毕业设计-基于PROTEUS的温湿度测量系统设计

河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要I摘要温度和湿度是两个最基本的环境参数，与人们的生活息息相关。在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。准确测量温湿度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要。因此研究温湿度的测量和控制方法具有重要的意义。本设计实现的是单片机温湿度测量和控制系统，通过LCD显示所测量的温湿度。系统采用集温湿度传感器与A/D转换器于一体的SHT11芯片，通过单片机进行处理显示，其它模块包括了实时时钟/日期产生电路和超限报警处理电路，对测量的值进行实时显示和报警处理。文章介绍了基于ATMEL公司的AT89C51系列单片机的温湿度实时测量与控制系统和显示系统的设计，包括介绍了硬件结构原理，并分析了相应的软件的设计及其要点，包括软件设计流程及其程序的实现。系统结构简单、实用，提高了测量精度和效率。关键词：AT89C51、SHT11、LCD、DS1302、温湿度控制河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要IIABSTRACTTemperatureandhumidityaretwobasicenvironmentalparameterswhicharecloselyrelatedtopeople’slives.Intheindustrialandagricultureproduction,meteorology,environmentalprotection,nationaldefense,scientificresearchandotherdepartments,weoftenneedtomeasureandcontrolthetemperatureandhumidityoftheenvironment.Accuratemeasurementoftemperatureandhumidityinthepharmaceutical,foodprocessing,papermakingandothersectorsisessential.Sothemethodoftemperatureandhumiditycontrolandmeasurementisofgreatsignificance.ThedesignimplementationofmeasurementandcontroltemperatureandhumidityisMCUsystem,throughwhichthetemperatureandhumiditymeasurementLCD.SystemadoptssettemperatureandhumiditysensorandA/DconverterforSHT11chipmicrocontrollerprocessing,throughthatothermodulesincludingreal-timedisplayandalarm.ThepaperintroducestheATMELcompanybasedonAT89C51single-chipseriesoftemperatureandhumiditymeasurementandcontrolsystemandreal-timedisplaysystemdesign,includingthehardwarestructureandprinciple,andthecorrespondingsoftwaredesign,includingthedesignofthesoftwareanditskeyprocessandprocedure.Systemstructureissimple,practical,andimprovethemeasuringprecisionandefficiency.Keywords:AT89c51,SHT11、LCD、DS1302、temperatureandhumiditycontrol河南城建学院本科毕业设计（论文）目录III目录摘要..............................................................IABSTRACT........................................................II第1章绪论........................................................11.1研究的目的及意义............................................11.2国内外研究情况..............................................11.3系统内容的设计..............................................21.3.1系统的主要性能指标.....................................21.3.2主要工作任务...........................................21.4方案论证....................................................2第2章工具简介.....................................................42.1C语言.......................................................42.1.1C语言的优点...........................................42.1.2C语言的缺点...........................................42.2Proteus简介.................................................42.3KeilC51编译器简介..........................................52.3.18051开发工具..........................................52.3.2uVision2集成开发环境.................................5第3章硬件设计.....................................................73.1芯片介绍....................................................73.1.1单片机——AT89C51......................................73.1.2LCD显示——LCD1604....................................93.1.3DS1302原理及应用.....................................113.1.4温湿度传感器SHT11.....................................153.2模块功能介绍...............................................183.2.1复位电路部分..........................................183.2.2DS1302时钟电路模块...................................193.2.3SHT11传感器模块......................................193.2.4显示电路模块..........................................203.2.5超限处理电路模块......................................203.3整体电路图.................................................21第4章软件设计....................................................224.1程序框图...................................................224.1.1主程序框图............................................22河南城建学院本科毕业设计（论文）目录IV4.1.2温湿度采集及处理框图..................................234.1.3LCD显示框图..........................................234.2主函数解析.................................................24第5章仿真与调试..................................................26结论.............................................................29致谢.............................................................30参考文献...........................................................31附录A系统源程序..................................................32附录B系统原理图..................................................55河南城建学院本科毕业设计（论文）绪论1第1章绪论1.1研究的目的及意义温度和湿度与人们的生活息息相关。在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门，经常需要对环境温度与湿度进行测量及控制。准确测量温湿度在生物制药、食品加工、造纸等行业都是至关重要的。传统的温度计是用水银柱来显示的，它的精确度不高，不易读数。而采用单片机对温湿度进行控制，不仅具有控制方便、简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温湿度控制的技术指标。用LCD来显示温湿度的数字看起来更加直观。采用SHT11数字温湿度传感器作为检测元件，能够同时测试温度和湿度。SHT11传感器可以直接读出被测的温湿度值。同时单片机可以把测量出的数据通过串口传到计算机上，来完成工业中的自动控制，给工业生产带来了极大的便利。用单片机控制的温湿度计不仅硬件电路简单，而且测量精度比较高。用液晶显示测量值看起来比较美观。无论在日常生活中还是在工业、农业方面都离不开对周围环境进行温湿度的测量。因此，研究温湿度的测量具有非常重要的意义。1.2国内外研究情况测量温湿度的关键是温湿度传感器。过去测量温度与湿度是分开的。随着技术的进步和人们生活的需要出现了温湿度共测的传感器。温度传感器的发展经历了3个阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向发展。温度传感器也是经历了这样一个阶段逐渐走向数字智能化。现今国内外用的最多的温湿度传感器是SHTXX系列。SHT11温湿度传感器应用于专利的工业COMS过程微加工技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝链接，从而具有超快响应，抗干扰能力强，性价比极高等优点。采用SHT11数字温湿度传感器与单片机AT89C51相连比较容易，而且电路比较简单，软件设计也比较简单。所以，本设计以SHT11数字温湿度传感器为例，介绍基于SHT11数