基于单片机的温湿度检测及显示
基于单片机的智能温湿度检测器设计
基于单片机的智能温湿度检测器设计设计基于单片机的智能温湿度检测器，旨在实时监测环境的温湿度值，并根据不同的条件进行相应的处理和提醒，提高用户对环境的感知能力。
本文将分为五个部分进行介绍：引言、设计方案、系统实现、系统测试和总结。
引言随着科技的发展，人们对于生活环境的要求也越来越高，温湿度是人们感知环境的两个重要指标。
通过实时监测温湿度值，可以及时采取调控措施来提高环境的舒适度。
同时，温湿度检测器广泛应用于气象、农业、生物、医疗和工业等领域。
因此，设计一种基于单片机的智能温湿度检测器对于提高环境感知能力具有重要意义。
设计方案本设计方案采用单片机作为核心处理器，利用传感器采集环境的温湿度数据，并通过LCD显示模块实时显示。
同时，通过调节风扇和加热器来改变环境温湿度，通过蜂鸣器和LED灯进行相应的警示。
系统还具有数据存储和远程监测功能，可以通过WiFi或蓝牙模块进行数据传输和远程控制。
系统实现1.硬件设计：-单片机选择：选择一款适合的单片机，如STC89C52系列，具有较高的性能和丰富的外设接口。
-传感器选择：选择一种温湿度传感器，如DHT11或DHT22，能够准确地测量环境的温湿度。
-显示模块选择：选择一款合适的LCD显示模块，如16×2字符LCD，用于实时显示温湿度数值。
-外部模块选择：选择合适的风扇、加热器、LED灯和蜂鸣器等外部模块，用于调控环境温湿度并进行相应的警示。
2.软件设计：-采样程序：编写程序读取传感器采集的温湿度数据，并将其存储在内存中。
-显示程序：编写程序将温湿度数值显示在LCD显示模块上，通过按键实现数据的切换和查看。
-控制程序：编写程序根据设定的温湿度范围，控制风扇和加热器的开关，以及蜂鸣器和LED灯的警示。
-数据存储程序：编写程序将采集的温湿度数据存储在EEPROM或SD卡中，以备后续分析和记录。
-远程监测程序：编写程序利用WiFi或蓝牙模块将温湿度数据传输到手机或电脑上，实现远程监测和控制。
基于单片机的温湿度检测(完稿)
摘要在日常生活中，温度和湿度常伴随在我们身旁。
温度和湿度的测量范围是非常广泛的，对温度和湿度的测量系统的研究,至今也还具有着深远的意义，本次课题主要是针对国内和国外对温湿度测量系统来进行研究与分析发展的情况等，主要是分析了现在温度湿度测量系统中会存在的一些问题,以及在我们的日常生活中的重要性。
所以设计了一种简单方便的，基于单片机的温湿度测量系统，这次设计要求简单、适用、稳定等。
还有一个特点就是能够自动的进行检测。
这次设计主要分为两个部分，一部分为硬件电路部分,一部分为软件设计部分。
通过软件和硬件结合的结合，来检测温湿度,采集到的信号给单片机，通过单片机来处理采集到的信号，通过液晶屏显示,如果温度和湿度过高或过低，则会自动报警电路。
温室度以单片机设计为核心，采用的传感器为DHT11，这种传感器有着智能化,使用方便、实时性强等特点.温湿度控制系统主要有以下几个电路，包括LCD显示、键盘电路、报警等几个部分组成. 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。
该系统结构简单紧凑，功耗低，抗干扰能力强，总体来说性能较好，符合智能仪表小型化的趋势,为今后高性能温湿度测量仪的研制和商业化打下了良好的基础。
数字化温湿度传感器，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发展趋势。
关键词:单片机温湿度液晶AbstractThe measurement of temperature and humidity range is very wide， on the temperature and humidity measurement system research is also of great significance， this topic at home and abroad of temperature and humidity measurement system research and development， analyzes the main problems existing in the current temperature and humidity measurement system， design a based on single-chip microcomputer temperature and humidity measurement system for some special temperature and humidity requirements of the occasion to achieve long—term， stable， real-time and automatic monitoring. This design mainly consists of two parts， circuit of hardware and software system through the temperature and humidity detection circuit， the collected signal to themicrocontroller， through the single-chip microcomputer to deal with signals collected and displayed through the LCD， if temperature and humidity is too high or too low, the alarm will automatically alarm circuit。
