基于单片机的无线温湿度采集系统的的设计.doc

目录

设计总说明 I
Design General Information III
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 选题背景及意义 1
1.3 国内外现状及发展趋势 2
2 设计要求 3
3 系统总体方案 4
3.1 温湿度传感器的选择 4
3.2 无线发射模块的元器件选择 5
3.2.1 nRF905主要包括三种接口 5
3.2.2 nRF905的工作模式 6
3.3 单片机的选择 7
3.4 显示模块的选择 10
4 硬件电路设计 12
4.1 温湿度采集模块的设计 12
4.2 无线发射接收模块设计 13
4.2.1 温湿度数据的控制发送 13
4.2.2 温湿度数据的接收 14
4.2.3 模拟SPI口的实现 14
4.3 LCD1602液晶显示模块设计 15
4.3.1 LCD1602的指令说明及时序 16
4.4 电源模块的设计 18
4.5 复位电路 19
5 单片机对温度与湿度的控制 20
6 软件设计 21
6.1 采集模块软件设计 21
6.2 发送接收模块软件设计 22
6.3 显示模块软件设计 26
7 调试 27
结论 28
参考文献 30
附录A 系统总体原理图 32
附录B 采集检测控制程序 32
附录C 元器件清单 47
致谢 49

<华北科技学院毕业设计（论文）
基于单片机无线温湿度采集系统设计
设计总说明
温度湿度在工农业生产中占有很重要的地位，是工农业生产的重要组成数据。温湿度过高会造成粮食发霉长芽，还会引起大棚蔬菜一系列的病害。因此对其适时准确的测量就显得尤为重要。而一般的测量过程较为复杂繁琐，误差还大。比如现在所使用的水银，酒精温度计进行温度检测和用传统的物理模拟量的方法进行的湿度检测，这些温湿度检测计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。
随着科技的飞速发展和普及，高性能设备也越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。传统的温湿度监测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下，不仅效率低下，还浪费大量人才资源及财力资源，而且缺乏科学性，许多重大事故都是因为人为因素造成的，人工维护缺乏完整的管理系统。而无线监控系统就可以解决这样人才资源浪费，管理不及时的问题，这是由于它的智能化设计所决定的。它的工作步骤如下：感应环境温湿度；单片机判断感应到的温湿度是否异常；若感应到的温湿度异常，实行措施进行调节；判断异常是否超过预设时间，若超过预设时间，则输出异常信号报警；判断异常是否处理完毕，若处理完毕，解除报警。这样就可以利用控制器对机房温湿度进行监控，从而实现环境温湿度管理的实时性和有效性。故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。
智能温度传感器（亦称数字温度传感器）在20世纪90年代中期问世。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU），并且可通过软件来实现测试功能，温度计也越来越智能化。跟电子温度计一样湿度计随着湿度传感器的发展趋于成熟。现在常用的温度传感器AD590，DS18B20湿度传感器HMxx系列，HS1xx系列，SHT系列随着温湿度计的发展温室监控系统也越来越成熟，更好的为人们服务。对于国内外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。
本设计以AT89S52为主要芯片，利用数字式温湿度传感器SHT10采集温湿度，把收集到的数据传给单片机AT89S52，再用无线发射模块nRF905将经过处理的数据发射出去。单片机通过模拟SPI口跟nRF905之间传送数据。同时，nRF905具有接收功能，接收模块的nRF905将接收到的数据传给AT89S52，最后用数字显示屏LCD1602将经过单片机处理后的数据显示出来。整个系统的软件编程就是通过C语言程序对单片机AT89S52实现控制功能。单片机体积小，价格低，且稳定性较强，操作灵活简单，误差较小，具有很高的应用价值。
本系统结构紧凑，简单可靠，操作灵活，功能强大，性能价格比高，较好的满足了现代生产和科研的需要。
关键词：AT89S52；SHT10；nRF905；采集与控制

