基于单片机的温湿度监控系统.doc

. .XXX大学学院 本科生毕业设计基于单片机的温湿度检测系统Temperature and humidity detection system based on Single Chip Microputer学生XX所在专业所在班级申请学位指导教师职称副指导教师职称辩论时间目 录设计总说明IINTRODUCTIONII第1章 绪论11.1 概述11.2 国内外开展现状11.2.1 国外研究现状11.2.2 国内研究现状1第2章 系统总体方案设计22.1 设计要求22.2 方案选择22.2.1 传感器的选择22.2.2 单片机的选择2第3章 系统硬件设计33.1 整体方案设计33.1.1 系统概述33.1.2 系统框图33.2 最小系统模块33.2.1 STC89C52简介33.2.2 最小系统电路53.3 DHT11传感器电路73.3.1 DHT11简介73.3.2 接口说明83.3.3 DHT11模块电路图103.4 液晶显示电路103.4.1 1602液晶简介103.4.2 液晶引脚说明113.4.3 指令介绍123.4.4 液晶显示模块电路153.5 蜂鸣器模块163.6 按键输入模块173.7 LED显示电路17第4章 软件设计194.1 程序语言及开发环境194.2 程序流程图设计204.2.1 总体程序流程图设计204.2.2 1602液晶程序设计214.2.3 温湿度DHT11传感器程序设计21第5章 系统调试225.1 硬件调试225.2 软件调试22第6章 总结23鸣 24参考文献25附 录26附录一 元件清单26附录二 原理图27附录三 PCB图28. .word. .设计总说明温湿度的测量应用X围是很广的,对温湿度测量系统的研究也具有深远意义，本课题针对国内外对温湿度测量系统的研究与开展状况，分析了目前温湿度测量系统存在的主要问题，设计了一种基于单片机的温湿度测量系统，对某些有着特殊要求温度和湿度的场合实现长期、稳定、实时、自动的监测。本设计主要由硬件电路和软件电路两局部组成，系统通过温湿度检测电路，把采集到的信号传给单片机，通过单片机来处理采集到的信号并通过LCD显示出来，如果温湿度过高或过低，报警电路会自动报警。它以STC89C52单片机为核心，采用DHT11集成温湿度传感器,实现一种智能、快捷、方便的温湿度测量系统。整个系统由温湿度检测电路、LCD显示电路、键盘电路、报警电路和单片机等组成。设计的系统构造简单紧凑，功耗较低，抗干扰能力强、总体性能比拟好，符合了智能仪器仪表小型化的潮流，为今后开发高性能和商品化的温湿度测量仪器奠定了良好的根底。关键词：单片机；温湿度；液晶. .word. .INTRODUCTION Temperature and humidity measurement application range is very wide, the research on temperature and humidity measurement system has the profound meaning, aiming at domestic and foreign to the temperature and humidity measurement system research and development situation, analyzes the main problems existing in current temperature and humidity measuring system, the design of a temperature and humidity measuring system with single chip microputer based on the monitoring, some special requirements for temperature and humidity to achieve long-term, stable, real-time situations, automatic. Mainly by the design of hardware circuit and software circuit posed of two parts, the system through the temperature and humidity detection circuit, the acquisition of signal to the microcontroller, through the microcontroller to handle the signal collected and displayed through the LCD, if the temperature and humidity is too high or too low, alarm circuit will automatically alarm. It takes AT89C52 microcontroller as the core, adopts SHT11 integrated temperature and humidity sensor to achieve an intelligent, fast, convenient temperature and humidity measuring system, the whole system consists of temperature and humidity detection circuit, clock circuit, LCD display circuit, keyboard circuit, alarm circuit and MCU etc. The system design of the structure is simple and pact, low power consumption, strong anti-interference ability, better overall performance, in line with the intelligent instrument miniaturization trend, has laid the good foundation for the future development of temperature and humidity measuring instrument of high performance and mercialization.KEYWORDS: Single Chip Micropute; Temperature and humidity; Liquid crystal. .word. .