基于單片機(jī)的濕度計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、 數(shù)字濕度計(jì)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的濕度測(cè)量系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)的功能為：（1） 能實(shí)時(shí)測(cè)量所處環(huán)境的濕度值，誤差0.5%；（2） 系統(tǒng)可有用戶預(yù)設(shè)濕度值，測(cè)濕范圍0100%;（3） 如若超出預(yù)設(shè)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，即發(fā)光二極管亮，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警；（4） 系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示，能顯示設(shè)定溫度值和測(cè)得的實(shí)際值；（5） 設(shè)計(jì)出原理圖和實(shí)際電路板圖。二、設(shè)計(jì)方案按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)攻能要求，確定系統(tǒng)有5個(gè)模塊組成：主控制器，數(shù)字濕度傳感器，報(bào)警電路，按鍵電路及驅(qū)動(dòng)先是電路。主控制器的功能有單片機(jī)來(lái)完成，主要負(fù)責(zé)處理由數(shù)字濕度傳感器送來(lái)的數(shù)據(jù)，并把處理好的數(shù)據(jù)送向顯示模塊。數(shù)字濕度傳感器主要來(lái)采集

2、周圍環(huán)境參數(shù)，并把所采集來(lái)的數(shù)據(jù)送向主控制器。按鍵電路主要用來(lái)完成單片機(jī)的復(fù)位操作和濕度初始值的設(shè)定。由于單片機(jī)輸出電流太?。▋H有幾毫安），所以增加驅(qū)動(dòng)電路主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)八位數(shù)碼管發(fā)光的。三、硬件電路設(shè)計(jì)Pc板圖元器件的選則濕度傳感器濕度傳感器的溫度系數(shù)。濕敏元件除對(duì)環(huán)境濕度敏感對(duì)溫度都十分敏感，而且在不同的相對(duì)濕度下其溫度系數(shù)是有差異的。溫漂非線性，我們需要在電路上加溫度補(bǔ)償式。濕度傳感器溫漂曲線的線性化直接影響到補(bǔ)償?shù)男Ч?，非線性的溫漂補(bǔ)償不出較好的效果，采用單片機(jī)軟件補(bǔ)償，或者無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葌鞲衅饕彩潜ＷC不了全溫范圍的精度，只有采用硬件溫度跟隨性補(bǔ)償才會(huì)獲得真實(shí)的補(bǔ)償效果。應(yīng)注意的是多數(shù)

3、濕敏元件在40以上的環(huán)境是無(wú)法正常工作。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為

4、各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。 實(shí)物圖 引腳說(shuō)明 通信過(guò)程 總線空閑狀態(tài)為高電平,主機(jī)把總線拉低等待DHT11響應(yīng),主機(jī)把總線拉低必須大于18毫秒,保證DHT11能檢測(cè)到起始信號(hào)。DHT11接收到主機(jī)的開始信號(hào)后,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束,然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號(hào).主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)結(jié)束后,延時(shí)等待20-40us后, 讀取DHT11的響應(yīng)信號(hào),主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高。 LCD液晶顯示器1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)

5、等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行1615 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。目前市場(chǎng)上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。四、軟件設(shè)計(jì)軟件任務(wù)，程序框圖程序:#include<reg52.h>#include<math.h>#include<INTRINS.H>#define uint unsigned int#define

6、uchar unsigned charsbit seg1=P20;sbit seg2=P21;sbit seg3=P22;sbit DQ=P13;/ds18b20 端口sfr dataled=0x80;/顯示數(shù)據(jù)端口Ucharcode duan=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,;uchar code we=0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfe,0xff,; uchar huanchong=0,0,0,0,0,0,0,0,;uchar d

7、ispcount,T0count,time,temp8;sbit led=P12;bit flag;uint temp1;uchar flag_get,count,num,minute,second;unsigned long x; void delay1(uchar MS);unsigned int ReadTemperature(void);void Init_DS18B20(void);unsigned char ReadOneChar(void);void WriteOneChar(unsigned char dat);void delay(uint z)while(z-);void

8、main(void)uchar TempH,TempL;uchar i;EA=1;TMOD=0x15;TH0=0;TL0=0;TH1=(65536-4000)/256;TL1=(65536-4000)%256;TR1=1;TR0=1;ET0=1;ET1=1;count=0;while(1)P2=we7;P0=duanhuanchong0;delay(250); P2=we6;P0=duanhuanchong1;delay(250); P2=we5;P0=duanhuanchong2;delay(250); P2=we4;P0=duanhuanchong3;delay(250); P2=we3;

9、P0=duan12;delay(250);P2=we2;P0=duanTempL;delay(250);P2=we1;P0=duan(TempH%100)%10|0x80;delay(250); P2=we0;P0=duan(TempH%100)/10;delay(250); if(flag_get=1) /定時(shí)讀取當(dāng)前溫度temp1=ReadTemperature();if(temp1&0x8000)P2=we0;P0=0x40;/負(fù)號(hào)標(biāo)志temp1=temp1; / 取反加1temp1 +=1;elseP2=we0;P0=0;TempH=temp1>>4; TempL=

10、temp1&0x0F; TempL=TempL*6/10;/小數(shù)近似處理flag_get=0;if(flag=1)flag=0;x=T0count*65536+TH0*256+TL0;for(i=0;i<4;i+)tempi=0;i=0;while(x/10)tempi=x%10; x=x/10;i+;tempi=x;for(i=0;i<4;i+)huanchongi=tempi; time=0;T0count=0;TH0=0;TL0=0;TR0=1;void t0(void)interrupt 1 using 0T0count+;void t1(void)interrup