MCU Wireless Temperature and Humidity Acquisition System Based
Design General Information
Temperature and humidity plays an important role in the industrial and agricultural production, agricultural production is an important component of the data. Too high temperature and humidity can cause mildew sprouting grain, can also cause a range of diseases of greenhouse vegetables. Therefore, its timely and accurate measurement is particularly important. The measurement process is generally more complex and cumbersome, error is larger. Such as mercury now used to detect alcohol thermometer for temperature and humidity detection using traditional methods of physical analog, which detects the temperature and humidity meter scale intervals are usually secret, is not easy to accurately distinguish, reading difficulties, and their Heat capacity is still relatively large, reaching thermal equilibrium time required for longer, making it difficult to read standard and is very inconvenient to use.
With the rapid development and popularization of science and technology, more and more high-performance equipment, temperature and humidity all walks of life are increasingly high requirements. The traditional model is based on temperature and humidity monitoring human basis, relying on artificial shifts, artificial tour to see other ways to measure and record the environmental status information. In this mode, only inefficient, but also waste a lot of human resources and financial resources, and the lack of science, because many major accidents are caused by human factors, the lack of a complete manual maintenance management system. The wireless monitoring system can solve such a waste of human resources, management is not timely issue, which is due to its intelligent design decisions. It works as follows: temperature and humidity sensor; microcontroller to determine the temperature and humidity sensor is abnormal; If abnormal temperature and humidity sensors to implement measures to regulate; determine whether an exception than a preset time, if it exceeds the preset time, the output abnormal signal alarm; determine whether an exception is processed, if the deal is completed, disarm the alarm. So you can use the controller to monitor temperature and humidity of the room, in order to achieve real-time performance and effectiveness of the environmental temperature and humidity management. Therefore, this design also has widespread implications for similar projects.
Smart temperature sensors (also known as digital temperature sensor) in the mid-1990s come out. It is a micro-electronics technology, computer technology and automated testing techniques crystallization. At present, the international community has developed a variety of intelligent temperature sensor products. Internal smart temperature sensors include a temperature sensor, A / D transducer, a signal processor, a memory (or register) and an interface circuit. Some products also with multiplexer, the central controller (CPU), random access memory (RAM) and read-only memory (ROM). Intelligent temperature sensor can output temperature data and associated temperature control volume, fit a variety of microcontroller (MCU), and can be implemented by software testing capabilities, the thermometer has become increasingly intelligent. With the same thermometer hygrometer With the development of electronic humidity sensor mature. Now commonly used temperature sensor AD590, DS18B20 and humidity sensor HMxx series HS1xx series, SHT series along with the development of greenhouse hygrometer monitoring system is also more mature, better for the people. For the studies on temperature and humidity testing, testing from the complexity of the analog to digital intelligent detection is now more mature, and now for the temperature and humidity studies toward intelligent detection systems, miniaturization, low-power direction. In the development process, a microcontroller as the core temperature and humidity control system development, small size, simple operation, wide range, stable performance, high accuracy, and many other advantages in all aspects of production and life to achieve a critical role.
The design AT89S52 as the main chip, the use of digital temperature and humidity sensor SHT10 collecting temperature and humidity, the data collected passed microcontroller AT89S52, then nRF905 wireless transmitter module will transmit the processed data out. Microcontroller via SPI port with analog transmission of data between the nRF905. Data Meanwhile, nRF905 with reception, nRF905 receiver module will receive the pass AT89S52, and finally with digital display LCD1602 will go through the data processing after the microcontroller is displayed. Software programming of the system is through the C language program microcontroller AT89S52 control functions. SCM small size, low price and strong stability, flexible and simple operation, the error is small, with a high value.
The system is compact structure, simple, reliable, flexible, powerful, high cost performance, better meet the needs of modern production and research.
Keywords: AT89S52; SHT10; nRF905; acquisition and control.

