电子防潮箱多功能按键软件设计
电子防潮箱多功能按键软件设计[20200406112241]
摘要
本课题研究防潮箱的多功能软件设计，多功能的按键主要包括湿度设定、湿度修正以及湿度的修正恢复，通过单片机开发板进行控制。此次设计采纳以芯片STM8S为CPU接管控制各模块，采用SHT11数字温湿度传感器采集温湿度数据，通过按键模块控制湿度设定，进行测试程序的编写实现控制面板的功能测，然后在LED数码显示体现出来，还设定断电保存来实现数据的重现。
本论文明确设计要求，首先对防潮箱有个基本概念，对本课题研究的意义与内容也有很全的阐述，硬件介绍从LED数码显示管到温湿度采集器，再讲解中央处理模块的作用与芯片STM8S引脚功能，然后着重介绍了软件设计，包括LED数码管显示部分，温湿度定义、SHT11的复位与校验、多功能按键模块、断电保存与看门狗定时器。接着进行软件仿真并进行相应修改，最后实物进行硬件和软件的调试以实现设计要求，完成成品。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:SHT11传感器STM8S单片机数码管电子防潮箱
目录
第一章 绪论 1
1.1 电子防潮箱概述 1
1.2 电子防潮箱的基本概念 1
1.3 课题研究的意义 2
1.4 课题研究的内容 2
第二章 硬件设计 3
2.1 LED数码显示 4
2.2 温湿度采集器 6
2.2.1 SHT11芯片介绍 6
2.2.2 温湿度采集器电路介绍 6
2.3 多功能按键电路 7
2.3.1按键电路的原理 7
2.3.2按键电路实现功能 8
2.4 中央处理单元 8
2.4.1 主要芯片STM8S105C4简介 8
2.4.2引脚功能介绍 9
第三章 软件设计 11
3.1主要程序流程图 11
3.2 数码管显示模块 12
3.3温湿度的定义 12
3.3.1 数码管温度显示 12
3.3.2 数码管湿度显示 15
3.4 SHT11部分测量软件模块 16
3.4.1 SHT11复位连接软件模块 16
3.4.2 温湿度测量软件模块 17
3.4.3温湿度采集可靠性验证 19
3.5多功能按键设计 19
3.5.1设计方案 19
3.5.2按键消抖 20
3.5.3 判断单双键函数 21
3.5.4 判断多功能按键函数 22
3.6设定湿度断电保存 25
3.7看门狗定时器 26
3.7.1窗口看门狗定时器 27
3.7.2独立看门狗(IWDG)定时器 28
第四章 系统调试 30
4.1软件开发环境 30
4.1.1 ST Visual Develop开发环境 30
4.1.2 新建STM8工程 30
4.2 硬件调试 33
4.2.1 在常规模式下 34
4.2.2 进入湿度修正模式 35
4.2.3湿度修正恢复功能 36
结论与展望 38
参考文献 39
致谢 40
第一章 绪论
1.1 电子防潮箱概述
电子防潮箱是经过无数次的更新换代才有了当今的技术，电子制冷技术就是采用半导体晶片低温除湿技术，是一种晶片冷冻材料，使用直流电，耗电量极小，安全、稳定、环保、除湿力强。
1.2 电子防潮箱的基本概念
21世纪的今天，电子防潮箱是各种精密仪器、昂贵消费品、甚至是古董保存方式的发展的必然趋势。现代社会经济的不断发展和人们物质生活水平的的不断提高，为电子防潮箱的实际应用做好了良好的铺垫。在电子防潮箱中，其控制面板是电子防潮箱的重要组成部分，电子防潮箱控制面板的成功开发将推动电子防潮箱的进一步发展。
