機房溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　題 目： 機房溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設計 </p><p>　　學院（系）： 物理與電信工程學院 </p><p>　　年級專業(yè)： 電信1102班 </p><p>　　學 號：

2、 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2015年 4月18日</p><p>　

3、　機房溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設計</p><p>　　[摘要]溫濕度與機房有著非常密切的關系。本設計實現(xiàn)的是機房溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，通過溫濕度傳感器SHT10實現(xiàn)對溫度、濕度的檢測，將溫濕度信號通過傳感器進行信號的采集并轉換成數(shù)字信號，再運用單片機STC89C52進行數(shù)據(jù)的分析和處理，顯示和報警電路提供信號，用戶需要輸入預設值，當實際測量的溫濕度值大于預設的溫濕度值時，發(fā)出報警信號（蜂鳴器蜂鳴），顯示部分采用1602 LCD

4、顯示所測溫濕度值。系統(tǒng)結構簡單、實用，調試方便，提高了測量精度和效率。</p><p>　　[關鍵詞]溫濕度；SHT10；單片機；STC89C52；檢測；報警</p><p>　　Design of temperature and humidity monitoring system for computer room</p><p>　　Abstract: Tem

5、perature and humidity have a very close relationship. Is the design and implementation of the computer room temperature and humidity control system, achieved through the temperature and humidity sensor SHT10 detection of

6、 temperature, humidity, temperature and humidity signal through the sensor for signal acquisition and converted into digital signals, and then use the SCM STC89C52 for data analysis and processing, display and alarm circ

7、uit provides a signal, the user needs to input </p><p>　　Keywords: temperature and humidity; SHT10; MCU; STC89C52; detection; alarm</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　

8、引言1</b></p><p>　　1系統(tǒng)總體方案設計1</p><p>　　1.1功能要求1</p><p>　　1.2 設計思路1</p><p>　　1.3 總體設計框圖1</p><p><b>　　2 芯片介紹2</b></p>

9、<p>　　2.1 STC89C52芯片2</p><p>　　2.2 SHT10傳感器 簡介4</p><p>　　2.3 1602液晶顯示器4</p><p>　　3硬件電路的設計6</p><p>　　3.1 單片機最小系統(tǒng)的電路6</p><p>　　3.2 顯示電路的設計7&

10、lt;/p><p>　　3.3 溫度傳感器接口電路設計7</p><p>　　3.4超限處理電路部分7</p><p><b>　　3.5電源電路8</b></p><p><b>　　4系統(tǒng)軟件設計9</b></p><p>　　4.1 總體系統(tǒng)軟件設計9</

11、p><p>　　4.2 1602液晶顯示模塊設計9</p><p>　　4.3 傳感器模塊設計10</p><p><b>　　5硬件調試10</b></p><p><b>　　6結束語11</b></p><p><b>　　致謝11</b

12、></p><p><b>　　參考文獻11</b></p><p><b>　　附錄12</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　現(xiàn)代通信機房有著眾多的通信設備，這些設備對通信機房的環(huán)境要求會比較高，特別是溫濕度環(huán)境。這些設備工作時，溫

13、度和濕度的任何變化都可能會導致這些通信設備不能正常工作，嚴重時甚至可能會導致通信系統(tǒng)崩潰。因此，必須把溫濕度控制在這些通信設備正常工作的范圍之內，研究可靠的機房溫濕度控制系統(tǒng)，已經成為當前的需要。</p><p>　　然而傳統(tǒng)的溫濕度監(jiān)測模式是依靠人工輪流值班的方式來測量和記錄信息。這種方法效率低下而且不利于人才資源的利用，許多事故都是由人為因素造成的，而且人工維護缺乏完整的管理系統(tǒng)。所以需要研制一種結構簡單的測

14、控系統(tǒng)來達到自動調節(jié)溫濕度。溫濕度檢測系統(tǒng)就是現(xiàn)代生產中應運而生的的檢測系統(tǒng)，特別是在生產中如果檢測得不準確就會發(fā)生很多的生產事故。因此為了給人們工作、科研、生活提供更好更方便的設施，對現(xiàn)在的溫濕度控制器的設計和改良有著很大的現(xiàn)實意義。</p><p>　　國外對溫濕度控制技術研究比較早，始于20世紀70年代。先是使用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息進行指示、記錄和控制。80年代末的時候出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在正

