信息通信工程学院
单片机系统课程设计报告
完成日期：2021年 11 月 16 日
目 录
目 录 1
设计务求 1
11 设计务 1
12 性指标 1
二设计方案 2
21方案设计 2
211 单片机控制模块选择证 2
212 温度湿度检测模块选择证 2
213 显示模块选择证 2
22 设计采方案原理 3
三系统硬件设计 4
31 单片机系统设计 4
32 温湿度采集电路 5
33 电源电路 6
34 光敏电阻接入电路 6
35 键盘电路 8
36 LCD显示电路 8
37 报警电路 9
38 串行接口电路 9
四系统软件设计 10
41 程序设计 10
42 LCD12864模块程序 11
43 DHT11模块程序 12
44 光敏电阻模块程序 14
五调试性分析 15
51调试程中出现问题 15
52 性分析 15
六心体会 16
参考文献 17
附录1 程序清单 18
附录2 电路原理图 24
附录3 PCB图 25
附录4 硬件电路板图 26
设计务求
11 设计务
根求：
〔1〕 利单片机控制传感器采集环境温湿度光强度等参数液晶屏显示环境参数值
〔2〕系统设键盘实现系统参数设置
提高局部：
（1） 述环境数记录SDTF卡
〔2〕采集显示三轴加速度值
〔3〕线传输测环境参数
12 性指标
〔1〕温度湿度光强度显示：LCD12864进行显示
〔2〕环境温度：单位℃
〔3〕环境湿度：单位RH
〔4〕环境光强：单位lux
〔5〕键盘
〔6〕报警
二设计方案
21方案设计
单片机控制模块选择证
方案：单片机选STC12C5A60S2款单片机第二串口AD转换PWMPCA功部EEPROM部实现AD转换
方案二：采XC9000系列FPGA该类器件具行处理力快速响应外部种数字信号
综述单片机数学运算功较强程序相互调方面处理方便灵活性稳定适合实际应单片机技术开展较成熟价格廉价FPGA芯片价格较昂贵选择方案
212 温度湿度检测模块选择证
方案：温度湿度采集模块采DHT11DHT11款数字输出复合传感器包含电阻式感湿元件NTC式温度检测元件测20~90RH湿度误差5RH0~50摄氏度误差2摄氏度
方案二：选DS18B20温度传感器HS1101湿度传感器DS18B20线式数字温度传感器具独特单线式接口方式测量范围55℃～125℃误差±05℃高精度达00625℃HS1101电容式湿度传感器测相湿度范围0~100RH误差±2RH
综述然方案二测试范围精度拟DHT11综合性拟强选择方案
213 显示模块选择证
方案：采12864液晶模块显示测数显示较组数字体较清晰读数12864四行八列中文显示器清晰显示温度湿度光强度等指标
方案二：采1602液晶模块显示测数1602液晶接线简单方便显示清楚没条理性
综述选择方案
22 设计采方案原理
系统设计功求初步确定设计系统单片机控模块电源模块显示模块DHT11环境温湿度检测模块光敏电阻模块报警键等模块组成
原理框图：
温度传感器DS18B20
光敏电阻
LM324
放电路
CPU处理器
STC89C51
键盘输入
控制电路
系统电源
12864液晶
显示电路
蜂鸣器
报警电路
三系统硬件设计
31 单片机系统设计
图311
图312
图313
采STC12C5A60S2单片机P0口接拉电阻10K*8排阻晶振电路采110592M33pF电容单片机晶振作系统提供根时钟信号通常系统晶振便局部保持步通讯系统基频射频晶振通电子调整频率方法保持步
32 温湿度采集电路
图321
单总线数字温湿度传感器DHT11款传感器广州奥松电子科技研发单片机通信十分简洁方便需外接时钟信号通信图发
外突出优点
〔1〕温湿度传感器体化结构时相湿度温度进行测量数字信号输出减少户信号预处理负担
〔2〕独特单总线数传输线协议读取传感器更加便捷全部校准数字节编码方式8位二进制数
〔3〕40位二进制数输出高位先出格式：湿度整数局部8位数局部8位温度整数局部8位数局部8位8位校验字节前32位数
〔4〕宽工作电压AT89S52电压相3~55V功耗较低通信电流25mA
简性参数表示：
表中出测量范围较实验民已足够果工业话选该公司类工业级产品AM323测量范围550~+1250度测量范围00~1000RHDHT11完全互换
说明书求DHT11单片机连接距离20米时需VCCDATA引脚间接5K左右电阻电路图
33 电源电路
图331
J1 USB供电D1电指示灯J2六脚键控制板子电
34 光敏电阻接入电路
图341
光敏电阻特性参数 ：
〔1〕光电流亮电阻光敏电阻器定外加电压光射时流电流称光电流外加电压光电流称亮电阻常100LX〞表示
〔2〕暗电流暗电阻光敏电阻定外加电压没光射时候流电流称暗电流外加电压暗电流称暗电阻常0LX〞表示
〔3〕灵敏度灵敏度指光敏电阻受光射时电阻值〔暗电阻〕受光射时电阻值〔亮电阻〕相变化值
〔4〕定外加电压光敏电阻光电流光通量间关系类型光敏电阻光特性光特性曲线均呈非线性宜作定量检测元件光敏电阻缺乏处般动控制系统中作光电开关
〔5〕光敏电阻光谱特性光谱特性光敏电阻材料关硫化铅光敏电阻较宽光谱范围均较高灵敏度峰值红外区域化镉硒化镉峰值见光区域选光敏电阻时应光敏电阻材料光源种类结合起考虑获满意效果
〔6〕光敏电阻伏安特性：定度加光敏电阻两端电压电流间关系称伏安特性定偏压光度较光电流越定光度加电压越光电流越饱现象电压限增光敏电阻受额定功率高工作电额定电流限制超高工作电压额定电流导致光敏电阻永久性损坏
〔7〕光敏电阻受脉光射时光电流段时间达稳定值停止光光电流立刻零光敏电阻时延特性材料光敏电阻时延特性频率特性硫化铅频率硫化镉高数光敏电阻时延拟求快速响应场合
35 键盘电路
图351
设计控制输入局部简单四键：单片机默认状态端口引脚高电接键相连单片机检测键端口电情况决定否键键抖动问题采软件延时方式减少硬件电路设计电路图
36 LCD显示电路
