基于51單片機的實驗室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計

基于51單片機的實驗室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計摘要隨著經(jīng)濟發(fā)展，各行各業(yè)需要監(jiān)測濕溫度的場合越來越多。測量溫濕度的傳統(tǒng)的方法是用毛發(fā)濕度計、干濕度表、溫度計和濕度試紙等測試器材，人工進行檢測記錄，這種人工測試方法效率較低，費時費力且測試的溫度和濕度隨機性大、誤差大。而現(xiàn)有的濕溫度監(jiān)測系統(tǒng)多是采用有線傳輸，不僅要敷設大量的電纜，而且電源線，控制線，信號線混在一起，可能會出現(xiàn)相互之間的干擾。尤其是當監(jiān)測點過多時，布線復雜，有傳輸?shù)膯栴}會更嚴重。因此需要建立一套穩(wěn)定可靠，管理科學，高效率的無線溫度、濕度監(jiān)測系統(tǒng)。本文采用AT89S51單片機為控制核心，由DHT11溫濕度傳感器及1602字符型液晶模塊構成溫濕度采集及實時顯示系統(tǒng)，實現(xiàn)對測量對象的溫濕度精確測量與自動控制。本系統(tǒng)由上位機和下位機構成，下位機主要完成實驗室溫濕度的采集與處理，將其傳至1602液晶顯示，并做出判斷實現(xiàn)超限報警。同時，下位機還通過RS232總線將溫濕度數(shù)據(jù)傳至上位機，上位機可實時顯示當前的溫度與濕度值。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)電路簡單、工作穩(wěn)定、集成度高，調(diào)試方便，測試精度高，具有一定的實用價值。關鍵詞：單片機；溫濕度；AT89S51；自動控制

目錄摘要 I1緒論 32溫濕度測量系統(tǒng)方案設計 32.1系統(tǒng)總體設計 32.2系統(tǒng)的整體構架 33系統(tǒng)硬件設計 43.1主控模塊 43.1.1單片機AT89S51簡介 43.1.2單片機AT89S51最小系統(tǒng) 53.2顯示模塊 63.2.11602液晶簡介 63.2.21602液晶顯示特性 63.2.31602液晶物理特性 73.2溫濕度采集模塊 73.2.1DHT11溫濕度傳感器簡介 73.3.2DHT11引腳及接口 83.3鍵盤模塊 83.3.1鍵盤控制電路 83.3.2各功能鍵作用分配 93.4報警模塊 93.4.1報警電路接口 103.4.2蜂鳴器工作原理 104系統(tǒng)軟件設計 104.1主程序設計 114.2溫濕度采集子程序設計 124.3液晶顯示子程序設計 175電路仿真及AM2302時序捕捉 18結(jié)論 20致謝 21參考文獻 221緒論近幾年，計算機技術、傳感器技術以及互聯(lián)網(wǎng)技術得到很大的進步，監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應用于生產(chǎn)生活等各個領域，空氣濕度與溫度的無線監(jiān)測系統(tǒng)屬于監(jiān)控系統(tǒng)的一部分。因此，溫濕度監(jiān)測技術的發(fā)展在軟件和硬件等方面都取得了一定的進步。目前，大多數(shù)實驗室采用人工檢測與控制的方法監(jiān)控實驗室的溫度和濕度，控制精度不高而且往往不夠及時，很容易造成物料的損失;而且人工效率低、易出錯、勞動強度大，不僅增加了生產(chǎn)成本，浪費了人力資源，又很難達到較好的效果。由于計算機控制系統(tǒng)發(fā)展的速度加快，具有能夠設定希望的數(shù)值和同時監(jiān)控制多個實驗室等優(yōu)點，非常適合于控制溫濕度的設備。性價比高的AT89C52單片機給計算機在倉儲自動化方面的應用提供了硬件基礎和物質(zhì)條件。借鑒單片機在工業(yè)上廣泛應用的經(jīng)驗，將其應用在倉儲上也更為方便。本文基于AT89S51的單片機溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)對實驗室的溫濕度進行采集，科學合理地調(diào)節(jié)實驗室內(nèi)的溫度、濕度，并及時進行處理，對減少物料損耗有著重要的現(xiàn)實意義。2溫濕度測量系統(tǒng)方案設計2.1系統(tǒng)總體設計溫濕度測量系統(tǒng)設計主要是基于單片機對數(shù)字信號的高敏感性和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號等，本系統(tǒng)主要包括主控模塊、溫濕度采集模塊、顯示模塊、報警模塊、鍵盤模塊以及系統(tǒng)軟件等部分的設計。2.2系統(tǒng)的整體構架本系統(tǒng)采用本系統(tǒng)采用美國Atmel公司生產(chǎn)的AT89S51單片機[13]作為控制核心，對溫濕度傳感器采集到的溫濕度數(shù)字信號進行分析處理，然后輸出到LCD液晶顯示器顯示其溫、濕度值。