基于-单片机湿度采集系统设计
基于单片机的温湿度测量系统设计任务书
中 北 大 学毕业设计任务书学 专 院、系: 业: 信息与通信工程学院 电气工程系 电气工程及其自动化 金瑞超 学 号: 0705044115学 生 姓 名: 设 计 题 目:基于单片机的温湿度测量系统设计起 迄 日 期 : 2011 年 2 月 21 日 ~ 2011 年 6 月 20 日 指 导 教 师: 系 主 任: 杨 凌王忠庆发任务书日期:2011 年 2 月 21 日毕 业 设 计 任 务 书1.毕业设计的任务和要求:现代的工农业生产离不开环境的控制,在产品的生产装配过程中,历来都存在对其 装配环境中温、湿度检测的问题。
本毕业设计要求学生基于单片机完成对环境温湿度检测的系统设计, 经过信号采集、 放大和 A/D 转换等过程,最终由液晶实时显示出生产环境的温、湿度,同时具有超限报 警和数据存储功能。
2.毕业设计的具体工作内容:开发工具:Keil、Proteus 软件一套,实验板,PC 机。
技术要求: 整个系统的具体要求如下: (1) 以单片机为核心,以温度、湿度传感器作为测量元件,通过单片机采集并存储 测量数据; (2) 能够实现数据的实时显示、超限报警功能; (3) 能够将采集到的数据传输给监控计算机,供工作人员记录、处理。
工作要求: (1) 学习单片机基本工作原理及 C 语言编程; (2) 掌握所用传感器的指标和测量的相关理论技术; (3) 在上述(1)(2)的基础上,搭建测量系统平台; 、 (4) 对程序进行测试、修改,独立撰写设计说明书; (5) 翻译相关英文资料 1 篇。
毕 业 设 计 任 务 书3.对毕业设计成果的要求:1、仿真演示,环境温湿度测量系统一套。
2、毕业设计说明书一本,要求书写规范、条理。
4.毕业设计工作进度计划: 起 迄 日 期2011 年 2 月 21 日 ~ 3 月 18 日 熟悉课题、搜集资料,进行设计构思,写出开题报告并 进行英文翻译 确定设计方案、完成程序编写和调试。
基于51单片机的温湿度DHT11采集(word文档良心出品)
一.设计目的温湿度控制系统早己经成为当今社会研究的热门领域之一,同时温湿度也是现今工农业生产生活中必须要首先考虑的崑要因素之一。
因此现今社会生产生活中就迫切需要一种价格便宜、容易操作而且精确度高的温湿度控制系统。
本系统设计就是利用AT89C52单片机对温湿度参最进行•检测进而实现对温湿度参量的控制。
本系统设计通过使用AT89C52单片机、DHT11传感器模块、LCD 1602 液晶显示屏模块以及LED闪烁和蜂鸣器报警模块。
简单的系统设计就可以基本上满足本系统设计的系统设计耍求。
DHTU数字温湿度传感器负责把采集到的温湿度信号传送给AT89C52单片机。
温湿度经过AT89C52单•片机处理,然后AT89C52准确地把温湿度信号发送到LCD1602液晶显示屏模块, 温湿度数据就可以准确地显示到LCD1602液晶屏上面,同时我们可以分别对温度和湿度设置上下限,越限LED闪烁和蜂鸣器报警模块。
二.设计要求和方案选择・LCD1602能够实时、准确的显示AT89C52采样温度值和湿度值,显示设定报警的温度和风扇的状态。
・DHT11采集温度及湿度值,AT89C52能够将DHT11输送过來的采集信息,准确的判断标准值与设定值之间的差异,及吋的启动报警装置(LED闪烁和蜂鸣器)进行报警。
•根据采集温湿度的数据进行判断,控制继电器进行风扇的开闭传感器选择方案•方案一:利用两个传感器分别检测温度和湿度值,温度检测模块选用DS18B20温度传恋器(+-0.5°C)o湿度检测模块选用HS1101电容式湿度传感器(+-5%RH) o这两款传感器都是我们大学实践电子设计中非常常见和常用的传感器。
•方案二:检测温湿度数值选用DHT11传感器作为系统设计的温湿度检测模块。
DHT11传感器能够同时对温度和湿度数值进行检测,而且其精确度能过完全满足本课程设计的精度要求。
湿度、温度测量误差:+-5%> +-2度•经过上述分析,方案一虽然精度更精确。
基于单片机的温湿度监测系统设计
基于单片机的温湿度监测系统设计一、引言在现代生活和工业生产中,对环境温湿度的准确监测具有重要意义。
温湿度的变化可能会影响到产品质量、设备运行以及人们的生活舒适度。
因此,设计一个高效、准确且可靠的温湿度监测系统至关重要。
本设计基于单片机,旨在实现对环境温湿度的实时监测和数据处理。
二、系统总体设计方案(一)系统功能需求本系统需要实现以下功能:1、实时采集环境温湿度数据。
2、对采集到的数据进行处理和分析。
3、将温湿度数据显示在液晶显示屏上。
4、具备数据存储功能,以便后续查询和分析。
5、当温湿度超出设定范围时,能够发出报警信号。
(二)系统总体架构本系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块、存储模块和报警模块组成。
传感器模块负责采集温湿度数据,并将其转换为电信号传输给单片机。
单片机对接收的数据进行处理和分析,然后将结果发送给显示模块进行显示,同时将数据存储到存储模块中。
当温湿度超出设定范围时,单片机控制报警模块发出报警信号。
三、硬件设计(一)传感器选择选用 DHT11 数字温湿度传感器,它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。
具有体积小、功耗低、响应速度快、性价比高等优点,能够满足本系统的设计要求。
(二)单片机控制模块选择 STC89C52 单片机作为控制核心。
它具有丰富的 I/O 口资源、较高的处理速度和稳定性,能够有效地处理和控制整个系统的运行。
(三)显示模块采用液晶显示屏 1602,它能够清晰地显示温湿度数据和相关信息。
(四)存储模块选用 EEPROM 芯片 AT24C02 作为存储模块,用于存储温湿度数据,方便后续查询和分析。
(五)报警模块使用蜂鸣器作为报警装置,当温湿度超出设定范围时,单片机控制蜂鸣器发出报警声音。
四、软件设计(一)主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
然后,系统进入循环,不断读取传感器采集到的温湿度数据,并进行处理和分析。
基于51单片机的粮仓温湿度检测系统毕业设计
基于51单片机的粮仓温湿度检测系统[摘要]粮仓温度湿度监测控制系统是基于STC12C52A60S2的数据采集、对比、控制的系统。
以STC12C52A60S2单片机为控制器,对温度传感器DS18B20传送的数字量信号和对湿度传感器HR202传送的模拟量信号进行采集和处理,当前值和设定温度上限值进行对比,进而执行控制作用,通过对继电器的控制进而控制设备的启停,对粮仓温度湿度进行调节,使其维持在适当范围,维护粮仓正常运行。