基于单片机的温湿度检测及显示
在本设计系统中，温度输入信号为 4 路的模拟信号，这就需要多通道结构采 用多路分时的模拟量输入通道。这种结构的模拟量通道特点为：对 ADC、S/H 要求高。处理速度慢。硬件简单，成本低。软件比较复杂。如图 1 所示：
信号调理电路 信号调理电路 信号调理电路
多
路
切
采样/
换
9
单片机课设
3.2.5 LCD1602 的指令说明及时序 1602 液晶模块内部的控制器共有 11 条控制指令，如图 7 所示：
序号 指令
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1 清显示
0 00000000 1
2 光标返回
0 00000001 *
3 置输入模式
0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S
5
单片机课设
图 3 DHT11 引脚图
3.1.4 封装信息 封装图如图 4 所示：
图 4 DHT11 封装图
3.2 液晶显示器 LCD1602
在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子 产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看 到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的 输出方式有以下几种：发光管、LED 数码管、液晶显示器。发光管和 LED 数码 管比较常用，软硬件都比较简单，在前面章节已经介绍过，在此不作介绍，本章 重点介绍字符型液晶显示器的应用。
与此同时，现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。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密切的关系，例 如：冬天温度为 18 至 25℃，湿度为 30%至 80%；夏天温度为 23 至 28℃，湿度 为 30%至 60%。在此范围内感到舒适的人占 95%以上。在装有空调的室内，室 温为 19 至 24℃，湿度为 40%至 50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度 对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是工作效率高。18℃，湿度应是 40% 至 60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷。所以，本课程设计就是通过单片 机驱动 LCD1602，液晶显示温湿度，通过此设计，可以发现本设计有一定的扩 展性，而且可以作为其他有关设计的基础。
基于单片机的温湿度的监测系统
1 绪论防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。
它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。
为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。
但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。
这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。
2方案的比较和论证当将单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号懂得输入通道，由计算机拾取必要的输入信息。
对于测量系统而言，如何准确获得被测信号是其核心任务；而对测控系统来讲，对被控对象状态的测试和对控制条件的监察也是不可缺少的环节。
传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。
工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。
2. 1温度传感器的选择方案一：采用热电阻温度传感器。
热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻。
其主要的特点为精度高、测量范围大、便于远距离测量。
铂的物理、化学性能极稳定，耐氧化能力强，易提纯，复制性好，工业性好，电阻率较高，因此，铂电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。
缺点是价格贵，温度系数小，受到磁场影响大，在还原介质中易被玷污变脆。
按IEC标准测温范围-200～650℃，百度电阻比W（100）=1.3850时，R0为100Ω和10Ω，其允许的测量误差A 级为±（0.15℃+0.002 |t|），B级为±（0.3℃+0.005 |t|）。
铜电阻的温度系数比铂电阻大，价格低，也易于提纯和加工；但其电阻率小，在腐蚀性介质中使用稳定性差。
基于单片机的温湿度检测及显示.doc
基于单片机的温湿度检测及显示.1设计的意义最近几年来，随着科技的飞速发展，单片机领域正在不断的走向社会各个角落，还带动传统控制检测日新月异更新。
在实时运作和自动控制的单片机应用到系统中，单片机如今是作为一个核心部件来使用，仅掌握单片机方面知识是不够的，还应根据其具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。
