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主要內(nèi)容：
設(shè)計一套基于51單片機(jī)的溫濕度Protus仿真監(jiān)控系統(tǒng)，采用SHT11、DHT11或DS189B20等傳感器模塊，用LCD液晶實(shí)時顯示當(dāng)前環(huán)境溫濕度值。
基本要求：
1、設(shè)計報警單元，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對超限溫濕度監(jiān)控報警；
2、設(shè)計輸入單元，可對系統(tǒng)正常溫濕度范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)；
3、keil運(yùn)行源程序；
4、protus中仿真；
5、運(yùn)行結(jié)果分析。
主要參考資料：
[1]梁小麗 倉庫環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J]企業(yè)技術(shù)開發(fā)2 007,第8期.
[2]左現(xiàn)剛 基千做控制器的倉庫溫度濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]內(nèi)江科技2 010.
[3]王靜 通用庫房溫濕度測檢系統(tǒng)[中國海洋大學(xué)學(xué)位論文]2009.
[4]孫良彥 國外濕度傳感器發(fā)展動態(tài) [J]吉林大學(xué)學(xué)報1996，第38期

           完  成  期  限：12 月 11 日 - 12 月 26 日  
        指導(dǎo)教師簽名：                     
           課程負(fù)責(zé)人簽名：                           

摘 要
在日常生活中，溫度、濕度是兩種最基本的環(huán)境參數(shù)，是與人類的生活、工作關(guān)系最密切的物理量，也是各門學(xué)科與工程研究設(shè)計中經(jīng)常遇到的，必須精確測量和不可忽略的物理量。從工業(yè)爐溫、環(huán)境氣溫到人體溫度，從空間、海洋到家用電器，各個技術(shù)領(lǐng)域都離不開溫度、濕度的測量與監(jiān)控。
SHTl l是基于CMOSens 技術(shù)的新型智能溫濕度傳感器，它將溫濕度傳感器、信號放大調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、二線串行接口全部集成千一個芯片內(nèi)，觸合了 CMOS 芯片技術(shù)與傳感器技術(shù)，使傳感器具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價比極高等特點(diǎn)。
溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分是以Keil為開發(fā)平臺，C語言為軟件系統(tǒng)的開發(fā)語言，同時采用模塊化編程。具體分為以下幾個部分：主控制、溫濕度采集程序、溫濕度數(shù)據(jù)處理程序、LCD顯示程序、按鍵設(shè)置程序和LED,蜂鳴器報警程 序。
系統(tǒng)通過SHT11溫濕度傳感器感應(yīng)周圍的環(huán)境的溫度和濕度，通過單片機(jī)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取處理，經(jīng)過LCD1602顯示模塊實(shí)時顯示溫濕度數(shù)據(jù)，同時可以通過按鍵模塊對溫濕度報瞥上、下限值進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)SHT11讀取的溫濕度值不再設(shè)定范圍內(nèi)時，報警模塊LED燈指示故障信息，同時蜂鳴器；當(dāng)溫濕度讀取數(shù)據(jù)正常后，LED燈熄滅，蜂鳴器關(guān)閉。

關(guān)鍵詞：51單片機(jī)；SHT11傳感器；溫濕度監(jiān)控；Keil；C語言

目 錄
摘 要 1
目 錄 2
1.系統(tǒng)概述 3
1.1課題研究意義 3
1.2課題研究主要內(nèi)容 3
2. 系統(tǒng)總體設(shè)計 3
3. 硬件設(shè)計 4
3.1單片機(jī)最小系統(tǒng) 4
3.1.1AT89C51介紹 4
3.1.2晶振電路 6
3.1.3復(fù)位電路 7
3.2 SHT11溫濕度傳感器 8
3.3 LCD1602液晶顯示模塊 10
3.4按鍵模塊 13
3.5報警模塊 14
3.5.1蜂鳴器報警模塊 14
3.5.2 LED報警模塊 15
4.軟件設(shè)計 15
4.1 Keil軟件開發(fā)平臺 16
4.2主程序設(shè)計 16
4.3 SHT11程序設(shè)計 16
4.4 LCD1602 程序設(shè)計 17
4.5 報警模塊程序設(shè)計 18
5.仿真與測試 19
5.1 Protus設(shè)計平臺 19
5.2仿真結(jié)果分析 19
6.總結(jié) 21
參考文獻(xiàn) 22
課程設(shè)計評定表 23

