单片机的温湿度传感器大学课程方案设计.docx
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1、由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着亲热的关系,所以温湿度一体的传感器就会相应产生。 DHT11 与单片机之间能承受简洁的单总线进展通信,仅仅需要一个I/O 口。操作简洁,使用基亚 5110 二手屏幕显示 DHT11 传感器读出来的温度和湿度值。关键字:AT89S52。5110液晶。DHT11传感器。单总线AbstractBecause of the temperature and the humidity from both the physical quantity itself or in the actuallife of people are closely
2、related, so the temperature and humidity sensor integrated will arise accordingly. Between DHT11 and SCM can adopt the simple single bus, only need a I/O port. Simple operation, using the base of 5110 secondhand screen display DHT11 sensor Read out the temperature and humidity.Keywords: AT89S52。 DHT
3、11 5110 LCD。 sensor。 single bus目 录引 言11.1 DHT11描述21.2 管脚排列21.3 应用电路连接说明21.4 DHT11数据构造31.5 DHT11的传输时序31.5.1 DHT11 开头发送数据流程31.5.2 主机复位信号和 DHT11 响应信号31.5.3 数字0信号表示方法31.5.4 数字1信号表示方法42、诺基亚5110液晶简介PCD8544驱动42.1 引脚42.2 功能描述:52.2.1 地址计数器 (AC)52.2.2 初始化52.2.3 复位的作用62.2.4 显示掌握62.2.5 串行接口时序62.2.6 指令集63、总结74、谢
4、辞85、参考文献96、附录105.1 试验总框架图105.2 硬件局部105.2.1 硬件原理图105.2.2 硬件 PCB 图115.2.3 所需元器件115.3 试验效果115.4 试验软件程序12引 言牢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8 位单片机相连接。该产品具有通信便捷、超快响应、抗干扰力量强等优点。每个DHT11 传感器都在 OTP 内存中存入了在湿度校验室中获得的校准系数。校准系数以程序的形式储存,在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。单总线串行接口,仅需1 个 I/O 口即可实现对温度和湿度的同时测量,使系统
5、集成变得简易快捷,小体积、低功耗,使其成为一种温湿度测量原件的 不错选择。是居家温湿度表不错的传感器件。1.1 DHT11 描述DHT11 是广州奥松生产的一款湿温度一体化的数字传感器。该传感器包括一个电阻式测湿元件和一个 NTC 测温元件,并与一个高性能8 位单片机相连接。通过单片机等微处理器简洁的电路连接就能够实时的采集本地湿度和温度。DHT11 与单片机之间能承受简洁的单总线进展通信,仅仅需要一个 I/O 口。传感器内部湿度和温度数据 40Bit 的数据一次性传给单片机,数据承受校验和方式进展校验,有效的保证数据传输的准确性。DHT11 功耗很低,5V 电源电压下,工作平均最大电流 0.
6、5mA。性能指标和特性如下:1、工作电压范围:3.5V-5.5V2、工作电流:平均0.5mA3、湿度测量范围:2090RH4、温度测量范围:0505、湿度区分率:5RH 8位6、温度区分率:1 8位7、采样周期:1S8、单总线构造9、与TTL兼容5V1.2 管脚排列:PIN1234VDD DATA NC GND名称注释供电3-5V串行数据,单总线悬空电源地1.3 应用电路连接说明DHT11 数字湿温度传感器连接方法极为简洁。第一脚接电源正,第四脚接电源地端。数据端为其次脚。可直接接主机单片机的 I/O 口。为提高稳定性,建议在数据端和电源正之间接一只 1K 的上拉电阻。第三脚为空脚,此管脚悬空
7、不用。 由于 DHT11 是数字传感器,所以建议在电源正引脚接上滤波电容以提高稳定性。1.4 DHT11数据构造DHT11数字湿温度传感器承受单总线数据格式。即,单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。其数据包由5Byte40Bit组成。数据分小数局部和整数局部,具体格式在下面说明。一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和校验和数据为前四个字节相加。传感器数据输出的是未编码的二进制数据。数据(湿度、温度、整数、小数)之间应当分开处理。假设,某次从传感器中读取如下5Byte数据:byt