III

1 绪论
1.1 引言
温度湿度在工农业生产中占有很重要的地位，是工农业生产的重要组成数据。温湿度过高会造成粮食发霉长芽，还会引起大棚蔬菜一系列的病害。因此对其适时准确的测量就显得尤为重要。而一般的测量过程较为复杂繁琐，误差还大。比如现在所使用的水银，酒精温度计进行温度检测和用传统的物理模拟量的方法进行的湿度检测，这些温湿度检测计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。本设计以AT89S52为主要芯片，利用数字式温湿度传感器SHT10采集温湿度，把收集到的数据传给单片机AT89S52，再用无线发射模块nRF905将经过处理的数据发射出去。单片机通过模拟SPI口跟nRF905之间传送数据。同时，nRF905具有接收功能，接收模块的nRF905将接收到的数据传给AT89S52，最后用数字显示屏LCD1602将经过单片机处理后的数据显示出来。单片机体积小，价格低，且稳定性较强，操作灵活简单，误差较小，具有很高的应用价值。
1.2 选题背景及意义
温湿度的测量控制在农业生产，工业制造，仓库管理，科学研究等方面都有广泛的应用。然而，温度和湿度却是最不易保障的指标。由于温湿度控制不当，可能会导致无法估计的损失。传统的测量方法是有线测控法，实施起来不仅难度大，成本比较高，系统灵活性较差，而且维护起来也比较困难。针对这一情况，研制可靠且实用的温度和湿度检测与控制系统就显得非常重要。
如今，随着科技的进步，无线通信技术日趋成熟，如果将无线通信技术应用到温湿度的测量系统中，通过无线传输将传感器收集到的温湿度信息传送到控制显示终端，这样设计系统具有结构简单，采样点可灵活设置，系统适应性强等特点。符合向智能化，小型化方向的发展。另外此系统不需要A/D转换器将电信号转换成数字信号，而使用SHT10直接得到数字量，减去了不必要的麻烦。由此为出发点，根据自己所学的专业知识，用新型智能温度传感器SHT10，无线发射模块nRF905，单片机AT89S52，数字液晶显示器件LCD1602等主要元件设计这套无线温度湿度采集系统。
1.3 国内外现状及发展趋势
随着科技的飞速发展和普及，高性能设备也越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。传统的温湿度监测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下，不仅效率低下，还浪费大量人才资源及财力资源，而且缺乏科学性，许多重大事故都是因为人为因素造成的，人工维护缺乏完整的管理系统。而无线监控系统就可以解决这样人才资源浪费，管理不及时的问题，这是由于它的智能化设计所决定的。它的工作步骤如下：感应环境温湿度；单片机判断感应到的温湿度是否异常；若感应到的温湿度异常，实行措施进行调节；判断异常是否超过预设时间，若超过预设时间，则输出异常信号报警；判断异常是否处理完毕，若处理完毕，解除报警。这样就可以利用控制器对机房温湿度进行监控，从而实现环境温湿度管理的实时性和有效性。故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。
智能温度传感器（亦称数字温度传感器）在20世纪90年代中期问世。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU），并且可通过软件来实现测试功能，温度计也越来越智能化。跟电子温度计一样湿度计随着湿度传感器的发展趋于成熟。现在常用的温度传感器AD590，DS18B20湿度传感器HMxx系列，HS1xx系列，SHT系列随着温湿度计的发展温室监控系统也越来越成熟，更好的为人们服务。对于国内外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。
2 设计要求
温湿度的测量在仓库管理，生产制造，科学研究以及日常生活中被广泛应用。传统的温湿度测量采用有线测控系统，实施网络布线工程，大大增加了系统成本，降低了系统灵活性，可维护性与可扩展性。把无线通信技术应用到温湿度测量系统中，由传感器实时采集各节点处温湿度的信息，经处理后通过无线数据采集系统将温湿度信息传输到监控终端，从而实现集成化，低成本和易操作的目的。
本设计以AT89S52基本系统为核心的一套检测系统。由温湿度采集、数据分析、数据处理三个部分。包括单片机系统，复位电路，温度检测，湿度检测，显示部分等模块。
该系统包括了硬件组成和软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温湿度传感器对温湿度进行采集，其硬件设计中最为核心的器件是单片机AT89S52，将采集到的数字温湿度电压值经计算机处理得到相应的温度值和相对湿度值，送到LCD显示器，以数字形式显示测量的温度和湿度。可以直观的看到测量点的温湿度。整个系统的软件编程就是通过C语言程序对单片机AT89S52实现控制功能。再通过nRF905整个发射出去。系统结构紧凑，简单可靠，操作灵活，功能强大，性能价格比高，较好的满足了现代生产和科研的需要。 
3 系统总体方案
本系统采用AT89S52单片机作为主控制器，无线温湿度采集系统是一种基于射频技术的无线湿温度检测装置。本系统由传感器和接收机，以及显示芯片组成。传感器部分由数字温湿度度传感器芯片SHT10，单片机AT89S52，低功耗射频传输单元nRF905和天线等组成。传感器采用电源供电，接收机接收来自传感器的温度数据，经过处理、保存后在LCD1602上显示，所存储的温度数据可以通过串行口连接射频装置与接收端进行交换。
单片机对nRF905的对外接口进行SPI读写操作，以此来控制nRF905的工作模式以及相关收发数据的操作，从而完成无线数据传输。
3.1 温湿度传感器的选择
温度检测采用最基本的热电偶，热电偶应用广泛，虽然其价格便宜而且耐用。种类多，能够覆盖非常宽的温度范围，但是其非线性、响应速度慢、精度中等、灵敏度低、稳定性低、高温下容易老化和有线性漂移，并且测量需要参考量。湿度检测采用湿敏元件，其主要分为电阻式和电容式。湿敏电阻的种类多，灵敏度高，但是起线性度和产品的互换性差。湿敏电容灵敏度高，响应速度快，偏于实现产品小型化和集成化，但精度一般比湿敏电阻要低一些。综合湿敏元件，其线性度可抗污染性差，在湿度的检测环境中湿敏元件需要时刻在检测环境中，很容易受到环境污染从而影响其测量精度和持续的稳定性。
数字式传感器SHT10是sensiron公司生产的智能化温湿度传感器。体积与火柴头大小相似。不仅能够测量温度，还能同时测量相对湿度。所以能把SHT10作为温湿度检测的一个整体。SHT10作为典型的温湿度传感器，在测量过程中可对相对温湿度进行自动校准，准确的测量温湿度。产品互换性好，相应速度快，抗干扰性强。
由上可知，SHT10与温湿敏元件的温湿度测量相比，数字温湿度传感器低成本，内部集成复杂，在测量过程中可对相对温湿度进行自动校准，准确的测量温湿度。而且能够提供数字输出，简化外部测量电路，精度高，适用广泛的测量范围，并且本设计的温湿度检测系统相适合。因此，选择温度湿度传感器SHT10作为此次设计中的测量元件。
3.2 无线发射模块的元器件选择
本设计发射模块采用单片射频收发芯片nRF905，该芯片工作于433MHz的ISM频段，由一个完全集成的频率调制器，一个带解调器的接收器，一个功率放大器，一个晶体震荡器和一个调节器组成。输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以10dBm的功率发射时工作电流仅有30mA，接收时工作电流只有12.5mA，多种低功率工作模式，待机模式下电流仅为12.5μA，节能设计更方便。其ShockBurst技术可在通讯时自动生成前导码和CRC校验位。nRF905适用于多种无线通信的场合，如无线数据传输系统、报警及安全系统、家庭自动化、遥感监测。
3.2.1 nRF905主要包括三种接口
（1）模式控制接口
该接口由PWR、TX_EN、TRX_CE组成控制由nRF905组成的高频头的四种工作模式：掉电和SPI编程模式；待机SPI编程模式；发射模式；接收模式。
（2）SPI接口
SPI接口由CSN、SCK、MOSI以及MISO组成。在配置模式下单片机通过SPI接口配置高频头的工作参数；在发射/接收模式下单片机SPI接口发送和接收数据。
(3）状态输出接口
提供载波检测输出CD，地址匹配输出AM，数据就绪输出DR。