第1章 绪论1.1 概述温湿度测量是现代检测技术的重要组成局部，在保证产品质量，提高产品产量，节约资源和平安生产方面起着非常重要的作用。因此，能够确保快速、准确的测量温湿度的技术及其装置受到各国的重视。随着信息产业的开展及其工业化的进步，温度和湿度不仅仅表现在以上几个方面直接或间接影响人类根本生活条件，还表现在对生物用品、医药卫生、科学研究、国防建立等方面的影响。针对以上情况，实现对温湿度的准确可靠测量显的尤其重要。近年来，利用智能化数字式温湿度传感器以及实现温湿度信息的在线检测已成为温湿度检测技术的一种开展趋势。本设计以STC89C52为核心控制芯片，采集DHT11温湿度一体传感器，利用单片机读取传感器的温湿度后送到1602液晶进展显示。并且可以通过按键对温度、湿度的报警X围进展设置，一旦超出X围，蜂鸣器鸣叫，对应的指示灯点亮。1.2 国内外开展现状1.2.1 国外研究现状 国外对温湿度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进展指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温湿度测控技术开展很快，一些国家在实现自动化的根底上正向着完全自动化、无人化的方向开展。 1.2.2 国内研究现状 我国对于温湿度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收兴旺国家温湿度测控技术的根底上，才掌握了温湿度室内微机控制技术，该技术仅限于对温湿度的单项环境因子的控制。我国温湿度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和开展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与兴旺国家相比，存在较大差距。我国温湿度测量控制现状还远远没有到达工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。第2章 系统总体方案设计2.1 设计要求 1可同时进展温度和湿度的测量。2采用1602液晶显示温湿度数据。3可通过按键设置温度和湿度的报警X围，并实现报警值的断电保存。4一旦超出报警X围，蜂鸣器鸣叫。5有相应的指示灯指示是哪个数据超出X围。2.2 方案选择2.2.1 传感器的选择方案一：选用DS18B20温度传感器和HS1101湿度传感器。DS18B20是一线式数字温度传感器，具有独特的单线式接口方式，测量温度X围在-55125，-1085，误差为±0.5%。最高精度可达0.0625。HS1101是电容式湿度传感器，可测相对湿度X围在0%100%RH，误差为±2%RH。方案二：选用DHT11作为温湿度检测模块。DHT11是一款数字输出的复合传感器，包含一个电阻式干事元件和NTC式温度检测元件，可测2090%RH湿度，误差为±5%RH，050，误差X围±2。综上所述，虽然方案一具有较高的测试X围和精度，但由于本设计所测试的是一般的环境温度和湿度，选取方案二的DHT11温湿度传感器已经能够满足设计的要求，并且，DHT11复合了温湿度传感器，且价格廉价，故本模块采用方案二。2.2.2 单片机的选择方案一：采用DSP作为系统控制器。DSPdigital signal processor是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。DSP具有对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因素影响小，容易实现集成，可分时复用，共享处理器，方便调整处理器的系数实现自适应，可用于频率非常低的信号等优点。但DSP硬件电路比拟复杂，且价格昂贵，数字系统由耗电的有源器件构成，没有无源设备可靠。 方案二：采用单片机作为系统控制器。单片机具有可靠性强、性价比搞、电压低、功耗低等优点得到迅猛开展和大X围推广，单片机算术运算功能强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种逻辑功能，本身带有定时器、计数器，可以用来定时和计数，并且其功耗低，体积小，计数成熟和本钱低等优点。基于以上分析，拟定方案二，用STC89C52单片机作为控制器。第3章 系统硬件设计3.1 整体方案设计3.1.1 系统概述整个系统以STC89C52单片机为核心器件，配合电阻电容晶振等器件，构成单片机的最小系统。其它个模块围绕着单片机最小系统展开。其中包括，传感器输采用DHT11温湿度一体的传感器，负责采集温度和湿度的数据后发给单片机。按键局部使用市面上常见的轻触按键作为系统的输入设置模块。输出那么采用蜂鸣器+LED的形式。电源供电那么采用USB 5V供电。