“单片机原理及应用课程设计”是电子类专业的学科基础科，它是继“汇编语言程序设计”，“接口技术”等课程之后开出的实践环节课程。
与此同时，现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。
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密切的关系，例如：冬天温度为18至25℃，湿度为30%至80%；夏天温度为23至28℃，湿度为30%至60%。
在此范围内感到舒适的人占95%以上。
在装有空调的室内，室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。
如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是工作效率高。
18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷。
所以，本课程设计就是通过单片机驱动LCD1602，液晶显示温湿度，通过此设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且可以作为其他有关设计的基础。
2设计原理2.1设计目标2.1.1基本功能检测温度、湿度显示温度、湿度过限报警2.1.2主要技术参数温度检测范围：-在实时运作和自动控制的单片机应用到系统中，单片机如今是作为一个核心部件来使用，仅掌握单片机方面知识是不够的，还应根据其具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。
“单片机原理及应用课程设计”是电子类专业的学科基础科，它是继“汇编语言程序设计”，“接口技术”等课程之后开出的实践环节课程。
与此同时，现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。
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密切的关系，例如：冬天温度为18至25℃，湿度为30%至80%；夏天温度为23至28℃，湿度为30%至60%。
基于单片机的温湿度监测系统设计
基于单片机的温湿度监测系统设计基于单片机的温湿度监测系统设计一、引言随着工业自动化和物联网技术的快速发展，对环境参数的监测变得越来越重要。
特别是在工业生产过程中，保持环境条件的稳定对于产品质量和生产效率具有重大影响。
为了实现这一目标，本文将介绍如何基于单片机设计一种温湿度监测系统。
二、相关技术在这个系统中，我们将使用单片机作为主控制器，负责采集和处理环境中的温度和湿度数据。
单片机是一种集成度高、价格低廉的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。
传感器则负责采集环境中的温湿度数据，并将数据传输给单片机。
我们将选择具有数字输出功能的温湿度传感器，以确保数据传输的稳定性和准确性。
此外，单片机通过液晶显示屏实时显示采集到的温湿度数据，用户可以通过按键对系统进行设置和校准。
单片机的编程语言通常为C语言，程序编写的好坏将直接影响系统的性能和稳定性。
三、系统设计1、硬件选择：选择具有I2C接口的温湿度传感器，如DHT11或SHT11，它们可以同时采集温度和湿度数据，且精度较高。
选择一个适用于单片机的液晶显示屏，如1602或2004，用于实时显示数据。
2、软件设计：根据系统的需求，编写单片机程序。
程序应包括数据采集、数据处理、数据显示和按键处理等功能。
在编写程序时，需要注意代码的优化，以提高系统的响应速度和稳定性。
3、程序编写：使用C语言编写单片机程序，实现上述功能。
程序应具有良好的可读性和可维护性，同时考虑代码优化，以提高系统的性能。
四、系统优化为了提高系统的性能和稳定性，可以进行以下优化：1、减小系统功耗：选择低功耗的单片机和传感器，优化程序，降低系统的待机功耗。
2、提高系统稳定性：在程序中加入自检功能，确保系统在异常情况下能自动复位，提高系统的稳定性。
3、优化数据传输速度：根据实际需要，调整数据传输速度，以提高系统的响应速度。
五、结果分析为了评估系统的性能，我们将对设计的温湿度监测系统进行实验验证。
比较实验结果与预期目标之间的差异，分析系统的优缺点，并根据实际情况进行优化。
基于单片机的温湿度监测系统设计
基于单片机的温湿度监测系统设计一、引言在现代生活和工业生产中，对环境温湿度的准确监测具有重要意义。
温湿度的变化可能会影响到产品质量、设备运行以及人们的生活舒适度。
因此，设计一个高效、准确且可靠的温湿度监测系统至关重要。
本设计基于单片机，旨在实现对环境温湿度的实时监测和数据处理。
二、系统总体设计方案（一）系统功能需求本系统需要实现以下功能：1、实时采集环境温湿度数据。
2、对采集到的数据进行处理和分析。
3、将温湿度数据显示在液晶显示屏上。
4、具备数据存储功能，以便后续查询和分析。
5、当温湿度超出设定范围时，能够发出报警信号。
（二）系统总体架构本系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块、存储模块和报警模块组成。
传感器模块负责采集温湿度数据，并将其转换为电信号传输给单片机。
单片机对接收的数据进行处理和分析，然后将结果发送给显示模块进行显示，同时将数据存储到存储模块中。
当温湿度超出设定范围时，单片机控制报警模块发出报警信号。
三、硬件设计（一）传感器选择选用 DHT11 数字温湿度传感器，它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。