引脚应考虑LCD接串行显示模块PSB脚接低电时模块进入串行接口模式串行模式串行数线SID串行时钟线SCLK传送数构成2线串行模式
图361
37 报警电路
图371
根蜂鸣器参数电压13~15V电流20~80mA电阻6~8Ω 知选集成放芯片LM386 驱动更济三极9012 8550 驱动电路图
38 串行接口电路
图381
四系统软件设计
41 程序设计
void main()
{
uchar kj
LCD_init()
LCD_dis_code(01lcd)
LCD_dis_code(10lcd1)
LCD_dis_code(20lcd2)
LCD_dis_code(30lcd3)
while(1)
{
read_io()读取温湿度数
clear_gcrom()
湿度
for(k0 k<2 k++)
{
lcd_pos(3k+3)
write_data(str1[k])
}
clear_gcrom()
温度
for(j0 j<2 j++)
{
lcd_pos(2j+2)
write_data(str2[j])
}
delay(500)
}
}
42 LCD12864模块程序
void LCD_dis_code(uchar xuchar yuchar code *s)
{
write_cmd(addr_tab[8*x+y]) 写址
while(*s>0)
{
write_data(*s) 写数
s++
}
}
******初始化LCD******
void Lcd_init(void)
{
delay(50)
write_cmd(0x30) 选择根指令集
delay(1)
write_cmd(0x30) 选择8bit数流
delay(1)
write_cmd(0x0c) 开显示(游标反白)
delay(1)
write_cmd(0x01) 显示设定址指针00H
delay(30)
}
******串行发送字节******
void send_byte(uchar byte)
{
uchar i
for(i0i<8i++)
{
SCLK 0
bytebyte<<1 左移位 先发送高位数
SID CY 移出位SID
SCLK 1 升触发发送
SCLK 0
}
}
******写指令*****
void write_cmd(uchar cmd)
{
delay(1)
SID 0
SCLK 0
delay(5)
P0 cmd
delay(5)
SCLK 1
delay(5)
SCLK 0
}
******写数******
void write_data(uchar dat)
{
delay(1)
SID 0
SCLK 0
P0 dat
delay(5)
SCLK 1
delay(5)
SCLK 0
}
******延时子程序******
void delay(uint a)
{
uint i
while(a)
{
for(i0 i<113 i++)
}
}
43 DHT11模块程序
uchar receive_byte()接收字节
{
uchar itemp
for(i0i<8 i++)
{
count 2
while((io) && count++)等50us低电结束防止死循环
temp 0
delay1()
delay1()
delay1()
if (io1)
{
temp 1
count 2
while(io && count++)
}
else
temp 0
data_byte<<1
data_bytetemp
}
return (data_byte)
}
******开始信号******
void read_io()开始信号读数校验
{
io 0
delay(18)机拉低18ms
io 1DATA总线拉电阻拉高 机延时20us
delay1()
delay1()
delay1()
delay1()
io 1机设置输入高电判断机响应信号
if(io)
{
count 2
while((io)&&count++)判断DHT11发出80us低电响应信号否结束
count 2
while(io && count++)判断DHT11拉高总线80us高电否结束
RH_temp receive_byte()
RL_temp receive_byte()
TH_temp receive_byte()
TL_temp receive_byte()
CK_temp receive_byte()
io 1
num (RH_temp + RL_temp + TH_temp + TL_temp)数校验
if(num CK_temp)
{
RH_data RH_temp
RL_data RL_temp
TH_data TH_temp
TL_data TL_temp
CK_data CK_temp
}
}
湿度整数局部
str1[0] (char)(0x30 + RH_data10)
str1[1] (char)(0x30 + RH_data10)
温度整数局部
str2[0] (char)(0x30 + TH_data10)
str2[1] (char)(0x30 + TH_data10)
}
**********************E N D**********************
44 光敏电阻模块程序
unsigned char adc0804( void ) 读AD0804子程序
{ unsigned char addatai rd1wr1int11 读ADC0804前准备
P10xff P1全部置准备
cs0wr0wr1 启动ADC0804开始测电压
rd0 开始读转换数
ii ii 意义语句延时等ADC0804读数完毕
addataP1读出数赋
addate rd1cs1读数完毕
addataaddata2
return(addata)返回读出数
}
五调试性分析
51调试程中出现问题
首先调试时先载LCD显示程序LCD没结果测量发现滑动变阻器阻值太导致LCD背光太低致LCD没显示滑动变阻器阻值调程序出现结果
