1、課程設計題目：濕度檢測系統(tǒng)學生姓名：學 號：院 （系）：專 業(yè)：班 級：指導教師姓名及職稱：起止時間：目 錄引言.(3)1硬件電路分析(3)1.1 單片機的工作原理 (3)1.2 SHT1x7x系列單片集成傳感器 .(6) SHT1x7x系列單片集成傳感器的特性 .(6)1.2.2 SHT1x7x系統(tǒng)結構.(7)2電路原理圖.(9)參考文獻.(10)濕度檢測系統(tǒng)電子信息科學與技術2005級 張文忠 指導教師：謝杰 講師 引言：隨著單片機技術的高速發(fā)展，由于其具有集成度高，處理功能強，可靠性好，系統(tǒng)結構簡單，價格低廉，易于使用等優(yōu)點，單片機已經(jīng)得到了廣泛的應用。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產中，溫度和時鐘是

2、常用的參數(shù)。本設計就是利用AT89C51單片機來對時鐘掛歷和溫度進行控制，并實時顯示出來。具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點。摘 要：本設計是利用AT89C51單片機為控制芯片，通過SHT1x7x系列單片集成傳感器檢測實時濕度。關鍵詞：89C51單片機；濕度；SHT1x7x系列單片集成傳感器；1 硬件電路分析1.1單片機AT89C51工作原理AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)

3、閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖所示。主要特性：·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ·壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz

4、·三級程序存儲器鎖定·128×8位內部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內振蕩器和時鐘電路管腳說明：VCC：供電電壓。  GND：接地。  P0口：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

5、外部必須被拉高。   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，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。     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。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或

6、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。    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，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，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。P3口也可作為管腳  備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸

7、出口P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。    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。 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)。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

8、期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此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。    /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/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)。    /EA/VPP：當/EA保

9、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）。    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。 振蕩器特性: 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

10、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。1.2 SHT1x7x系列單片集成傳感器SHT1x7x系列單片集成傳感器是Sensirion公司最近推出的一種可以同時測量濕度、溫度和露點的傳感器，不需外圍元件直接輸出經(jīng)過標定了的相對濕度、溫度及露點的數(shù)字信號，可以有效解決傳統(tǒng)溫、濕度傳感器的不足。SHT1x7x系列單片集成傳感器是利用CMOSensTM技術制造的，如圖1所示。 內部集成了濕度敏感元件和溫度敏感元件、放大器、一個14 b的AD轉換器、標定數(shù)據(jù)存儲器以及數(shù)字總線接口以及穩(wěn)壓電路。由于溫度傳感器和濕度傳感器在硅片上是緊靠在一起

11、，可以精確地測定露點，不會因為兩者之間的溫度差而引入誤差；直接通過AD據(jù)是存放在芯片上OTP存儲器中的標定系數(shù)，輸出是經(jīng)過標定的數(shù)字信號，可以確保傳感器的性能指標一致性、穩(wěn)定性好、成本低、使用方便。1.2.1 SHT1x7x系列單片集成傳感器的特性SHT1x7x系列電源電壓適用范圍寬：2455 V。測量精度高：濕度的精度為±35，溫度的精度為±05（在20時）。待機時電流低于3A。傳感器的數(shù)字輸出是通過兩線數(shù)字接口直接連到微處理器上去，便于進行系統(tǒng)設計。管腳描述如表1所示。SHT1x7x送出的溫度、濕度數(shù)據(jù)必須經(jīng)過轉換，才能表示實際的溫度和濕度，其公式如下1其中：TC表示攝

12、氏溫度；RHTrue表示相對濕度。d1，d2和溫度分辨率有關，C1，C2，C3，t1，t2和濕度的分辨率有關，其對應關系如表2和表3所示。 1.2.2 SHT1x7x系統(tǒng)結構測試電路使用AT89C2051對傳感器進行讀寫。其電路如圖2所示。SHT1x7x系列傳感器采用SCK，DATA進行通信，但是其協(xié)議有別于I2C總線2。當一個SCK高電平時，DATA出現(xiàn)低電平，然后SCK變?yōu)榈碗娖?，接著當SCK高電平時DATA變?yōu)楦唠娖絼t表示開始數(shù)據(jù)讀寫（啟動序列），如圖3和圖4所示。然后是3 B的地址5 B的命令，然后在SCK繼續(xù)發(fā)送一個周期的時鐘表示ACK，這時傳感器開始測量，約1155210 ms（分別對應81214位精度）后，傳感器在DATA上送出低電平表示測量結束，然后送出測量數(shù)據(jù)和校驗和。為保證測量的可靠，應核對校驗和?？刂浦噶钊绫?所示。 主要程序 return val； 2.電路原理圖參考文獻1 彭介華 主