具有体积小、功耗低、响应速度快、性价比高等优点，能够满足本系统的设计要求。
（二）单片机控制模块选择 STC89C52 单片机作为控制核心。
它具有丰富的 I/O 口资源、较高的处理速度和稳定性，能够有效地处理和控制整个系统的运行。
（三）显示模块采用液晶显示屏 1602，它能够清晰地显示温湿度数据和相关信息。
（四）存储模块选用 EEPROM 芯片 AT24C02 作为存储模块，用于存储温湿度数据，方便后续查询和分析。
（五）报警模块使用蜂鸣器作为报警装置，当温湿度超出设定范围时，单片机控制蜂鸣器发出报警声音。
四、软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
然后，系统进入循环，不断读取传感器采集到的温湿度数据，并进行处理和分析。
基于51单片机的粮仓温湿度检测系统毕业设计
基于51单片机的粮仓温湿度检测系统[摘要]粮仓温度湿度监测控制系统是基于STC12C52A60S2的数据采集、对比、控制的系统。
以STC12C52A60S2单片机为控制器，对温度传感器DS18B20传送的数字量信号和对湿度传感器HR202传送的模拟量信号进行采集和处理，当前值和设定温度上限值进行对比，进而执行控制作用，通过对继电器的控制进而控制设备的启停，对粮仓温度湿度进行调节，使其维持在适当范围，维护粮仓正常运行。
[关键词] 单片机、温湿度、检测、控制Abstract:The granary’s temperature and humidity control and detect system is based on the micro control unit of STC12C5A60S2,the system is used for date acquisition,comparison,and control.In this system,STC12C5A60S2 is the controller,the controller is designed to deal with temperature and humidity signal from the temperature sensor and humidity sensor.Then compare these data with limits the value of temperature and humidity.If the date is out of limits,then the controller send a control signal to warn people,besides,the controller will make the fan running to make the temperature and humidity lower.In this way,the granary can be working at usual status.Key words: MCU、temperature and humidity、control目录第一章绪论 (1)1.2相关领域国内外应用的现状及发展趋势 (1)1.3 粮仓温湿度检测控制系统原理 (2)1.4 本章小结 (2)第二章：系统分析、设计要求及模块选择 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 单片机型号的选择 (3)2.21 采用STC89C52单片机 (3)2.22 采用STC12C5A60S2单片机 (3)2.3 显示系统模块的选择 (3)2.31采用LED数码管显示 (3)2.32采用1602液晶显示 (3)2.4 测温模块的选择 (4)2.41 采用模拟量温度传感器 (4)2．42 采用数字量温度传感器 (4)2.5 测湿模块的选择 (4)2.6 控制模块的选择 (4)2.7 通讯模块的选择 (4)2.8本章小结 (4)第三章系统总体方案及硬件电路模块设计 (5)3.1 系统总体设计思路： (5)3.2 系统硬件设计 (5)3.2.1 单片机最小系统 (5)3.2.2 温度信号采样电路模块 (9)3.2.3 湿度采样电路模块 (12)3.3 串口模块 (14)3.4显示模块 (15)3.5 控制模块 (16)3.6 继电器模块 (17)3.7 本章小结 (18)第四章系统的软件设计 (19)4.1 流程图设计 (19)4.1.1系统总体流程图 (19)4.1.2温度检测流程图 (19)4.1.3湿度检测流程 (20)4.2系统的程序设计 (20)4.2.1 DS18B20测温程序 (20)4.2.2 A/D转换程序 (25)4.2.3 1602显示程序 (26)4.3 本章小结 (29)第五章硬件调试部分 (30)结束语 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1 本课题的研究意义及必要性民以食为天，粮食是社会安定的保证，自1990年我国建立粮食储备制度以来，储备粮在国家宏观调控中占据了重要地位，无论何时，必须时刻保持储备粮的调控作用不动摇，是维持社会安定、粮食市场稳定、农民增收的重要保证。
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1设计的意义最近几年来,随着科技的飞速发展,单片机领域正在不断的走向社会各个角落,还带动传统控制检测日新月异更新。
在实时运作与自动控制的单片机应用到系统中,单片机如今就是作为一个核心部件来使用,仅掌握单片机方面知识就是不够的,还应根据其具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。