15、開發(fā)計算機的多因子綜合控制系統(tǒng)。目前世界各國的溫濕度測控技術發(fā)展很快，其中有些國家向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。</p><p>　　我國對溫濕度測控技術的研究始于20世紀80年代。我國技術人員在發(fā)達國家溫濕度測控技術的基礎上，掌握了溫濕度室內微機控制技術，這項技術只限于對溫濕度的單項環(huán)境因子的控制。在我國溫濕度測控設施計算機應用中，總體上向實用化和綜合性應用階段發(fā)展。在技術上方面，從單片機控制的單參數(shù)單回路

16、系統(tǒng)方面居多，仍沒有真正意義上多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)。我國溫濕度測量控制情況還沒有達到工廠化的程度，在生產實際中還有許多問題困擾著我們，有著裝備配套的能力差，產業(yè)化 的程度低，軟硬件不能共享和可靠性差的缺點。在以后的溫濕控系統(tǒng)的研究中會更智能化，集成化。系統(tǒng)的各項性能指標也會更準確，更穩(wěn)定可靠。</p><p>　　溫濕度應用領域非常廣泛，如藥品儲存，動物養(yǎng)殖，檔案管理，食品行業(yè)，空調等狹小空間工業(yè)設備測溫和控制。太

17、陽能供熱，制冷管道熱量計量，中央空調分戶熱能計量等。</p><p><b>　　1系統(tǒng)總體方案設計</b></p><p><b>　　功能要求</b></p><p>　　該系統(tǒng)主要由溫濕度采集部分、CPU、1602顯示模塊和超限電路處理部分構成，以STC89C52單片機作為核心處理器。</p><

18、p>　　主要完成的功能有以下幾點：</p><p>　　1、通過數(shù)字溫濕度傳感器SHT10采集溫濕度數(shù)據(jù)，即時傳輸給單片機； </p><p>　　2、單片機將收到的信號進行分析和處理，將采集到時溫濕度實時數(shù)據(jù)送給1602液晶顯示屏； </p><p>　　3、通過1602液晶顯示屏完成溫濕度的數(shù)據(jù)顯示； </p><p

19、>　　4、給定溫度濕度數(shù)值，設置不同的溫濕度，接入蜂鳴器，實現(xiàn)越限報警； </p><p><b>　　1.2 設計思路 </b></p><p>　　電路總體上分為溫濕度采集部分、中央處理器、顯示模塊以及報警模塊部分。以STC89C52單片機最小系統(tǒng)作為核心控制電路，控制SHT10傳感器采集的溫濕度的轉換，控制1602液晶屏的顯示

20、，以及蜂鳴器的報警。具體顯示內容及方式由軟件來完成。采集溫濕度方面由SHT10傳感器來完成，它是一個數(shù)字溫濕度傳感器、內置模數(shù)轉換，可以直接與單片機相連接。而1602液晶顯示屏是插針式，也可以直接與單片機相連接。因此不需要手動焊接等復雜的過程。具體步驟是：按照原理圖將傳感器、1602液晶顯示屏分別接入單片機。通過SHT10傳感器采集當前的溫濕度值、再經單片機，將處理后的數(shù)據(jù)傳送到液晶屏上顯示出來。并且接入蜂鳴器。設置溫度值，實現(xiàn)越限報警

21、。 </p><p>　　1.3 總體設計框圖 </p><p>　　按照系統(tǒng)功能的具體要求，在保證實現(xiàn)其功能的基礎上，盡可能降低系統(tǒng)成本。總體設計方案圍繞上述思想，初步確定系統(tǒng)的方案如圖1.1所示。</p><p>　　從圖中可以看出，系統(tǒng)有微處理器模塊、1602液晶顯示模塊、SHT10傳感器模塊、按鍵電路、復位電路、按鍵電路、晶振電

22、路、報警電路和電源電路組成。在方案設計中，遵循簡潔至上的原則，因此所有的外圍模塊采用串行方式與微處理器模塊接口。該設計以STC89C52單片機為控制核心，實現(xiàn)溫濕度采集及顯示的基本功能。在設計系統(tǒng)時，為了更好地采用模塊化設計法，分步的設計各個單元功能模塊，系統(tǒng)的硬件部分可以分為傳感器的使用、單片機控制、1602液晶顯示和實現(xiàn)報警四大部分。  </p><p><b>　　2 芯片介紹

23、 </b></p><p>　　2.1 STC89C52芯片 </p><p>　　功能特性：STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。與工業(yè)80C51產品指令和引腳完全兼容。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STC8

24、9C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案，如圖2.1所示。STC89C52具有以下標準功能:8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計

