基于51单片机的环境监控系统的设计

编号XXXX学院毕业设计（论文）题目：基于51单片机的环境监控系统的设计物联网学院自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：教授）（职称：）2016年5月26日XXXX学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）基于51单片机的环境监控系统的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：自动化学号：作者姓名：2016年5月26日IXXXX学院物联网学院自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目基于51单片机的环境监控系统的设计2、专题二、课题来源及选题依据课题来源：自拟题目选题依据：传统环境参数的监测需要相关专业的仪器设备，测量设备体积较大，实时性差，精度低，还需花费较大的人力，已不再适应现代经济的快速发展的要求；通过人工不间断测量、记录大量数据的方式来实现环境监测的方式不仅需要耗费大量的人力物力，监控信息也会随着季节的更替变得不准确。本系统采用单片机作为核心控制模块，其重要意义在于：它完全不同于传统控制系统的设计方法和设计思路。传统的控制系统必须依靠大量的模拟电路或者数字电路技术来实现某些硬件的功能，现在可以通过单片机使用软件的方法来实现。这种由软件来替代硬件的控制技术被为微控制技术，是传统控制技术的一次重大突破。研究基于单片机的环境温湿度监控系统能够准确、及时的知道环境温湿度的变化；与传统环境温湿度监控的方式相比，本系统不仅可以节省大量人II力物力，且准确度高，集成度高，使用更方便。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1、要求该系统的硬件电路简单，测得的数据准确度高、使用简单；2、要求该系统需要数据保护和存储功能，保证断电后数据不丢失；3、要求该系统可以人为设定报警限值，且可以自由调节；4、要求该系统需实时性好，能够实时检测、实时显示、实时报警；5、要求画出该系统的电路原理图，编写系统程序，使用Protues仿真软件，对编写的程序仿真。四、接受任务学生：自动化122班姓名五、开始及完成日期：自2015年11月9日至2016年5月26日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任〔学科组组长研究所所长〕签名系主任签名2015年11月9日摘要III摘要环境和每个人的生活息息相关，环境温湿度是影响人们生活的两个重要因素。目前环境监控系统大多用于大型生产行业及环境保护方面，对中小型生产及普通生活环境温湿度的监测重视度相对不足。随着近几年科技产品的爆发，单片机（Microcontrollers）以其低成本、高性能、小而集成度高的特点得到了快速发展，基于单片机的低成本的环境温湿度监控系统得到了广泛关注。本次毕业设计的系统注重性能好、成本低、系统操作简单、适用性广等特点，设计了基于51单片机的环境监控系统。该系统采用AT89S52单片机（C51内核）做为系统的微控制器，借助温湿度传感器、液晶显示器、蜂鸣器及独立按键等几个外围模块，实现对环境温湿度的实时监控。其中，温湿度传感器的精度为±2℃/±5%RH，液晶显示器能够同时显示环境的温度和湿度，独立键盘用来自定义限值，蜂鸣器用来超限报警，最终使系统系统拥有对环境温湿度的实时监测、智能报警的功能。AT89S52单片机是一种8位CPU和寄存器的微控制器，8K的Flash存储器，使用方便，编程简单；DHT11温湿度传感器能够同时采集环境的温度和湿度，并自动进行模数转换及数据传输，具有精度高、实时性好的特点；LCD1602是一种16*2的液晶显示器，即共2行，每行可以显示16个字符，因此能够同时显示温度和湿度，是一种价格便宜、使用方便的显示设备；通过四个独立按键，能够自定义温湿度的报警上下限值；蜂鸣器作为系统的发声报警装置；单片机通过对各个模块的程序调用，实现对环境温湿度的监控。本文主要介绍了所设计系统的电路原理、软件编写方法和系统仿真，对各个器件做了详细的原理分析和规格说明，对各个模块的程序编写方法做了详细的流程图，最终，设计出了一套功能完善环境的系统。由于本系统应用于小型生产活动与日常生活中，因此本系统在设计时以可靠性高、实时性好、价格便宜、操作简单为原则设计。本设计根据单片机系统的设计方法和编程原理，编写了完整的系统程序。该系统运行过程如下：单片机上电后首先执行各模块初始化程序，之后由用户通过四个独立按键对温度、湿度上下限值设定，单片机判断限值合法后将限值存入自身内部Flash存储器，随后执行温度采集程序、液晶显示程序、比较限值程序、是否报警程序。通过使用Proteus仿真工具仿真完成，确定程序完整，可以良好的运行，具有操作方便、成本低廉、线路简单、可靠性高、实时性好的优点，有良好的应用价值。关键词：AT89S52单片机；温湿度传感器；LCD1602显示器；蜂鸣器ABSTRACTIVABSTRACTEnvironmentalfactorsarecloselyrelatedtoourlife,amongwhichambienttemperatureandhumidityaretwovitalfactors.Recentyears,withtheexplosionoftechnologicalproducts,Microcontrollersisdevelopedrapidlyforitscharacteristicsoflowcosts,high-performance,smallbuthighintegration;ambienttemperatureandhumiditymonitoringalarmsystemthatbasedonMicrocontrollersisoneofthehotresearchareas.UsingTemperatureandhumiditysensor,LCDmonitor,buzzerandindependentkeyboardandsomeothermodulesthispaperdesignedenvironmentalmonitoringsystemthatbasedonMicrocontrollers.Whenitisnecessarytomonitorambienttemperatureandhumidityinsomesmallandmediumindustryorournormallife,itisoftenbeingignored,becausesofar,environmentalmonitoringsystemismostlyusedbylargeindustryorinenvironmentalprotection.Thesystemdesignedherecanbewidelyusedbecauseofitshigh-performance,low-cost,simpleoperation,wideapplicability.ThesystemusingAT89S52MicrocontrollerswithC51kernel,thecollectionofambienttemperatureandhumiditydateissensorDHT11withanaccuracyof±2℃/±5%RH,thedateisshowedona16*2LCDmonitor.Furthermore,thedatecanbelimitedthroughindependentkeyboard,thusrealizingauto-alarmwhenover-limit.Itmakesreal-timemonitoringofambienttemperatureandhumidityandsmartalarmfunctioncometrue.ItusesAT89S52thatwith8-bitCPUandregisters,flashMemberwith8kwhichmakesiteasytouseandeasytoprogramandgoodenoughtomeettheneedofhigh-performance,low-cost,simpleoperation,wideapplicability.TemperatureandhumiditysensorDHT11cancollectambienttemperatureandhumidityatthesametimeandcanrealizeanalog-digitalconversionanddatatransmissionbyitself.ithasthecharacteristicsofhighprecisionandreal-timemonitoring,ithas2lines,16charactersoneachlinesoitcanshowthedataofbothtemperatureandhumidityononescreen.Itisaninexpensiveandeasytousedisplaydevice.Fourindependentkeyboardcansettemperatureandhumidityalarmtothelimits.Thebuzzercanalarmbyitselfwhenthedataisover-limited.Bycontrollingdifferentmodules,Microcontrollersrealizedmonitoringambienttemperatureandhumidity.ThedesignprocessisfirstlytodefineMicrocontroller’sfoot,thendefinefunctionkeyboardrespectively.Andsoftwareprogramingthemoduleofthedrive.Thissystemisdesignedforsmallindustryandfordailyuse,soitisreliable,goodreal-timeperformance,inexpensiveandeasytooperation.ThispaperbasedonthedesignmethodofMicrocontrollers,controltheoryofMicrocon-trollersandusageofperipheralmodulebesidesMicrocontrollerswritingdriverofeachcomponent,thissystemissimulatedbyProteus.Eventually,downloadthesystemprocesstoMicrocontrollers.Itisprovedthatthissystemhaswell-functionedandhasapplicationvalueofsimpleoperation,lowcost,simplecircuit,reliableandperfectreal-timemonitor.Keywords：AT89S52Microcontroller;DHT11sensor;LCD1602;buzzer目录V目录摘要......................................................................................................................................IIIABSTRACT.............................................................................................................................IV目录..........