11、t 3 using 0TH1=(65536-4000)/256;TL1=(65536-4000)%256;time+;num+;if(time=250)led=led;TR0=0;time=0;flag=1;if (num=50)num=0;flag_get=1;/標(biāo)志位有效second+;if(second>=60)second=0;minute+;void Init_DS18B20(void)unsigned char x=0;DQ = 1; /DQ復(fù)位delay(8); /稍做延時(shí)DQ = 0; /單片機(jī)將DQ拉低delay(80); /精確延時(shí) 大于 480usDQ = 1; /

12、拉高總線delay(10);x=DQ; /稍做延時(shí)后 如果x=0則初始化成功 x=1則初始化失敗 delay(5);/*/ /* 讀一個(gè)字節(jié) */ /*/ unsigned char ReadOneChar(void)unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i-)DQ = 0; / 給脈沖信號(hào)dat>>=1;DQ = 1; / 給脈沖信號(hào)if(DQ)dat|=0x80;delay(5);return(dat);/*/ /* 寫一個(gè)字節(jié) */ /*/ void WriteOneChar(unsigned char

13、 dat)unsigned char i=0;for (i=8; i>0; i-)DQ = 0;DQ = dat&0x01;delay(5);DQ = 1;dat>>=1;delay(5);/*/ /* 讀取濕度度 */ /*/ unsigned int ReadTemperature(void)unsigned char a=0;unsigned int b=0;unsigned int t=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); / 跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作WriteOneChar(0x44); / 啟動(dòng)濕度度轉(zhuǎn)換delay(200)

14、;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); /跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作WriteOneChar(0xBE); /讀取濕度寄存器等（共可讀9個(gè)寄存器） a=ReadOneChar(); /低位b=ReadOneChar(); /高位b<<=8;t=a+b;return(t);/ 前兩個(gè)就是濕度五、電路測(cè)試與問(wèn)題解決方法首先是測(cè)試顯示電路的正確性，根據(jù)寫好的程序，寫入單片機(jī)中。安裝好硬件，上電，顯示正常，達(dá)到預(yù)期效果，則證明顯示電路是正常的。按下復(fù)位按鍵，LCD無(wú)顯示，松開，顯示正常，證明復(fù)位電路是正常的。然后測(cè)試得到濕度程序，將初始化程序，ADC0804正常工

15、作的初始化程序、寫ADC0804程序、讀ADC0804程序，有了濕度子程序，濕度轉(zhuǎn)換子程序，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序，顯示子程序正確編排后寫入單片機(jī)中，上電，顯示不正常。重新讀取源程序，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在ADC0804初始化程序有錯(cuò)，修改后重新編譯并寫入單片機(jī)。上電后，顯示當(dāng)前濕度。證明ADC0804工作是正常的，各部分子程序都運(yùn)行正常。最后是按鍵子程序及報(bào)警子程序的調(diào)試，將正確編排后的按鍵子程序及報(bào)警子程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中，上電后，各個(gè)部分工作正常，在測(cè)得當(dāng)前濕度超出設(shè)定濕度上下限后，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，調(diào)試基本成功。但按鍵反應(yīng)遲緩是否是由于顯示程序占用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成的呢，還是在于按鍵程序采用掃描方式。我們

16、先考慮采用中斷方式解決此問(wèn)題，又因?yàn)锳DC0804正常工作有嚴(yán)格的時(shí)序限制，中斷在很大可能上會(huì)影到ADC0804正常工作。在嘗試并采用中斷方式后，決定仍采用掃描方式。后來(lái)仔細(xì)排查發(fā)現(xiàn)確實(shí)是由于顯示程序占用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成的，修改顯示程序并且在主程序和按鍵子程序中增加調(diào)用顯示程序的次數(shù)，問(wèn)題得到解決。此次設(shè)計(jì)的調(diào)試部分完成，設(shè)計(jì)的所有功能也全部得以實(shí)現(xiàn)。六、功能測(cè)試與結(jié)論 在硬件和軟件單獨(dú)調(diào)試成功后進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試，它可以分成以下三個(gè)步驟：第一步，濕度傳感器有信號(hào)傳出；第二步，使單片機(jī)獲得中斷信號(hào)，計(jì)算出轉(zhuǎn)速值并且存儲(chǔ)；第三步，通過(guò)LCD1602顯示屏把測(cè)量的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。七、設(shè)計(jì)總結(jié)與 體會(huì)本系統(tǒng)是基于單片機(jī)AT89S52的處理，可以完美的實(shí)現(xiàn)對(duì)濕度的監(jiān)測(cè)?？梢哉f(shuō)傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。近來(lái)傳感器所檢測(cè)的信號(hào)顯著地增加，因而其品種也極其繁多。為了對(duì)各種各樣的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、控制，就必須獲得盡量簡(jiǎn)單易于處理的信號(hào)。電信號(hào)能較容易地進(jìn)行放大、反饋、濾波、微分、存貯、遠(yuǎn)距離操作等。所以只有電信號(hào)能夠滿足這樣的要求。作為一種功能塊的傳感器可狹義的定義為：“將外界的輸入信號(hào)變換為電信號(hào)的一種元件。用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化裝置來(lái)代替人的勞動(dòng)，我們可以說(shuō)電子計(jì)算機(jī)就相當(dāng)于人的大腦，那么傳感器則相當(dāng)于人的五官。傳感器是獲取自然領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。換句話說(shuō)如果