基于AT89C51温湿度设计与仿真答辩

课题：基于AT89C51温湿度设计与仿真学生姓名：李斌指导老师：包军卫11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：1第一章绪论课题研究的背景温湿度的控制对于很多都有很重要的意义，温湿度对食品安全，药品安全来讲是一个非常重要的参数（GLP,GMP认证），由于温度、湿度的检测不利，很容易导致食品的变质，药品的损坏。根据HACCP体系的要求，原材料采购接受时除了检验食品的保质期、外包装、食品外观等外，还必须对食品运输过程中的温湿度的连续性进行严格检查。不仅在医药，制药业，食品行业，其他行业也是如此一切的一切都离不开温湿度的控制，倘若控制不当，后果严重。11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：2总方案图温度是一个十分重要的物理量，对它的测量、监控及示警有着十分重要的意义。本文主要从三个方面介绍温度检测报警仪的硬件设计，即由AT89C51控制的主控模块、DS18B20的温度传感模块及LCD16B20的液晶显示模块。图1-1总方案图11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：31.主控模块

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammable

and

ErasableRead

Only

Memory），高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器。11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：42.温度传感器电路

采用一线制数字温度传感器DS18B20来作为本课题的温度传感器。传感器输出信号进4.7K的上拉电阻直接接到单片机的P1.0引脚上。图3-3温度传感器接口图3-4

DS18B20的封装形式11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：5采用DS18B20,它的测温范围在-55℃～+128℃之间，而且精度高。电压范围在3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。DS18B20是一种集成数字温度传感器，采用单总线与单片机连接即可实现温度的测量。DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号供单片机处理，可实现温度的精度测量与控制。11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：6DS18B20DS18B20数字温度计采用了1-wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。DS18B20采用的是外部独立电源供电且只接一只

DS18B20。DS18B20直接与单片机P1.0口连接，将采集过来的数字信号直接处理。DS18B20是这样测温的：用一个高温度系数的

振荡器确定一个门周期，内部计数器在这个门周期内对一个低温度系数的振荡器的脉冲进行计数来得到温度值。计数器预置到对应于-55度的一个值。如果计数器在门周期结束前到达0，测温度寄存器是值增加，表明所测温度大于-55度。同时，计数器被复位到一个值，这个值由斜坡累加器电路确定，斜坡式累加器用来补偿感温振荡器的抛物线特性。然后计数器又开始计数直到0，如果门周期仍未结束，将重复这一过程。11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：73.显示输出有字符型和点阵型之分，一般点阵型液晶显示在这个项目里面使用的LCD1602液晶，可以同时显示16x02即32个字符。该液晶屏共有16个引脚，其中RB0~RB7是数据/命令传输口，15、16脚BLK和BLA

是背光电源和地，1、2脚分别是VSS和

VCC，液晶显示的地和电源，3脚VO是液晶的对比度调节引脚，所以接入变阻器R2后可以实现对液晶显示对比度的调节，

4、5、6脚分别是RS、RW、EA端口，也是控制端口，所有的对液晶的读写数据，写命令等操作都需要这三个端口来控制。数据、命令选择端口RS与单片机的P0.5脚连接，读、写选择端口与单片机的P0.6脚连接，使能端EA与单片机的P0.7脚连接，数据口RB0~RB7是与单片机的P2.0~P2.7口相连接，数据并行传输11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：8

（1）系统的特性：测温范围为-55℃～+128℃，测温精度为士0.5℃；温度转换精度9～12位可变，能够直接将温度转换值以16位二进制数码的方式串行输出；12位精度转换的最大时间为750ms；可以通过数据线供电，具有超低功耗工作方式。

（2）系统成本：由于计算机技术和微电子技术的发展，新型大规模集成电路功能越来越强大，体积越来越小，而价格也越来越低。一支DS18B20的体积与普通三极管相差无几，价格只有十元人民币左右。

（3）系统复杂度：由于DS18B20是单总线器件，微处理器与其接口时仅需占用1个I/O端口且一条总线上可以挂接几十个DS18B20，测温时无需任何外部元件，因此，与模拟传感器相比，可以大大减少接线的数量，降低系统的复杂度，减少工程的施工量。

（4）系统的调试和维护：由于引线的减少，使得系统接口大为简化，给系统的调试.11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：9图3-9LCD显示连接图11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：104.HS1101湿度Hs1101是一个外观像三极管的元器件，上图该电路是典型的非稳态设计为555。该HS1100/HS1101，作为变量使用。电容器，连接到触发和THRES引脚。引脚7用作短路引脚电阻R7。该HS1100/HS1101等效电容充电，通过R6和R7的阈值电压（约0.67Vcc）和只通过R6放电触发水平（约0.33Vcc）是缩短了7针，因为R7的地面。由于充电和放电运行的传感器，通过不同的电阻，R6和R7的，占空比取决于提供一个输出的占空比接近50％，R7的应该是非常低的比R6的但从来没有在一个最低值。电阻R3是短路保护。555必须是CMOS版本R9的不平衡内部温度补偿计划555为了引进一个温度系数相匹配的

HS1100/HS1101温度系数。在所有情况下，R9应该是1％电阻与温度系数为100ppm一个像所有最高其他R-C的计时器电阻。11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：11图3-10LCD接线图11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：12第二章软件设计1.主程序系统的软件主要是采用C语言，对单片机进行变成实现各项功能。主程序对模块进行初始化，而后调用读温度、处理温度、显示等模块。用的是循环查询方式，来显示温度，主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的

当前温度值并负责调用各子程序。图4-1主流程11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：132.温度采集流程读出温度子程序的主要功能包括初始化,判断DS18B20是否存在,若存在则进行一系列的读操作，不存在则返回。DS18B20的基本操作流程如下：复位DS18B20发SKIP

ROM命令（0xCC）发温度转换命令（0x44）复位DS18B20发SKIP

ROM命令（0xCC）发读取温度命令（0xBE）读取温度低字节读取温度高字节11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：143温度计算程序

计算温度子程序将

RAM中读取值进行

BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定。11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：15湿度流程图11/18/2020-----江阴职业技术学院电子工程系-----专业：164.4

LCD显示

液晶显示模块的功能实现，主要是向液晶驱动芯片