“单片机原理及应用课程设计”就是电子类专业的学科基础科,它就是继“汇编语言程序设计”,“接口技术”等课程之后开出的实践环节课程。
与此同时,现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。
由于温度与湿度不管就是从物理量本身还就是在实际人们的生活中都有着密切的关系,例如:冬天温度为18至25℃,湿度为30%至80%;夏天温度为23至28℃,湿度为30%至60%。
在此范围内感到舒适的人占95%以上。
在装有空调的室内,室温为19至24℃,湿度为40%至50%时,人会感到最舒适。
如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响,最适宜的室温度应就是工作效率高。
18℃,湿度应就是40%至60%,此时,人的精神状态好,思维最敏捷。
所以,本课程设计就就是通过单片机驱动LCD1602,液晶显示温湿度,通过此设计,可以发现本设计有一定的扩展性,而且可以作为其她有关设计的基础。
2设计原理2、1设计目标2.1.1基本功能检测温度、湿度显示温度、湿度过限报警2.1.2主要技术参数温度检测范围: -30℃至+55℃测量精度: ±2℃湿度检测范围: 20%-90%RH检测精度:±5%RH显示方式: 温度:四位显示湿度:四位显示报警方式: 三极管驱动的蜂鸣器报警2、2设计原理温湿度监测系统要满足以下条件:温湿度监测系统能完成数据采集与处理、显示、串行通信、输出控制信号等多种功能。
由数据采集、数据调理、单片机、数据显示等4个大的部分组成。
该测控系统具有实时采集(检测粮库内的温湿度)、实时显示(对监测到的进行显示)、实时警报(根据监测的结果,超出预设定的值的进行蜂鸣警告)的功能。
传感器就是实现测量首要环节,就是监测系统的关键部件,如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉与转换,一切准确的测量与控制都将无法实现。
工业生产过程的自动化测量与控制,几乎主要依靠各种传感器来检测与控制生产过程中的各种参量,使设备与系统正常运行在最佳状态,从而保证生产的高效率与高质量。
一般温湿度控制系统中的温湿度测量均采用热敏电阻与湿敏电容,这种传统的模拟式温湿度传感器一般都需要设计信号调理电路并经过复杂的校准与标定过程,因此测量精度难以保证,且在线性度、重复性、互换性等方面也存在一定问题。
这种传感器只适合那些测量点数较少,对精度要求不高的场合。
因此设计出一款精度高、稳定性好、成本低的温湿度检测控制系统将具有一定的市场。
2.2.1温湿度传感器的选择DHT11数字温湿度传感器就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与温湿度传感技术,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与一个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传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。
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佳选则。
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。
2.2.2信号采集通道的选择在本设计系统中,温度输入信号为4路的模拟信号,这就需要多通道结构采用多路分时的模拟量输入通道。
这种结构的模拟量通道特点为:对ADC、S/H要求高。
处理速度慢。
硬件简单,成本低。
软件比较复杂。
如图1所示:图1多路分时的模拟量输入通道2.2.3 系统的总体框图系统的总体设计框图如图2所示:本设计由信号采集、信号分析与信号处理三个部分组成的。
(一) 信号采集 由DHT11温湿度传感器与多路模式选择开关组成; (二) 信号分析 由A/D 转换器与单片机80C51组成; (三) 信号处理 由串行口LCD 显示器与报警系统等组成。
图2 系统总体框图3 主要芯片简介3、1 DHT11数字传感器3.1.1 主要特性DHT11数字温湿度传感器就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与温湿度传感技术,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与一个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传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。
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佳选则。
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。
3.1.2 应用领域该DHT11可以用于暖通空调、测试及检测设备、汽车、数据记录器、消费品、自动控制、湿度调节器及医疗等应用领域。
3.1.3 引脚图DHT11有四个引脚,3号引脚一般悬空,如图3所示。
DHT11的供电电压为3—5、5V。
传感器上电后,要等待1s以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。
电源引脚(VDD,GND)之间可增加一个100nF的电容,用以去耦滤波。
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合适的上拉电阻。