[关键词] 单片机、温湿度、检测、控制Abstract:The granary’s temperature and humidity control and detect system is based on the micro control unit of STC12C5A60S2,the system is used for date acquisition,comparison,and control.In this system,STC12C5A60S2 is the controller,the controller is designed to deal with temperature and humidity signal from the temperature sensor and humidity sensor.Then compare these data with limits the value of temperature and humidity.If the date is out of limits,then the controller send a control signal to warn people,besides,the controller will make the fan running to make the temperature and humidity lower.In this way,the granary can be working at usual status.Key words: MCU、temperature and humidity、control目录第一章绪论 (1)1.2相关领域国内外应用的现状及发展趋势 (1)1.3 粮仓温湿度检测控制系统原理 (2)1.4 本章小结 (2)第二章:系统分析、设计要求及模块选择 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 单片机型号的选择 (3)2.21 采用STC89C52单片机 (3)2.22 采用STC12C5A60S2单片机 (3)2.3 显示系统模块的选择 (3)2.31采用LED数码管显示 (3)2.32采用1602液晶显示 (3)2.4 测温模块的选择 (4)2.41 采用模拟量温度传感器 (4)2.42 采用数字量温度传感器 (4)2.5 测湿模块的选择 (4)2.6 控制模块的选择 (4)2.7 通讯模块的选择 (4)2.8本章小结 (4)第三章系统总体方案及硬件电路模块设计 (5)3.1 系统总体设计思路: (5)3.2 系统硬件设计 (5)3.2.1 单片机最小系统 (5)3.2.2 温度信号采样电路模块 (9)3.2.3 湿度采样电路模块 (12)3.3 串口模块 (14)3.4显示模块 (15)3.5 控制模块 (16)3.6 继电器模块 (17)3.7 本章小结 (18)第四章系统的软件设计 (19)4.1 流程图设计 (19)4.1.1系统总体流程图 (19)4.1.2温度检测流程图 (19)4.1.3湿度检测流程 (20)4.2系统的程序设计 (20)4.2.1 DS18B20测温程序 (20)4.2.2 A/D转换程序 (25)4.2.3 1602显示程序 (26)4.3 本章小结 (29)第五章硬件调试部分 (30)结束语 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1 本课题的研究意义及必要性民以食为天,粮食是社会安定的保证,自1990年我国建立粮食储备制度以来,储备粮在国家宏观调控中占据了重要地位,无论何时,必须时刻保持储备粮的调控作用不动摇,是维持社会安定、粮食市场稳定、农民增收的重要保证。
温湿度测量系统--基于单片机和温度传感器DS18B20、HS1101是电容式空气湿度传感器
摘要此温湿度测量系统是基于单线式温度传感器DS18B20、电容式湿度传感器单片机STC89C52 对温度湿度分别测量并通过液晶显示屏1602经行显示。
温度传感器DS18B20是单线式,体积超小,硬件开消超低,抗干扰能力强,精度高,附加功能强的理想单片机温度传感器,可实时根据指令给出温度数据,可读性高。
HS1101是电容式空气湿度传感器,在不同的湿度环境下呈现出不同的电容值,0%~100%RH湿度范围内,电容从162PF变化到200PF,误差误差为2%RH。
可见其精度非常高,为了反映出其电容的变化,本系统采用555多谐震荡电路产生不同的频率,用于检测湿度。
单片机采集到两个传感器给出的数据进行处理与计算,得出当前的温度与湿度并送给液晶屏显示。
本系统具有可读性高,稳定性高,反应速度快,测量值准确的特点。
关键词:温湿度测量系统精度高速度快体积小Abstract: The temperature and humidity measurement system is based on singleline type temperature sensor DS18B20, capacitive moisture sensorSCM STC89C52 for temperature humidity measurement and respectively by LCD display. The line 1602 Temperature sensor DS18B20 is singleline type, volume super-small, hardware KaiXiao ultra-low, strong anti-jamming capability, high precision, additional features strong ideal single-chip microcomputer temperature sensor, real-time temperature data, depending on the directive given readable. HS1101 is capacitive sensor, air humidity in different humidity presents different capacitance, 0% ~ 100% RH humidity, within the scope of capacitance change to 200PF, from 162PF error for 2% RH error. e can see its precision is very high, in order to reflect the capacitance change, the system USES the 555 more harmonic concussion circuits produce different frequency, which is used to detect humidity. SCM acquisition to two sensor gives data processing and calculated, the current temperature and humidity and give the display on the LCD panel. This system has a readable, high stability, reaction speed, measured values exact characteristic.Keywords: temperature and humidity measurement system high precision speed small volume目录1.