25、數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。</p><p>　　主要性能：與MCS51單片機產品兼容、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、三級加密程序存儲器、32個可編程I/O口線、三個16位定時器/計數(shù)器八個中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、

26、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符。 STC89C52如圖2.1所示。 </p><p><b>　　管腳說明： </b></p><p>　　VCC：供電電壓。 </p><p><b>　　GND：接地。 </b></p><p>　　P0口：

27、P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 </p><p>　　P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電

28、流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時[1]，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。

29、這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被

30、內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 </p><p>　　P3口也可作為STC89C52的一些特殊功能口，如表2.1所示：</p><p>　　表2.2表示了P3口的第二功能。</p><p>　　表2.1管腳備選功能</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編

31、程校驗接收一些控制信號。 </p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 </p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)[2]。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率[2]的1/6。因此

32、它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 </p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/

33、PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 </p><p>　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 </p>

34、<p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p>

35、<p>　　2.2 SHT10傳感器 簡介</p><p>　　SHT10是家庭中Sensirion溫濕度傳感器系列。微型電路板上有被傳感器集成的傳感元件和信號處理電路，該傳感器采用專利技術cmosens，保證高可靠性和長期穩(wěn)定性的產品。傳感器包括一個電容式高分子濕敏元件和一個能隙材料溫度元件，和14位A/D轉換器、串行接口電路進行無縫連接。所以，這個產品有較卓越的質量，迅速的響應，良好的抗干擾能力，高

36、性價比的優(yōu)點。</p><p>　　SHT10如下2.2所示：</p><p><b>　?。?）引腳介紹： </b></p><p>　　腳1和4：信號地和電源，其工作電壓范圍是2.4～5.5 V； </p><p>　　腳2: DATA 引腳為三態(tài)結構，用于讀取傳感器數(shù)據(jù) . 當向傳感器發(fā)送命令時, DATA 在 S

37、CK上升沿有效且在 SCK 高電平時必須保持穩(wěn)定。</p><p>　　腳3：串行數(shù)字接口,為時鐘線； </p><p>　　（2） SHT10的工作原理 </p><p>　　SHT10是單片集成數(shù)字溫濕度傳感器，因此測量精度高，可精確計算露點，也不會產生因溫度梯度變化的溫度和濕度傳感器之間的誤解。所有的信號調節(jié)芯片內完成，利用I2C總線實現(xiàn)通信，數(shù)據(jù)和時鐘傳輸完

38、成，直接輸出數(shù)字信號。 SHT10溫濕度傳感器的性能都比其他類型的更好。第一是傳感器的信號強度的增加與傳感器抗干擾性能的提高，保證傳感器的長期穩(wěn)定性，和A/D的轉換，可以減少傳感器噪聲敏感的應用。第二是在傳感器芯片加載校準數(shù)據(jù)，保證溫濕度傳感器都具有相同的功能，具有100%的互換性。第三是該傳感器可直接通過與任何類型的微處理器I2C總線、單片機系統(tǒng)連接，從而降低硬件接口電路的成本，簡化了接口模式。</p>

39、<p>　　2.3 1602液晶顯示器 </p><p>　　1602液晶顯示器是一種專門為字母、數(shù)字、符號等點陣液晶顯示，目前常用的16×1，16×2，20×2和40×2行的字符型液晶顯示模塊。長沙太陽電子有限公司1602字符的液晶顯示器。</p><p>　　一般1602字符型液晶顯示器實物如圖2.3所示：</

40、p><p>　　（1）1602 LCD主要技術參數(shù)</p><p>　　顯示容量為16*2個字符；</p><p>　　芯片工作電壓位4.5-5.5V；</p><p>　　工作電流為2.0m A；</p><p>　　模塊最佳工作電壓為5.0V；</p><p>　　字符尺寸為2.95*4.35m

41、m.</p><p><b>　?。?）引腳說明： </b></p><p>　　引腳1：VSS為地電源。  </p><p>　　引腳2：VDD接5V正電源。  </p><p>　　引腳3：VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最低，接地時對比度最高，對比度過

42、高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。  </p><p>　　引腳4：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器[3]。  </p><p>　　引腳5：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平 ,R/W

43、為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。  </p><p>　　引腳6：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。</p><p>　　引腳7：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線[4]。   </p><p>　　引腳15：背光源正極。  </p&g

44、t;<p>　　引腳16：背光源負極[5]。 </p><p><b>　?。?）指令說明</b></p><p>　　1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令。 </p><p>　　它的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的（說明：1為高電平，0為低電平）。 </p>