电子防潮箱（Humidity Control Box）是通过控制面板来控制防潮箱内的温湿度，以达到保护、保存的目的。而要达到此目的就必须准确切实的采集防潮箱内温、湿度，因此温湿度传感器的应用尤为重要。温、湿度传感器作为控制面板的重要组成部分之一，并且是开发最早，应用最广泛的传感器，在现代化电子电器的发展中起着重要的作用。
简单的来说，防潮箱就是用各种技术来降低箱内的湿度，从而达到防霉、防锈、防氧化，防潮、防质变等效果。如今电子防潮箱涉及的领域很广，小可以涉及到家用，对于药品，电子数码产品、摄影器材等，也可以用在工业上，收藏高档古董、硅片电磁、药品、光学用品等都起到了很好的防潮作用。电子防潮箱是当今时代智慧的结晶，控制面板的生成也是必不可少的，但是越来越多的需求给多功能电子防潮箱提供了展现实力的世界舞台，从最简单的只是显示箱内湿度的功能，到如今对潮湿敏感器件的品质都有更高的要求。从开始使用干燥剂到后来让氮气置换箱内的空气，对于箱内的湿度精度要求也逐渐严格。所以随着科技的发展，电子防潮箱的功能也越来越全面、越来越完善，反正电子防潮箱正在往成功的方向走去。
1.3 课题研究的意义
由于早期防潮箱都采用物理吸湿的方式来工作的。功能较少且比较单一，工作状态需要用电加热,这可能会引起除湿心力衰竭状态,且可回收的干燥材料成本较高,这与质量是一个真正的区别,关键是制造技术起到很主导的地位。这就对制造厂商有很大的要求，也提高了制作防潮箱的难度。
本课题研究的意义主要是对早期防潮箱功能单一做提升，以往单单只显示防潮箱内湿度的时代基本结束，功能的提升必定需要芯片的不断更新，STM8S芯片就完全能满足本课题所需要研究的意义，因为单片机开发板上的控制按钮不单单只是来设定预期的箱内湿度，还需要对箱内本来的湿度做调整，所以本课题研究的功能还是较全面的，基本能满足大多数客户的需求，这就是本课题所研究的意义。
1.4 课题研究的内容
单片机开发板拥有温湿度的数码显示管，从而来显示箱子内的湿温度，然后通过控制面板上的两个控制按钮“KEY_UP”、“KEY_DOWN”，来完成对湿度的控制及矫正.
两个按钮分别控制湿度设定的上升和下降，先按上升按钮在按下降按钮就可以进入矫正防潮箱内湿度的模式.
两个数码管分别显示温度和湿度，当控制器开始设定防潮箱内的湿度时，显示当前湿度的数码管就会马上显示要设定的湿度，当同时按控制按钮时，湿度数码管就会进入矫正当前湿度的状态，右下角就会有红点的显示.
由于国际测量方式的不同，导致大家所认同的当前湿度不一定一致，为了应对不同的需求，需要对当前湿度的矫正，测量不同湿度时的值，最后用曲线图来归纳体现，找出一定的比值，再由控制按钮去调整.
第二章 硬件设计
在这个章节中，展示了如图3-1所示的控制面板模块电路设计的框图，并对其中各个电路进行设计，并介绍各个芯片。
图2.1 控制面板模块总框图
如图2.1所示，控制面板通过STM8S单片机整合面板中各个电路，形成一个完整的系统。LED数码显示总共有4个数码管来分别显示温度与湿度，SHT11温湿度采集器是用来采集防潮箱内的温湿度值，多功能按键电路是来实现对湿度的修正与恢复。
2.1 LED数码显示
在电子防潮箱中，人们最直观接触到的就是按键和显示模块，这个模块也是最能直观的反映电子防潮箱内温湿度数据和进行对防潮箱的操控的模块，以下是按键和数码显示模块的电路分析。
作为电子防潮箱的显示模块，除了需要能简洁直观的显示温、湿度数据外，还需要能有消耗小、较强的实用性和长久的寿命。而众所周知，LED数码管就兼有这些优点。因此，这次试验中的数码显示电路就采用了LED数码管。
而且，根据要显示温湿度的要求，这里采用了10引脚的LED数码管.