设计要求 (3)2. 方案设计及论证 (3)2.1 总体方案设计 (3)2.2系统主要单元的选择与论证 (3)2.2.1单片机控制模块的选择论证 (3)2.2.2温度湿度检测模块的选择与论证 (3)2.2.3显示模块的选择与论证 (3)2.3 系统组成 (4)3. 理论分析及计算 (4)3.1 (4)3.2..........................................................................................错误!未定义书签。
基于51单片机的温湿度检测控制系统
摘要本次设计是采用MSC-51系列单片机中的AT89S51和DHT11构成的低成本的温湿度的检测控制系统。
单片机AT89S51是一款低消耗、高性能的CMOS8位单片机,由于它强大的功能和低价位,因此在很多领域都是用它。
DHT11温湿度传感器是一款含有已校准数字输出的温湿度复合传感器,传感器包括一个电阻式感湿原件和一个NTC测温元件,该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。
设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。
硬件电路主要包括单片机、温湿度传感器、显示模块、报警器以及控制设备等5部分。
其中由DHT11温湿度传感器及1602字符型液晶模块构成系统显示模块;测温湿度控制电路由温湿度传感器和预设温度值比较报警电路组成;用户根据需要预先输入预设值,当实际测量的温湿度不符合预设的温湿度标准时,发出报警信号(蜂鸣器蜂鸣),启动相应控制。
软件部分包括了主程序、显示子程序、测温湿度子程序。
关键词:AT89S51;DHT11;温湿度传感器AbstractMicrocontroller AT89S51 is a low consumption, high performance CMOS8 bit microcontroller.Because of its powerful features and low price, so it is used in many areas.DHT11 temperature and humidity sensor is a temperature and humidity combined sensor contains a calibrated digital output, the sensor consists of a resistor in the original sense of wet and a NTC temperature measurement devices.The product has many advantage,such as excellent quality, fast response, strong anti-jamming capability . This design is fromed by the AT89S51 in MSC-51 Series and DHT11 constitute which is a low-cost temperature and humidity measurement and control system. The design includes the design of hardware circuit design and system software.The hardware has Five modules.They are a microcontroller, temperature and humidity sensors, display module, alarm and control equipment. The 1602-character LCD module constitute the system display module.The temperature and humidity control circuit by the temperature and humidity sensors and preset temperature alarm circuit.According to the need of pre-enter the default value, when the actual measurement of the temperature humidity does not conform the preset temperature and humidity standards, send the alarm signal (buzzer will beep), and start the corresponding control.The software part includes the main program, the display routines, temperature and humidity subroutine.Key words:Temperature and humidity measurement;Temperature and humidity control;AT89S51 ;DHT11目录前言 (1)1.1本文研究的背景及意义 (1)1.2研究现状 (1)1.3本文研究的主要内容 (1)第2章设计任务分析及方案论证 (4)2.1设计过程及其工艺要求设计 (4)2.2设计总体方案及其论证 (4)2.3器件选定 (5)2.4AT89S51单片机 (11)2.5中断系统 (15)2.6复位电路 (16)2.7时钟电路 (17)2.8显示部分 (18)2.9本章小结 (26)第3章硬件设计 (27)3.1主控制电路和测温时控制电路 (27)3.2主要模块的电路 (28)3.3硬件实施控制 (33)3.4设备运行 (35)3.5控制设备: (36)3.6本章小结 (38)第4章软件设计 (39)4.1系统流程图 (39)4.2按键流程图 (41)4.3P ROTUES运行结果 (42)4.4本章小结 (43)结论 (44)参考文献 (45)附录 (47)前言1.1本文研究的背景及意义粮库已经被广泛的运用,是存储粮食的一个重要方式。