8、e4byte3byte2byte1byte000101101 00000000 00011100 00000000 01001001整数小数整数 小数 校验和湿度温度校验和由以上数据就可得到湿度和温度的值,计算方法:humi (湿度)= byte4 . byte3=45.0 (RH) temp (温度)= byte2 . byte1=28.0 ( )Jiaoyan=byte4+byte3+byte2+byte1=73(=humi+temp)(校验正确)留意:DHT11 一次通讯时间最大 3ms,主机连续采样间隔建议不小于100ms。1.5 DHT11 的传输时序1.5.1 、DHT11 开头发
9、送数据流程主机发送开头信号后,延时等待 20us-40us 后读取 DH11T 的回应信号,读取总线为低电平,说明DHT11 发送响应信号,DHT11 发送响应信号后,再把总线拉高,预备发送数据,每一 bit 数据都以低电平开头,格式见下面图示。假设读取响应信号为高电平,则 DHT11 没有响应,请检查线路是否连接正常。VCC主机开头DHT 响应输出数据0GND拉高并等待预备输出1.5.2 主机复位信号和 DHT11 响应信号VCC主机拉高 20-40usDHT 拉高 40-50usGND主机至少拉低 18msDHT 拉高 40-50us数据11.5.3 数字0信号表示方法传送指令开头VCC2
10、6-28us 表示 0下一位开头GND12-14us1BIT开头1.5.4 数字1信号表示方法VCC116-118us 表示 1GND1BIT开头12-14us下一位开头2、诺基亚5110液晶简介PCD8544驱动 特征:单芯片LCD 掌握/驱动48 行,84 列输出显示数据RAM 48*84 位芯片集成:LCD 电压发生器也可以使用外部电压供给LCD偏置电压发生器振荡器不需要外接元件也可以使用外部时钟 外部RES复位输入引脚串行界面最高4.0Mbits/S CMOS 兼容输入混合速率:48规律电压范围VDD 到VSS:2.7V3.3V 显示电压范围VLCD 到VSS:6.08.5V LCD内
11、部电压发生器充许电压发生器6.09.0V LCD 外部电压供给电压发生器关闭 低功耗,适用于电池供电系统关于VLCD 的温度补偿使用温度范围:-25702.1 引脚SDINSCLKD/CSCE RES串行数据输入端串行时钟输入端数据/命令芯片使能外部复位输入端SDIN:串行数据线 输入:数据线。SCLK: 串行时钟线输入:时钟信号: 0.0 4.0 Mbits/s.D/C: 模式选择输入:选择命令/地址或输入数据SCE: 芯片使能使能引脚充许输入数据,低电平有效。RES:复位此信号会复位设备,应用于初始化芯片。低电平有效。2.2 功能描述:2.2.1 地址计数器 (AC)地址计数器为写入显示数
12、据存储器指定地址。X地址 X6X0和Y地址Y2Y0 分别设置。写入操作之后,地址计数器依照V标志自动加1。显示数据存储器 (DDRAM)。DDRAM是存储显示数据的48*84位静态RAM。RAM分为6排,每排84字节6*8*84位。访问RAM期间,数据通过串行接口传输。这 里X地址与列输出号码直接通信。2.2.2 初始化接电源后,内部存放器和RAM的内容不确定。必需应用一个RES 脉冲。留意,不正确的复位是危急的,可能会损坏设备。全部内部存放器在指定的时间内,通过31脚的外部RES脉冲低电平复位。无论如何,RAM的内容仍旧不确定。2.2.3 复位的作用复位后,LCD驱动器有以下状态: 电源节约
13、模式 (位 PD = 1)水平寻址 (位 V = 0)常规指令设置(位 H = 0)显示页(位 E = D = 0)地址计数器 X6 至 X0 = 0。 Y2 至 Y0 = 0温度掌握模式(TC1 TC0 = 0)偏置系统 (BS2 至 BS0 = 0)VLCD 等于 0, HV 发生器为关闭状态(VOP6 至 VOP0 = 0)加电后,RAM内容不确定。2.2.4 显示掌握位 D 和 E位 D 和 E 选择显示模式设置RAM的 Y 地址定义显示RAM的Y寻址向量。Y的范围是0至5 设置RAM的 X 地址X 地址指向列。X的范围是0至8353H。位 V当 V = 0,选择水平寻址。数据写入DD
