基于单片机的仓库多点温湿度检测

基于单片机的仓库多点温湿度检测内容摘要：

要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。 通过分时轮流控制各个数码管的 COM 端，就使各个数码管轮流受控显示。 液晶显示器 常用的液晶显示器有 12864 和 1602。 (1) 12864 12864 是 128*64 点阵液晶模块的点阵数简称。 液晶显示模块是 128*64 点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置 8192 个中文汉字（ 16*16 点阵）、128 个字符（ 8*16 点阵）及 64*256 点阵显示 RAM（ GDRAM）。 可与 CPU 直接接口，提供两种界面来连接微处理机， 8位并行及串行两种连接方式。 (2) 1602 1602 字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号的 点阵 型液晶模块。 显示的内容为 16*2,即可以显示两行，每行 16 个字符（显示字符和数字）。 显示方案选择 本设计需要显示温度和 时间，采用八段数码管，单片机控制器的占用 I/O 口资源较多，并且数码管的显示需要动态显示，需要单片机控制器不停地刷新扫描，占用单片机控制器。 12864 和 1602 相比， 12864 能显示更多的汉字，但占用单片机控制器的 I/O 口资源太多， 1602 不但能显示汉字，而且占用单片机控制器的 I/O 口资西京学院本科毕业设计（论文） 8 源较少，只需 11 根 I/O 口就能实现显示，并且能显示 2 行内容。 因此本设计选择1602 为显示设备。 输入方案的确立 键盘是电子器件常用的输入设备，分为独立式按键和矩阵键盘两种方式，对于这两种方式，都是 利用 单片机控制器 I/O 口的 电平 高低 状态来 控制 按键是否按下进行识别。 独立式按键 图 就是常用的独立式按键， 把电平信号直接接到 I/O 上。 在程序里面读取I/O 电平状态，如果读到相应的 低 电平，则说明此 I/O 上所接的按键被按下。 独立式按键硬件结构简单， 原理与控制方法都非常简单，但 会 造成了 I/O 资源的浪费。 图 独立式键盘 矩阵键盘 这 种按键输入方式很巧妙地利用了 I/O 资源，使得 8 个 I/O 口 可以实现 16 键键盘。 它的示意图如下 图 矩阵键盘 西京学院本科毕业设计（论文） 9 对于矩阵键盘，常见 有两种按键识别方法，行扫描法和高低电平翻转法。 键盘输入方案的选择 矩阵 按键输入方式比 独立 按键方式从原理与控制上都 要 复杂 ， 对于要求输入按键多的时候，选择矩阵键盘更节约 I/O 口资源，本设计的按键接口需要：上、下切换键（用于查询历史值的选择）、确认键、返回主界面控制键和查询历史键，共五个按键，按键较少，在此选择独立按键形式。 西京学院本科毕业设计（论文） 10 第 3 章 系统硬件电路设计 系统设计框图 把整个系统分为单片机控制系统，传感器检测模块， A/D 转换模块，存储单元，显示输出，按键输入单元六大部分。 系统设计结构框 图如下： 图 系统框图 传感器模块中，采用湿度传感器 LM35 和湿度传感器 ST1906。 按键输入单元，是由 5 个独立按键构成，存储单元，采用 AT24C02， AT24C02 的数据传输线为串行接口，由于 AT89C52 本身不带 I2C 总线，在此用普通 I/O 口模拟 I2C 总线，实现对AT24C02 的读写控制。 显示输出采用液晶显示器 1602 作为显示器件， A/D 转换器为 ADC0809，单片机控制器 AT89C52 的引脚分配如表 按 键 输 入 单 元 控 制 器AT89C52 存 储单 元 显示输出 传感器检测模块 A/D 转换模块 西京学院本科毕业设计（论文） 11 表 单片机引脚分配 表 器件 单片机引脚 所连器件引脚 功能 ADC0809 EOC 转换结束信号 ~ OUT1~OUT3 数字量输出 ~ ADDA~ADDC 地址输入线 ALE START、 ALE 启动和地址锁存信号 OE 输出允许信号 CLK AD 时钟信号 1602 ~ D0~D7 数据线 RS 寄存器选择 RW 读写信号 E 使能信号 AT24C02 SCK 二 线 串行接口 SDA 键盘 UP 上键 OK 确认键 Time 显示时间 DOWN 下翻键 RESET_MAIN 实现查询和显示主界面 西京学院本科毕业设计（论文） 12 单片机控制最小系统的设计 单片机控制最小系统，由复位电路、晶振电路组成和单片机组成，如图 . 图 单片机最小系统电路图 外界晶振为 12Mhz。 复位电路工作原理 ： VCC 上电时， C3 充电，在 10K 电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后， C3 充满， 10K 电阻上电流降为 0，电压也为 0，使得单片机 进入工作状态。 工作期间，按下 RESET 键 ， C3 放电。 RESET松手， C3 又充电，在 10K 电阻 R 上出现电压，使得单片机复位。 几个毫秒后，单片机 重新 进入工作状态。 