車載溫濕度檢測系統作為一個巡檢系統，有著控制系統的小車能保證巡檢系統按照我們要求的路線和合適的速度來前進監控，非常好的完成了作為載體的任務，接下來就是要在該載體上安裝溫濕度檢測系統了，通過這個系統來完成對環境溫度和濕度的探測。溫濕度檢測系統的系統組成如下所示：該系統包括電源，傳感器，數字處理部分和顯示部分幾個功能塊。將SHTll采集到的溫度和濕度經過數字處理并顯示出來。51系統硬件設計溫濕度檢測系統的核心器件就是傳感器，所以在這里我們選用瑞士產的SHTll傳感器。溫濕度傳感器SHTll將溫度感測、濕度感測、信號變換、AD轉換和加熱器等功能集成到一個芯片上，其內部結構如圖52所示。該芯片包括一個電容性聚合體濕度敏感元件和一個用能隙材料制成的溫度敏感元件。這兩個敏感元件分別將濕度和溫度轉換成電信號，該電信號首先進入微弱信號放大器進行放大；然后進入一個14位的AD轉換器；最后經過二線串行數字接口輸出數字信號。SHTll在出廠前，都會在恒濕或恒溫環境中進行校準，校準系數存儲在校準寄存器中；在測量過程中，校準系數會自動校準來自傳感器的信號。此外，SHTll內部還集成了一個加熱元件，加熱元件接通后可以將SHTll的溫度升高5口左右，同時功耗也會有所增加。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗證兩個傳感器元件的性能。在高濕(95 RH)環境中，加熱傳感器可預防傳感器結露，同時縮短響應時間，提高精度。加熱后SHTll溫度升高、相對濕度降低，較加熱前，測量值會略有差異。硬件設計主要以AT89C5l作為主要處理器，以此來擴展外圍電路，主要包括溫濕度傳感器檢測，和顯示部分。SHTll通過二線數字串行接口來訪問，所以硬件接口電路非常簡單。需要注意的地方是：DATA數據線需要外接上拉電阻，VDD和GND中間加一個01驢的濾波電容，時鐘線SCK用于微處理器和SHTll之間通信同步，由于接口包含了完全靜態邏輯，所以對SCK最低頻率沒有要求；當工作電壓高于5礦時，SCK頻率最高為10肋，而當工作電壓低于45礦時，SCK最高頻率則為l肋，SHTll的DATA和SCK腳直接送入AT89C51的P1O和P11口，在AT89C51中處理完后將數據通過其P00，P01，P02口送入顯示驅動芯片MAX7219，并通過MAX7219來驅動數碼顯示管來顯示采集到的溫度和濕度，MAX7219是美國MAXIM公司研制的緊湊型、串行輸入、串行輸出、共陰極新型LED顯示驅動器。它一片芯片可以驅動多達8位7段LED顯示器、條型圖形、或64個單個LED。其片內有BCD譯碼器、多路復用掃描電路、段和數字驅動器、以及存貯每個數字的88靜態RAM。所有LED的段電流設定只需一個外部電阻來完成。其硬件電路圖如下：圖53硬件電路圖2系統軟件設計21溫濕度測量部分軟件設計微處理器是通過二線串行數字接口與SHTll進行通信的。通信協議與通用的12C總線議是不兼容的，因此需要用通用微處理器IO口模擬該通信時序。微處理器對SHTll控制是通過5個5位命令代碼來實現的，命令代碼的含義如表5一l所示。.DATA在SCK時鐘下降沿之后改變狀態并僅在SCK時鐘上升沿有效。SHTll上電后進入休眠模式，首先應發送一個“啟動時序，喚醒芯片，即在ScK為高時使DATA由高電平變為低電平，并在下一個SCK為高時將DATA升高，時序圖如下所示。微控器發出測量命令后就等待測量完成，為表明測量完成，SHTll將數據線拉成低電平。微控器重新啟動SCK，SHTll就傳送兩字節的測量數據與一字節的CRC數據，傳輸數據的順序是從最高位(MSB)到最低位(LSB)。微控器接收到每個字節后，必須將數據線拉成低電平，為每個字節產生應答信號ACK。CRC寄存器通過計算一個多項式(X8+X5+X4)之和來判定測量過程是否發生錯誤，一旦發現錯誤，微控器就發送軟啟動命令，重新進行測量。如果不使用CRC一8校驗，微控器可以在測量值KSB后保持應答信號ACK高電平，來終止通信。522顯示部分軟件設計MAX7219是SPI總線驅動方式，要想與MAX7219通信，首先要先了解MAX7219的控制字，MAX7219的控制字格式如表52。工作時，MAX7219規定一塊接收16位數據，在接收的16位數據中：D15D12可以與操作無關，可以任意寫入。D11D8決定所選通的內部寄存器地址，D7D0為待顯示數據或是初始化控制字。如表2所示。在CLK脈沖作用下。DIN的數據