本設計可以通過鍵盤手動設置溫度/濕度的上、下限值，該設定值為系統(tǒng)閾值。溫濕度傳感器將檢測到的值傳輸給單片機，通過分析比較，當檢測數(shù)值超出閾值時，驅(qū)動蜂鳴器報警，以便管理人員及時切斷電源，實現(xiàn)系統(tǒng)的保護。系統(tǒng)硬件結(jié)構框圖見圖2-1。3系統(tǒng)硬件設計實驗室溫濕度智能化控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由主控模塊、顯示模塊、溫濕度采集模塊、串口通信模塊、鍵盤模塊和報警模塊組成（如圖3.1）。圖3.1系統(tǒng)原理圖3.1主控模塊本系統(tǒng)主控模塊采用美國Atmel公司生產(chǎn)的AT89S51單片機作為控制核心，通過DHT11溫濕度傳感器專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，把采集到的溫/濕度數(shù)字信號輸出到1602LCD顯示器，以顯示其溫/濕度值。本設計可以手動設置溫度/濕度的上、下限值，只要有一樣與設定的值不符合時，即溫度/濕度過高或過低，則該系統(tǒng)會發(fā)出蜂鳴報警，并且自動啟動空調(diào)設備進行去濕干燥工作，實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。3.1.1單片機AT89S51簡介單片機AT89S51是一種低功耗、高性能的CMOS8位微控制器,具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，采用的工藝是Atmel公司的高密度非易失存儲器技術；片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程,亦適于常規(guī)編程器；在單芯片上,擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S51為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案，具有價格低廉、性能可靠、抗干擾能力強等特點。3.1.2單片機AT89S51最小系統(tǒng)圖3.2AT89S51最小系統(tǒng)原理圖AT89S51引腳功能說明：VCC:電源GND:接地P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應用中，P2口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。RST:復位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復位?？撮T狗計時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復位高電平有效。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。3.2顯示模塊液晶顯示器(LCD)具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其它顯示器無法比擬的優(yōu)點，近幾年來被廣泛用于單片機控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。單片機可以通過數(shù)據(jù)總線與控制信號直接采用存儲器訪問形式、I/O設備訪問形式控制該液晶顯示模塊。本設計采用1602液晶屏，液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，通電后就可以顯示出圖形、文字。在本設計中，應用1602顯示方便且工作穩(wěn)定。3.2.11602液晶簡介1602字符型液晶是工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16×2即32個字符（16列2行）。注：為了表示的方便，后文皆以1表示高電平，0表示低電平。3.2.21602液晶顯示特性(1)單5V電源電壓，功耗低、壽命長、可靠性高；(2)內(nèi)置192種字符（160個5×7點陣字符和32個5×10字符）；(3)具有64個字節(jié)的自定義字符RAM，可自定義八個5×8點陣字符；(4)顯示方式：STN、半透、正顯；(5)驅(qū)動方式：1/16DUTY,1/5BIAS；(6)視角方向：6點；(7)背光方式：底部LED；(8)通訊方式：4位或8位并口可選；(9)標準的接口特性，適配MC51和M6800系列MPU的操作時序。3.2.31602液晶物理特性表3.11602液晶物理特性外形尺寸80×36×14（mm）可視范圍64.6（W）×16.0（H）顯示容量16字符，2行點尺寸0.55×0.75（mm）點間距0.08（mm）3.2溫濕度采集模塊比較傳統(tǒng)的模擬溫度濕度傳感器，和硬件設計要求在本設計中采用DHT11數(shù)字式溫濕度傳感器。