《2024年基于单片机的温湿度控制系统的设计》范文
《基于单片机的温湿度控制系统的设计》篇一一、引言在现代智能家居及工业自动化控制领域,温湿度控制系统的设计与实现至关重要。
为了满足各种应用场景的需求,本文提出了一种基于单片机的温湿度控制系统的设计方案。
该系统以单片机为核心,通过精确的传感器采集温湿度数据,并利用先进的控制算法实现温湿度的自动调节,从而达到预期的控制效果。
二、系统设计概述本系统采用单片机作为核心控制器,通过与温湿度传感器、执行器等设备的连接,实现对环境温湿度的实时监测与控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。
(一)硬件设计硬件部分主要包括单片机、温湿度传感器、执行器、电源等。
其中,单片机选用性能稳定、处理速度快的型号,负责采集传感器数据、处理控制算法、发送控制指令等任务。
温湿度传感器选用精度高、稳定性好的型号,用于实时监测环境中的温湿度数据。
执行器包括加热器、加湿器、除湿器等,根据控制指令调整环境中的温湿度。
(二)软件设计软件部分主要包括单片机程序、控制算法等。
单片机程序采用C语言编写,实现数据的采集、处理、传输等功能。
控制算法采用先进的PID算法,实现对温湿度的精确控制。
此外,系统还具有数据存储、通信等功能,可与上位机进行数据交互。
三、系统工作原理系统工作时,温湿度传感器实时采集环境中的温湿度数据,并将数据传输给单片机。
单片机对数据进行处理后,根据设定的控制算法计算出执行器的控制指令,并通过执行器对环境中的温湿度进行调整。
同时,单片机还将数据存储起来,并通过通信接口与上位机进行数据交互。
四、系统实现(一)硬件实现硬件部分需要根据设计要求进行选型和制作。
单片机、温湿度传感器、执行器等设备需要选用性能稳定、精度高的型号,并按照电路图进行连接。
同时,还需要制作电源、通信接口等辅助设备,以保证系统的正常运行。
(二)软件实现软件部分需要编写单片机程序和控制算法。
单片机程序采用C语言编写,包括数据采集、处理、传输等功能。
控制算法采用PID算法,实现对温湿度的精确控制。
基于单片机的室内温湿度检测系统的设计
基于单片机的室内温湿度检测系统的设计
一、系统简介
本系统基于单片机,能够实时检测室内的温度和湿度,显示在
液晶屏幕上,并可通过串口输出到PC端进行进一步数据处理和存储。
该系统适用于家庭、办公室和实验室等场所的温湿度检测。
二、硬件设计
系统采用了DHT11数字温湿度传感器来实时检测室内温度和湿度,采用STC89C52单片机作为控制器,通过LCD1602液晶屏幕显示
温湿度信息,并通过串口与PC进行数据通信。
三、软件设计
1、采集数据
系统通过DHT11数字温湿度传感器采集室内的温度和湿度数据,通过单片机IO口与DHT11传感器进行通信。
采集到的数据通过计算
得到实际温湿度值,并通过串口发送给PC端进行进一步处理。
2、显示数据
系统将采集到的室内温湿度数据通过LCD1602液晶屏幕进行显示,可以实时观察室内温湿度值。
3、通信数据
系统可以通过串口与PC进行数据通信,将数据发送到PC端进
行存储和进一步数据处理。
四、系统优化
为了提高系统的稳定性和精度,需要进行优化,包括以下几点:
1、添加温湿度校准功能,校准传感器的测量误差。
2、添加系统自检功能,确保系统正常工作。
3、系统可以添加温湿度报警功能,当温湿度超过设定阈值时,系统会自动发送报警信息给PC端。
以上是基于单片机的室内温湿度检测系统的设计。
基于单片机的温湿度检测系统的设计
基于单片机的温湿度检测系统的设计一、引言温湿度是常见的环境参数,对于很多应用而言,如农业、生物、仓储等,温湿度的监测非常重要。
因此,设计并实现一个基于单片机的温湿度检测系统是非常有实际意义的。
本文将介绍该温湿度检测系统的设计方案,并详细阐述其硬件和软件实现。
二、系统设计方案1.硬件设计(1)传感器选择温湿度传感器的选择非常关键,常用的温湿度传感器包括DHT11、DHT22、SHT11等。
根据不同应用场景的精度和成本要求,选择相应的传感器。
(2)单片机选择单片机是整个系统的核心,需要选择性能稳定、易于编程的单片机。
常用的单片机有51系列、AVR系列等,也可以选择ARM系列的单片机。
(3)电路设计温湿度传感器与单片机的连接电路包括供电电路和数据通信电路。
供电电路通常采用稳压电源,并根据传感器的工作电压进行相应的电压转换。
数据通信电路使用串行通信方式。
2.软件设计(1)数据采集单片机通过串行通信方式从温湿度传感器读取温湿度数据。
根据传感器的通信协议,编写相应的代码实现数据采集功能。
(2)数据处理将采集到的温湿度数据进行处理,可以进行数据滤波、校准等操作,以提高数据的准确性和可靠性。
(3)结果显示设计一个LCD显示屏接口,将处理后的温湿度数据通过串行通信方式发送到LCD显示屏上显示出来。
三、系统实现及测试1.硬件实现按照上述设计方案,进行硬件电路的实现。
连接传感器和单片机,搭建稳定的供电电路,并确保电路连接无误。
2.软件实现根据设计方案,使用相应的开发工具编写单片机的代码。
包括数据采集、数据处理和结果显示等功能的实现。
3.系统测试将温湿度检测系统放置在不同的环境条件下,观察测试结果是否与真实值相符。
同时,进行长时间的测试,以验证系统的稳定性和可靠性。
四、系统优化优化系统的稳定性和功耗,可以采用以下方法:1.优化供电电路,减小电路噪声和干扰,提高电路的稳定性。
2.优化代码,减小程序的存储空间和运行时间,降低功耗。
基于51单片机的湿度控制器(含原理图与C代码)
单片机湿度控制器作者姓名:谢龙专业班级:2008050107 指导教师:陈川摘要本系统采用AT89C51作为控制系统,通过模拟传感器把湿度信号采集后送给ADC0804,转换成数字信号后送入单片机,再通过LCD1602显示出来,同时独立键盘输入湿度上门限值和下门限值,当湿度值低于下门限值或上门限值时系统驱动蜂鸣器报警和控制电路进行湿度控制,当湿度再次回到两个门限值之间时消除报警和停止湿度控制,本系统实时刷新当前湿度和门限值,适用于大棚,花卉以及家庭湿度检测与控制。
目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
