精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)實(shí)驗(yàn)總成績(jī)：實(shí)驗(yàn)總成績(jī)：——————————————————————————裝訂線—————————————————————————————————報(bào)告份數(shù)報(bào)告份數(shù)：溫度光強(qiáng)采集報(bào)警系統(tǒng)通信與信息工程學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)(班內(nèi)序號(hào)):年月日一、設(shè)計(jì)內(nèi)容1．題目：溫度光強(qiáng)采集報(bào)警系統(tǒng)基本部分要求：（1）采用單片機(jī)溫度的采集。（2）通過者液晶顯示采集到的數(shù)字。（3）當(dāng)溫度超過設(shè)定的值進(jìn)行聲光報(bào)警，用發(fā)光二極管閃爍報(bào)警。發(fā)揮部分要求：（1）將采集到的數(shù)據(jù)通過串口傳給PC，PC端進(jìn)行顯示。（2）通過按鍵可以切換華氏溫度和攝氏溫度顯示。2．設(shè)計(jì)思路本次課程設(shè)計(jì)主要是51單片機(jī)溫度的采集，采集到的數(shù)字顯示在液晶屏上。通過鍵盤控制溫度的上限，當(dāng)溫度超過上限時(shí)，采用二極管閃爍和蜂鳴器鳴響進(jìn)行聲光報(bào)警。4*4矩陣鍵盤控制溫度上限以及切換華氏溫度和攝氏溫度顯示。主要涉及了溫度的測(cè)量、顯示以及實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單控制。硬件方面有五個(gè)模塊，即AT89S52單片機(jī)主控模塊、DHT11傳感器模塊、LCD1602液晶顯示模塊、報(bào)警模塊以及4*4鍵盤模塊。其中AT89S52單片機(jī)主控模塊已經(jīng)給出，我們只需適當(dāng)增加驅(qū)動(dòng)電路即可。傳感器模塊使用的是DHT11數(shù)字溫濕度傳感器。通過DHT11檢測(cè)出當(dāng)前環(huán)境下的溫濕度，將所測(cè)數(shù)據(jù)交給AT單片機(jī)進(jìn)行分析和處理，并分別存入不同數(shù)組以便顯示時(shí)候用。1602液晶顯示模塊就是實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)值和上限值的顯示。其分兩行顯示，上邊一行顯示濕度，下邊顯示溫度上限值，正常工作的時(shí)候可以通過按鍵調(diào)節(jié)上限值，當(dāng)溫度超過上限值時(shí)，二極管閃爍并且蜂鳴器鳴響報(bào)警。通過虛擬終端顯示檢測(cè)到的溫度值。報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)值超過上限值的時(shí)候二極管閃爍并且蜂鳴器鳴響報(bào)警。無(wú)論溫度超出范圍二極管和蜂鳴器都是以相同頻率的閃爍及聲音進(jìn)行報(bào)警提示。提醒此時(shí)溫度數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常、需及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度。4*4矩陣鍵盤模塊通過‘+’（加）‘-’（減）兩個(gè)按鍵來(lái)上限值設(shè)置功能；通過‘*’（乘）‘/’（除）兩個(gè)按鍵來(lái)切換華氏溫度和攝氏溫度轉(zhuǎn)換功能。3、設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)步驟（1）分析題目并查找資料；（2）編寫程序并用Proteus仿真；（3）在實(shí)物上進(jìn)行液晶的調(diào)試；（4）傳感器實(shí)物的調(diào)試；（5）加裝鍵盤模塊和二極管蜂鳴器報(bào)警模塊的實(shí)物調(diào)試。4、總體設(shè)計(jì)框圖按照系統(tǒng)功能的具體要求，在保證實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)上，盡可能降低系統(tǒng)成本?？傮w設(shè)計(jì)方案圍繞上述思想，初步確定系統(tǒng)的方案如下圖所示。仿真時(shí)使用SHT11代替DHT11液晶1602LCD液晶1602LCDDHT11溫度傳感器超上限報(bào)警模塊4*4鍵盤模塊單片機(jī)最小系統(tǒng)從圖中可以看出，系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、DHT11傳感器模塊、1602字符液晶顯示模塊、4*4矩陣鍵盤模塊、報(bào)警模塊組成。在方案設(shè)計(jì)中，外圍模塊采用并行控制，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，提高控制精度。該設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)溫濕度采集及顯示的基本功能。5、DHT11傳感器簡(jiǎn)介（查找的資料）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。（1）引腳介紹：Pin1：(VDD)，電源引腳，供電電壓為3~5.5V。Pin2：（DATA），串行數(shù)據(jù)，單總線。Pin3:（NC），空腳，請(qǐng)懸浮。Pin4（VDD），接地端，電源負(fù)極。（2）接口說(shuō)明：建議連接線長(zhǎng)度短于20米時(shí)用5K上拉電阻,大于20米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電阻。（3）數(shù)據(jù)幀的描述：DATA用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時(shí)間4ms左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,具體格式在下面說(shuō)明,當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展,現(xiàn)讀出為零.操作流程如下:一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。