3.1.2 系统框图1602液晶显示单片机最小系统DHT11温湿度一体传感器蜂鸣器按键设置输入LED指示灯 3-1 系统框图3.2 最小系统模块3.2.1 STC89C52简介1概述STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器RAM，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MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出I/O端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线。STC89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 2主要功能特性uu兼容MCS51指令系统；uu8k可反复擦写(>1000次Flash ROM； uu32个双向I/O口； u256x8bit内部RAM ；uu3个16位可编程定时/计数器中断；u时钟频率0-24MHz； uu2个串行中断；uu可编程UART串行通道； uu2个外部中断源； uu共8个中断源； uu2个读写中断口线； uu3级加密位； uu低功耗空闲和掉电模式； u软件设置睡眠和唤醒功能；38051单片机的引脚功能MCS-51系列单片机一般采用40个引脚，双列直插式封装，用HMOS工艺制造，其外部引脚排列如图3-2所示。其中，各引脚的功能为:u图3-2 STC89C52引脚图 主电源引脚VCC40脚，接5V电源正端；GND20脚，接5V电源地端； 外接晶体或外部振荡器引脚XTAL119脚，接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端。当采用外部振荡器时，此引脚应接地。XTAL218脚，接外部晶振的另一个引脚。在片内接至反相放大器的输出端和内部时钟电路的输入端。当采用外部振荡器时，此脚接外部振荡器的输出端。 控制信号线RESET9脚，复位信号输入端，复位/掉电时内部RAM的备用电源输入端。ALE30脚，地址锁存允许/编程脉冲输入，用ALE锁存从P0口输出的低8位地址。在对片内EPROM编程时，编程脉冲由此输入。PSEN29脚，外部程序存储器读选通信号，低电平有效。 EA31脚,访问外部存储器允许/编程电压输入。EA为高电平时，访问内部存储器；低电平时，访问外部存储器。 多功能I/O口引脚8051单片机设有4个双向I/O口P0、P1、P2、P3，每一组I/O口线都可以独立地用作输入或输出口，其中：P0口3239脚双向口三态，可作为输入/输出口，可驱动8个LSTTL门电路。实际应用中常作为分时使用的地址/数据总线口，对外部程序或数据存储器寻址时低8位地址与数据总线分时使用P0口：先送低8位地址信号到P0口，由地址锁存信号ALE的下降沿将地址信号锁存到地址锁存器后，再作为数据总线的口线对数据进展输入或输出。 P1口18脚准双向口三态，可驱动4个LSTTL门电路。用作输入线时，口锁存器必须由单片机先写入“1，每一位都可编程为输入或输出线。 P2口2128准双向口三态，可驱动4个LSTTL门电路。可作为输入/输出口，实际应用中一般作为地址总线的高8位，与P0口一起组成16位地址总线，用于对外部存储器的接口电路进展寻址。 P3口1017脚准双向口三态，可驱动4个LSTTL门电路。双功能口，作为第一功能使用时，与P1口一样；作为第二功能使用时，每一位都有特定用途，其特殊用途如表3.1所示：表3.1 P3口第二用途端口引脚第二功能注 释P3.0RXD串行口数据接收端P3.1TXD串行口数据发送端P3.2/INT0外中断请求0P3.3/INT1外中断请求1P3.4T0定时/计数器0外部计数信号输入P3.5T1定时/计数器1外部计数信号输入P3.6/WR外部RAM写选通信号输出P3.7/RD外部RAM读选通信号输出3.2.2 最小系统电路STC89C52的最小系统如图3-3所示，整个最小系统由三个局部组成，晶振电路局部、复位电路局部、电源电路等三个局部组成。晶振电路包括2个30pF的电容C2和C3，以及12M的晶振X1。电容的作用在这里是起振作用，帮助晶振更容易的起振，取值X围是15-33pF。晶振的取值也可以是24M，晶振的取值越高，单片机的执行速度越快。在进展电路设计的时候，晶振局部越靠近单片机越好。单片机复位电路就好比电脑的重启局部，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开场执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开场执行。复位电路由10uF的极性电容C1和10K的电阻R4构成。利用电容电压不能突变的性质,可以知道,当系统一上电，RESET脚将会出现高电平，并且这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。典型的51单片机当RESET脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位，所以适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。在电路图中，电容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为3.5V，需要的时间是10K×10UF=0.1S。也就是说在电脑启动的0.1S内，电容两端的电压时在0-3.5V增加，这个时候RESET引脚所接收到的电压是5V-1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内，单片机系统自动复位RESET引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右。最后一个是电源局部，采用5V的USB直接供电，可采用手机充电器、电脑USB口、移动电源等设备进展供电。此外，除了单片机最小系统的3个局部之外，这里还多了一些外部电路。由于STC89C52的P0口是漏极开路输出，因此在P0口接了一个10K的排阻R1，使得P0口可以作为普通的I/O口使用，本设计用P0口来做液晶的数据口。