关键词:AT89C51,LCD1602,ADC0804,湿度控制与检测Single-chip humidity controllerSummaryThis system used AT89C51 as control system, by simulation sensorto humidity signal collection Hou to ADC0804, conversion into digital signal Hou into single tablets machine, then by LCD1602 displayed out, while independent keyboard entered humidity door limited value and Xia threshold value, dang humidity value below Xia threshold value or door limited value Shi system drive buzzer alarm and control circuit for humidity control, dang humidity again returned to two a threshold value Zhijian Shi elimination alarm and stop humidity control, This system live and refreshes the current humidity threshold values, apply to greenhouse, flower and family and humidity measuring and controllingThe current level of industrial automation has become an important symbol of the measure of all walks of life the level of modernization. The same time, the development of control theory has experienced a classical control theory, modern control theory and the theory of intelligent control in three stages. The typical example of the intelligent control fuzzy automatic washing machine.Keyword:AT89C51,LCD1602,ADC0804,humidity controller目录第一章绪论 ----------------------------------------------------------------------------11.1选题背景及目的----------------------------------------------- 11.2发展状况----------------------------------------------------- 11.3各章节主要内容----------------------------------------------- 3 第2章系统的方案与论证-------------------------------------------- 42.1系统选择论证------------------------------------------------- 42.1.1 单片机控制模块的选择论证------------------------------ 42.1.2 显示模块的选择与论证---------------------------------- 42.2 设计任务及要求--------------------------------------------- 42.3 系统的设计原则--------------------------------------------- 52.4 系统组成与框图--------------------------------------------- 6系统控制结构组成如图2-1 ------------------------------------- 62.5 系统原理设计----------------------------------------------- 62.5.1 AT89C51简介------------------------------------------ 62.5.2 AT89C51管脚说明-------------------------------------- 72.5.3 振荡器特性-------------------------------------------- 92.5.4 时钟电路---------------------------------------------- 92.5.5 复位电路--------------------------------------------- 102.5.6 AD转换电路------------------------------------------ 102.6 湿度传感器------------------------------------------------ 122.6.1 湿敏元件的特性---------------------------------------- 122.6.2 湿敏电阻---------------------------------------------- 122.6.3 湿敏电容--------------------------------------------- 122.6.3 湿度测量的名词术语----------------------------------- 122.7 LCD液晶显示器--------------------------------------------- 13 第三章硬件电路的设计--------------------------------------------- 163.1 湿度传感器与ADC0804连接电路------------------------------ 163.2 LCD电路图------------------------------------------------- 173.3 独立键盘与驱动电路---------------------------------------- 183.4 总体电路设计---------------------------------------------- 18 第四章程序流程图与代码------------------------------------------ 194.1 主要程序流程图-------------------------------------------- 194.2 主要程序-------------------------------------------------- 20 第五章系统的调试与总结------------------------------------------ 215.1 单片机测试------------------------------------------------ 215.2 硬件及软件调试-------------------------------------------- 