温湿度采集系统设计汇总.docx

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1、目录第1章 设计意义及要求 11.1 设计意义11.2 设计要求1第2章硬件设计22. 1 AT89S52芯片介绍 22.2液晶显示器LCD示02 32. 2.1液晶显示原理 33. 2.2液晶显示器分类 34. 2. 3显示原理 35. 2.4 LCDI602的基本参数及引脚功能42.3温湿度模块DHTlI介绍 62. 3. 1 DHTIl概述63. 3.2 DHTII传感特性说明 74. 3.3 DHTIl封装信息85. 3.4串行接口（单线双向）8第3章设计实现116. 1设计框图及流程113. 2设计结果及分析11第4章设计总结13参考文献H附录 E第1章设计意义及要求1.1 设计意义

2、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 以完善。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 在实际人们的生活中都有着密切的关系，例如：冬天温度为18至25,湿度为30%至80%；夏天温度为 23至28,湿度为30%至60%o在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内，室温为19至 24C,湿度为40%至5

3、0%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。18C,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 计就是通过单片机驱动LCD1602,液晶显示温湿度，通过此设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且 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。1.2 设计要求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，JfJ 液晶显示出当前温度、湿度的信息。以此了解A

4、T89S52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。第2章硬件设计2. 1 AT89S52芯片介绍AT89S52功能特性描述:AT89S52是一种低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系统可编程 Flash存储器。使用Atrnel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 容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和 在系统可编程FIaSh,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52 具有以下标准功能：8k字节Flas

5、h, 256字节RAM, 32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三 个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至OHZ静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时 器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停 止，直到下一个中断或硬件复位为止。AT89S52的主要特性是:与MCS-51单片机产品兼容；8K字节在系统可编程Flash存储器：1000次擦写 周期；全静态操作：0Hz33Hz;三级加密程序存储器；32个可编程I/O

6、口线；三个16位定时器/计数器； 八个中断源；全双工UART串行通道；低功耗空闲和掉电模式；掉电后中断可唤醒：看门狗定时器；双数 据指针；掉电标识符。T2/F1.0 C T2EX/F1. 1 C Pl. 2 C Pl. 3 C Pl.4 C M3SI/F1 5 C MISOZPl.6 CSCKZPl 7 C RST CRXD/P3. 0 C TXD/P3.1 Cjf0P3.2 C wTTP3. 3 CT0P3.4 C nP3. 5 C ffiP3. cRD/P3. 7 C XTAL2 C XTALl C PDIP GWD C1 J40233338437536635734G33932103111

7、301229132814271526162517241823192220213 Icc3 PO 0/ADO3 PO. 1/AD13 PO 2/AD23 PO 3/AD33 PO. 4/AD43 PO 5/AD53 Po6AD3 PO. 7/AD7 EA/VPF3 LEFL3 FEsR1 P2 “AlS J P2. 6/A143 P2 5/A133 P2.4”12 J P2. 3,AIlJ P2 2/A10J P2 1/A93 P2,图2-1 AT89S52功能引脚图功能引脚说明：VCC:电源GND:接地RST :复位输入PO 口：是一个8位漏极开路的双向I/O 口，也被作为低8位地址/数据复用

8、。Pl 口：是一个有内部上拉电阻的8位双向I/O ,在flash编程和校验时，Pl 口接收低8位地址字节。P2 口：是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3 口：是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，亦作为AT89S52特殊功能(第二功能)使用。 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。XTALl :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。2.2液晶显示器LCD1602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

9、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 示器的应用。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

10、于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点， 目前己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。2.2.2液晶显示器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。2. 2. 3显不原理首先是液晶的线段的显示。点阵图形式液晶由MXN个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行 有128歹J,每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，

11、共16X8=128个点组成，屏上64X16个显示单 元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的 亮暗由RAM区的OOOH一一OOFH的16字节的内容决定，当(OOOH) =FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮 线，长度为8个点；当(3FFH) =FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当(OOOH) =FFH, (OOlH) =OOH,(002H) =OOH(OOEH)=OOH, (OOFH ) =OOH时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。其次是液晶字符的显示。用LCD显示一个字符时比较复杂

12、，因为一个字符由6X8或88点阵组成， 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 列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。图2-2液晶显示原理图2.2.4 LCD1602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 带背光在应用中并无差别，两者尺寸

13、差别如图2-1所示：0 件图2-3 LCDI602尺寸图LCD1602的主要技术参数:显示容量:16x2个字符(2)芯片工作电压:4.55.5V(3)工作电流:2.0mA(5.0V)(4)模块最佳工作电压:5.0 V字符尺寸：2.954.35 (WH) 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:表1弓脚接口说明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7DO数据15BLA背

14、光源正极8Dl数据16BLK背光源负极第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时 会产生“鬼影”，使用时可以通过一个IOK的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平 时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电 平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

15、第714脚：DOD7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。2.3温湿度模块DHTlI介绍2.3. 1 DHTll 概述DHTIl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DHTIl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2