45、<p>　　指令1：清顯示，指令碼01H，光標復位到地址00H位置。 </p><p>　　指令2：光標復位，光標返回到地址00H 。 </p><p>　　指令3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 。S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效 。 &l

46、t;/p><p>　　指令4：顯示開關控制。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示。 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標。 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 。 </p><p>　　指令5：光標或顯示移位。S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標 。 &l

47、t;/p><p>　　指令6：功能設置命令。DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線。N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示。F：低電平時顯示5X7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符 （有些模塊是 DL：高電平時為8位總線，低電平時為4位總線）。 </p><p>　　指令7：字符發(fā)生器RAM地址設置 。 </p>

48、<p>　　指令8：DDRAM地址設置。 </p><p>　　指令9：讀出忙信號和光標地址。 BF為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙，模塊就能接收相應的命令或者數(shù)據(jù)[4]。 </p><p>　　指令10：寫數(shù)據(jù)。 </p><p>　　指令11：讀數(shù)據(jù)。 <

49、;/p><p>　　(4) 內存地址映射：液晶顯示模塊是一個慢的顯示器件，因此在每個指令必須確認的忙標志模塊到低電平，則表明不忙，否則命令失敗。要顯示的字符應該輸入的字符顯示的地址，這意味著可以顯示字符[5]。</p><p>　　1602 內部顯示地址如圖2.4所示： </p><p>　　例如第2行的第1個字符的地址為40H，使光標直接

50、定位在40H的第一個字符的第二行嗎？這是不行的。因為最高D7需要恒定在1的高水平來寫地址顯示的，所以實際寫入的數(shù)據(jù)應該為01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H) [6]。</p><p>　　程序在開始的時候對LCD模塊功能進行了初始化設置，約定顯示格式。需要注意的是，顯示字符的光標是自動往右移的，不需要人工干預。每次輸入指令是用來確定液晶模塊忙子程序延遲

51、，然后輸入字符代碼41H。</p><p><b>　?。?）液晶顯示原理</b></p><p>　　液晶顯示原理是液晶的物理特性的使用，通過對其顯示區(qū)域的控制電壓，有電就可以顯示圖形。薄的液晶顯示器，適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現(xiàn)全彩色顯示。它已被廣泛應用于許多領域，如手提電腦，數(shù)碼相機，PDA等移動通信工具[7]。</p><p>

52、;<b>　　3硬件電路的設計</b></p><p>　　3.1 單片機最小系統(tǒng)的電路</p><p>　　在該設計的溫度控制系統(tǒng)設計中，控制核心是STC89C52單片機，該單片機為51系列增強型8位單片機，它有32個I/O口，片內含4K FLASH工藝的程序存儲器，便于用電的方式瞬間擦除和改寫，而且價格便宜，其外部晶振為12MHz，一個指令周期為1μS。使用該單片

53、機完全可以完成設計任務，其最小系統(tǒng)主要包括：復位電路、振蕩電路以及存儲器選擇模式（EA腳的高低電平選擇），電路如下圖3.1所示：</p><p>　　3.2 顯示電路的設計</p><p>　　1602LCD采用標準14腳或16腳接口，RS為寄存器選擇器，RS為高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，為低電平時選擇指令寄存器。R/W為讀寫信號線，為高電平時進行讀操作，為低電平時進行寫操作，當RS和R/W同

54、為低電平時可以寫入指令或者顯示地址；當RS為低電平時，R/W為高電平時可以讀忙信號；當RS為高電平，R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。E為使能端，當E端由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r，液晶模塊執(zhí)行命令。D0~D7為8位雙向數(shù)據(jù)線[8]。1602液晶顯示模塊可以和單片機STC89C52直接接口，電路原理圖如3.2所示。</p><p>　　3.3 溫度傳感器接口電路設計</p><p>　　SHT10

55、的微型電路板上有被傳感器集成的傳感元件和信號處理電路，傳感器包括一個電容式高分子濕敏元件和一個能隙材料溫度元件，和14位A/D轉換器、串行接口電路進行無縫連接。傳感器可直接通過與任何類型的微處理器I2C總線、單片機系統(tǒng)連接，從而降低硬件接口電路的成本，簡化了接口模式。傳感器與STC89C52的電路連接圖，如圖3.3所示</p><p>　　3.4超限處理電路部分</p><p>　　按鍵起