特别注意的是，对于31脚(EA),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开场执行；当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开场执行。由于我们的程序存储在了单片机内部，所以EA要接高电平，保证单片机是从内部读取程序去执行的。图3-3 单片机最小系统3.3 DHT11传感器电路3.3.1 DHT11简介u相对湿度和温度测量u全部校准，数字输出 u卓越的长期稳定性 u无需额外部件u超长的信号传输距离 u超低能耗u4 引脚安装u完全互换1DHT11产品概述DHT11图3-4数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为准确的湿度校验室中进展校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最正确选那么。产品为 4 针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。图 3-42应用领域u暖通空调 u测试及检测设备u汽车 u数据记录器u消费品 u自动控制u气象站 u家电u湿度调节器 u医疗u除湿器3.3.2 接口说明1接口说明 建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用适宜的上拉电阻。图3-5 DHT11典型连接图2引脚说明 Pin1：(VDD)，电源引脚，供电电压为3-5.5V。 Pin2：DATA，串行数据，单总线。 Pin3:NC，空脚，请悬浮。 Pin4VDD，接地端，电源负极。3串行接口 (单线双向) DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数局部和整数局部,具体格式在下面说明。当前小数局部用于以后扩展,现读出为零。操作流程如下：一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式为8位湿度整数数据+8位湿度小数数据+8位温度整数数据+8位温度小数数据+8位校验和，数据传送正确时校验和数据等于“8位湿度整数数据+8位湿度小数数据+8位温度整数数据+8位温度小数数据所得结果的末8位。 用户MCU发送一次开场信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开场信号完毕后，DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取局部数据.从模式下,DHT11接收到开场信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开场信号,DHT11不会主动进展温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。通讯过程如图3-6所示。图 3-6 DHT11与单片机的通讯过程总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开场信号后,等待主机开场信号完毕,然后发送80us低电平响应信号。主机发送开场信号完毕后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开场信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。通讯初始化要求如图3-7所示。图3-7 通讯初始化总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开场,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,那么DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。数字0信号表示方法如图3-8所示。图3-8 数字0信号的表示方法数字1信号表示方法如图3-9所示。图3-9 数字1信号的表示方法3.3.3 DHT11模块电路图DHT11的模块电路图如下列图所示：图3-10 DHT11模块连接图3.4 液晶显示电路3.4.1 1602液晶简介液晶显示器是一种显示器件，具有小体积、轻重量、低功耗等特色。由于其功耗低、显示的信息量大例如，文本，图形，曲线等、无电磁辐射、使用寿命长，它已被广泛应用在便携式电子产品。本系统显示采用了工业字符型液晶模块1602，可显示2行16个字符，能方便显示英文字母大小写、阿拉伯数字、常用符号等。通过自定义还可显示简单的汉字。本系统采用的1602是一款物美价廉的液晶显示屏，可以显示2行标准字符，每行共有16个字符。在通信系统，智能操作仪表和办公设备的自动化中被广泛的应用，主要功能是显示ASCII字符，因此被称为“字符型显示装置。当在内部没有适合的汉字库的液晶类型显示器想要表达汉字的时候，第一步就是要获得想要的汉文或者图形的子模数据。子模块的软件不能直接提取的子模块的数据5×8点阵，可以从手工提取汉字的字体以模具。第二步，把取得的汉字子模数据保存在液晶存储器里面。1602液晶分为带背光和不带背光两种，基控制器大局部为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差异，两者尺寸差异如下列图图3-11所示：图3-11 液晶尺寸说明1602LCD主要技术参数：u显示容量:16×2个字符u芯片工作电压:4.55.5Vu工作电流:2.0mA(5.0V)u模块最正确工作电压:5.0Vu字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm3.4.2 液晶引脚说明1602的引脚如表3-2所示：表3-2 1602液晶引脚说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极第一脚：接地电源VSS。 