温湿度采集系统设计781

--------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------最近几年来，随着科技的飞速发展，单片机领域正在不断的走向社会各个角落，还带动传统控制检测日新月异更新。在实时运作和自动控制的单片机应用到系统中，单片机如今是作为一个核心部件来使用，仅掌握单片机方面知识是不够的，还应根据其具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是工作效率高。18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷。所以，本课程设可以作为其他有关设计的基础。如何高效、稳定地对数据(包括温度、湿度光线、压力等项目)进行实时采集对于现代的企业、工厂、研究所等对数据精度要求较高的单位具有非常重要的意义。本系统设计采用温度和湿度作为采集对象，是以单片机为核心的温度、湿度采集、数字显示系统，用液晶显示出当前温度、湿度的信息。以此了解AT89S52芯片为核心外接温度传感器和湿度传感器模块在液晶显示屏上显示当前的温度和湿度的过程。AT89S52功能特性描述:AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼止，直到下一个中断或硬件复位为止。据指针；掉电标识符。功能引脚说明：VCC:电源GND:接地RST:复位输入------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ALE/PROG：地址锁存控制信号。PSEN:外部程序存储器选通信号。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片码管比较常用，软硬件都比较简单，在前面章节已经介绍过，在此不作介绍，本章重点介绍字符型液晶显在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：(1)显示质量高(2)数字式接口(3)体积小、重量轻(4)功耗低2.2.1液晶显示原理液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，2.2.2液晶显示器分类液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(SimpleMatrix)和主动矩阵驱动(ActiveMatrix)三种。2.2.3显示原理 (002H)=00H，---------------------------------------------------------既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的2.2.4LCD1602的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否D------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(2)芯片工作电压:4.5—5.5V电流:2.0mA(5.0V)块最佳工作电压:5.0V(5)字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引脚功能说明:LCD1602采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口，各引脚接口说明如表1所示:编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极。---------------------------------------------------------DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用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与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。它具备以下特点：(1)相对湿度和温度测量(2)全部校准，数字输出(3)卓越的长期稳定性(4)无需额外部件(5)超长的信号传输距离(6)超低能耗(7)4引脚安装(8)完全互换温湿度传感器模块DHT11实物图为图2-4：图2-4DHT11模块实物图DHT11的供电电压为3－5.5V。传感器上电后，要等待1s以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚(VDD，GND)之间可增加一个100nF的电容，用以去耦滤波。------------------------------------------------------------------------------------------------------------------图2-5DHT11接口说明图表2DHT11测量信息测测量范围20－90％RH0－50℃封装测湿精度测温精度分辨力1DHT11测量分辨率分别为8bit(温度)、8bit(湿度)。2.3.2DHT11传感特性说明MinypMax度分辨率1181%RHBit重复性%RH度%RH0－50℃%RH互换性可完全互换量程范围%RH%RH%RHs6SRH长期稳定性型值%RH/yr分辨率111℃888Bit重复性℃精度℃量程范围0℃S6表4DHT11引脚说明PinPin名称注释1VDD供电3－5.5VDC2DATA串行数据，单总线3NC空脚，请悬空4GND接地，电源负极DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零；操作流程如下:一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集；采集据后转换到低速模式。图2-7DHT11通讯过程图总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号。主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后,读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可,总线由上拉电阻拉高。总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。数字0信号表示方法如图2-8所示：图2-8数字0信号表示图数字1信号表示方法如图2-9所示：图2-9数字1信号表示图---------------------------------------------------------LCD显示电路温度传感器湿度传感器LCD显示电路温度传感器湿度传感器及流程系统总体结构设计框图如3-1所示。主要包含了电源模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、单片机最小系统和液晶显示模块。单片机单片机LCDLCD初始化时及分析---------------------------------------------------------从整个实现过程来看，首先是温湿度模块通过对环境的温湿度感应，将相应数据通过DATA端口传输另外，只要将单片机通电后，随时改变温湿度模块周围的温度和湿度情况，在1602液晶显示屏上便会出现相应的改变；例如，向温湿度模块呵一口气，液晶显示屏上的数据便会向上有着一定的波动。这便是整个设计过程的相应情况。---------------------------------------------------------是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理际动手能力和独立思考的能力。当然，在设计的过程中遇到了很多问题，但是通过这些问题，我又能发现师和同学。---------------------------------------------------------参考文献[2]薛小玲，刘志群等.单片机接口模块应用与开发实例详解.北京航空航天大学出版社，2010：343-363[3]张萌，和湘等.单片机应用系统开发综合实力.清华大学出版社.2007:120-129[4]何立民.单片机应用系统设计.北京航空航天出版社,1990:89-97ATC的温湿度控制仪.哈尔滨工业大学出版社,2004:27-52#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintcharread_data();voidclock(void);voidinit_lcd(void);voidwr_lcd(uchardat_cmd,ucharcontent);voidlcd_play(ucharx,uchary,uchark,uchar*ch);sbitwr=P3^6;sbitrd=P3^7;sbitrs=P2^0;sbitrw=P2^1;sbiten=P2^7;sbitDHT=P3^5;ucharshiZ,shiX,wenZ,wenX,check;uchartr_shiZ,tr_shiX,tr_wenZ,tr_wenX;ucharflag;uchara[]="wendu:";ucharb[]="shidu:";voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=800;y>0;y--);}voiddelay1(uintz)---------------------------------------------------------{uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=8;y>0;y--);}voidwr_cmd(ucharcmd){wr=0;rd=0;rs=0;rw=0;P0=cmd;delay(5);ndelay(5);n}voidwr_dat(uchardat){wr=0;rd=0;rs=1;rw=0;P0=dat;delay(5);ndelay(5);n}voidlcd_init(){wr_cmd(0x38);wr_cmd(0x0c);wr_cmd(0x06);wr_cmd(0x01);}---------------------------------------------------------charread_data(){uchari,num,temp;num=0;for(i=0;i<8;i++){flag=2;ifDHT{temp=1;flag=2;while(DHT&&flag++);}temp=0;num<<=1;num|=temp;}return(num);}voidread_init(){DHT=0;delay(20);DHT=1;delay1(4);DHT=1;if(!DHT)//从机发出响应信号{flag=2;while((!DHT)&&flag++);//等待从机发高电平结束flag=2;while(DHT&&flag++);//开始采集数据tr_shi