1.系統(tǒng)概述
1.1課題研究意義
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度、濕度對于生產(chǎn)來說是最主要的參數(shù)，它們是關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品效率的物理量，在工程研究與各個領(lǐng)域也是極其重要，必須精確測量和不可忽略的物理量。自古以來，無論是工業(yè)的溫度濕度、自然環(huán)境的溫濕度，還是人體溫度;從航天學(xué)、航海學(xué)到農(nóng)業(yè)學(xué)，每個技術(shù)領(lǐng)域都離不開溫度和濕度的檢測與控制。
工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)溫濕度度測量不準(zhǔn)確，很可能導(dǎo)致產(chǎn)品的失敗，阻礙工業(yè)的發(fā)展，在家庭生活發(fā)面，但溫濕度監(jiān)控不準(zhǔn)確，很可能導(dǎo)致家庭電器的正常運(yùn)行，不能達(dá)到預(yù)想的工作效果，在設(shè)備比較密集的核心地帶，如果溫濕度控制不精確，很有可能導(dǎo)致設(shè)備故障的發(fā)生。因此，溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的研究對我們?nèi)祟惿罹哂兄匾囊饬x。

1.2課題研究主要內(nèi)容

本設(shè)計包括硬件部分和軟件部分設(shè)計。本設(shè)計的硬件是以51系列單片機(jī)為核心、SHT11傳感器為采集模塊、LCD1602為顯示顯示模塊、按鍵輸入模塊和報警模塊共同構(gòu)建的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。包括單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊設(shè)計、傳感器采集模塊設(shè)計、液晶顯示模塊設(shè)計、按鍵模塊設(shè)計和報警模塊設(shè)計部分。系統(tǒng)軟件則是基于Keil開發(fā)平臺，以C語言為開發(fā)語言進(jìn)行，采用模塊化編程，構(gòu)建溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)從數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、外圍輸入和故障動作等整個過程。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計
本課題設(shè)計的倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)主要是利用AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心，包括晶振電路、復(fù)位電路和排阻電路，SHT11溫濕度傳感器對環(huán)境溫濕度的采集，經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,最終通過LCD1602液晶顯示模塊準(zhǔn)確、快捷、實(shí)時地顯示出當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度,同時,按鍵模塊可設(shè)置溫濕度的上下限值，當(dāng)采集的數(shù)據(jù)不在設(shè)定范圍內(nèi)時，實(shí)現(xiàn)LED和蜂鳴器報警，從而達(dá)到對環(huán)境溫濕度監(jiān)測的目的。本系統(tǒng)的總體設(shè)計如下圖2所示。

圖2.1系統(tǒng)總體設(shè)計框圖

3.硬件設(shè)計
3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)
3.1.1AT89C51介紹
AT89C51單片機(jī)是一款MCS-51 系列的CMOS8位單片機(jī)，具有微功耗、高性能等特點(diǎn)。該芯片內(nèi)部含有4K字節(jié)的可反復(fù)擦除的只讀程序存儲器（PEROM)以及128字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器，同時該芯片內(nèi)部還有Flash存儲單元以及8位的中央處理器（CPU)，該芯片利用高密度、非易失性存儲等先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MSC-51指令系統(tǒng)，其強(qiáng)大的功能對各個場合提供了便利，可靈活的應(yīng)用在各種行業(yè)領(lǐng)域。
對于51系列的單片機(jī)外部結(jié)構(gòu)總共有40個引腳,其主要采用的是雙列直插式結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)含6條控制信號線、2條電源線(Vss與GND〉和4個8位并行I/0接口(PO、P1、P2、P3)。P3接口同時還具有第二功能，根據(jù)引腳不同的功能我們可以將其劃分為以下幾類。具體詳見下圖3.1.1。