215.3 整机的调试与测试------------------------------------------ 215.4 综合调试-------------------------------------------------- 22 总结--------------------------------------------------------------- 22 参考文献----------------------------------------------------------- 23 附录一------------------------------------------------------------- 24 附录二------------------------------------------------------------- 38第一章绪论1.1选题背景及目的在工农业生产和日常生活中,对湿度的测量及控制始终占据着重要地位。
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计一、引言在现代社会中,温湿度的监测在许多领域都具有重要意义,例如农业生产、仓储管理、工业制造以及室内环境控制等。
为了实现对温湿度的准确、实时监测,基于单片机的温湿度监测系统应运而生。
本毕业设计旨在设计并实现一种基于单片机的温湿度监测系统,以满足实际应用中的需求。
二、系统总体设计方案(一)系统功能需求分析本系统需要实现对环境温湿度的实时采集、数据处理、显示以及超限报警等功能。
能够在不同的环境中稳定工作,并具有较高的测量精度和可靠性。
(二)系统总体结构设计系统主要由单片机控制模块、温湿度传感器模块、显示模块、报警模块以及电源模块等组成。
单片机作为核心控制器,负责协调各个模块的工作,温湿度传感器用于采集环境温湿度数据,显示模块用于实时显示测量结果,报警模块在温湿度超限时发出警报,电源模块为整个系统提供稳定的电源。
三、硬件设计(一)单片机控制模块选择合适的单片机型号,如 STC89C52 单片机,其具有丰富的资源和良好的性价比。
单片机通过 I/O 口与其他模块进行通信和控制。
(二)温湿度传感器模块选用 DHT11 数字温湿度传感器,该传感器具有体积小、功耗低、测量精度高、响应速度快等优点。
通过单总线方式与单片机进行数据传输。
(三)显示模块采用液晶显示屏(LCD1602)作为显示设备,能够清晰地显示温湿度测量值。
通过并行接口与单片机连接。
(四)报警模块使用蜂鸣器和发光二极管作为报警装置,当温湿度超过设定的阈值时,蜂鸣器发声,发光二极管闪烁。
(五)电源模块设计稳定的电源电路,为整个系统提供 5V 直流电源。
可以采用电池供电或者通过电源适配器接入市电。
四、软件设计(一)系统主程序设计主程序主要负责系统的初始化、各模块的协调控制以及数据处理和显示。
首先对单片机进行初始化,包括设置 I/O 口状态、定时器和中断等。
然后循环读取温湿度传感器的数据,并进行处理和显示,判断是否超过阈值,若超过则启动报警。
-基于单片机的粮仓温湿度多点无线监测系统设计 (1)
(College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou , China)
Abstract:Temperature and humidity is a very important parameter. Inmany places, such asthe industrial, medical, and military, you need the temperature and humidity measurement device to monitor temperature and humidity. Direct wiring measurement does not meet the requirements, especially in some environments, such as, harsh industrial environments and outdoor environments. Therefore, the wireless transmission of temperature and humidity information is particularly necessary.
方案二:采用广州奥松有限公司生产的DHT11温湿度一体的数字传感器。通过单片机等微处理器单总线的电路连接就能实时地采集本地温度和湿度信息。功耗很低。工作电压范围为3.5V~5.5V,可以直有限公司生产的AM2301温湿度一体的数字传感器。它是电阻式感湿元件DHT11湿度传感器的升级版,具有高精度,低功耗、抗干扰能力强等优点。其中采集温度的精度为 0.5 ,采集相对湿度的精度为 3%。外围电路简单,只需在数据口上拉一个5K欧电阻,便可直接和ATmega16L单片机的I/O口相连。
【基于单片机的土壤温湿度检测计设计毕业设计】温湿度传感器的毕业设计
【基于单片机的土壤温湿度检测计设计毕业设计】温湿度传感器的毕业设计基于单片机的土壤温湿度检测计设计毕业设计目录1绪论11.1选题背景及意义11.2设计任务与要求12总体方案设计23单元模块设计53.1各单元模块功能介绍及电路设计53.1.1时钟模块简介53.1.2复位模块简介63.1.3报警模块简介63.1.4显示模块简介73.2特殊器件的介绍83.3.1土壤湿度传感器简介83.3.251系列单片机简介93.3.3xxxx简介93.3.4蜂鸣器简介133.3各单元模块的联接134软件设计144.1软件设计原理144.2软件设计所用工具144.3系统软件流程框图155系统调试165.1硬件调试165.2软件调试166系统功能及结论176.1系统功能功能实现情况176.2设计中遇到的问题及解决176.3后期展望187总结与体会198参考文献20附录1:相关设计图21附录2:元器件清单表23附录3:相关设计软件241绪论1.1选题背景及意义在中国广大面积的农村,没有发达的工商业,有的只是大量闲置的田地。
如果利用这些闲置的田地,种植美丽的花卉、树苗,能给当地带来一笔可观的收入。
而这些花卉及树苗的种植对土壤湿度有着极高的要求。
在植物的成长过程中,土壤的湿度起着一个很重要的作用,并且不同的植物,对土壤的湿度需求是不同的。
土壤湿度可以直接影响营养物质的吸收和植物的生长发育,同时还影响土壤中各种养分的有效性。
当土壤湿度不适当时,不仅严重影响其正常生长,甚至会导致种植品死亡,造成种植户的严重经济损失。
为此,从事该类农业生产的种植户非常需要一种成本低、体积小且检测可靠的土壤湿度检测仪,为水分供应提供依据。
土壤湿度是作物生长发育的基本条件和作物产量预报的重要参数。
同时,它也是水文学、气象学等科学研究领域的重要环境因子和过程参数,获取土壤湿度信息以制定人工干预调节措施是稳固生产的重要保证,对于土壤湿度的研究也具有重要意义。