3.1.4 封装信息封装图如图4所示:3、2液晶显示器LCD1602在日常生活中,我们对液晶显示器并不陌生。
液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件,如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以瞧到,显示的主要就是数字、专用符号与图形。
在单片机的人机交流界面中,一般的输出方式有以下几种:发光管、LED 数码管、液晶显示器。
发光管与LED 数码管比较常用,软硬件都比较简单,在前面章节已经介绍过,在此不作介绍,本章重点介绍字符型液晶显示器的应用。
在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点: (一)显示质量高 (二)数字式接口图3 DHT11引脚图图4 DHT11封装图(三)体积小、重量轻(四)功耗低3.2.1液晶显示原理液晶显示的原理就是利用液晶的物理特性,通过电压对其显示区域进行控制,有电就有显示,这样即可以显示出图形。
液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点,目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。
3.2.2液晶显示器的分类液晶显示的分类方法有很多种,通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。
除了黑白显示外,液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。
如果根据驱动方式来分,可以分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)与主动矩阵驱动(Active Matrix)三种。
3.2.3液晶显示器各种图形的显示原理首先就是液晶的线段的显示。
点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成,假设LCD显示屏有64行,每行有128列,每8列对应1字节的8位,即每行由16字节,共16×8=128个点组成,屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应,每一字节的内容与显示屏上相应位置的亮暗对应。
例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定,当(000H)=FFH时,则屏幕的左上角显示一条短亮线,长度为8个点;当(3FFH)=FFH时,则屏幕的右下角显示一条短亮线;当(000H)=FFH,(001H)=00H,(002H)=00H,..、、、、(00EH)=00H,(00FH)=00H 时,则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线与8条暗线组成的虚线。
这就就是LCD 显示的基本原理。
其次就是液晶字符的显示。
用LCD显示一个字符时比较复杂,因为一个字符由6×8或8×8点阵组成,既要找到与显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节,还要使每字节的不同位为“1”,其它的为“0”,为“1”的点亮,为“0”的不亮。
这样一来就组成某个字符。
但由于内带字符发生器的控制器来说,显示字符就比较简单了,可以让控制器工作在文本方式,根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址,设立光标,在此送上该字符对应的代码即可。
3.2.4 LCD1602的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光与不带背光两种,基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光的厚,就是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如下图5所示:LCD1602的主要技术参数:1、显示容量:16×2个字符2、芯片工作电压:4、5—5、5V3、工作电流:2、0mA(5、0V)4、模块最佳工作电压:5、0V5、字符尺寸:2、95×4、35(W×H)mm引脚功能说明LCD1602采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如图6所示:编号符号引脚说明编号符号引脚说明图5 LCD1602尺寸图图6引脚接口说明图6:引脚接口说明表第1脚:VSS为地电源。
第2脚:VDD接5V正电源。
第3脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。
当RS与R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。
第7～14脚:D0～D7为8位双向数据线。
第15脚:背光源正极。
第16脚:背光源负极。
3.2.5 LCD1602的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,如图7所示:图7控制命令表1602液晶模块的读写操作、屏幕与光标的操作都就是通过指令编程来实现的。
(说明:1为高电平、0为低电平)指令1:清显示,指令码01H,光标复位到地址00H位置。
指令2:光标复位,光标返回到地址00H。
指令3:光标与显示模式设置I/D:光标移动方向,高电平右移,低电平左移S:屏幕上所有文字就是否左移或者右移。