3.2.1DHT11溫濕度傳感器簡介DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器，它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。DHT11傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP（OneTimeProgramable）內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接簡單方便，使其成為各類應用場合的最佳選擇。3.3.2DHT11引腳及接口圖3.4DHT11引腳及接口原理圖表3.3DHT11引腳功能表引腳名稱注釋1VDD供電3—5.5VDC2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，請懸空4GND接地，電源負極3.3鍵盤模塊鍵盤分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。在本設計中由于按鍵較多，因此選用矩陣式鍵盤。3.3.1鍵盤控制電路本系統(tǒng)中鍵盤的作用是實現(xiàn)人機交互功能，通過鍵盤設置溫度／濕度的上、下限值。鍵盤控制電路如下圖所示：圖3.5鍵盤控制電路3.3.2各功能鍵作用分配（1）開/關機鍵：主要控制硬件系統(tǒng)的開/關機（2）數(shù)字設置鍵：S0和S1分別為溫度1+和溫度1-，用來設置溫度的下限值；S2和S3分別為濕度1+和濕度1-，用來設置濕度的下限值；S4和S5分別為溫度2+和溫度2-，用來設置溫度的上限值；S6和S7分別為濕度2+和濕度2-，用來設置濕度的上限值。當傳感器采集到的溫度、濕度值中有一樣超出所設定的區(qū)間，即溫度/濕度過高或過低，則該系統(tǒng)會發(fā)出蜂鳴報警并啟動空調(diào)系統(tǒng)。（3）復位鍵：在測溫濕度過程中，若需要中斷正在運行的測試狀態(tài)，則按下復位鍵，系統(tǒng)重新初始化。另外，在設定實驗室允許的溫濕度上、下限值時，若一不小心輸入錯誤，想重新輸入，則亦可按復位鍵進行修改。（4）開報警鍵：SE為開報警鍵，當溫/濕度值超過設定值而報警時，則可以按該鍵取消報警。（5）關報警鍵：SF為關報警鍵，用來關閉蜂鳴報警。3.4報警模塊本系統(tǒng)采用蜂鳴器作為報警裝置，蜂鳴器是一種一體化結(jié)構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、電子玩具、報警器等電子產(chǎn)品中作發(fā)生器件。在單片機應用的設計上，很多方案都會用到蜂鳴器，大部分都是使用蜂鳴器來做提示或報警，比如按鍵按下、開始工作、工作結(jié)束或是故障等等。3.4.1報警電路接口圖3.6三極管驅(qū)動的蜂鳴音報警電路3.4.2蜂鳴器工作原理本設計采用峰鳴音報警電路，其工作過程就是把傳感器采集的數(shù)據(jù)通過單片機處理后，與該參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進行報警，否則就作為采樣的正常值進行顯示。在本系統(tǒng)中峰鳴音報警接口電路的設計采用壓電式蜂鳴器，通過AT89S51的1根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴音發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需10mA的驅(qū)動電流，可以用一個晶體三極管驅(qū)動，如上圖3-5所示。在圖中，P2.7接晶體管基極輸入端。當P2.7輸出高電平“1”時，晶體管導通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V電壓而鳴叫；當P2.7輸出低電平“0”時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。4系統(tǒng)軟件設計在系統(tǒng)軟件設計中，充分考慮了與硬件電路有機結(jié)合，利用AT89S51單片機以及溫濕度傳感器DHT11許多優(yōu)異的特性實現(xiàn)對溫度和濕度的高精度測量。系統(tǒng)軟件采用模塊化設計，在主程序下分成若干彼此獨立的功能模塊，如溫濕度數(shù)據(jù)采集、液晶顯示、鍵盤輸入、串口通訊模塊等。系統(tǒng)單片機代碼采用C語言編寫，以KeiluVision3為開發(fā)環(huán)境。系統(tǒng)程序主要由主程序、溫濕度采集子程序、鍵盤掃描子程序、液晶顯示子程序、報警子程序、串口發(fā)送和接收子程序等部分組成。其中，系統(tǒng)的主程序設計主要完成系統(tǒng)初始化、中斷優(yōu)先級設定以及判斷調(diào)用各模塊程序，即主要實現(xiàn)各模塊程序的鏈接。設計時只需對溫度/濕度進行相應的采集處理后，即可讓液晶實時顯示當前的溫度與濕度值。