圖3.1.1 AT89C51單片機(jī)
1.電源引腳VCC 和 VSs
其中 VCC接+5V電壓。VSS接地。
2.時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2
其中XTAL1端口用來接外部晶體以及微調(diào)電容的一端,其作用是用來作為振蕩反相放大器的輸入端口。如果需要采用外部時鐘信 時，必須將該引腳接地。XTAL2用來連接外部晶體與微調(diào)電容的另 外一端，其具體作用是用來作為該電路的輸出端口。如果我們需要 采用外部時鐘電路進(jìn)行振蕩時，我們必須給XTAL2端口輸入時鐘脈沖信號。
3.控制和復(fù)位引腳 PSEN、ALE、RST/VPD和 EA
ALE:如果需要訪問外部存儲器時，ALE端的信號輸出主要用于鎖 存地址的低位字節(jié)。
PSEN:主要輸出的外部程序存儲器的讀選通信號。
EA:如果該端口保持高電平信號時，則表示只訪問單片機(jī)內(nèi)部程序存儲器。如果該端口為低電平信號時,表示只訪問外部程序存儲器,而不管有沒有內(nèi)部存儲器。RST/VPD:單片機(jī)復(fù)位引腳，主要用來維護(hù)程序的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)程序出現(xiàn)問題或者跑飛速，該引腳發(fā)出2個機(jī)器周期的高電平信號，對其進(jìn)行復(fù)位，讓其正常工作運(yùn)行。
4.輸入/輸出(I/0)引腳PO、P1、 P2、P3
P0端口是雙向8位三態(tài)I/o口，如果需要連接部存儲器時，該端口與地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線進(jìn)行復(fù)用，以吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL負(fù)載。P1,P2,P3口都是8位準(zhǔn)雙向I/0口。
以下是該單片機(jī)的主要性能參數(shù):
(1)具有4K字節(jié)可以用來反復(fù)擦除Flash閃存存儲器，具有100次的擦除周期。
(2）具有三級加密程序存儲器。
(3）全靜態(tài)操作，6個中斷源。
(4）含有128×8字節(jié)的RAM，32個可用來編程的8位I/0口線(PO、P1、P2、P3)。
(5）含有2個16位的定時器/計數(shù)器。(分別為P3.4口和3.5口)。
(6)擁有微功耗空閑模式以及掉電模式,同時還具備可編程串行UART通道。

3.1.2晶振電路
單片機(jī)的工作過程要對各種指令在時間上有明確的次序,這種時間次序也叫做時序，所以單片機(jī)需要產(chǎn)生一個時鐘信號。晶振電路如圖3.1.2所示。

圖3.1.2晶振電路

產(chǎn)生時鐘信號的方式是:在XTAL1 (18腳）和XTAL2(19腳）引腳接入一個振蕩電路。用兩個22pF電容的作用是開啟振蕩器和調(diào)節(jié)振蕩頻率。接入12M品振來確定時鐘周期,此時產(chǎn)生的信號為單片機(jī)最基本的時間單位,即時鐘周期，用振蕩頻率的的倒數(shù)代表它的大小( 1/fosc)。

3.1.3復(fù)位電路
復(fù)位電路在單片機(jī)設(shè)計中是一個必不可少的部分。單片機(jī)在剛開始運(yùn)行的時候需要進(jìn)行一次復(fù)位，以確保整個系統(tǒng)電路在要開始運(yùn)行時保持一種最初狀態(tài)，保證一開始的運(yùn)行正常。AT89C51單片機(jī)的第九引腳RESET，當(dāng)這個引腳接收到兩個機(jī)器周期（24個振蕩脈沖周期）的高電平時，就會發(fā)生復(fù)位。復(fù)位電路的實(shí)現(xiàn)方式有很多種方式。常見的方式有上電、手動和自動復(fù)位三種。電路連接圖如圖3.1.3所示:

圖3.1.3復(fù)位電路

3.1.4上拉排阻電路
AT89C51單片機(jī)PO口內(nèi)部結(jié)構(gòu)與其他三個I/0口(P1口、P2口和P3口)不同，由于PO口內(nèi)部沒有上拉電阻，當(dāng)它用于通用I/0口使用時，其輸出驅(qū)動級為漏極開路，不能正常的輸出高低電平，因此必須外接上拉電阻。一般我們選擇接入阻值為10K的上拉電阻。如圖3.1.4所示。

