单片机温度_湿度毕业论文(编辑修改稿)

单片机温度_湿度毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

统。 电路 可分为温湿度测量电路，显示电路， 主控电路。 选用的主要器件有：单片机 AT89C52，温湿度传感器 DHT11， 1602LCD 显示 器。 系统整体简介 LCD 液晶模块负责显示温湿度数值，采用 LCD1602具有较好的显示效果。 温湿度传感器模块采用数字式温湿度传感器 DHT11，该传感器 应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术 ，确保 系统 具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。 南京工 程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 6 第三章 硬件部分设计 系统显示模块 液晶显示器简介 （ 1) 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。 在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、 LED 数码管、液晶显示器。 发光管和 LED 数码管比较常用，软硬件都比较简单。 在单片机系统中应用晶液显示器有以下几个优点： 显示质量高 —— 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（ CRT）那样需要不断刷新新亮点。 因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。 数字式接口 —— 液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 体积小、重量轻 —— 液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。 功耗低 —— 相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 I C 上，因而耗电量比其它显示器要少得多。 (2)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，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、 PDA 移动通信 工具等众多领域。 （ 3)液晶显示器的分类 :液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。 除了黑白显示外，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（ Simple Matrix）和主动矩阵驱动（ Active Matrix）三种。 （ 4) 一般 1602字符型液晶显示器实物如图 南京工 程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 7 图 LCD1602液晶显示器实物 LCD1602液晶 工业字符型液晶，能够同时显示 16x02即 32个字符。 1602液晶也叫 1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的 点阵 型液晶模块。 它由若干个 5X7或者 5X11等 点阵 字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和 行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。 管脚功能 1602 采用标准的 16脚接口， 如图 ， 其中： 1脚： GND 为 电源地。 2脚： VCC 接 5V电源正极。 3脚： V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会 产生 “ 鬼影 ” ，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度）。 4脚： RS 为 寄存器 选择，高电平 1时选择 数据寄存器 、低电平 0时选择 指令寄存器。 5脚： RW 为读写信号线，高电平 1时进行读操作， 低 电平 0 时进行写操作。 6脚： E(或 EN)端为使能 (enable)端 ,高电平 1 时读取信息，负跳变时执行指令。 7～ 14 脚： D0～ D7 为 8 位双向数据端。 第 15～ 16 脚： 空脚 或背灯电源。 15脚背光正极， 16脚背光负极。 图 LCD1602液晶管脚图 南京工 程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 8 液晶连接原理图 EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(T2)1(T2EX)2345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40U1AT89C52VCCRSTMISOSCKMOSIVCCGND1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16P1LCD1602GNDVCC10KR1GNDVCCGND12345678P4 Header 812345678P6Header 8P712345678P3Header 81 2 3 4 5 6 7 8 9P2Header 9VCCVCC 图 液晶连接原理图 温湿度采集模块 DHT11产品概述 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、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。 每个 DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。 校准系数以程序的形式储存在 OTP 内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。 单线制串行接口，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。 性能指标和特性如下： 工作电压范围： 工作电流 ：平均 湿度测量范围： 20－ 90％ RH 温度测量范围： 0－ 50℃ 湿度分辨率 ： 1％ RH 8位 温度分辨率 ： 1℃ 8位 南京工 程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 9 采样周期 ： 1S 单总线结构与 TTL 兼容（ 5V），实物如图 ： 图 DHT11传感器实物图 引脚说明 引脚号 引脚名称 类型 引脚说明 1 VCC 电源 正 电源输入， DC 2 Dout 输出 单总线，数据输入 /输出引脚 3 NC 空 空脚，扩展未用 4 GND 地 电源地 电源引脚 DHT11 的供电电压为 3－。 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。 DHT11 引脚图 图 DHT11引脚 南京工 程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 10 应用电路连接说明 DHT11数字湿温度传感器连接方法极为简单。 第一脚接电源正，第四脚接电源地端。 数据端为第二脚。 可直接接主机（单片机）的 I/O 口。 为提高稳定性，建议在数据端和电源正之间接一只 的上拉电阻。 第三脚为空脚，此管脚悬空不用。 如图 ： 1234P5DHT11VCCGNDR2Res2 图 温湿度传感器原理图 串行接口 (单线双向 ) 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 , 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 .采集数据后转换到低速模式。 DHT11 数据结构 数据包由 5Byte（ 40Bit）组成。 数据分小数部分和整数部分 ,具体格式在下面说明。 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 +8bit 温度整数数据 +8bit 温度小数数据 +8bit 校 验和校验和数据为前四个字节相加。 传感器数据输出的是未编码的二进制数据。 数据 (湿度、温度、整数、小数 )之间应该分开处理。 如果，某次从传感器中读取如下 5Byte 数据： 南京工 程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 11 byte4 byte3 byte2 byte1 byte0 00101101 00000000 00011100 00000000 01001001 整数 小数 整数 小数 校验和 湿度 温度 校验和 由以上数据就可得到湿度和温度的值，计算方法： humi (湿度 )= byte4 . byte3= (％ RH) (31) temp (温度 )= byte2 . byte1= ( ℃ ) (32) chek(校验 )= byte4+ byte3+ byte2+ byte1=73(=humi+temp)(校验正确 ) (33) 注意： DHT11一次通讯时间最大 3ms，主机连续采样间隔应该不小于 100ms。 DHT11的传输时序 DHT11 开始发送数据流程，如图。 图 DHT11开始发送数据流程 主机发送开始信号后 ,延时等待 20us40us 后读取 DH11T 的回应信号，读取总线为低电平 ,说明 DHT11发送响应信号， DHT11发送响应信号后，再把总线拉高 ,准备发送数据 ,每一 bit 数据都以低电平开始 ,格式见上面。 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。 主 机复位信号和 DHT11响应信号，如图。 图 主机复位信号和 DHT11响应信号 数字‘ 0’信号表示方法，如图。 南京工 程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 12 图 数字‘ 0’信号表示方法 数字‘ 1’信号表示方法，如图。 图 数字‘ 1’信号表示方法 AT89C52最小系统 单片机最小系统 单片机最小系统 ,或者称为最小应用系统 ,是指用最少的元件组成的单片机可以的系统 . 对 51系列单片机来说 ,最小系统一般应该包括 :单片机、晶振电路、复位电路 . 下面给出一个 51单片机的最小系统电路图如图 7. 说明复位电路 :由电容串联电阻构成 ,由图并结合 电容电压不能突变 的性质 ,可以知道 ,当系统一上电 ,RST 脚将会出现高电平 ,并且 ,这个高电平持续的时间由电路的 RC 值来决定 .典型的 51单片机当 RST 脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位 ,所以 ,适当组合 RC 的取值就可以保证可靠的复位 .一般教科书推荐 C 取 10u, 他取法的 ,就是要让 RC 组合可以在 RST脚上产生不少于 2个机周期的高电平 .至于如何具体定量计算参考电路分析相关书籍晶南京工 程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 13 振电路典型的晶振取 .0592MHz(因为可以准确地得到率和 19200波特率有串口通讯的场合 )/12MHz。