而蜂鳴報警只需接上單片機的I/O口，并對其接口線進行編程即可完成。整個控制系統(tǒng)軟件設計采用鍵盤控制方式。4.1主程序設計實驗室溫、濕度測控系統(tǒng)軟件設計主要由系統(tǒng)初始化、溫濕度數(shù)據(jù)采集、液晶顯示、鍵盤掃描處理、數(shù)據(jù)通信等幾部分組成。程序設計思想：首先要對系統(tǒng)進行初始化，主要完成對單片機各功能部件初始狀態(tài)的配置。然后通過鍵盤處理模塊對現(xiàn)場控制信號進行設定，設置溫、濕度的上限與下限，即報警范圍；同時，鍵盤處理模塊還可以完成特殊情況下強制執(zhí)行信號的操作，如復位、開/關報警等。接下來通過溫濕度傳感器數(shù)據(jù)采集模塊完成對環(huán)境溫、濕度的實時數(shù)據(jù)采集及相關處理。最后通過液晶顯示屏顯示現(xiàn)場溫、濕度參數(shù)，從而實現(xiàn)了對溫、濕度參數(shù)的實時顯示。其中，通過單片機對現(xiàn)場檢測到的溫、濕度實時參數(shù)與所設定的溫、濕度控制參數(shù)進行比較，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測值超出所設定范圍，則蜂鳴器發(fā)出報警提示。此外，數(shù)據(jù)通信完成溫、濕度檢測系統(tǒng)與上位PC機之間的協(xié)議化通信，以便上位PC機能夠定時讀取測控系統(tǒng)的溫、濕度參數(shù)。系統(tǒng)程序流程圖如圖4-1所示：

開始開始系統(tǒng)初始化設定報警范圍讀取溫、濕度控制參數(shù)鍵盤掃描溫、濕度數(shù)據(jù)采集顯示溫濕度參數(shù)溫濕度是否超出范圍報警發(fā)送溫濕度到上位機while圖4.1溫濕度檢測系統(tǒng)程序流程圖4.2溫濕度采集子程序設計本設計中溫濕度檢測模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器DHT11，當用戶MCU發(fā)送一次開始信號后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機開始信號結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應信號,送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集，用戶可選擇讀取部分數(shù)據(jù)。該模式下，DHT11接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號，DHT11不會主動進行溫濕度采集，采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。DHT11工作過程如下：總線空閑狀態(tài)為高電平，單片機把總線拉低等待DHT11響應,單片機把總線拉低必須大于18毫秒，保證DHT11能檢測到起始信號。DHT11接收到單片機的開始信號后，等待單片機開始信號結(jié)束，然后發(fā)送80us低電平響應信號。主機發(fā)送開始信號結(jié)束后，延時等待20-40us，然后讀取DHT11的響應信號，單片機機發(fā)送開始信號后，可以切換到輸入模式或者輸出高電平，總線由上拉電阻拉高。當總線為低電平時，說明DHT11發(fā)送響應信號。DHT11發(fā)送響應信號后,再把總線拉高80us，準備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時隙開始，高電平的長短決定了數(shù)據(jù)位是0還是1。如果讀取響應信號為高電平，則DHT11沒有響應，請檢查線路是否連接正常。當最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us，隨后總線由上拉電阻拉高進入空閑狀態(tài)。溫濕度采集子程序如下。#include<reg52.h>#include"intrins.h"#include"24c02.h"#include"music_code.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodetabe1[]="20--";//液晶一直顯示的字符ucharcodetabe2[]="::";ucharcodetabe3[]="Alarmset:";ucharmiao,fen,shi,nian,yue,ri,week,wd_flag,wendu_shi,wendu_ge,wendu_shu,variate,alarm_shi,alarm_fen,alarm_miao,alarm_shi_2,alarm_fen_2,alarm_miao_2;ucharflag=1,count=0,flag_up=0,flag_down=0,flag_alarm=0,alarm_on,alarm_count=0,done=0,alarm_on_2,alarm_num