表1 nRF905各个引脚的功能及说明

3.2.2 nRF905的工作模式
nRF905有两种节能模式和两种工作模式。两种节能模式分别是关机模式和空闲模式。两种工作模式分别是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM发送模式。nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN、PWR_UP三个引脚决定。三个引脚决定其工作方式的具体方式见下表。
表2 工作模式

与射频数据包有关的高速信号处理都在nRF905片内进行，微控制器配置的SPI接口决定数据速率。数据在nRF905中高速传送，在微控制器中低速处理。因此中间有很长时间的空闲，这很有利于节能。
由于nRF905工作于ShockBurstTM模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。在ShockBurstTM接收模式下，当一个包含正确地址和数据的数据包被接收到后，地址匹配(AM)和数据准备好(DR)两引脚通知微控制器。
3.3 单片机的选择
AT89S52是一种低功耗，高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造。与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，看门狗定时器，三个16位定时器/计数器，32 位I/O口线，一个6向量2级中断结构，2个数据指针，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
AT89S52是片内有ROM/EPROM的单片机，当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。用AT单片机构成最小系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可。
AT89S52的复位是由外部的复位电路实现的。复位引脚RST通过一个斯密特触发器来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。
AT89S52虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路。AT89S52单片机的时钟产生方法有两种，一种是内部方式，利用时钟内部的振荡电路产生；另一种是外部方式，时钟信号由外部引入。
各引脚的说明（如下图1所示）：
VCC：AT89S52电源正端输入，接+5V。
VSS：电源地端。
XTAL1：单芯片系统时钟的反向放大器输入端。
XTAL2：系统时钟的反向放大器输出端。
RESET：复位信号输入端。单片机运行时，在此端口上加上持续时间为2个机器周期（24个时钟周期）的高电平时，系统完成复位操作。单片机复位能解决单片机内部寄存器的初始化以及单片机出现程序“跑飞”的现象。
ALE/PROG：ALE为地址锁存允许信号，当单片机上电正常工作后，ALE引脚输出正脉冲信号。如果要访问外部存储器时，ALE输出负跳变作为低8位地址锁存信号。PROG是该引脚的第二功能。在对片内EPROM型单片机编程时，此引脚作为编程脉冲输入端。
EA：EA为内外部程序存储器选择控制端。当EA端为高时单片机访问内部程序存储器，在PC值超过0X1FFFH时，单片机将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当EA端为低电平时单片机只访问外部程序存储器。
PSEN：PSEN为程序存储器允许输出控制端。在单片机访问外部程序存储器时，此引脚输出负脉冲作为读外部程序存储器的选通信号。
PORT0（P0.0―P0.7）：端口0是一个8位宽的漏极开路双向输出入端口。除了作为普通并行I/O口外，还可作为低8位数据总线和地址总线时分复用端口。PO口是漏极开路，当作为普通I/0口时必须接上拉电阻。接上拉电阻后最多可驱动8个LSTTL负载。
PORT1（P1.0―P1.7）：端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LSTTL负载，若将端口1的输出设为高电平，使其由此端口来输入数据。
PORT2（P2.0―P2.7）：端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8—A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。
PORT3（P3.0―P3.7）：端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。
P3.0：RXD，串行通信输入。
P3.1：TXD，串行通信输出。
P3.2：INT0，外部中断0输入。
P3.3：INT1，外部中断1输入。
P3.4：T0，计时计数器0输入。
P3.5：T1，计时计数器1输入。
P3.6：WR，外部数据存储器的写入信号。
P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。
图1 单片机引脚图