52 性分析
系统实现环境温湿度光强度显示报警功键设计等单总线数字温度湿度传感器应单片机原理LCD显示技术实现实验室点温湿度参数实时显示超限报警系统保障实验室环境性效提高实验成功率系统集成度高操作容易性具较高实价值实践说明该系统够温度湿度进行检测适合数采样频率求高应场合
六心体会
设计出基单片机环境温湿度检测系统搜集量芯片手册查阅较图书资料复学课教材分两阶段系统进行设计——前期根设计期探索设计 前期设计种类繁温度湿度传感器中选定广州奥松公司生产单总线数字温湿度传感器DHT11款传感器优势通信协议相说拟简洁产品价格低廉设计低钱高精度温湿度检测系统十分必 功方面求调查市场类产品根实际需求设计市场温湿度检测系统功检测显示温湿度数设置报警点报警层监控设备通信设计正方面求出发利单片机身特点实现系统功 期探索设计提升系统性 第次设计基单片机系统然完成根设计求设计程中遇许硬件软件问题没完全解决设计程模块式没完整系统总体规划期探索设计理进行行性分析没做出相应硬件调试符合预期设想必须加强单片机系统设计力毕业设计浅薄入门 然设计程中应虚心听取建议意见解决设计程中问题帮助
展未终系统应该基单片机功环境检测系统仅检测环境温度湿度度等需环境变量显示液晶屏幕根设定限值进行报警提示时间序存储量检测数根需发送层分析处理设备红外遥控实行远程线控制外电源系统适应种供电场合存储局部电断电确保系统继续工作定时间
参考文献
[1]李瀚荪简明电路分析北京：高等教育出版社2002
[2]康光华电子技术根底模拟局部北京：高等教育出版社1979
[3]康光华电子技术根底数字局部北京：高等教育出版社1980
[4]马金龙信号系统北京：科学出版社2006
[5]唐颖单片机原理应北京：北京学出版社2021
[6]郑莉董渊张瑞丰C++语言程序设计北京清华学出版社2004
[7]唐文彦传感器北京：机械工业出版社2021
[8]陈尔绍等电子控制电路实例北京：电子工业出版社2004
[9]姜威实电子系统设计根底北京：北京理工学出版社2021
[10]毛兴武等新型电子器件应技术北京：中国电力出版社2021
[11]孟贵华电子元器件选入门北京：机械工业出版社2004
[12]黎桃等Protel99 入门提高北京：电子工业出版社2021
[13]郭强液晶显示模块应调试北京：电子工业出版社2021
[14]陈涛单片机应C51 程序设计北京：机械工业出版社2021
[15]钟睿MCS51 单片机原理应开发技术北京：中国铁道出版社2006
附录1 程序清单
**********************DHT1112864LCD************************
* DHT11总线接P1^0 *
* 晶振 110592M *
*************************************************************
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar lcd_xlcd_ydata_byte0count
uint TH_dataTL_dataRH_dataRL_dataCK_data
uint TH_tempTL_tempRH_tempRL_tempCK_temp
uchar num
void read_io()
void delay(uint a)延时子函数
void lcd_pos(unsigned char Xunsigned char Y)
void LCD_init()LCD初始化程序
void LCD_dis_code(uchar xuchar yuchar code *s)显示函数
void write_data(uchar dat)写数
void write_cmd(uchar cmd)写指令
void delay1()10us延时
*****汉字址表*****
uchar code addr_tab[]{
0x800x810x820x830x840x850x860x87第行汉字位置
0x900x910x920x930x940x950x960x97第二行汉字位置
0x880x890x8a0x8b0x8c0x8d0x8e0x8f第三行汉字位置
0x980x990x9a0x9b0x9c0x9d0x9e0x9f第四行汉字位置
}
sbit SID P0^1读写信号
sbit SCLK P0^0串行时钟信号
sbit io P1^3DHT11总线
uchar code lcd[]{环境监测系统}
uchar code lcd1[]{温度 ℃}
uchar code lcd2[]{湿度 RH}
uchar code lcd3[]{光强 lux}
uchar str1[]{ }
uchar str2[]{ }
******程序******
void main()
{
uchar kj
LCD_init()
LCD_dis_code(01lcd)
LCD_dis_code(10lcd1)
LCD_dis_code(20lcd2)
LCD_dis_code(30lcd3)
while(1)
{
read_io()读取温湿度数
clear_gcrom()
湿度
for(k0 k<2 k++)
{
lcd_pos(3k+3)
write_data(str1[k])
}
clear_gcrom()
温度
for(j0 j<2 j++)
{
lcd_pos(2j+3)
write_data(str2[j])
}
delay(500)
}
}
******延时程序******
void delay1()延时10us
{
unsigned char i
for(i0 i<3 i++)
}
******显示程序******
void lcd_pos(unsigned char Xunsigned char Y)