56、重要的控制作用，當接通電源時，則會給單片機一個初始的高電平狀態(tài)，當按下按鍵再彈起的時候，單片機由高電平變換成低電平后又轉至為高電平。所以，由于檢測到下降沿信號因此產生外部中斷控制信號。</p><p>　　蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器。采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM

57、”、“LB”、“JD”等）表示。</p><p>　　超限處理電路部分由按鍵電路和蜂鳴器組成。按鍵電路中KEY1為設置預設值，KEY2為溫度或濕度加1，KEY3為溫度或濕度減1，KEY4為確定設置值。當實際測量的溫濕度值大于預設的溫濕度值時，發(fā)出報警信號（蜂鳴器蜂鳴）。按鍵電路如圖3.4所示，蜂鳴器如3.5所示。</p><p><b>　　3.5電源電路</b>&l

58、t;/p><p>　　如圖3.6所示，該圖是一個輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。該電路是把市電220V交流電壓過變壓器降壓至交流12V，通過4個二極管構成的全橋式整流電路整流成為脈動直流，經過一級濾波電容后得到12V的穩(wěn)定直流，再送至三端穩(wěn)壓集成電路78L05，得到＋5V穩(wěn)定的直流輸出，再使用前濾波，便可以為單片機提供穩(wěn)定的工作電壓[9]。在下圖中，用四個二極管組成了全橋整流電路，C4，C5是一級濾波電容，U4是集

59、成穩(wěn)壓器78L05，C6，C7是二級濾波電容。R3是一個負載電阻，D2為一個發(fā)光二極管。</p><p><b>　　4系統(tǒng)軟件設計 </b></p><p>　　4.1 總體系統(tǒng)軟件設計</p><p>　　在對我們所要設計的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，對整個設計劃分模塊，逐個模塊實現(xiàn)其功能，最終把各個子模塊

60、合理的連接起來，構成總的程序。主程序首先要對整個系統(tǒng)進行初始化，然后將采集到的溫濕度指令傳給系統(tǒng)。主流程圖如圖4.1所示：</p><p>　　4.2 1602液晶顯示模塊設計 </p><p>　　液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，則此指令失效，要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，告訴模塊在哪里實現(xiàn)了字符[10]。軟件流程圖

61、如圖4.2所示：</p><p>　　4.3 傳感器模塊設計 </p><p>　　SHT10是單片集成數(shù)字溫濕度傳感器，因此測量精度高，可精確計算露點，也不會產生因溫度梯度變化的溫度和濕度傳感器之間的誤解。所有的信號調節(jié)芯片內完成，利用I2C總線實現(xiàn)通信，數(shù)據(jù)和時鐘傳輸完成，直接輸出數(shù)字信號。SHT10傳感器模塊的軟件流程圖如下圖所示:</p><

62、p><b>　　5 硬件調試 </b></p><p>　　電路元件安裝之前，首先應利用萬用表檢查各元器件功能是否完好，在確定所有芯片都能使用后開始焊接電路板。在電路板焊接過程中要充分利用電路原理圖，對照著電路原理圖和PCB圖進行焊接。焊接過程要十分認真仔細，將各個管腳連接正確，同時避免虛焊。</p><p>　　在電路板焊接完成之后，通常不

63、宜急于通電，先要認真檢查一下。檢查內容包括：對照電路原理圖認真檢查各個芯片引腳安裝是否正確，有無芯片正負極反接；檢查元器件引腳之間有無短路；連接處有無接觸不良。待檢查無誤后，上電調試。觀察其有無異?，F(xiàn)象（有無冒煙、異味），手摸器件是否發(fā)燙，電源有無短路現(xiàn)象等。若出現(xiàn)異常，應馬上斷電，排除故障后才能再通電。檢查完畢確認沒有問題的情況下加電測試。</p><p><b>　　（1）程序下載 <

64、;/b></p><p>　　在程序下載過程中使用的是progisp下載器，該下載器支持所有AVR芯片的編程，主要用于下載AVR程序和ATM程序。下載器裝載單片機后與計算機連接，整理在Keil軟件里編譯好的程序，準備完畢后就可以下載程序。打開下載軟件Progisp，點擊菜單選擇“調入Flash(F)”,選擇需要下載的“HEX文件”，打開文件，點擊軟件“自動”按鍵，軟件就可以自動把程序燒錄到單片機內。提示下載

65、成功，燒錄完畢。</p><p><b>　?。?）檢測顯示 </b></p><p>　　在此檢查無誤后，下載程序進行調試。加電后，在一切正常的情況下，系統(tǒng)初始化，LCD正確顯示溫濕度。</p><p>　?。?）控制顯示   </p><p>　　S-T設為溫度的上限，S-H設