温、湿度传 感器模块的设计 本设计采用的 LM35 系列是精密集成电路温度传感器，外观如图 ，其输出的电压线性地与摄氏温度成正比，灵敏度为 ℃， 25℃时输出电压为 ，精度在 ℃至 ℃ (55℃至 +150℃温度范围内 )，重复性好，低输出阻抗，线性输出和内部精密校准使其与读出或控制电路接口简单和方便，可单电源和正负电源工作， 工作电压 4～ 30V，在上述电压范围以内， 芯 片 从电源吸收的电流几乎是不变的（约 50μA）。 在此选择单电源。 ED0D1D2D3D4D5D6D7RSRWX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2C31 0 u FR1 0 kC53 0 p FC63 0 p FR41 2 M H zR62 2 0R E S E T2 3 4 5 6 7 8 91R V 14 .7 kA DD CA DD BA DD AOEDo wnE O CUPOKM e m o r yRE S E T _ M A I N amp。 V I W EO UT 1O UT 2O UT 3O UT 4O UT 5O UT 6O UT 7O UT 8S C K6S D A5WP7A01A12A23U22 4 C02 CS T A RTCL CR21 0 k西京学院本科毕业设计（论文） 13 图 LM35 图 ST1906 ST1906 湿敏传感器，以高分子湿敏电阻作为敏感元件， 5v 直流电压供电，工作温度范围为 20~60℃ ，测量范围为 0~99%RH；分辨率为 10Mv/ RH；精度（湿度）为 177。 5%RH ，传感器为三线制输出结构，两个电源端口和一个输出端口，外观如图。 图 传感器模块电路 图中 A、 B、 C 是温度传感器 LM35， LM35 有三个端口，第一引脚接正电源，第三引脚接负电源，第二引脚为输出， A 的输出端口接 A/D 转换器的 IN0 脚，作为第一通道输入， B 的输出端口接 A/D 转换器的 IN1 脚，作为第二通道输入， C 的输出端口接 A/D 转换器的 IN2 脚，作为第三通道输入。 RE S E T _ M A I N amp。 V IW EA DD AA DD BA DD CS T A RTS C K6S D A5WP7A01A12A23U22 4 C02 C321411U 7 : AL M 3 2 4567411U 7 : BL M 3 2 41098411U 7 : CL M 3 2 4C41uFC 5 11uFC 6 11uFR 4 11 0 kR 6 11 0 kR 8 11 0 kI N3I N4I N5V c c1H2G ND3H3TTV c c1H2G ND3H2TTV c c1H2G ND3H1TT26.031VOUT2AL M 3 524.031VOUT2BL M 3 531V O UT2CL M 3 5IN1I N2IN0西京学院本科毕业设计（论文） 14 H1~H3 是三个湿敏传感器，一端接地另一端接正电源，电信号输出端接一个电压跟随器给 A/D 转换器的 IN3~IN5 引脚进行转换。 A/D 转换器模块的设计 ADC0809 是 8 路输入 通道， 8 位逐次逼近式 A/D 模数转换器。 （ 1）、引脚介绍 ADC0809 芯片有 28 条引脚，采用双列直插式 封装 ，如图 所示。 下面说明各引脚功能。 IN0～ IN7： 8 路模拟量输入端。 21～ 28： 8 位数字量输出端。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中的一路 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电 平有效。 START： A/D 转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少 100ns 宽）使其启动（脉冲上升沿使 0809 复位，下降沿启动 A/D 转换）。 EOC： A/D 转换结束信号，输出，当 A/D 转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 OE： 数据输出 允许信号，输入，高电平有效。 当 A/D 转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 CLK：时钟脉 冲输入端。 要求 时钟频率 不高于 600Khz。 REF（ +）、 REF（ ）：基准电压。 图 ADC0809 图 单片机连接 A/D 转换器图 如图 ， IN0~IN5 为模拟输入通道的输入端口，接了传感器的输出端； ADDA、 +3vA DD AA DD BA DD CS T A RTS T A RTE O CCL COEO UT 121A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT6O UT 58E O C7OE9CLO C K10O UT 220O UT 714O UT 615O UT 817O UT 418O UT 319I N228I N127I N02。