數(shù)據(jù)格式:8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末8位。（4）電氣特性：VDD=5V，T=25℃，除非特殊標(biāo)注表2-1DHT11的電氣特性參數(shù)條件Mintypmax單位供電DC355.5V供電電流測(cè)量0.52.5mA平均0.21mA待機(jī)100150uA采樣周期秒1次注:采樣周期間隔不得低于1秒鐘。（5）時(shí)序描述：用戶MCU發(fā)送一次開始信號(hào)后,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào),送出40bit的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號(hào)采集,用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù).從模式下,DHT11接收到開始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào),DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。二、電路圖1、總體電路連接圖 本次課程設(shè)計(jì)使用的主控模塊是由老師給出的一個(gè)AT89S52為核心的最小系統(tǒng)。使用的時(shí)候?qū)1口作為與液晶的數(shù)據(jù)傳輸口，P2口作為鍵盤的數(shù)據(jù)傳輸口，P1.0~P1.1作為與傳感器SHT11通信的數(shù)據(jù)口，P3.4~P3.6作為分別于液晶的E和RS、RW端相連接，以控制液晶顯示；P1.6接蜂鳴器控制端，P1.7接二極管控制端，以控制報(bào)警模塊工作。2、各模塊控制電路圖（1）51單片機(jī)固定端口模塊連接圖（2）4*4矩陣按鍵模塊連接圖（3）液晶顯示連接圖（4）傳感器與二極管和蜂鳴器報(bào)警模塊連接圖三、上機(jī)程序部分代碼：#ifndef__TOU_H__#define__TOU_H__#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharenum{TEMP};sbitRS=P3^5;sbitRW=P3^6;sbitE=P3^4;sfrDBPort=0x80; //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.數(shù)據(jù)端口sbitDATA=P1^1;sbitSCK=P1^0;sbitLED=P1^7; //定義led輸出端口sbitSPK=P1^6; //定義喇叭端口unsignedcharfrq;voidDelayUs2x(unsignedchart);//函數(shù)聲明voidDelayMs(unsignedchart);voidDelayUs2x(unsignedchart){while(--t);}voidDelayMs(unsignedchart){while(t--){DelayUs2x(245); DelayUs2x(245);}}/********DS1602函數(shù)聲明********/voidLCD_Initial();voidGotoXY(unsignedcharx,unsignedchary);voidPrint(unsignedchar*str);voidLCD_Write(bitstyle,unsignedcharinput);/********SHT10函數(shù)聲明********/voids_connectionreset(void);chars_measure(unsignedchar*p_value,unsignedchar*p_checksum,unsignedcharmode);voidcalc_sth10(float*p_temperature);#endif#definenoACK0 //繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，用于判斷是否結(jié)束通訊#defineACK1//結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸；//#defineSTATUS_REG_W0x06//00000110//#defineSTATUS_REG_R0x07//00000111#defineMEASURE_TEMP0x03//00000011#defineRESET0x1e//00011110//寫字節(jié)程序chars_write_byte(unsignedcharvalue){unsignedchari,error=0; for(i=0x80;i>0;i>>=1)//高位為1，循環(huán)右移 {if(i&value)DATA=1;//和要發(fā)送的數(shù)相與，結(jié)果為發(fā)送的位 elseDATA=0; SCK=1; _nop_();_nop_();_nop_();//延時(shí)3us SCK=0;} DATA=1;//釋放數(shù)據(jù)線 SCK=1; error=DATA;//檢查應(yīng)答信號(hào)，確認(rèn)通訊正常 _nop_();_nop_();_nop_(); SCK=0; DATA=1; returnerror;//error=1通訊錯(cuò)誤}//讀字節(jié)程序chars_read_byte(unsignedcharack){unsignedchari,val=0; DATA=1;//釋放數(shù)據(jù)線 for(i=0x80;i>0;i>>=1)//高位為1，循環(huán)右移 {SCK=1; if(DATA)val=(val|i);//讀一位數(shù)據(jù)線的值 SCK=0;} DATA=!ack;//如果是校驗(yàn)，讀取完后結(jié)束通訊； SCK=1; _nop_();_nop_();_nop_();//延時(shí)3us SCK=0; _nop_();_nop_();_nop_(); DATA=1;//釋放數(shù)據(jù)線 returnval;}//啟動(dòng)傳輸voids_transstart(void){DATA=1;SCK=0;//準(zhǔn)備 _nop_(); SCK=1; _nop_(); DATA=0; _nop_(); SCK=0; _nop_();_nop_();_nop_(); SCK=1; _nop_(); DATA=1; _nop_(); SCK=0;}//連接復(fù)位voids_connectionreset(void){unsignedchari; DATA=1;SCK=0;//準(zhǔn)備 for(i=0;i<9;i++)//DATA保持高，SCK時(shí)鐘觸發(fā)9次，發(fā)送啟動(dòng)傳輸， {SCK=1; SCK=0;} s_transstart();}chars_softreset(void){unsignedcharerror=0; s_connectionreset();//啟動(dòng)連接復(fù)位 error+=s_write_byte(RESET);//發(fā)送復(fù)位命令 returnerror;//error=1通訊錯(cuò)誤}chars_measure(unsignedchar*p_value,unsignedchar*p_checksum,unsignedcharmode){unsignederror=0;unsignedinti; s_transstart();//啟動(dòng)傳輸 switch(mode)//選擇發(fā)送命令{ caseTEMP:error+=s_write_byte(MEASURE_TEMP);break; //測(cè)量溫度 default:break;} for(i=0;i<65535;i++)if(DATA==0)break;//等待測(cè)量結(jié)束 if(DATA)error+=1;//如果長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)線沒有拉低，說(shuō)明測(cè)量錯(cuò)誤 *(p_value)=s_read_byte(ACK);//讀第一個(gè)字節(jié)，高字節(jié)(MSB) *(p_value+1)=s_read_byte(ACK);//讀第二個(gè)字節(jié)，低字節(jié)(LSB) *p_checksum=s_read_byte(noACK);//readCRC校驗(yàn)碼 returnerror; //error=1通訊錯(cuò)誤}//溫度值標(biāo)度變換及溫度補(bǔ)償voidcalc_sth10(float*p_temperature){ constfloatT1=+0.01;//14位溫度精度5V條件修正公式constfloatT2=+0.00008;//14位溫度精度5V條件修正公式 floatt=*p_temperature;//t:14位溫度 floatt_C;//t_C:溫度℃ t_C=t*0.01-40;//補(bǔ)償溫度 *p_temperature=t_C;//返回溫度結(jié)果}unsignedcharLCD_Wait(void){ RS=0;RW=1;_nop_();E=1;_nop_();E=0;returnDBPort;}//向LCD寫入命令或數(shù)據(jù)********************************************************#defineLCD_COMMAND0//Command#defineLCD_DATA1//Data#defineLCD_CLEAR_SCREEN0x01//清屏#defineLCD_HOMING0x02//光標(biāo)返回原點(diǎn)voidLCD_Write(bitstyle,unsignedcharinput){ E=0;RS=style;RW=0;_nop_();DBPort=input;_nop_();//注意順序E=1;_nop_();//注意順序E=0;_nop_();LCD_Wait();}#defineLCD_SHOW0x04//顯示開#defineLCD_HIDE0x00//顯示關(guān)#defineLCD_CURSOR0x02//顯示光標(biāo)#defineLCD_NO_CURSOR0x00//無(wú)光標(biāo)#defineLCD_FLASH0x01//光標(biāo)閃動(dòng)#defineLCD_NO_FLASH0x00//光標(biāo)不閃動(dòng)voidLCD_SetDisplay(unsignedcharDisplayMode){ LCD_Write(LCD_COMMAND,0x08|DisplayMode); }//設(shè)置輸入模式************************************************************#defineLCD_AC_UP 0x02#defineLCD_AC_DOWN0x00//default#defineLCD_MOVE0x01//畫面可平移#defineLCD_NO_MOVE0x00//defaultvoidLCD_SetInput(unsignedcharInputMode){ LCD_Write(LCD_COMMAND,0x04|InputMode); }//初始化LCD************************************************************voidLCD_Initial(){ E=0;LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);//8位數(shù)據(jù)端口,2行顯示,5*7點(diǎn)陣LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR);//開啟顯示,無(wú)光標(biāo)LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN);//清屏LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE);//AC遞增,畫面不動(dòng)}//液晶字符輸入的位置************************voidGotoXY(unsignedcharx,unsignedchary){ if(y==0)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);if(y==1)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x40)); }//將字符輸出到液晶顯示voidPrint(unsignedchar*str){ while(*str!