基于AT89s52和SHT11傳感器的溫濕度測量系統設計

　　編程主要涉及SHT11傳感器的溫濕度數據測量和采集、時間數據采集、液晶顯示界面、鍵盤掃描設定及溫濕度限值數據比較等讀寫程序與算法程序的編寫。

　　3.1溫濕度測量程序設計

　　SHT11 傳感器的工作時序如圖7所示，傳感器工作時首先對數據傳輸進行初始化來啟動SHT11測量時序，即在第一個SCK時鐘高電平時，DA TA翻轉為低電平，并在第二個SCK時鐘高電平時，DATA翻轉為高電平。SHT11測量命令包含3個地址位和5個命令位。單片機發布一組8 bit測量命令后，DATA在第8個SCK時鐘的下降沿被置為低電平。再發送第9個SCK時鐘作為命令確認，DA2TA在其下降沿后，恢復為高電平。同時，單片機可暫時停止發送時鐘序列以進入空閑模式，準備讀取測量數據。SHT11在轉換結束后，將DATA置為低電平，單片機繼續發出時鐘序列，來讀取2 個8 bit的測量數據和1個8 bit的CRC奇偶校驗。所有數據從MSB開始，右值有效。其中，在每個字節傳輸結束后，均需要發出一個時鐘高電子ACK，并將DATA置為低電平，以確認讀取成功。在測量和傳輸結束后，SHT11自動轉入休眠模式。

　　3.2鍵盤設定算法程序設計

　　鍵盤采用K1、K2、K3、 K4，4個非自鎖開關設計，當開關按下后會給單片機相應I/O口一個高電平。鍵盤主要實現對顯示界面的切換、溫濕度報警上下限設定及時間設定3大功能。這 4個開關的功能為：K1為界面切換鍵;K2為邏輯“+”，上翻頁，光標上移;K3為邏輯“-”，下翻頁，光標下移;K4選擇鍵。

　　圖7 SHT11 傳感器工作時序圖

　　3.3液晶顯示程序設計

　　液晶顯示模塊的編程方式主要由該模塊使用的控制/驅動器所決定。設計采用ST7920漢字液晶控制/驅動器，其擁有8位并行微控制器接口，通過單片機編程，并使用了顯示字母、數字符號和中文字型的功能。另外，對于液晶屏的編程，一般只需向其中寫數據即可。顯示程序設計流程如圖9所示。

　　圖8 SHT11測量操作流程圖

　　圖9 液晶模塊操作程序流程圖

　　3.4報警程序設計

　　溫濕度越限報警功能通過報警函數實現，當溫濕度高于設定的報警上限或低于設定的報警下限時，便會在單片機的P2.1管腳輸出高電平，并通過三極管放大電路驅動蜂鳴器報警。

　　在報警函數中，通過算法比較溫濕度顯示的限值和濕度設定限值的大小來判斷當前濕度是否越限。而溫度與濕度的比較類似，僅是算法上仍需對綜合溫度的正負值進行考慮。

　　3.5 DS1302時鐘程序設計

　　DS1302 時鐘芯片在系統中起計時及時間顯示、設定的功能。DS1302的讀寫操作時序如圖10所示，在控制指令字輸入后的下一個SCLK時鐘上升沿時，數據被寫入 DS1302，數據輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位控制指令字后的下一個SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數據。

　　圖10 DS1032的讀寫時序圖

　　3.6主函數程序設計

　　主函數程序將上述各功能單元子函數程序綜合到一個函數中循環運行，其流程如圖11所示。

　　圖11 主函數程序流程圖

　　4結束語

　　SHT11 作為新一代高性能智能傳感器，具有較高的應用前景。本文所設計的智能電子溫濕度測量系統，經實驗驗證可對溫度和相對濕度進行精確測量，并實時顯示測量結果，此外，該裝置還具有時間顯示、歷史溫濕度數據查詢、溫濕度上下限越限報警和相關顯示切換及設定等功能。該裝置成果具有體積小、測量精度高、測量速度快、范圍廣、使用操作方便、成本低以及功能強等優點，適用于家居、旅行、溫室農業、食物儲存、檔案保管等多種應用場合，并具有較大的實際應用與經濟利用價值。