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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流湿度传感器课程设计.精品文档.课程设计题目：湿度检测系统学生姓名：学 号：院 （系）：专 业：班 级：指导教师姓名及职称：起止时间：目 录引言.(3)1硬件电路分析(3)1.1 单片机的工作原理 (3)1.2 SHT1x7x系列单片集成传感器 .(6)1.2.1 SHT1x7x系列单片集成传感器的特性 .(6)1.2.2 SHT1x7x系统结构.(7)2电路原理图.(9)参考文献.(10)湿度检测系统电子信息科学与技术2005级 张文忠 指导教师：谢杰 讲师 引言：随着单片机技术的高速发展，由于其具有集成度高，处理功能强，可靠性好，系统结构简
2、单，价格低廉，易于使用等优点，单片机已经得到了广泛的应用。在现代化的工业生产中，温度和时钟是常用的参数。本设计就是利用AT89C51单片机来对时钟挂历和温度进行控制，并实时显示出来。具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点。摘 要：本设计是利用AT89C51单片机为控制芯片，通过SHT1x7x系列单片集成传感器检测实时湿度。关键词：89C51单片机；湿度；SHT1x7x系列单片集成传感器；1 硬件电路分析1.1单片机AT89C51工作原理AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Mem
3、ory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。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和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示。主要特性：与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环数据保留时间：1
4、0年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定1288位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路管脚说明：VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4T
5、TL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存
6、器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）AT89C51的一些特殊功能
7、口，如下表所示：P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果
8、微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性: XTAL
9、1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。1.2 SHT1x7x系列单片集成传感器SHT1x7x系列单片集成传感器是Sensirion公司最近推出的一种可以同时测量湿度、温度和露点的传感器，不需外围元件直接输出经过标定了的相对湿度、温度及露点的数字信号，可以有效解决传统温、湿度传感器的不足。SHT1x7x系列单片集成传感器是利用CMOSensTM技术制造的，如图1所示。
10、内部集成了湿度敏感元件和温度敏感元件、放大器、一个14 b的AD转换器、标定数据存储器以及数字总线接口以及稳压电路。由于温度传感器和湿度传感器在硅片上是紧靠在一起，可以精确地测定露点，不会因为两者之间的温度差而引入误差；直接通过AD据是存放在芯片上OTP存储器中的标定系数，输出是经过标定的数字信号，可以确保传感器的性能指标一致性、稳定性好、成本低、使用方便。1.2.1 SHT1x7x系列单片集成传感器的特性SHT1x7x系列电源电压适用范围宽：2455 V。测量精度高：湿度的精度为35，温度的精度为05（在20时）。待机时电流低于3A。传感器的数字输出是通过两线数字接口直接连到微处理器上去，便
11、于进行系统设计。管脚描述如表1所示。SHT1x7x送出的温度、湿度数据必须经过转换，才能表示实际的温度和湿度，其公式如下1其中：TC表示摄氏温度；RHTrue表示相对湿度。d1，d2和温度分辨率有关，C1，C2，C3，t1，t2和湿度的分辨率有关，其对应关系如表2和表3所示。 1.2.2 SHT1x7x系统结构测试电路使用AT89C2051对传感器进行读写。其电路如图2所示。SHT1x7x系列传感器采用SCK，DATA进行通信，但是其协议有别于I2C总线2。当一个SCK高电平时，DATA出现低电平，然后SCK变为低电平，接着当SCK高电平时DATA变为高电平则表示开始数据读写（启动序列），如图
12、3和图4所示。然后是3 B的地址5 B的命令，然后在SCK继续发送一个周期的时钟表示ACK，这时传感器开始测量，约1155210 ms（分别对应81214位精度）后，传感器在DATA上送出低电平表示测量结束，然后送出测量数据和校验和。为保证测量的可靠，应核对校验和。控制指令如表4所示。 主要程序return val； 2.电路原理图参考文献1 彭介华 主编 电子技术课程设计指导 高等教育出版社2 戴佳,戴卫恒.51单片机C语方应用程序设计实例精讲M.电子工业出版社3 谭浩强.C程序设计 M.第二版.北京：清华出版社,1999.1-400.4李群芳 张士军 黄建 编者 单片微型计算机与接口技术 电子工业出版社5 彭喜元 姜守达 编者 新编MCS-51单片机应用设计6 郁有稳 常健 程继红 编著 传感器原理及工程应用 西安电子科技大学出版社