基于52单片机温湿度传感器课程的设计报告(含代码).docx

基于52单片机的温湿度检测仪的设计摘要利用Atmel52系列单片机和数字温湿度传感器AM2301设计并制作一个简单的温湿度检测仪。以单片机为核心，外围电路包括电源、时钟芯片、12864LCD、Max232芯片、AM2301传感器以及蜂鸣器报警电路等。其中AM2301传感器是含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。LCD显示包括万年历、温湿度以及报警设置，同时通过内部中断方式把温湿度的实时值通过VB编写的上位机程序接收并显示。设计功能LCD分两个界面显示：主界面和设置报警界面；主界面显示万年历和温湿度实时值；设置报警界面显示温湿度上下限及开/关报警；当温湿度低于设置的下限或高于设置的上限并且开报警后，蜂鸣器和led灯配合报警；有按键设置功能，以及关报警和回到主界面显示功能；能通过Max芯片和计算机通信，把温湿度数据显示在上位机界面上，实现远程监控。设计所需元件清单（1）9V电源（2）杜邦线若干（3）12864LCD1块（4）80X52单片机1片（5）排阻1排，电阻若干（6）AM2301传感器1个（7）32768Hz晶振1个，12MHz晶振1个（8）蜂鸣器1个（9）LM2940稳压元件1个（10）DS1302时钟芯片1片（11）船型开关1个，触点开关若干（12）30pF电容若干，22uF电容若干（13）LED灯2个，三极管，纽扣电池三、具体设计根据所要实现的功能，将系统模块化设计，总体模块结构图如下图所示：以下就分别就各模块功能实现进行设计。复位电路这部分是单片机一般都需要的，当运行出错或者死机时，利用复位按键能重新启动系统。RST时钟电路如上图所示。其中时钟芯片DS1302的各引脚功能如下：Vcc1：主电源；Vcc2：备份电源。当Vcc2Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2 Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电。SCLK：串行时钟，输入，控制数据的输入与输出；I/O：三线接口时的双向数据线；RST为复位引脚，在读、写数据期间，必须为高，X1 X2为32867Hz晶振管脚，为芯片提供时钟脉冲。报警电路各I/O口在上电时为高电平，LED灯和蜂鸣器处于熄灭和不响状态。其中LED灯通过一个1K的电阻限流，防止点亮时电流过大被烧坏。蜂鸣器要用NPN型三极管驱动，当P2.5口输出高电平时，Q1饱和导通，蜂鸣器获得工作电流发出响声。键盘扫描电路这里用了5个按键。其中按键1是调时按键，根据按的次数依次进入年、月、日、时、分、秒、星期调整，再按一次则退出。按键2和3分别是加操作和减操作。按键4是设置温湿度上下限值及报警开关；按键5是关报警。12864LCD显示电路ST7920系列12864是带中文字库的液晶显示器，它可以显示4行，每行16个字节，各行的地址依次为0x80~0x87、0x90~0x97、0x88~0x8F0x98~0x9F。注：RB0~RB7（为数据口）依次接P1各口，变阻器R2下端接地。5.1接口说明：VSS为电源地；VDD为电源正端；V0为LCD驱动电压输入端；RS：并行的指令/数据选择信号，串行的片选信号；RW：并行的读写选择信号，串行的数据口；E：并行的使能信号，串行的同步时钟；PSB：并/串行接口选择，高电平时为并行；NC：空脚；RST：复位信号，低电平有效；BLA：背光源正极；BLK：背光源负极。5.2、12864读写时序图如下：读写操作时序数据与命令时序5.3、基本操作时序（1）读状态：输入：RS=L,RW=H,E=H 输出：D0~D7=状态字（2）写指令：输入：RS=L,RW=L, D0~D7=指令码，E=高脉冲输出：无（3）读数据：输入：RS=H,RW=H,E=H 输出：D0~D7=数据（4）写数据：输入：RS=H,RW=L, D0~D7=数据，E=高脉冲输出：无5.4、初始化过程（复位过程）指令：（1）延时15毫秒（2）写指令38H；显示模式设置（3）写指令08H；显示关闭（4）写指令01H；显示清屏（5）写指令06H；显示光标移动设置（6）写指令0CH；显示开及光标设置与PC机通信模块从上述电路可知，单片机要与计算机通信，必须通过MAX232（或其他）芯片。这是因为计算机串口上的电平执行的是RS-232标准，它定义的高低电平和单片机的TTL逻辑电平不兼容。而MAX232芯片加上几个电解电容，能完成电压的加倍和反相，实现TTL电平和RS-232电平的转换。单片机的串行口TXD与MAX232的一组电平转换器的TTL输入端（管脚12）相连，经过MAX232转换后，RS-232标准输出端（管脚14）输出的信号进入计算机串口的RXD。同样计算机串口的TXD与MAX232的RS-232标准输入端（管脚13）相连，经过电平转换后，由