; //flag為1時，代表設置的初始入口，done為0時，代表進入設置后等待設置完畢；count與alarm_count為設置光標所在處號碼uintwendu;ucharCount2;//鬧鐘定時器計數(shù)//定義IOsbitDQ=P1^3;//ds18b20溫度傳送數(shù)據(jù)IO口sbitds1302_rst=P1^2;//1302復位sbitds1302_io=P1^1;//數(shù)據(jù)輸入輸出sbitds1302_sclk=P1^0;//串行時鐘sbitalarm_out=P2^3; //鬧鐘輸出sbitlcd1602_rs=P3^5; //1602命令、數(shù)據(jù)選擇sbitlcd1602_rw=P3^6; //1602寫sbitlcd1602_e=P3^4; //1602使能sbitset=P3^0; //選擇按鍵sbitup=P3^1; //加sbitdown=P3^2; //減sbitnao=P3^3;sbitACC0=ACC^0;sbitACC7=ACC^7;/****************************顯示部分*****************************/voidwrite_time1(ucharadd,uchardate)//日期送顯示{ ucharshi,ge; shi=date/10; ge=date%10; lcd_write_com(0x80+add); lcd_write_date(0x30+shi); lcd_write_date(0x30+ge);}voidwrite_time2(ucharadd,uchardate)//時間送顯示{ ucharshi,ge; shi=date/10; ge=date%10; lcd_write_com(0x80+0x40+add); lcd_write_date(0x30+shi); lcd_write_date(0x30+ge);}voidwendu_decimal(uintdat)//溫度轉(zhuǎn)換后送顯示{ floattemp; if(dat>0x07D0)//負溫度 { dat=(~dat)+1; wd_flag=-3; temp=dat*0.625; } else { temp=dat*0.625;//dat*0.0625*10 wd_flag=-30; } wendu_shi=temp/100;//取十位temp除不用定義類型 wendu_ge=((uint)temp)%100/10;//取個位temp求模要定義類型,為16位 wendu_shu=((uint)temp)%100%10;//取小數(shù) lcd_write_com(0x80+0x40+10);//送顯示 lcd_write_date(0x30+wd_flag); lcd_write_date(0x30+wendu_shi); lcd_write_date(0x30+wendu_ge); lcd_write_date(0x2e); lcd_write_date(0x30+wendu_shu); lcd_write_date(0xdf);//溫度符號 lcd_write_date(0x43); }voidwrite_alarm(ucharnum) //顯示鬧鐘時間{ if(num==1) { lcd_write_com(0x80+12); lcd_write_date('1'); write_time2(4,alarm_shi); lcd_write_date(0x3a); write_time2(7,alarm_fen); lcd_write_date(0x3a); write_time2(10,alarm_miao); if(alarm_on==0) { lcd_write_com(0x80+0x40+13); lcd_write_date('O'); lcd_write_date('F'); lcd_write_date('F'); } if(alarm_on==1) { lcd_write_com(0x80+0x40+13); lcd_write_date(''); lcd_write_date('O'); lcd_write_date('N'); } lcd_write_com(0x80+12); //光標倒回鬧鐘號碼處 } if(num==2) { lcd_write_com(0x80+12); lcd_write_date('2'); write_time2(4,alarm_shi_2); lcd_write_date(0x3a); write_time2(7,alarm_fen_2); lcd_write_date(0x3a); write_time2(10,alarm_miao_2); if(alarm_on_2==0) { lcd_write_com(0x80+0x40+13); lcd_write_date('O'); lcd_write_date('F'); lcd_write_date('F'); } if(alarm_on_2==1) { lcd_write_com(0x80+0x40+13); lcd_write_date(''); lcd_write_date('O'); lcd_write_date('N'); } lcd_write_com(0x80+12); //光標倒回鬧鐘號碼處 }}/***********************按鍵處理***************************/4.3液晶顯示子程序設計本設計中采用標準的1602液晶顯示屏。