{
unsigned char pos
if ( X 1 )
{ pos 0x80 }
else if ( X 2 )
{ pos 0x90 }
else if ( X 3 )
{ pos 0x88 }
else
{ pos 0x98 }
write_cmd(Y | pos) 数指针80+址变量
}
**********************DHT11模块**********************
uchar receive_byte()接收字节
{
uchar itemp
for(i0i<8 i++)
{
count 2
while((io) && count++)等50us低电结束防止死循环
temp 0
delay1()
delay1()
delay1()
if (io1)
{
temp 1
count 2
while(io && count++)
}
else
temp 0
data_byte<<1
data_byte|temp
}
return (data_byte)
}
******开始信号******
void read_io()开始信号读数校验
{
io 0
delay(18)机拉低18ms
io 1DATA总线拉电阻拉高 机延时20us
delay1()
delay1()
delay1()
delay1()
io 1机设置输入高电判断机响应信号
if(io)
{
count 2
while((io)&&count++)判断DHT11发出80us低电响应信号否结束
count 2
while(io && count++)判断DHT11拉高总线80us高电否结束
RH_temp receive_byte()
RL_temp receive_byte()
TH_temp receive_byte()
TL_temp receive_byte()
CK_temp receive_byte()
io 1
num (RH_temp + RL_temp + TH_temp + TL_temp)数校验
if(num CK_temp)
{
RH_data RH_temp
RL_data RL_temp
TH_data TH_temp
TL_data TL_temp
CK_data CK_temp
}
}
湿度整数局部
str1[0] (char)(0x30 + RH_data10)
str1[1] (char)(0x30 + RH_data10)
温度整数局部
str2[0] (char)(0x30 + TH_data10)
str2[1] (char)(0x30 + TH_data10)
}
**********************E N D**********************
**********************12864模块程序**********************
*void clear_gcrom()
{
uchar ijk
lcd_x 0x80
lcd_y 0x80
write_cmd(0x34)
for(i 0 i < 2 i++) 两屏幕
{
for(j 0 j < 32 j++)
{
write_cmd(lcd_y+j)
write_cmd(lcd_x)
for(k 0 k < 16 k++)
{
write_data(0x00)
}
}
lcd_x 0x88
}
write_cmd(0x36)
write_cmd(0x30)
}*
******显示函数******
void LCD_dis_code(uchar xuchar yuchar code *s)
{
write_cmd(addr_tab[8*x+y]) 写址
while(*s>0)
{
write_data(*s) 写数
s++
}
}
******初始化LCD******
void Lcd_init(void)
{
delay(50)
write_cmd(0x30) 选择根指令集
delay(1)
write_cmd(0x30) 选择8bit数流
delay(1)
write_cmd(0x0c) 开显示(游标反白)
delay(1)
write_cmd(0x01) 显示设定址指针00H
delay(30)
}
******串行发送字节******
void send_byte(uchar byte)
{
uchar i
for(i0i<8i++)
{
SCLK 0
bytebyte<<1 左移位 先发送高位数
SID CY 移出位SID
SCLK 1 升触发发送
SCLK 0
}
}
*****写指令*****
void write_cmd(uchar Cbyte )
{
delay(1)检测忙子程序写串行支持读操作延时吧
send_byte(0xf8) 11111RW(0)RS(0)0
delay(1)
send_byte(0xf0&Cbyte) 高四位
send_byte(0xf0&Cbyte<<4) 低四位(先执行<<)
}
*****写数*****
void Write_data(uchar Dbyte )
{
delay(1)
send_byte(0xfa)
delay(1) 11111RW(0)RS(1)0
send_byte(0xf0&Dbyte) 高四位
send_byte(0xf0&Dbyte<<4) 低四位(先执行<<)
}
******延时子程序******
void delay(uint a)
{
uint i
while(a)
{
for(i0 i<113 i++)
}
}
**********************E N D**********************
附录2 电路原理图
附录3 PCB图
附录4 硬件电路板图
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信息通信工程学院