基于单片机的温湿度检测系统硬件设计
As people's living and production levels continue to improve,Living environment and production environment for the requirements of most importance to people.Temperature and humidity control is a typical example, the temperature and humidity detection system came into being of modern production and life of a smart, fast, convenient and reliable detection systems, particularly in the industrial production will occur if the test was not precise Many industrial accidents.Such as chemical production in the detection of improper temperature can cause reduced productivity and product quality decline. And now the temperature and humidity detection system used is usually an accuracy of0.1℃or1℃mercury, kerosene or alcohol thermometer for temperature measurement and the use of traditional methods of physical analog humidity testing. The total scale of temperature and humidity testing is usually very close intervals, not easy to accurately distinguish, reading difficulties, and their relatively large heat capacity, the time required to reach thermal equilibrium longer, making it difficult to read accurate, and very inconvenient to use.
基于51单片机的温湿度检测系统设计与实现
3、无线通信模块
本系统的无线通信模块采用nRF24L01无线通信芯片。nRF24L01是一款具有 2.4GHz全球开放频率的无线通信芯片,具有低功耗、高速率、高稳定性等特点。 它将主控制器处理后的数据通过无线方式发送给接收器。
4、电源模块
本系统的电源模块采用9V电池供电。我们将9V电池通过稳压器转换为5V电源, 为整个系统提供稳定的电力支持。
三、测试与结果分析
为了验证本系统的可靠性和准确性,我们进行了一系列的测试。测试结果表 明,本系统能够准确快速地采集环境中的温湿度数据,并且能够稳定地将数据上 传至计算机或其他数据采集设备。同时,本系统的按键电路和液晶显示电路也表 现良好,用户可以通过按键调整系统的参数设置,并直观地查看温湿度数据。
2、液晶显示屏
为了方便用户直观地查看温湿度数据,本系统选用了一块16×2字符型液晶 显示屏。液晶屏的驱动电路简单易懂,且具有较低的功耗。
3、按键电路
为了便于用户对温湿度检测系统的参数进行设置,本系统加入了一个按键电 路。用户可以通过按键对系统的采样间隔、数据上传频率等参数进行设置。
4、串口通信电路
图1主程序流程图
2.温湿度采集模块
温湿度采集模块主要负责通过DHT11传感器采集环境中的温湿度数据。该模 块首先对DHT11传感器进行初始化,然后通过单总线接口接收传感器输出的温湿 度数据,最后对数据进行处理并存储。
3、液晶显示模块
液晶显示模块主要负责将温湿度数据显示在液晶屏上。该模块首先对液晶屏 进行初始化,然后根据主程序传递过来的温湿度数据,控制液晶屏的字符输出。
三、软件设计
本系统的软件设计主要分为以下几个步骤:
1、系统初始化:在系统上电后,首先进行各模块的初始化操作,包括DHT11 传感器、AT89C51单片机、nRF24L01无线通信芯片等。
温湿度测量系统--基于单片机和温度传感器DS18B20、HS1101是电容式空气湿度传感器
摘要此温湿度测量系统是基于单线式温度传感器DS18B20、电容式湿度传感器单片机STC89C52 对温度湿度分别测量并通过液晶显示屏1602经行显示。
温度传感器DS18B20是单线式,体积超小,硬件开消超低,抗干扰能力强,精度高,附加功能强的理想单片机温度传感器,可实时根据指令给出温度数据,可读性高。
HS1101是电容式空气湿度传感器,在不同的湿度环境下呈现出不同的电容值,0%~100%RH湿度范围内,电容从162PF变化到200PF,误差误差为2%RH。
可见其精度非常高,为了反映出其电容的变化,本系统采用555多谐震荡电路产生不同的频率,用于检测湿度。
单片机采集到两个传感器给出的数据进行处理与计算,得出当前的温度与湿度并送给液晶屏显示。
本系统具有可读性高,稳定性高,反应速度快,测量值准确的特点。
关键词:温湿度测量系统精度高速度快体积小Abstract: The temperature and humidity measurement system is based on singleline type temperature sensor DS18B20, capacitive moisture sensorSCM STC89C52 for temperature humidity measurement and respectively by LCD display. The line 1602 Temperature sensor DS18B20 is singleline type, volume super-small, hardware KaiXiao ultra-low, strong anti-jamming capability, high precision, additional features strong ideal single-chip microcomputer temperature sensor, real-time temperature data, depending on the directive given readable. HS1101 is capacitive sensor, air