图2.1.1 10引脚LED数码管实物和显示定义图
如图2.1.1所示，左侧图为10引脚的LED数码管，右图为LED数码管显示定义。在右图显示定义中，每个字母都有相应的笔画对应，DP为小数点。通过在不同时间段轮番操控这四个LED数码管的COM端口，就能使这四个数码管在相应的时间段分别轮番接收显示命令，这种方式就是动态显示驱动。每个LED数码管运行起时长为1～2ms，因为人的眼睛的图像暂留和发光二极管的点亮延迟原因，虽然现实中各个数码管并不是同一段时间内启运并亮起，但只要亮起的频率足达到一定的程度，人们视觉接收到的就是稳定的显示结果，断然不会有闪动的感觉，动态显示和静态显示其结果是完全相同的，却能省下多数的I/O端口，并且耗能更少。
摘要
本课题研究防潮箱的多功能软件设计，多功能的按键主要包括湿度设定、湿度修正以及湿度的修正恢复，通过单片机开发板进行控制。此次设计采纳以芯片STM8S为CPU接管控制各模块，采用SHT11数字温湿度传感器采集温湿度数据，通过按键模块控制湿度设定，进行测试程序的编写实现控制面板的功能测，然后在LED数码显示体现出来，还设定断电保存来实现数据的重现。
本论文明确设计要求，首先对防潮箱有个基本概念，对本课题研究的意义与内容也有很全的阐述，硬件介绍从LED数码显示管到温湿度采集器，再讲解中央处理模块的作用与芯片STM8S引脚功能，然后着重介绍了软件设计，包括LED数码管显示部分，温湿度定义、SHT11的复位与校验、多功能按键模块、断电保存与看门狗定时器。接着进行软件仿真并进行相应修改，最后实物进行硬件和软件的调试以实现设计要求，完成成品。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:SHT11传感器STM8S单片机数码管电子防潮箱
目录
第一章 绪论 1
1.1 电子防潮箱概述 1
1.2 电子防潮箱的基本概念 1
1.3 课题研究的意义 2
1.4 课题研究的内容 2
第二章 硬件设计 3
2.1 LED数码显示 4
2.2 温湿度采集器 6
2.2.1 SHT11芯片介绍 6
2.2.2 温湿度采集器电路介绍 6
2.3 多功能按键电路 7
2.3.1按键电路的原理 7
2.3.2按键电路实现功能 8
2.4 中央处理单元 8
2.4.1 主要芯片STM8S105C4简介 8
2.4.2引脚功能介绍 9
第三章 软件设计 11
3.1主要程序流程图 11
3.2 数码管显示模块 12
3.3温湿度的定义 12
3.3.1 数码管温度显示 12
3.3.2 数码管湿度显示 15
3.4 SHT11部分测量软件模块 16
3.4.1 SHT11复位连接软件模块 16
3.4.2 温湿度测量软件模块 17
3.4.3温湿度采集可靠性验证 19
3.5多功能按键设计 19
3.5.1设计方案 19
3.5.2按键消抖 20
3.5.3 判断单双键函数 21
3.5.4 判断多功能按键函数 22
3.6设定湿度断电保存 25
3.7看门狗定时器 26
3.7.1窗口看门狗定时器 27
3.7.2独立看门狗(IWDG)定时器 28
第四章 系统调试 30
4.1软件开发环境 30
4.1.1 ST Visual Develop开发环境 30
4.1.2 新建STM8工程 30
4.2 硬件调试 33
4.2.1 在常规模式下 34
4.2.2 进入湿度修正模式 35
4.2.3湿度修正恢复功能 36
结论与展望 38
参考文献 39
致谢 40
第一章 绪论
1.1 电子防潮箱概述
电子防潮箱是经过无数次的更新换代才有了当今的技术，电子制冷技术就是采用半导体晶片低温除湿技术，是一种晶片冷冻材料，使用直流电，耗电量极小，安全、稳定、环保、除湿力强。
1.2 电子防潮箱的基本概念
21世纪的今天，电子防潮箱是各种精密仪器、昂贵消费品、甚至是古董保存方式的发展的必然趋势。现代社会经济的不断发展和人们物质生活水平的的不断提高，为电子防潮箱的实际应用做好了良好的铺垫。在电子防潮箱中，其控制面板是电子防潮箱的重要组成部分，电子防潮箱控制面板的成功开发将推动电子防潮箱的进一步发展。
电子防潮箱（Humidity Control Box）是通过控制面板来控制防潮箱内的温湿度，以达到保护、保存的目的。而要达到此目的就必须准确切实的采集防潮箱内温、湿度，因此温湿度传感器的应用尤为重要。温、湿度传感器作为控制面板的重要组成部分之一，并且是开发最早，应用最广泛的传感器，在现代化电子电器的发展中起着重要的作用。