单片机系统课程设计报告
完成日期：2021年 11 月 16 日
目 录
目 录 1
设计务求 1
11 设计务 1
12 性指标 1
二设计方案 2
21方案设计 2
211 单片机控制模块选择证 2
212 温度湿度检测模块选择证 2
213 显示模块选择证 2
22 设计采方案原理 3
三系统硬件设计 4
31 单片机系统设计 4
32 温湿度采集电路 5
33 电源电路 6
34 光敏电阻接入电路 6
35 键盘电路 8
36 LCD显示电路 8
37 报警电路 9
38 串行接口电路 9
四系统软件设计 10
41 程序设计 10
42 LCD12864模块程序 11
43 DHT11模块程序 12
44 光敏电阻模块程序 14
五调试性分析 15
51调试程中出现问题 15
52 性分析 15
六心体会 16
参考文献 17
附录1 程序清单 18
附录2 电路原理图 24
附录3 PCB图 25
附录4 硬件电路板图 26
设计务求
11 设计务
根求：
〔1〕 利单片机控制传感器采集环境温湿度光强度等参数液晶屏显示环境参数值
〔2〕系统设键盘实现系统参数设置
提高局部：
（1） 述环境数记录SDTF卡
〔2〕采集显示三轴加速度值
〔3〕线传输测环境参数
12 性指标
〔1〕温度湿度光强度显示：LCD12864进行显示
〔2〕环境温度：单位℃
〔3〕环境湿度：单位RH
〔4〕环境光强：单位lux
〔5〕键盘
〔6〕报警
二设计方案
21方案设计
单片机控制模块选择证
方案：单片机选STC12C5A60S2款单片机第二串口AD转换PWMPCA功部EEPROM部实现AD转换
方案二：采XC9000系列FPGA该类器件具行处理力快速响应外部种数字信号
综述单片机数学运算功较强程序相互调方面处理方便灵活性稳定适合实际应单片机技术开展较成熟价格廉价FPGA芯片价格较昂贵选择方案
212 温度湿度检测模块选择证
方案：温度湿度采集模块采DHT11DHT11款数字输出复合传感器包含电阻式感湿元件NTC式温度检测元件测20~90RH湿度误差5RH0~50摄氏度误差2摄氏度
方案二：选DS18B20温度传感器HS1101湿度传感器DS18B20线式数字温度传感器具独特单线式接口方式测量范围55℃～125℃误差±05℃高精度达00625℃HS1101电容式湿度传感器测相湿度范围0~100RH误差±2RH
综述然方案二测试范围精度拟DHT11综合性拟强选择方案
213 显示模块选择证
方案：采12864液晶模块显示测数显示较组数字体较清晰读数12864四行八列中文显示器清晰显示温度湿度光强度等指标
方案二：采1602液晶模块显示测数1602液晶接线简单方便显示清楚没条理性
综述选择方案
22 设计采方案原理
系统设计功求初步确定设计系统单片机控模块电源模块显示模块DHT11环境温湿度检测模块光敏电阻模块报警键等模块组成
原理框图：
温度传感器DS18B20
光敏电阻
LM324
放电路
CPU处理器
STC89C51
键盘输入
控制电路
系统电源
12864液晶
显示电路
蜂鸣器
报警电路
三系统硬件设计
31 单片机系统设计
图311
图312
图313
采STC12C5A60S2单片机P0口接拉电阻10K*8排阻晶振电路采110592M33pF电容单片机晶振作系统提供根时钟信号通常系统晶振便局部保持步通讯系统基频射频晶振通电子调整频率方法保持步
32 温湿度采集电路
图321
单总线数字温湿度传感器DHT11款传感器广州奥松电子科技研发单片机通信十分简洁方便需外接时钟信号通信图发
外突出优点
〔1〕温湿度传感器体化结构时相湿度温度进行测量数字信号输出减少户信号预处理负担
〔2〕独特单总线数传输线协议读取传感器更加便捷全部校准数字节编码方式8位二进制数
〔3〕40位二进制数输出高位先出格式：湿度整数局部8位数局部8位温度整数局部8位数局部8位8位校验字节前32位数
〔4〕宽工作电压AT89S52电压相3~55V功耗较低通信电流25mA
简性参数表示：
表中出测量范围较实验民已足够果工业话选该公司类工业级产品AM323测量范围550~+1250度测量范围00~1000RHDHT11完全互换
说明书求DHT11单片机连接距离20米时需VCCDATA引脚间接5K左右电阻电路图
33 电源电路
图331
J1 USB供电D1电指示灯J2六脚键控制板子电
34 光敏电阻接入电路
图341
光敏电阻特性参数 ：
〔1〕光电流亮电阻光敏电阻器定外加电压光射时流电流称光电流外加电压光电流称亮电阻常100LX〞表示
〔2〕暗电流暗电阻光敏电阻定外加电压没光射时候流电流称暗电流外加电压暗电流称暗电阻常0LX〞表示
〔3〕灵敏度灵敏度指光敏电阻受光射时电阻值〔暗电阻〕受光射时电阻值〔亮电阻〕相变化值
〔4〕定外加电压光敏电阻光电流光通量间关系类型光敏电阻光特性光特性曲线均呈非线性宜作定量检测元件光敏电阻缺乏处般动控制系统中作光电开关
〔5〕光敏电阻光谱特性光谱特性光敏电阻材料关硫化铅光敏电阻较宽光谱范围均较高灵敏度峰值红外区域化镉硒化镉峰值见光区域选光敏电阻时应光敏电阻材料光源种类结合起考虑获满意效果
〔6〕光敏电阻伏安特性：定度加光敏电阻两端电压电流间关系称伏安特性定偏压光度较光电流越定光度加电压越光电流越饱现象电压限增光敏电阻受额定功率高工作电额定电流限制超高工作电压额定电流导致光敏电阻永久性损坏
〔7〕光敏电阻受脉光射时光电流段时间达稳定值停止光光电流立刻零光敏电阻时延特性材料光敏电阻时延特性频率特性硫化铅频率硫化镉高数光敏电阻时延拟求快速响应场合
35 键盘电路
图351
设计控制输入局部简单四键：单片机默认状态端口引脚高电接键相连单片机检测键端口电情况决定否键键抖动问题采软件延时方式减少硬件电路设计电路图
36 LCD显示电路