圖3.1.4上拉電阻電路

3.2 SHT11溫濕度傳感器

數(shù)字溫濕度傳感器SHT11是SHT1X家族中的一員，它是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片，提供全量程標(biāo)定的數(shù)字輸出。串崗器包括一個電容性聚合體濕度敏感元件和一個用能隙材料制成的溫度敏感元件，這兩個敏感元件與一個14位的A/D轉(zhuǎn)換器以及一個串行接口電路設(shè)計在同一個芯片面上。其實(shí)物圖如圖3.2所示。

圖3.2數(shù)字溫濕度傳感器SHT11
數(shù)字溫濕度傳感器SHT11具有以下幾個特點(diǎn):
(1)相對濕度和溫度測量;
(2)露點(diǎn)測量;
(3)全標(biāo)定輸出，無需標(biāo)定即可互換使用;
(4)卓越的長期穩(wěn)定性;
(5)兩線制數(shù)字接口，無需額外電路;
(6)基于請求式測量，低能耗;
(7)自動休眠;
(8)超快響應(yīng)時間;
數(shù)字溫濕度傳感器SHT11廣泛應(yīng)用于空調(diào)、汽車電子、家電產(chǎn)品、醫(yī)療儀器、測試和檢測設(shè)備和自動控制等領(lǐng)域。
SHT11為具有二線串行接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式新型相對濕度和溫度傳感器，其外形及管腳的示意圖如圖3.2.2所示。

圖3.2.2SHT11 管腳示意圖
SHT11傳感器默認(rèn)的測量溫度和相對濕度的分辨率為14位、12位，通過狀態(tài)寄存器可降至12位、8位。溫度測量范圍是0-100%RH，對于12位的分辨率為0.03%RH;測量溫度的范圍為-40-+123.8℃，對于14位的分辨率為0.01℃。每個傳感器芯片都在極為精確的濕度室中標(biāo)定,校準(zhǔn)系數(shù)以程序形式存儲在OTP內(nèi)存中，在測量過程中可對相對濕度自動校準(zhǔn)，使SHT11具有100%的互換性。器內(nèi)部框圖見圖3.2.3。

圖3.2.3SHT11內(nèi)部框圖

其測量原理:首先利用2只傳感器分別產(chǎn)生相對濕度、溫度的信號;然后經(jīng)過放大，分別送至A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、校準(zhǔn)和糾錯;再通過二線串行接口將先對濕度和溫度的數(shù)據(jù)送至AT89C51控制器;最后利用控制器完成非線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償。其典型應(yīng)用電路如圖3.2.4所示，引腳說明如圖3.2.5所示。

圖3.2.4 SHT11典型應(yīng)用電路

圖3.2.5 SHT11引腳說明

3.3 LCD1602液晶顯示模塊

顯示溫、濕度需要較長的顯示字碼，在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種:發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶LCD顯示器。在本文中采用液晶顯示LCD1602作為顯示模塊。在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生，當(dāng)今液晶顯示器已經(jīng)成為市場上很多電子產(chǎn)品的顯示器件，比如在電子表、計算器、萬用表以及很多家用的電子產(chǎn)品中都可以看到,其顯示主要是數(shù)字、符號和圖形。
在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點(diǎn):顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量輕、功耗低。LCD1602液晶顯示模塊可以和單片機(jī) AT89C51直接接口，電路如圖3.3所示。
圖3.3 LCD1602與AT89C51電路連接

LCD1602主要技術(shù)參數(shù)為顯示容量為162個字符;工作電壓范圍4.5-5.0V;工作電流在5.0V供電電壓下位.2mA;字符尺寸為2.954.35mm。
LCD1602引腳功能如表3.3.2所示:

表3.3.2 LCD1602引腳功能表

LCD1602指令集說明如下:
它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。(說明:1為高電平、0為低電平)
指令1:清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置
指令2:光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H
指令3:光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 ID:光標(biāo)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
指令4:顯示開關(guān)控制。D:控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示C:控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)B:控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍
指令5:光標(biāo)或顯示移位SIC:高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)
指令6:功能設(shè)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(diǎn)陣字符，高電平時顯示5x10的點(diǎn)陣字符
指令7:字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置指令8:DDRAM地址設(shè)置
指令9:讀忙信號和光標(biāo)地址 BF:為忙標(biāo)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。
指令10:寫數(shù)據(jù)
指令11:讀數(shù)據(jù)
3.4按鍵模塊
常用的按鍵電路有兩種形式，獨(dú)立式按鍵和矩陣式按鍵，由于在溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中，按鍵的主要功能是設(shè)置報警溫濕度的上下限值，功能明確單一，因此采用獨(dú)立式按鍵模塊。
獨(dú)立式鍵盤的按鍵相互獨(dú)立，每個按鍵接一根IO口線，一根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它IO口線的工作狀態(tài)。因此，通過檢測TO口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤上哪個鍵被按下。
在本系統(tǒng)中只需檢測引腳P30、P31、P32是否被拉低為低電平，若為低電平則表示有鍵按下。P30對應(yīng)“設(shè)置”鍵，P31對應(yīng)“數(shù)值+”鍵，P32對應(yīng)為“數(shù)值-”鍵。連接方式如圖3.4所示。

圖3.4按鍵模塊電路圖
當(dāng)“設(shè)置”鍵破按卜時，LCD液晶顯示溫濕度上卜限設(shè)置界面，如圖3.4.2所示，此時可以通過“數(shù)值+"”和“數(shù)值-鍵對溫濕度上下限數(shù)值進(jìn)行設(shè)置。

圖3.4.2溫濕度上下限值設(shè)置界面

3.5報警模塊
3.5.1蜂鳴器報警模塊
本次設(shè)計采用三極管驅(qū)動蜂鳴器報警。蜂鳴器又稱為喇叭，廣泛運(yùn)用在各種電子產(chǎn)品中的一種元器件，常用于提示、報警等多種場合。
蜂鳴器和家用電氣上的喇叭在用法上也有相似的地方。通常工作電流比
較大，電路上的TTL電平基本上不能驅(qū)動蜂鳴器。一個管腳很難驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音，這時就需要加一個電流放大電路，增加一個三極管來增加通過蜂鳴器的電流。
蜂鳴器的正極性的一端聯(lián)接三極管的集電極，另一端接地，三極管的基
極由單片機(jī)的P1.2管腳來控制，當(dāng)P1.2管腳為低時，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器
的電流形成回路，發(fā)出聲音。當(dāng)P1.2管腳為高時，三極管截至，蜂鳴器不發(fā)出聲音。其電路如圖3.5.1所示。

圖3.5.1 蜂鳴器報警電路

3.5.2 LED報警模塊
系統(tǒng)LED報警模塊，主要有4個LED燈組成，它們分別指示當(dāng)前溫濕度值的狀態(tài)，數(shù)值過低，相應(yīng)綠色LED燈點(diǎn)亮;數(shù)值過高，相應(yīng)的紅色LED燈點(diǎn)亮;當(dāng)溫濕度數(shù)值處于設(shè)定的上下限范圍之中時，LED燈熄滅。LED報警模塊電路圖見圖3.5.2。

圖3.5.2 LED報警模塊電路圖

4.軟件設(shè)計
4.1 Keil軟件開發(fā)平臺
Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢。
Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境( mVision)將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M 以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。
C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)，其中mVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器 dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試,也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM中。

4.2主程序設(shè)計
主程序主要就是調(diào)用各個子程序的C語言文件中定義的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)SHT11、LCD1602初始化等操作，然后測量溫濕度，調(diào)用函數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后進(jìn)行顯示并監(jiān)測預(yù)警當(dāng)前溫濕度信號。

4.3 SHT11程序設(shè)計
采集模塊的任務(wù)是負(fù)責(zé)溫濕度信號的采集以及將采集到的溫度模擬量信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字量信號提供給單片機(jī)。單片機(jī)再經(jīng)過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)采集主要通過SHT11溫濕度傳感器采集當(dāng)前環(huán)境的溫度。因?yàn)閿?shù)字式溫濕度傳感器SHT11能將外界的溫度直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，直接送入單片機(jī)處理就行了，就不用在經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化器將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，這樣就方便了很多而且抗干擾能力強(qiáng)。軟件程序也簡化了很多，數(shù)據(jù)采集模塊的程序流程:數(shù)據(jù)采集的程序初始化即SHT11的程序初始化→采集溫濕度→等待溫濕度轉(zhuǎn)換→讀取溫濕度送給單機(jī)處理，如圖4.3所示:

圖4.3 SHT11溫濕度采集程序流程圖

4.4 LCD1602 程序設(shè)計
LCD1602程序設(shè)計流程圖如圖4.4所示。

圖4.4 LCD1602程序設(shè)計流程圖

4.5 報警模塊程序設(shè)計

圖4.5為本系統(tǒng)報警模塊程序設(shè)計流程圖

5.仿真與測試
本設(shè)計的單片機(jī)采用C語言，在Protus 軟甲仿真環(huán)境中測試。
5.1 Protus設(shè)計平臺
Proteus是目前較為先進(jìn)手段，在資金以及設(shè)備的維護(hù)成本高的問題上，它可以在有限的硬件設(shè)備的情況下采用不同的方法，不僅可以直觀形象化，也可以使流程運(yùn)行可視化并能夠獲得傳統(tǒng)方法不能達(dá)到鍛煉的效果;它可以提供超過27000模擬裝置，能夠同時模擬和數(shù)字仿真，虛擬可以直接在原理圖上編程，然后顯示輸出實(shí)現(xiàn)這個結(jié)果;仿真軟件使得它可以使抽象的原理變得形象化，同時提供了一個虛擬的控制按鈕，就可以控制程序的運(yùn)行、停止;目前這是我們的畢業(yè)設(shè)計過程中設(shè)計最廣泛使用的工具，提供了許多不能在實(shí)踐中得到元器件，我們可以無限隨機(jī)修改電路設(shè)計。

5.2仿真結(jié)果分析
把在KEIL里編譯、調(diào)試生成的Code 的 hex文件導(dǎo)入到Proteus中的AT89C51里進(jìn)行仿真，其結(jié)果如圖5.2所示。

圖5.2仿真結(jié)果分析

6.總結(jié)
經(jīng)過一段時間的努力，終于完成了我的基于SHT11的溫濕度傳感器監(jiān)控系統(tǒng)Proteus 仿真設(shè)計，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換速度快等特點(diǎn)。仿真結(jié)果表明，電路可以實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換功能。在性能上，可以成功的測試出當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度。因此電路的仿真結(jié)果完全符合設(shè)計指標(biāo)。
在這次的課程設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)很多問題，雖然以前做過類似的設(shè)計，但是這次的設(shè)計真的讓我有了很大的進(jìn)步。設(shè)計重點(diǎn)在于硬件電路的設(shè)計、軟件算法的設(shè)計。對于本系統(tǒng)，我先調(diào)試1602的顯示程序，重點(diǎn)理解時序圖，理解清楚硬件電路后，參照相關(guān)的程序，編寫自己的系統(tǒng)程序，然后調(diào)試SHT11數(shù)據(jù)通信顯示。同樣，SHT11程序部分最關(guān)鍵也是時序圖，讀明白時序圖，很快就能進(jìn)入編程調(diào)試階段。
本次設(shè)計不僅僅培養(yǎng)了我們實(shí)際操作能力，也培養(yǎng)了我們靈活運(yùn)用書本知識，理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú)立自主的進(jìn)行設(shè)計的能力。這不僅僅是一個學(xué)習(xí)新知識、新方法的好機(jī)會，同時也是對我所學(xué)知識的一次綜合性的檢驗(yàn)和復(fù)習(xí)，使我看到了自己的缺陷所在，從而進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。
在設(shè)計中要有足夠的耐心和毅力，還要細(xì)心，稍有不慎，一個小小的錯誤就會導(dǎo)致結(jié)果的不正確，通過這次設(shè)計和在設(shè)計中遇到問題解決問題，也讓我積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，我相信這對我以后的工作會有很大的幫助。我感受到做設(shè)計是要真真正正用心去做一件事，是真正的自己學(xué)習(xí)和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破。

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