室内温湿度计.doc

室内温湿度计 本项目通过单片机AT89S52控制数字温度传感器DS18B20和电容式相对湿度传感器HS1101,实现对室内温度和相对湿度的测量,并且在液晶显示器LCD1602上实时显示室内环境的温度和相对湿度。项目功能说明系统具体功能需求如下所述:实现对室内温度的测量,℃实现对室内相对湿度的测量,误差不大于±3%RH实现室内温度和相对湿度的本地显示系统整体设计方案室内温湿度计的整体设计方案包括硬件设计方案和软件设计方案。硬件以微控制器为核心,外接晶振、复位电路、电源、温度测量电路、湿度测量电路、LCD显示电路组成。硬件设计方案如图1所示。电源晶振LCD显示电路复位电路温度传感器湿度传感器振荡电路微控制器模块图1系统硬件框图 系统软件整体设计流程如图2所示。显示温度值和湿度值开始转换温度并获取温度值获取湿度值图2系统软件流程图定时器T0、T1初始化;,本系统采用51系列单片机,具体选择美国ATMEL公司生产的AT89S52为控制器。AT89S52是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中,ATMEL公司的功能强大,低价位AT89S52单片机可提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。AT89S52具有以下特点:·与MCS-51产品指令系统完全兼容·8k字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器·1000次擦写周期·-·全静态工作模式:0Hz-33MHz·三级程序加密锁·256×8字节内部RAM·32个可编程I/O口线·3个16位定时/计数器·7个中断源·全双工串行UART通道·低功耗空闲和掉电模式·中断可从空闲模唤醒系统·看门狗(WDT)及双数据指针·掉电标识和快速编程特性·灵活的在系统编程(ISP字节或页写模式)AT89S52提供以下标准功能:8k字节Flash闪速存储器,256字节内部RAM,32个I/O口线,看门狗(WDT),两个数据指针,三个16位定时/计数器,一个六向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89S52可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。控制电路设计中采用的是单片机系统,该系统必须要是工作在一个最小系统(指单片机的可以的最小配置系统)。AT89S51的最小系统包括了外界时钟电路和复位电路,选定一定数量的IO口作为控制口控制外部的各种器件和数据的输出。根据功能选择一定的单片机端口添加外围的器件,具体电路如图3所示。XTAL1(19脚)和XTAL2(18脚)是外接时钟引脚。当采用片内时钟振荡方式时,需要在这两个脚外接石英晶振和振荡电容,石英晶振的频率在0-24MHZ之间,,振荡电容的值一般取10pf-30pf,典型值为30pf。,振荡电容采用30pf。RST(9脚)是复位引脚。当输入连续两个机器周期以上的高电平时为有效,用来完成单片机的复位初始化操作。其复位有自动上电复位和人工按钮复位两种。其实图3中的复位电路既能上电自动复位又能人工按钮复位。上电时,电容两端相当于是短路,于是RST引脚上为高电平,然后电源通过电阻对电容充电,RST端电压慢慢下降,降到一定程度,即为低电平,单片机开始正常工作;当按下按钮时,RST端为高电平,由于按键按下释放时间在数毫秒,所以能够使单片机复位。 EA(31脚)是控制单片机读取内部程序储存器和外部程序储存器的。当EA接高电平时,单片机读取内部程序储存器。当EA接低电平时,单片机直接读取外部ROM。由于89S52有内部程序存储器,所以该引脚接高电平。 温度传感器是各种传感器中最常用的一种,早期使用的是模拟温度传感器,如热敏电阻。随着科技的进步,现代温度传感器已经走向数字化,外形小,接口简单,广泛应用在生产实践的各个领域。美国DALLAS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议,即与单片机接口仅需占用一个I/O端口,无需任何外部元件,直接将环境温度转化为数字信号,以数字码方式串行输出,从而大大简化了传感器与微处理