简单的来说，防潮箱就是用各种技术来降低箱内的湿度，从而达到防霉、防锈、防氧化，防潮、防质变等效果。如今电子防潮箱涉及的领域很广，小可以涉及到家用，对于药品，电子数码产品、摄影器材等，也可以用在工业上，收藏高档古董、硅片电磁、药品、光学用品等都起到了很好的防潮作用。电子防潮箱是当今时代智慧的结晶，控制面板的生成也是必不可少的，但是越来越多的需求给多功能电子防潮箱提供了展现实力的世界舞台，从最简单的只是显示箱内湿度的功能，到如今对潮湿敏感器件的品质都有更高的要求。从开始使用干燥剂到后来让氮气置换箱内的空气，对于箱内的湿度精度要求也逐渐严格。所以随着科技的发展，电子防潮箱的功能也越来越全面、越来越完善，反正电子防潮箱正在往成功的方向走去。
1.3 课题研究的意义
由于早期防潮箱都采用物理吸湿的方式来工作的。功能较少且比较单一，工作状态需要用电加热,这可能会引起除湿心力衰竭状态,且可回收的干燥材料成本较高,这与质量是一个真正的区别,关键是制造技术起到很主导的地位。这就对制造厂商有很大的要求，也提高了制作防潮箱的难度。
本课题研究的意义主要是对早期防潮箱功能单一做提升，以往单单只显示防潮箱内湿度的时代基本结束，功能的提升必定需要芯片的不断更新，STM8S芯片就完全能满足本课题所需要研究的意义，因为单片机开发板上的控制按钮不单单只是来设定预期的箱内湿度，还需要对箱内本来的湿度做调整，所以本课题研究的功能还是较全面的，基本能满足大多数客户的需求，这就是本课题所研究的意义。
1.4 课题研究的内容
单片机开发板拥有温湿度的数码显示管，从而来显示箱子内的湿温度，然后通过控制面板上的两个控制按钮“KEY_UP”、“KEY_DOWN”，来完成对湿度的控制及矫正.
两个按钮分别控制湿度设定的上升和下降，先按上升按钮在按下降按钮就可以进入矫正防潮箱内湿度的模式.
两个数码管分别显示温度和湿度，当控制器开始设定防潮箱内的湿度时，显示当前湿度的数码管就会马上显示要设定的湿度，当同时按控制按钮时，湿度数码管就会进入矫正当前湿度的状态，右下角就会有红点的显示.
由于国际测量方式的不同，导致大家所认同的当前湿度不一定一致，为了应对不同的需求，需要对当前湿度的矫正，测量不同湿度时的值，最后用曲线图来归纳体现，找出一定的比值，再由控制按钮去调整.
第二章 硬件设计
在这个章节中，展示了如图3-1所示的控制面板模块电路设计的框图，并对其中各个电路进行设计，并介绍各个芯片。
图2.1 控制面板模块总框图
如图2.1所示，控制面板通过STM8S单片机整合面板中各个电路，形成一个完整的系统。LED数码显示总共有4个数码管来分别显示温度与湿度，SHT11温湿度采集器是用来采集防潮箱内的温湿度值，多功能按键电路是来实现对湿度的修正与恢复。
2.1 LED数码显示
在电子防潮箱中，人们最直观接触到的就是按键和显示模块，这个模块也是最能直观的反映电子防潮箱内温湿度数据和进行对防潮箱的操控的模块，以下是按键和数码显示模块的电路分析。
作为电子防潮箱的显示模块，除了需要能简洁直观的显示温、湿度数据外，还需要能有消耗小、较强的实用性和长久的寿命。而众所周知，LED数码管就兼有这些优点。因此，这次试验中的数码显示电路就采用了LED数码管。
而且，根据要显示温湿度的要求，这里采用了10引脚的LED数码管.
图2.1.1 10引脚LED数码管实物和显示定义图
如图2.1.1所示，左侧图为10引脚的LED数码管，右图为LED数码管显示定义。在右图显示定义中，每个字母都有相应的笔画对应，DP为小数点。通过在不同时间段轮番操控这四个LED数码管的COM端口，就能使这四个数码管在相应的时间段分别轮番接收显示命令，这种方式就是动态显示驱动。每个LED数码管运行起时长为1～2ms，因为人的眼睛的图像暂留和发光二极管的点亮延迟原因，虽然现实中各个数码管并不是同一段时间内启运并亮起，但只要亮起的频率足达到一定的程度，人们视觉接收到的就是稳定的显示结果，断然不会有闪动的感觉，动态显示和静态显示其结果是完全相同的，却能省下多数的I/O端口，并且耗能更少。
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