引脚应考虑LCD接串行显示模块PSB脚接低电时模块进入串行接口模式串行模式串行数线SID串行时钟线SCLK传送数构成2线串行模式
图361
37 报警电路
图371
根蜂鸣器参数电压13~15V电流20~80mA电阻6~8Ω 知选集成放芯片LM386 驱动更济三极9012 8550 驱动电路图
38 串行接口电路
图381
四系统软件设计
41 程序设计
void main()
{
uchar kj
LCD_init()
LCD_dis_code(01lcd)
LCD_dis_code(10lcd1)
LCD_dis_code(20lcd2)
LCD_dis_code(30lcd3)
while(1)
{
read_io()读取温湿度数
clear_gcrom()
湿度
for(k0 k<2 k++)
{
lcd_pos(3k+3)
write_data(str1[k])
}
clear_gcrom()
温度
for(j0 j<2 j++)
{
lcd_pos(2j+2)
write_data(str2[j])
}
delay(500)
}
}
42 LCD12864模块程序
void LCD_dis_code(uchar xuchar yuchar code *s)
{
write_cmd(addr_tab[8*x+y]) 写址
while(*s>0)
{
write_data(*s) 写数
s++
}
}
******初始化LCD******
void Lcd_init(void)
{
delay(50)
write_cmd(0x30) 选择根指令集
delay(1)
write_cmd(0x30) 选择8bit数流
delay(1)
write_cmd(0x0c) 开显示(游标反白)
delay(1)
write_cmd(0x01) 显示设定址指针00H
delay(30)
}
******串行发送字节******
void send_byte(uchar byte)
{
uchar i
for(i0i<8i++)
{
SCLK 0
bytebyte<<1 左移位 先发送高位数
SID CY 移出位SID
SCLK 1 升触发发送
SCLK 0
}
}
******写指令*****
void write_cmd(uchar cmd)
{
delay(1)
SID 0
SCLK 0
delay(5)
P0 cmd
delay(5)
SCLK 1
delay(5)
SCLK 0
}
******写数******
void write_data(uchar dat)
{
delay(1)
SID 0
SCLK 0
P0 dat
delay(5)
SCLK 1
delay(5)
SCLK 0
}
******延时子程序******
void delay(uint a)
{
uint i
while(a)
{
for(i0 i<113 i++)
}
}
43 DHT11模块程序
uchar receive_byte()接收字节
{
uchar itemp
for(i0i<8 i++)
{
count 2
while((io) && count++)等50us低电结束防止死循环
temp 0
delay1()
delay1()
delay1()
if (io1)
{
temp 1
count 2
while(io && count++)
}
else
temp 0
data_byte<<1
data_bytetemp
}
return (data_byte)
}
******开始信号******
void read_io()开始信号读数校验
{
io 0
delay(18)机拉低18ms
io 1DATA总线拉电阻拉高 机延时20us
delay1()
delay1()
delay1()
delay1()
io 1机设置输入高电判断机响应信号
if(io)
{
count 2
while((io)&&count++)判断DHT11发出80us低电响应信号否结束
count 2
while(io && count++)判断DHT11拉高总线80us高电否结束
RH_temp receive_byte()
RL_temp receive_byte()
TH_temp receive_byte()
TL_temp receive_byte()
CK_temp receive_byte()
io 1
num (RH_temp + RL_temp + TH_temp + TL_temp)数校验
if(num CK_temp)
{
RH_data RH_temp
RL_data RL_temp
TH_data TH_temp
TL_data TL_temp
CK_data CK_temp
}
}
湿度整数局部
str1[0] (char)(0x30 + RH_data10)
str1[1] (char)(0x30 + RH_data10)
温度整数局部
str2[0] (char)(0x30 + TH_data10)
str2[1] (char)(0x30 + TH_data10)
}
**********************E N D**********************
44 光敏电阻模块程序
unsigned char adc0804( void ) 读AD0804子程序
{ unsigned char addatai rd1wr1int11 读ADC0804前准备
P10xff P1全部置准备
cs0wr0wr1 启动ADC0804开始测电压
rd0 开始读转换数
ii ii 意义语句延时等ADC0804读数完毕
addataP1读出数赋
addate rd1cs1读数完毕
addataaddata2
return(addata)返回读出数
}
五调试性分析
51调试程中出现问题
首先调试时先载LCD显示程序LCD没结果测量发现滑动变阻器阻值太导致LCD背光太低致LCD没显示滑动变阻器阻值调程序出现结果