66、為濕度的上限。 </p><p><b>　?。?）溫度報警 </b></p><p>　　在溫濕度閾值報警中，當設置溫度上限在20℃時，實際溫度為25.2℃，高于設定的上限溫度，此時系統(tǒng)聲光報警。  </p><p><b>　?。?）濕度報警 </b></p>

67、;<p>　　在相對濕度閾值報警的設置中，當把相對濕度上限設定為50%時，實際相對濕度為54.2%，高于設定的上限濕度值，此時系統(tǒng)聲光報警。</p><p><b>　　6結束語</b></p><p>　　在大學學習生活中，畢業(yè)設計是一個很好的學習過程。從查找相關資料，學習理論知識，實驗編程調試，很大的提高我的理論知識和動手能力。通過對單片機的硬件結構

68、和軟件編程方法的了解，使我對單片機的工作方式有了一定的理解。同時，對傳感器、液晶屏、鍵盤、蜂鳴器等外圍設備有了一定的了解。明白了如何設計一項工程：首先，要知道設計的系統(tǒng)需要實現(xiàn)什么功能，需要什么器件；然后，購買相應的硬件，選用硬件時不僅僅要考慮選用經濟的，要更精確的完成系統(tǒng)的要求；再著，對實現(xiàn)各個硬件的軟件要弄清楚，怎樣更好的實現(xiàn)各個硬件的協(xié)調，怎樣更好的通過主控制器件來實現(xiàn)硬件的功能。最后，通過測試與調試，讓設計更好的完成系統(tǒng)要求。&

69、#160; </p><p>　　我們的知識水平有限， 因此這個設計也有一定的不足。比如說在濕度的控制方面，因為溫度時刻都在發(fā)生著變化，而濕度的變化又大部分取決于溫度。所以對濕度的控制有些困難。同時因為濕度變化波動比較大，造成了報警頻繁，給濕度限值的設定也帶來了不小的麻煩。 </p><p><b>　　致謝</b></p><

70、p>　　感謝我的指導老師**老師，她能在忙碌的教學生活中審查、修改我的論文。同時我也要感謝在這曾經幫助過我的老師和同學，在你們一絲不茍，細致嚴謹?shù)淖黠L中，我也漸漸受到你們的熏陶，他們精心的指導和嚴謹?shù)乃悸方o了我許多啟發(fā)。</p><p>　　自上大學以來，在這四年里，每位老師總是辛勤工作，耐心的教導著我，使我在大學中綜合素質提高、專業(yè)理論知識學習和實踐工作能力等各方面受益匪淺。在畢業(yè)設計和論文寫作中，我得到

71、了許多學生的關懷，指導和幫助，沒有他們的幫助，我的論文和設計是不可能順利成功完成的，這里，我向我的同學和各位老師表示誠摯的感謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]柴睿.液壓沖擊器的智能控制系統(tǒng)研究[J]. 上海交通大學,2009: 25-44.</p><p>　　[2]勝勇.關于電子白板筆色識別新裝置及

72、方法的研究[J]. 中山大學,2009: 176-177.</p><p>　　[3] 宗接華.基于DDS的實用信號發(fā)生器設計[J]. 湖南大學,2011: 81-82.</p><p>　　[4] 于志贛等.液顯LCD1602模塊的應用[J]. 機電技術.2009: 23-26.</p><p>　　[5] 張雪冬.開放實驗室預約及信息服務系統(tǒng)設計[J]. 北京交

73、通大學,2008: 50-52.</p><p>　　[6]杜敏安.中頻電子治療儀的波形研究與設計[J]. 大連理工大學,2006:24-26.</p><p>　　[7]楊云剛.基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計[J]. 青年科學（教師版）.2013: 31-33.[8]徐瑋等.C51單片機高效入門 [M].機械工業(yè)出版社. 2006:176-177. </p><p&g

74、t;　　[9]JEON Hwang-gon,CHOI In-hwa,HA Pan-bong,KIM Young-hee.Design of 32 kbit one-time programmable memory for microcontroller units[J].Journal of Central South University,2012,12:3475-3483.</p><p>　　[10]Gao

75、 Xuelian,Tian Congying,Luo Liyuan.Improved direct power injection model of 16-bit microcontroller for electromagnetic immunity prediction[J].Journal of Central South University of Technology,2011,06:2031-2035.</p>