：温度1040，湿度60%以下4 系统软硬件的仿真调试4.1 proteus软件介绍Proteus ISIS 是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行Windows操作系统上，可以仿真和分析（SPICE）各种模拟器件以及集成电路。该软件具有以下特点： （1）实现了单片机仿真和电路相结合。具有模拟电路仿真、单片机及外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器 、键盘和LED系统仿真的功能；还有各种虚拟仪器，如示波器 、逻辑分析仪、信号发生器等。（2）支持主流单片机系统的仿真。Proteus目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列（本设计就采用8051系列）、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、Z80系列、HC11系列、ARM7以及各种外围芯片。（3）提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，可以同时观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在Proteus仿真系统中，也必须具有这些功能；Proteus同时还支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51集成开发环境（包括Keil u Vision2、Keil u Vision3等）。（4）具有强大的电路原理图绘制功能4.2 主要调试过程调试过程主要有三部分：第一部分先要硬件连接着调试，电路连接完之后，要进行适当的调试，以检测是否达到使用的要求。实践表明，一个电子装置，即便用按照电路的完美参数安装设计也难免出现微小误差。所以，制作人员在设计时，出现各方面的问题可能都想不到，需要通过制作完成产品之后测试改进后，来发现和改正原设计的缺点，然后再改进，通过各种方法，使装置达到预期的技术指标。因此调整电子电路的技能在对从事电子技术及有关领域的工作人员来说，是不应缺少的技能。通常调试仪器有：万用表、示波器、信号发生器。第二部分是软件部分调试，通过KEIL软件的界面，进入程序编辑的界面，选定单片机的型号，对源程序进行编译，链接，也可通过仿真器对软件进行调试。第三部分是软件和硬件联和调试，实现温湿度的控制。具体步骤为：第一步：在Proteus软件库中，查找相关的元器件，按照所示的电路图接线，并认真检查接线是否有错误。第二步：软件测试硬件电路各部分是否连接正确。 第三步：编写源程序对软件程序进行测试和修改。 第四部：软硬件连调，根据问题修改软件。 32结 论本设计是由DHT11数字温湿度传感器和STC89c52单片机为主要设计的装置，这是由温湿度传感器测的温湿度变化经过无线装置远程接受的设计。本设计能精确的在远处监测到粮仓温湿度的变化情况。很大程度上节省人力资源，使粮仓内的食物得到极大的保护，减少腐败的现象。在这次设计中本设计也遇到不少问题，也正是对这些问题的逐步解决该检测仪顺利设计完成。本设计的设计主要面临着硬件设计和软件设计的两大问题，以及硬件和软件的结合。软件设计中面临的主要问题是温湿度数据的采集方法，相对湿度的温度补偿和线性化处理。在指导老师的悉心辅导下和查阅大量资料之后，然后采用了DHT11数字温湿度传感器和STC89c52单片机并配合其它一些元器件的硬件设计方案，使以上问题得到了很好解决 。 致 谢本论文是在张老师指导下完成的。从论文选题到课题难点的解决，都给予了本人悉心地指导。张老师的治学态度、专业造诣和敬业精神都使我受益匪浅。在此，我首先向张老师致以衷心的感谢!在这里我要感谢我的指导学长们，非常感谢学长们的指导和帮助，然后我还要感谢大学领导和辅导员在这四年的关心、帮助、和教育指导；要感谢同学们在校期间在生活上给予我的帮助和鼓励最后衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文的老师。参考献文1 童诗白.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2006.235-278.2 沈德金，陈粤初.单片机接口电路与应用程序设计M.北京：航空航天大学出版社，1990. 25-28.3 张平川.通信原理与技术简明教程.北京：北京大学出版社，2014；78-954 张平川.单片机原理与技术项目化教程.北京：哈尔滨工程大学出版社，2011.；107-1335 张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，2003.65-78.6 何立民.单片机应用技术选编M.北京：航空航天大学出版社，1999.77-84.7 Mahir K.Mahmood. Improving the setting time of a digital phase-lock frequency synthesizer. 17-24.8 吴国经等.单片机应用技术M.北京：中国电力出版社，2004.1.55-57.9 马全利.单片机原理及接口技术M.北京：高等教育出版社，2004.1. 22-34.10 石建华.单片机原理与应用技术M.北京：北京邮电大学出版社，2008. 31-35.11 Chen changzhou. Voice of Electronic Password-lock Design, Beijing aviation university press, 2003. 69-84.12 钟富昭.8051单片机典型模块设计与应用.北京：人民邮电出版社，200713 董继成.一种新型安全的单片机密码锁J.电子技术,2004,(03). 168-184.14 阎石.数字电子技术基础M.北京高等教育出版社1998.10. 71-80.15 彭虎.微机原理与接口技术.北京：电子工业出版社，2008. 57-64.16 李广弟.单片机基础M.北京航空航天大学出版社,2007.2. 66-72.附 录 1 单片机源程序发射测量程序礦ision Build LogProject:C:Documents and SettingsAdministrator桌面51单片机无线温湿度监控系统 程序发射测量程序发射测量程序.uvprojProject File Date: 01/01/2014Output:Build target Target 1assembling STARTUP.A51.compiling piling DH11.c.linking.* WARNING L16: UNCALLED SEGMENT, IGNORED FOR OVERLAY PROCESS SEGMENT: ?PR?SETRX_MODE?MAIN* WARNING L16: UNCALLED SEGMENT, IGNORED FOR OVERLAY PROCESS SEGMENT: ?PR?_NRF24L01_RXPACKET?MAINProgram Size: data=73.0 xdata=0 code=1087creating hex file from 发射测量程序.发射测量程序 - 0 Error(s), 2 Warning(s).Build target Target 1assembling STARTUP.A51.compiling piling DH11.c.linking.* WARNING L16: UNCALLED SEGMENT, IGNORED FOR OVERLAY PROCESS SEGMENT: ?PR?SETRX_MODE?MAIN* WA