第二脚：5V正电源为VDD。 第三脚：VL为液晶显示器比照度调整的端口，比照度的强弱由接电源的不同决定，比照度的调整可以通过一个10k的电位器。 第四脚：RS是存放器选择，高水平的数据存放器，低选择指令存放器。 第五脚：R / W的读和写信号线，高水平低的读操作，写操作。其中RS与R/W的关系决定了当时状态，例如两端共同为0时能够写入命令或者显示其地址，当两端同为1时可以读忙碌信号，当RS为1，R/W为0时能够将数据录入。 第六脚：使能端E，当E端由1至0时，液晶模块中的命令开场被运行。 第七至十四脚：D0-D7为8位双向数据线。 第十五脚：背光源正极。 第十六脚：背光源负极。3.4.3 指令介绍1清屏指令指令如表3-3所示表3-3 清屏指令功能表功能：1能够将液晶显示屏删除，就是讲DDRAM所有内容都添加进“空白的ASCII 码20II； 2能够使光标回到原始位置，就是把光标重新摆放回液晶显示屏的左上方； 3把地址显示器即AC的数值归位零2光标归位指令指令如表3-4所示表3-4 光标归位指令功能表功能：1将光标重新摆放回显示器的左上方；2地址计数器即AC的数值被设为零； 3DDRAM所有的内容将保持原内容不会变化；3进入模式设置指令指令如表3-5所示表3-5 进入模式设置指令功能表功能：当定入一位数据之后光标移动的方向将被设置，参数设定的情况如下：4显示开关设置指令指令如表3-6所示表3-6 显示开关设置指令功能表功能：能够控制显示器的开关与否，光标的显示或者关闭，光标是否需要闪烁，参数设定的情况如下：5设定显示屏或光标移动方向指令指令如表3-7所示表3-7 设定显示屏或光标移动方向指令功能表功能：将光标移动或者整个显示屏幕移动位置，参数设定的情况如下：6功能设定指令指令如表3-8所示表3-8 功能设定指令功能表功能：数据总线的位数何所显示出来的行数字型将被设定，参数设定情况如下：7设定CGRAM地址指令指令如表3-9所示表3-9 设定CGRAM地址指令功能表功能：下一次被存入数据的CGRAM地址将被设置，字符号为DB5DB4DB3即未来显示此字符的时候被采用的字符的地址000-111可同时定义八个字符，行号为DB2DB1DB0 000-111八行。8设定DDRAM地址指令指令如表3-10所示表3-10 设定DDRAM地址指令功能表功能：下一次要存入数据的DDRAM地址将被设置。9读取忙或AC地址指令指令如表3-11所示表3-11 读取忙或AC地址指令功能表功能：下一次要存入数据的DDRAM地址将被设置。1HF忙碌信号读取，假设液晶显示器忙碌的时候那么BF=1，暂时不能接收被单片机送出的数据和指令，当BF=0的时候那么相反。 2地址计数器AC内容被接收。10数据写入DDRAM或者CGRAM指令指令如表3-12所示表3-12 数据写入DDRAM或者CGRAM指令指令功能表功能： 1DREAM被写入字符码，液晶显示屏随即显示出相应的字符； 2OGRAM被存入由使用者设计的图案11从CGRAM或者DDRAM读出数据的指令指令如表3-13所示表3-13 从CGRAM或者DDRAM读出数据的指令功能表功能：DDRAM或OGRAM中的内容被读写。3.4.4 液晶显示模块电路本液晶模块的电路的连接图如图3-12所示，第1脚和第2脚分别接到了电路的GND和VCC，这2个脚是液晶工作的电源输入脚。第3脚通过一个10K的电位器连接到地端，可通过调节该电位器来调节液晶的比照度。第4脚是液晶的存放器控制脚，接到了单片机的P12脚上。第5脚是液晶的读写控制脚，接到了单片机的P13脚上。第6脚是液晶的使能脚，接到了单片机的P14脚上。第7脚到第14脚是液晶的数据/地址8位总线，接到了单片机的P0口上。最后第15脚和第16脚是液晶的背光电源脚，直接连接系统VCC和GND。图 3-12 液晶模块连接图3.5 蜂鸣器模块蜂鸣器是一种一体化构造的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。当接通电源后多谐振荡器起振，输出1.52.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。本设计使用的是电磁式蜂鸣器。此外，蜂鸣器还有有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别。注意这里的“源不是指电源，而是指震荡源。也就是说，有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫；而无源内部不带震荡源，所以如果用直流信号无法令其鸣叫，必须用2K-5K的方波去驱动它。本设计使用的是有源蜂鸣器。由于蜂鸣器工作时，需要的电流比拟大，单片机的IO口输出的电流又比拟小，所以这里利用三极管的开关管功能来控制蜂鸣器发音，本设计选用的三极管型号是PNP三极管S8550，而且本设计选用的蜂鸣器属于有源蜂鸣器，即在蜂鸣器内部已经内置了震荡电路，单片机无需连续发出上下电平来驱动它，而只要输出高或低电平即可，这大大简化了单片机程序的设计。由于选用的是PNP型而单片机上电IO口默认是高电平的，所以上电时蜂鸣器是不会发出鸣叫的。蜂鸣器电路如图3-13所示。图3-13 蜂鸣器电路3.6 按键输入模块键盘是人与单片机打交道的主要设备。站在系统监控软件设计的立场上来看，仅仅完成键盘扫描，读取当前时刻的键盘状态是不够的，还有不少问题需要妥善解决，否那么，人们在操作键盘就容易引起误操作和操作失控现象。在单片机应用中键盘用得最多的形式是独立键盘及矩阵键盘。它们各有自己的特点，其中独立键盘硬件电路简单，而且在程序设计上也不复杂，一般用在对硬件电路要求不高的简单电路中；矩阵键盘与独立键盘有很大区别，首先在硬件电路上它要比独立键盘复杂得多，而且在程序算法上比它要烦琐，但它在节省端口资源上有优势得多，因此它更适合于多按键电路。其次就是消除在按键过程中产生的“毛刺现象。这里采用最常用的方法，即延时