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了192種字符（160個5×7點陣字符和32個5×10點陣字符），這些字符包括阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。本模塊字符在LCD顯示屏上的顯示位置與該字符的字符代碼在顯示緩沖區(qū)DDRAM內(nèi)的存儲地址一一對應。液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，即告訴模塊在哪個位置顯示字符。1602液晶顯示流程圖如下圖4-2所示，液晶顯示子程序見附錄。

入口入口對1602初始化，寫入顯示命令延時檢測忙信號獲得顯示RAM地址延時寫入相應數(shù)據(jù)Sta7=0？數(shù)據(jù)顯示完畢？返回主程序圖4.2液晶顯示流程圖5電路仿真及AM2302時序捕捉仿真電路設計系統(tǒng)原理圖見圖5-1。圖中，PICAT89S51和顯示其1602液晶組成上位機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和顯示，由于是仿真電路，所以PICAT89S51的最小系統(tǒng)其他電路沒有給出。下位機由DHT11傳感器組成，實現(xiàn)溫室內(nèi)濕度和溫度的實時采集。在原理圖中采用英國Labeenter公司EDA軟件一Proteus進行電路圖設計與仿真，在Proteu仿真庫中提供了濕度/溫度參數(shù)可調(diào)的AM2302元器件，通過符號可在溫度和濕度參數(shù)之間進行切換，通過符號實現(xiàn)參數(shù)值的增加、減小。圖5-1溫濕度采集系統(tǒng)原理圖在Proteus平臺繪制原理圖，并編寫程序，最后軟硬件調(diào)試，通過改變DHT11的溫濕度值，可以看到LCD顯示器能夠?qū)崟r顯示濕度、溫度值，說明設計是成功的，效果圖如圖5-1所示。為了驗證上述DHT11單總線通信協(xié)議，在此測試了其時序圖，設起始信號(低電平)時間18ms，等待響應時間30μs，傳感器響應時間50μs，發(fā)送信號時間間隙80μs，"1”信號持續(xù)時間70μs，“0”信號持續(xù)時間25μs。對生成的時序如圖5所示，對圖5中的86個脈沖持續(xù)時間(注意圖5中，開始的信號為高位，令第一個脈沖序號為1，以此類推。)進行測試，測試結(jié)果以序號:時寬格式表示。在第5個脈沖開始，每隔80μs輸出串行數(shù)據(jù)00000010l000l001000000010110l00111110101，這個數(shù)據(jù)與上文分析的數(shù)據(jù)是一致的。說明理論分析與實際是相吻合的，方法是正確、可行的。圖5-2DHT11傳感器測試時序圖

結(jié)論隨著通信、計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展，實驗室的日常管理工作正朝著信息化、自動化的方向發(fā)展?；趩纹瑱C技術的實驗室濕度測控系統(tǒng)已成自動控制領域的重要應用之一，對這個方向的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。本文設計的溫、濕度智能測控系統(tǒng)采用AT89S51單片機為測控核心，以數(shù)字式溫度傳感器DHT11為溫、濕度數(shù)據(jù)采集器件，通過PC機作為人機接口，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與測控指令參數(shù)的設置。顯示部分已標準的1602液晶為顯示屏，具有顯示質(zhì)量高、體積小、功耗低等優(yōu)點。本系統(tǒng)整體設計具有界面友好、控制靈活、硬件系統(tǒng)集成度高、電路簡單、功能強、性能可靠、成本低等特點。

致謝本論文是在XXX老師的諄諄教誨和指導下完成的，論文從選題、構思到定稿無不滲透著導師的心血和汗水；教授淵博的知識和嚴謹?shù)膶W風使我受益終身，在此表示深深的敬意和感謝。我還要感謝含辛茹苦、任勞任怨、望子成龍、不圖回報的父母的養(yǎng)育之恩，他們給予我的愛和支持讓我順利地完成了自己的學業(yè)。最后，因本人水平有限，在文中難免有不足之處，懇請各位老師批評指正。

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