14、RAM当 V = 1,选择垂直寻址。数据写进DDRAM位 H当 H = 0, 可以执行显示掌握,设置Y地址和设置X地址; 当 H = 1,可以执行其它命令。操作电压 VLCD 可以用软件设置,值依据液晶来选择。VLCD = a + (VOP6 to VOP0)x b V.对于PCD8544,a = 3.06 ,b = 0.06在室温下的编程范围为3.0010.68。留意假设VOP 6to VOP0设为0时,会关闭负荷的吸取。例如混合比 1 : 48, 适当的液晶操作电压,Vth 是液晶的极限使用电压。警告, 在低温下增加VOP 时,在25状况下,VOP不能超过8.5V极限值。2.2.5 串行接
15、口时序2.2.6 指令集D/C命令字指令DBDBDBDB7654DB3 (H=0 or 1)DBDB21描述DB0NOP000000000空操作功能设置000100PDVH写数据1D7D6D5D4D3D2D1写数据到显示D0保存00000H=000XXRAM不行使用显示掌握000001D0E设置显示配置00001XXXX不行使用001000Y2Y1Y0Y的范围是0至501X6X5X4X3X2X1X0X的范围是0至83保存 设置RAM的Y地址设置RAM的x地址H=1保存000000001不行使用保存00000001X不行使用温度掌握0000001TC1TC0设置温度系数(TC x)保存00000
16、1XXX不行使用偏置系统000010BS2BS1BS0设置偏置系统保存001XXXXXXPDV HD and E 00011011TC1 and TC0 00011011芯片是活动的水平寻址使用根本指令集不行使用芯片处于掉电模式垂直寻址使用扩展指令集显示空白一般模式 开全部显示段反转映象模式VLCD 温度系数 0VLCD 温度系数 1 VLCD 温度系数 2VLCD 温度系数 3设置Vop01写VOP 到存放器VoVoVoVopVoVopVopp6p5p43p2103 总结:通过此次课程设计,使我更加扎实的把握了有关课本学问,在设计过程中虽然遇到了一些问题, 但经过一次又一次的思考,一遍又一遍
17、的检查最终找出了缘由所在,也暴露出了前期我在这方面的 学问欠缺和阅历缺乏。由于在试验中,我画 PCB 时遗忘了连接晶振电容的地引脚,导致做出板后用导线连接,降低了电路板的美观。无视了 AT89S52 的第 31 引脚接 VCC 才是访问片内存储器,也导致了我烧坏了一片 DHT11 传感器。实践出真知,通过亲自动手制作,使我们把握的学问不再是纸上谈兵。谢 辞首先感谢学院给了我实际动手做电路板的时机,让我对自己专业学问有更深一步的生疏。让我感受到我们工科生要不断提高自己的动手力量,日后做电子作品才能更好,更快地完成。在此感谢彭教师在我写论文时给的批注和改正。让我对本科论文的编写格式有更深的理解和生
18、疏更深刻。参考文献:诺基亚 5110 液晶中文手册广州奥松有限公司DHT11温湿度传感器说明书1 郭天祥.概念 51 单片机 C 语言教程入门、提高、开发、拓展全攻略.北京:电子工业出版社,20232 谭浩强.C 程序设计教程.北京:清华大学出版社,2023.7附 录5.1 试验总框架图:DHT11 采集温湿5.2 硬件局部:CPUAT89S52提取,处理实时温湿度值液晶 5110 显示当前温湿度值由 AT89S52 最小系统,诺基亚 5110 液晶和 DHT11 温湿度传感器组成,电路相当简洁。5.2.1 硬件原理图5.2.2 硬件 PCB 图5.2.3 硬件所需元器件CommentDesi
19、gnatorFootprintQuantity10UFC1, C6, C7RB13104C2RAD0.15130pC3, C4RAD0.152100nfC5RAD0.151ledD1diode111.0592MD2晶振1JTAGJ8JTAG1Header 3X2AP1HDR2X3_CEN1Header 20P2, P4HDR1X202res10kP3HDR1X91RESR1RES11kR2, R3AXIAL0.3210kR4AXIAL0.31自锁S11SW-PB*S2sw-pb15110U151101AT89S52U2DIP401DHT11U415.3 试验效果:上电后,5110 液晶显示其次
20、,三行分别显示温度,湿度值。接着在第一行显示学号 1000220620。停留 1 秒钟后,切换显示姓名李能剑,再停留 1 秒后,就动态显示基于单片机的温湿度传感器。5.4 软件程序 流程图:开头5110 复位初始化 51105110 清屏5110 显示温度:湿度: %RH进入 while1循环执行 DHT11_ReadTempAndHumi。读取温湿度当前值显示温湿度值Flag=1100显00220620示判学flag号flag=2显李 示能 名剑 字动态显示 基于单片机的温湿度传感器5.4.1 软件流程图:5.4.2 软件程序#include “reg52.h“ sbitres =P27。s
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- 单片机 温湿度 传感器 大学 课程 方案设计
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