本设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路。在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件，内部的振荡电路便产生自激振荡。本设计采用最常用的内部时钟方式，即用外接晶体和电容组成的并联谐振电路。振荡晶体可以在1.2MHZ到24MHZ之间选择，常用的晶振频率有6MHZ、12MHZ和11.0592MHZ。电容CX1和CX2主要是帮助起振，称为谐振电容，电容值无严格要求，但电容的取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度有少许影响，CX1、CX2可在20pF到100pF之间取值，当时钟频率为12MHZ时典型值为30pF。所以本设计中振荡晶体采用12MHZ，电容选择30pF。
3.4 显示模块的选择
显示器可以选择数码管显示或者液晶显示。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，起驱动方式分别为静态驱动和动态驱动，静态驱动编程简单，显示亮度高但是占用I/O端口多，增加了硬件电路的复杂性。动态电路是最广泛的显示方式之一，其能够节省大量的I/O端口，功耗低。但是，针对数码管，其显示单调不具备数据的直观性。
LCD1602液晶显示，具有字符发生器ROM可以显示192种字符。具有64个字节的自定义字符RAM，可自定义8个5´8点阵字符或四个5´11点阵字符。具有80个字节的RAM，标准的接口特性，适配M6800系列MPU的操作时序。模块结构紧凑、轻巧、装配容易，像素尺寸小，分辨率高。
考虑到以上情况，显示终端选择LCD1602，它能把温湿度直观的显示出来，设计起来简洁明了，大大降低了系统的复杂性。
表3 显示模块
LCD1602各个引脚的说明及作用为：
第一脚：VSS为接地电源。
第二脚：VDD接5V正电源。
第三脚：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“幻影”，使用时可以通过一个可调电位器调整对比度。
第四脚：RS为寄存器选择，高电平时为数据寄存器、低电平时为指令寄存器。
第五脚：R/W为读写操作信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和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。
第六脚：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。
第七～十四脚：D0～D7为8位双向数据线。
第十五脚：背光源正极。
第十六脚：背光源负极。

4 硬件电路设计
该采集系统是以AT89S52芯片为主要，利用数字式温湿度传感器SHT10进行收集，将收集数据传给单片机AT89S52，经过处理从无线发送模块nRF905发射出去，单片机通过模拟SPI口实现与nRF905之间的通信，因为nRF905兼具发射和接收功能，经过一定距离的通信，接受模块通过nRF905将数据传给AT89S52，单片机经处理后，将数据传给显示屏LCD1602，完成无线数据采集与发送。本设计的重点在于数据如何在各个模块之间传输。
图2 系统硬件框图

4.1 温湿度采集模块的设计
串行时钟输入（SCK）。SCK引脚是MCU与SHTIO之间的同步时钟，由于接口包含了全静态逻辑，因此没有最小的时钟频率。串行数据（DATA）引脚是1个三态门，用于MCU与SHTIO之间的数据传输。DATA的状态在串行始终SCK的下降沿之后发生改变，在SCK的上升沿有效。在数据传输期间，当SCK为高电平时，DATA数据线上必须保持稳定状态。为避免数据发生冲突，MCU应该驱动DATA使其处于低电平状态，而外部接一个上拉电阻，将信号拉至高电平。如图3所示。