52 性分析
系统实现环境温湿度光强度显示报警功键设计等单总线数字温度湿度传感器应单片机原理LCD显示技术实现实验室点温湿度参数实时显示超限报警系统保障实验室环境性效提高实验成功率系统集成度高操作容易性具较高实价值实践说明该系统够温度湿度进行检测适合数采样频率求高应场合
六心体会
设计出基单片机环境温湿度检测系统搜集量芯片手册查阅较图书资料复学课教材分两阶段系统进行设计——前期根设计期探索设计 前期设计种类繁温度湿度传感器中选定广州奥松公司生产单总线数字温湿度传感器DHT11款传感器优势通信协议相说拟简洁产品价格低廉设计低钱高精度温湿度检测系统十分必 功方面求调查市场类产品根实际需求设计市场温湿度检测系统功检测显示温湿度数设置报警点报警层监控设备通信设计正方面求出发利单片机身特点实现系统功 期探索设计提升系统性 第次设计基单片机系统然完成根设计求设计程中遇许硬件软件问题没完全解决设计程模块式没完整系统总体规划期探索设计理进行行性分析没做出相应硬件调试符合预期设想必须加强单片机系统设计力毕业设计浅薄入门 然设计程中应虚心听取建议意见解决设计程中问题帮助
展未终系统应该基单片机功环境检测系统仅检测环境温度湿度度等需环境变量显示液晶屏幕根设定限值进行报警提示时间序存储量检测数根需发送层分析处理设备红外遥控实行远程线控制外电源系统适应种供电场合存储局部电断电确保系统继续工作定时间
参考文献
[1]李瀚荪简明电路分析北京：高等教育出版社2002
[2]康光华电子技术根底模拟局部北京：高等教育出版社1979
[3]康光华电子技术根底数字局部北京：高等教育出版社1980
[4]马金龙信号系统北京：科学出版社2006
[5]唐颖单片机原理应北京：北京学出版社2021
[6]郑莉董渊张瑞丰C++语言程序设计北京清华学出版社2004
[7]唐文彦传感器北京：机械工业出版社2021
[8]陈尔绍等电子控制电路实例北京：电子工业出版社2004
[9]姜威实电子系统设计根底北京：北京理工学出版社2021
[10]毛兴武等新型电子器件应技术北京：中国电力出版社2021
[11]孟贵华电子元器件选入门北京：机械工业出版社2004
[12]黎桃等Protel99 入门提高北京：电子工业出版社2021
[13]郭强液晶显示模块应调试北京：电子工业出版社2021
[14]陈涛单片机应C51 程序设计北京：机械工业出版社2021
[15]钟睿MCS51 单片机原理应开发技术北京：中国铁道出版社2006
附录1 程序清单
**********************DHT1112864LCD************************
* DHT11总线接P1^0 *
* 晶振 110592M *
*************************************************************
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar lcd_xlcd_ydata_byte0count
uint TH_dataTL_dataRH_dataRL_dataCK_data
uint TH_tempTL_tempRH_tempRL_tempCK_temp
uchar num
void read_io()
void delay(uint a)延时子函数
void lcd_pos(unsigned char Xunsigned char Y)
void LCD_init()LCD初始化程序
void LCD_dis_code(uchar xuchar yuchar code *s)显示函数
void write_data(uchar dat)写数
void write_cmd(uchar cmd)写指令
void delay1()10us延时
*****汉字址表*****
uchar code addr_tab[]{
0x800x810x820x830x840x850x860x87第行汉字位置
0x900x910x920x930x940x950x960x97第二行汉字位置
0x880x890x8a0x8b0x8c0x8d0x8e0x8f第三行汉字位置
0x980x990x9a0x9b0x9c0x9d0x9e0x9f第四行汉字位置
}
sbit SID P0^1读写信号
sbit SCLK P0^0串行时钟信号
sbit io P1^3DHT11总线
uchar code lcd[]{环境监测系统}
uchar code lcd1[]{温度 ℃}
uchar code lcd2[]{湿度 RH}
uchar code lcd3[]{光强 lux}
uchar str1[]{ }
uchar str2[]{ }
******程序******
void main()
{
uchar kj
LCD_init()
LCD_dis_code(01lcd)
LCD_dis_code(10lcd1)
LCD_dis_code(20lcd2)
LCD_dis_code(30lcd3)
while(1)
{
read_io()读取温湿度数
clear_gcrom()
湿度
for(k0 k<2 k++)
{
lcd_pos(3k+3)
write_data(str1[k])
}
clear_gcrom()
温度
for(j0 j<2 j++)
{
lcd_pos(2j+3)
write_data(str2[j])
}
delay(500)
}
}
******延时程序******
void delay1()延时10us
{
unsigned char i
for(i0 i<3 i++)
}
******显示程序******
void lcd_pos(unsigned char Xunsigned char Y)