='\0'){ LCD_Write(LCD_DATA,*str);str++; }}//LED閃爍和蜂鳴器鳴響報(bào)警voidLEDSPK(unsignedinttemp){ while(temp>28){ SPK=~SPK; DelayMs(100);//調(diào)用延時(shí)程序；更改延時(shí)數(shù)字可以更改延時(shí)長(zhǎng)度； LED=~LED;//將P口賦值0，對(duì)外輸出低電平 DelayMs(100);//調(diào)用延時(shí)程序；更改延時(shí)數(shù)字可以更改延時(shí)長(zhǎng)度；}}//#include<tou.h>typedefunion //定義共用同類型{ unsignedinti; floatf;}value;voidmain(){ unsignedinttemp; valuetemp_val; //定義wendu unsignedcharerror; //用于檢驗(yàn)是否出現(xiàn)錯(cuò)誤 unsignedcharchecksum; //CRC ucharwendu[6]; //用于記錄攝氏溫度//華氏度=32+攝氏度×1.8 LCD_Initial(); //初始化液晶 GotoXY(0,0); //選擇溫度顯示位置 Print("TEMP:'C"); //5格空格// GotoXY(0,0);// Print("TEMP2:%F") //打印華氏溫度 s_connectionreset(); //啟動(dòng)連接復(fù)位 while(1) { error=0; //初始化error=0，即沒有錯(cuò)誤 error+=s_measure((unsignedchar*)&temp_val.i,&checksum,TEMP);//溫度測(cè)量 if(error!=0)s_connectionreset();////如果發(fā)生錯(cuò)誤，系統(tǒng)復(fù)位 else { temp_val.f=(float)temp_val.i;//轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù) calc_sth10(&temp_val.f);//修正相對(duì)溫度 temp=temp_val.f*10; GotoXY(5,0); //設(shè)置溫度顯示位置 wendu[0]=temp/1000+'0'; //溫度百位 wendu[1]=temp%1000/100+'0'; //溫度十位 wendu[2]=temp%100/10+'0'; //溫度個(gè)位 wendu[3]=0x2E; //小數(shù)點(diǎn) wendu[4]=temp%10+'0'; //溫度小數(shù)點(diǎn)后第一位 Print(wendu); //輸出溫度 LEDSPK((unsignedint)wendu);//華氏度=32+攝氏度×1.8// wendu2=32+wendu*1.8;// Print(wendu2); } DelayMs(800);//等待足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以現(xiàn)行下一次轉(zhuǎn)換 }}調(diào)試結(jié)果及結(jié)論結(jié)論里我用的是完整的程序，自己畫了仿真圖。（1）本系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能是：1.溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)及顯示。通過LCD1602實(shí)時(shí)地顯示傳感器SHT11檢測(cè)到的溫度值，并且固定時(shí)間檢測(cè)更新顯示一次。2.報(bào)警上限值的手動(dòng)設(shè)置。通過三個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)溫度值的設(shè)置，使得系統(tǒng)更加人性化、智能化，具有更高的實(shí)用價(jià)值。3.當(dāng)溫度超出上限值時(shí)能自動(dòng)報(bào)警。通過蜂鳴器發(fā)出聲音并使閃爍燈閃爍實(shí)現(xiàn)報(bào)警，以提醒用戶做出相應(yīng)的改進(jìn)措施。（2）仿真圖實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容：1、顯示檢測(cè)到的溫度（27攝氏度）及上限值（30攝氏度）：2、通過‘*’（乘）按鍵來(lái)切換到華氏溫度；‘/’（除）按鍵切換到攝氏溫度3、通過‘+’（加）‘-’（減）兩個(gè)按鍵來(lái)設(shè)置上限值（26攝氏度）低于當(dāng)前溫度，二極管閃爍及蜂鳴器鳴響報(bào)警。（3）課題的背景資料溫度和人類的生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系，同時(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最基本的工藝參數(shù)，例如機(jī)械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對(duì)溫度濕度的檢測(cè)與控制。并且隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)自己的生存環(huán)境越來(lái)越關(guān)注。而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對(duì)溫度濕度的檢測(cè)及控制就非常有必要了。8051單片機(jī)是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制、機(jī)電一體化等方面取得了令人矚目的成果，用其作為溫濕度控制系統(tǒng)的實(shí)力也很多。使用8051單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程的自動(dòng)控制，而且8051單片機(jī)易于學(xué)習(xí)掌握，性價(jià)比高。使用8051型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度控制系統(tǒng)，可以即時(shí)精確的反應(yīng)溫室內(nèi)的溫度以及適度的變化。完成諸如升溫到特定的溫度、降溫到特定的溫度。在溫度上下限范圍內(nèi)保持恒溫等多種控制方式，在濕度控制方面也是如此