家居温湿度监测系统设计

沈阳工程学院课程设计设计题目：家居温湿度监测系统设计系别：自控系班级：测控本101学生姓名：顾亚辉学号：2010312113指导老师：祝尚臻职称：讲师起止日期:2013年3月11日起—至2013年3月22日止家居温湿度监测系统设计II沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：家居温湿度监测系统设计系别自控系班级测本101学生姓名顾亚辉学号2010312113指导教师祝尚臻职称讲师课程设计进行地点：实训F430任务下达时间：2013年3月8日起止日期：2013年3月11日起——至2013年3月22日止教研室主任年月日批准家居温湿度监测系统设计III家居温湿度监测系统设计成绩评定表系部：自控系班级：测控本101学生姓名:顾亚辉指导教师评审意见评价内容具体要求权重评分加权分论证独立查阅文献，制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作。0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，文字通顺，技术用语准确，符号统一，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12）分加权分合计指导教师签名：年月日评阅教师评审意见评价内容具体要求权重评分加权分查文献查阅文献有广泛性，有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，文字通顺，技术用语准确，符号统一，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评阅教师签名：年月日课程设计总评成绩分家居温湿度监测系统设计IV中文摘要地球上因为有了温度和水的存在，人类才能生存，但到底多高的温度和湿度才适合人类的生存呢？这就需要用仪器来测量了，正是在这种情况下测温湿仪应运而生。随着科学技术发展的日新月异，普通电路已经无法满足日常生活及工业的控制要求，这就要求测温湿的技术要适应市场的需求，要求的功能越来越强大，从单一的功能到多功能循环检测，就是能多路检测温度，利用传感器完成温度数据的采集，然后经单片机数据处理，把检测的温湿度在显示屏上显示出来当前的温度，并设有一定的量程，超过量程就会发出报警。因此，家居温度监测正是顺应而生。本设计是一个基于单片机控制，为满足家居温湿度监控系统，给出了了系统的实现方法，介绍了该系统的硬件设计和软件设计。该系统采用C8051单片机为核心控制芯片，采用温度传感器AD590和湿度传感器HS1100进行测量，可实现对温湿度参数的测量，显示，报警。关键词：温湿度测量；C8051；AD590；HS1100；关键字:单片机A/D转换监测温湿度家居温湿度监测系统设计V目录1课程设计要求....................................................61.1设计主要内容及要求.........................................61.1.1设计目的：............................................61.1.2基本要求..............................................61.1.3发挥部分..............................................61.2对设计论文撰写内容、格式及字数的要求.......................61.3时间进度安排...............................................72课程设计思路....................................................83设计方案及元件选择..............................................93.1设计的主要内容及参数要求...................................93.1.1基本要求..............................................93.1.2参数要求..............................................93.2传感器的选择...............................................93.2.1温度传感器............................................93.2.2湿度传感器...........................................103.3信号传输通道..............................................104硬件设计电路...................................................124.1信号采集部分电路设计......................................124.1.1温度信号采集.........................................124.1.2湿度信号采集.........................................134.2信号处理部分电路设计......................................154.2.1报警电路.............................................154.2.2显示电路.............................................165信号分析部分电路设计.................................................175.1C8051单片机性能介绍......................................175.2复位电路..................................................205.3晶振电路..................................................215.4电源稳压电路..............................................226软件设计.......................................................236.1软件流图..................................................237程序代码.......................................................24总结...............................................................28致谢...............................................................29参考文献...........................................................30附录...............................................................31家居温湿度监测系统设计61课程设计要求1.1设计主要内容及要求1.1.1设计目的：（1）了解温湿度检测和控制技术的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。（2）初步掌握常用测温、测湿方法的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。（3）通过学习，具体掌握所选择测温、测湿方法和相关传感器的使用特点和方法。1.1.2基本要求（1）通过c8051f020单片机编程来实现温湿度的实时显示，具有超量程报警装置。（2）要求设计相关的硬件电路，选择合适的传感器、控制系统和显示系统。（3）要有相应的控制算法（软件流程图）。1.1.3发挥部分自由发挥1.2对设计论文撰写内容、格式及字数的要求1)课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。2)学生应撰写时应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。3)论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求4)课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。家居温湿度监测系统设计71.3时间进度安排顺序阶段日期计划完成内容备注12013.3.11讲解主要设计内容，安排学生查阅资料打分22013.3.12检查任务框图的设计情况打分32013.3.13检查整个设计理论方面的准备情况打分42013.3.14指导学生进行传感器的选择打分52013.3.15进程传感器及测量电路的硬件电路设计打分62013.3.18讲解原理图的绘制要求打分72013.3.19检查原理图完成情况，讲解及纠正错误打分82013.3.20检查流程图的绘制及报告的书写要求打分92013.3.21布置答辩打分102013.3.22答辩、写报告打分家居温湿度监测系统设计82课程设计思路本次课程设计主要是利用单片机编程来控制家具温湿度监测电路，主要利用的仪器有C8051芯片，然后利用编成软件SiliconLaboratoriesIDE来编写程序，功能是实现家居温湿度测量，然后通过测量电路和单片机来只能控制温湿度，并带有越限报警的功能，当超过设定的温湿度就会反应，提示温度超标。程序主要测量电路、A/D转换、数据处理电路组成。该系统采用C8051单片机为核心控制芯片，采用温度传感器AD590和湿度传感器HS1100进行测量，可实现对温湿度参数的测量，显示，报警。本设计要实现的功能是：实时显示当前环境的温湿度，并且允许用户设定温湿度阈值，当环境温湿度超过阈值时，系统会以蜂鸣器鸣响的方式进行报警提示。依据功能设定，本系统主要分为以下三个模块：采集部分：温度，湿度数据的采集。分析部分：单片机对采集到信号进行分析，处理。处理部分：显示器，报警器辅助部分：这部分包括，稳压电源电路，晶振电路，复位电路关键词：温湿度测量；C8051；AD590；HS1100；湿度检测显示电路报警电路单片机温度检测辅助电路家居温湿度监测系统设计93设计方案及元件选择3.1设计的主要内容及参数要求3.1.1基本要求设计一个温湿度监测系统，适用于家居监测。以C8051单片机为控制部分；选择合适的温度传感器和湿度传感器作为测量元件；能实时显示温度和湿度参数；设定好上下限后，当温湿度超过限度，报警。3.1.2参数要求本设计是应用于室内测量，对参数要求不是太苛刻。可做如下要求：温度：-30℃-+40℃误差：0.5℃湿度：1%-100%RH误差：1%RH3.2传感器的选择3.2.1温度传感器方案1：采用热电阻温度传感器。热电阻传感器的电阻与温度之间具有优异的线性和稳定性。这类传感器主要用于要求高精度、经久耐用和长斯稳定性的工业环境中。现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻，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。方案2：采用AD590温度传感器，它的测温范围在-55℃～+150℃之间，而且精度高。M档在测温范围内非线形误差为±0.3℃。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会损坏，使用可靠。它只需直流电源就能工作，而且，无需进行线性校正，所以使用也非常方便，接口也很简单。作为电流输出型传感器的一个特点是，和电压输出型相比，它有很强的抗外界干扰能力，AD590的测量信号可远传百余米。综合比较方案1与方案