{
unsigned char pos
if ( X 1 )
{ pos 0x80 }
else if ( X 2 )
{ pos 0x90 }
else if ( X 3 )
{ pos 0x88 }
else
{ pos 0x98 }
write_cmd(Y | pos) 数指针80+址变量
}
**********************DHT11模块**********************
uchar receive_byte()接收字节
{
uchar itemp
for(i0i<8 i++)
{
count 2
while((io) && count++)等50us低电结束防止死循环
temp 0
delay1()
delay1()
delay1()
if (io1)
{
temp 1
count 2
while(io && count++)
}
else
temp 0
data_byte<<1
data_byte|temp
}
return (data_byte)
}
******开始信号******
void read_io()开始信号读数校验
{
io 0
delay(18)机拉低18ms
io 1DATA总线拉电阻拉高 机延时20us
delay1()
delay1()
delay1()
delay1()
io 1机设置输入高电判断机响应信号
if(io)
{
count 2
while((io)&&count++)判断DHT11发出80us低电响应信号否结束
count 2
while(io && count++)判断DHT11拉高总线80us高电否结束
RH_temp receive_byte()
RL_temp receive_byte()
TH_temp receive_byte()
TL_temp receive_byte()
CK_temp receive_byte()
io 1
num (RH_temp + RL_temp + TH_temp + TL_temp)数校验
if(num CK_temp)
{
RH_data RH_temp
RL_data RL_temp
TH_data TH_temp
TL_data TL_temp
CK_data CK_temp
}
}
湿度整数局部
str1[0] (char)(0x30 + RH_data10)
str1[1] (char)(0x30 + RH_data10)
温度整数局部
str2[0] (char)(0x30 + TH_data10)
str2[1] (char)(0x30 + TH_data10)
}
**********************E N D**********************
**********************12864模块程序**********************
*void clear_gcrom()
{
uchar ijk
lcd_x 0x80
lcd_y 0x80
write_cmd(0x34)
for(i 0 i < 2 i++) 两屏幕
{
for(j 0 j < 32 j++)
{
write_cmd(lcd_y+j)
write_cmd(lcd_x)
for(k 0 k < 16 k++)
{
write_data(0x00)
}
}
lcd_x 0x88
}
write_cmd(0x36)
write_cmd(0x30)
}*
******显示函数******
void LCD_dis_code(uchar xuchar yuchar code *s)
{
write_cmd(addr_tab[8*x+y]) 写址
while(*s>0)
{
write_data(*s) 写数
s++
}
}
******初始化LCD******
void Lcd_init(void)
{
delay(50)
write_cmd(0x30) 选择根指令集
delay(1)
write_cmd(0x30) 选择8bit数流
delay(1)
write_cmd(0x0c) 开显示(游标反白)
delay(1)
write_cmd(0x01) 显示设定址指针00H
delay(30)
}
******串行发送字节******
void send_byte(uchar byte)
{
uchar i
for(i0i<8i++)
{
SCLK 0
bytebyte<<1 左移位 先发送高位数
SID CY 移出位SID
SCLK 1 升触发发送
SCLK 0
}
}
*****写指令*****
void write_cmd(uchar Cbyte )
{
delay(1)检测忙子程序写串行支持读操作延时吧
send_byte(0xf8) 11111RW(0)RS(0)0
delay(1)
send_byte(0xf0&Cbyte) 高四位
send_byte(0xf0&Cbyte<<4) 低四位(先执行<<)
}
*****写数*****
void Write_data(uchar Dbyte )
{
delay(1)
send_byte(0xfa)
delay(1) 11111RW(0)RS(1)0
send_byte(0xf0&Dbyte) 高四位
send_byte(0xf0&Dbyte<<4) 低四位(先执行<<)
}
******延时子程序******
void delay(uint a)
{
uint i
while(a)
{
for(i0 i<113 i++)
}
}
**********************E N D**********************
附录2 电路原理图
附录3 PCB图
附录4 硬件电路板图
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