humidity in different humidity presents different capacitance, 0% ~ 100% RH humidity, within the scope of capacitance change to 200PF, from 162PF error for 2% RH error. e can see its precision is very high, in order to reflect the capacitance change, the system USES the 555 more harmonic concussion circuits produce different frequency, which is used to detect humidity. SCM acquisition to two sensor gives data processing and calculated, the current temperature and humidity and give the display on the LCD panel. This system has a readable, high stability, reaction speed, measured values exact characteristic.Keywords: temperature and humidity measurement system high precision speed small volume目录1.设计要求 (3)2. 方案设计及论证 (3)2.1 总体方案设计 (3)2.2系统主要单元的选择与论证 (3)2.2.1单片机控制模块的选择论证 (3)2.2.2温度湿度检测模块的选择与论证 (3)2.2.3显示模块的选择与论证 (3)2.3 系统组成 (4)3. 理论分析及计算 (4)3.1 (4)3.2..........................................................................................错误!未定义书签。
基于单片机的环境温湿度检测系统毕业论文
1. 引言1.1 温室控制系统设计背景中国农业的发展必须走现代化农业这条道路,随着国民经济的迅速增长,农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。
例如:空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。
在农业种植问题中,温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关,进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证,通过对监测数据的分析,结合作物生长发育规律,控制环境条件,使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。
以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。
大棚的温度和湿度参数,直接关系到蔬菜和水果的生长。
国外的温室设施己经发展到比较完备的程度,并形成了一定的标准,但是价格非常昂贵,缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。
而当今大多数对大棚温度、湿度的检测与控制都采用人工管理,这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大与由于测控不与时等弊端,容易造成不可弥补的损失,结果不但大大增加了成本,浪费了人力资源,而且很难达到预期的效果。
因此,为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性,推动我国农业的发展,必须大力发展农业设施与相应的农业工程,科学合理地调节大棚温度、湿度,使大棚形成有利于蔬菜,水果生长的环境,是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节[1]。
影响作物生长发育的环境条件主要包括:温度、湿度、光照、CO2浓度、土壤等。
所有这些环境条件之间是相互作用、相互联系、相互耦合的,某个控制变量发生改变,会影响其它控制变量的变化。
作物的生长发育是所有这些环境条件综合作用的结果。
温度和湿度一直是人类关注的对象,这两种环境因素时刻影响着人们的生产和生活,下面主要就温度和湿度对作物的影响进行简略说明。
(1)温度温室气温、地温对作物的光合作用、呼吸作用、根系的生长和水分、养分的吸收有着显著的影响,因此影响作物生长发育的环境条件中,以温度最为敏感,也最为重要,对温室环境控制的研究也是最先从温度控制开始的。
基于单片机的温室大棚温湿度采集系统设计文献综述_概述说明
基于单片机的温室大棚温湿度采集系统设计文献综述概述说明1. 引言1.1 概述温室大棚是一种特殊的农业设施,其内部环境可以被有效地控制和调节,以满足植物生长所需的光照、温度和湿度等条件。
温室大棚技术在现代农业中得到广泛应用,并且随着科技的发展,智能化的温室大棚逐渐受到关注。
温度和湿度是温室大棚内部最关键的环境指标之一,对于植物生长、病虫害防治、育苗等方面都有重要影响。
因此,采集和监测温湿度数据对于实现温室大棚的智能化管理至关重要。
本文主要针对基于单片机的温室大棚温湿度采集系统进行设计并展开综述。
通过对当前相关文献的调研和分析,介绍了该系统的原理与设计要点,并详细说明了单片机在温湿度数据采集中的应用。
同时,还实施了系统并进行了测试结果分析与讨论。
最后,在结论与展望部分总结了该系统的优点与不足,并对未来的发展前景进行了展望。
1.2 文章结构本文共分为五个部分,各部分的主要内容如下:第一部分是引言,主要介绍了温室大棚及其环境参数的重要性,并简要阐述了本文的研究目的和结构。
第二部分是温室大棚温湿度采集系统设计,包括温室大棚概述、温湿度采集系统原理和设计要点等内容。
第三部分是单片机在温湿度采集中的应用,主要包括单片机基础知识介绍、温湿度传感器与单片机连接方式以及数据采集与处理方法等方面的内容。
第四部分是系统实施与测试结果分析,通过详细描述硬件搭建和程序编写步骤,并介绍测试环境和方法论,最后进行测试结果的分析和讨论。
第五部分是结论与展望,在该部分中总结了系统的结果和意义,并提出了改进方向和未来发展前景。
1.3 目的本文旨在设计一种基于单片机的温室大棚温湿度采集系统,并通过对相关文献进行综述,全面了解与分析该系统的原理、设计要点以及单片机在温湿度采集中的应用情况。
同时,通过实施系统并进行测试结果的分析与讨论,总结系统的优缺点,并展望未来在温室大棚温湿度采集方面的发展前景。
通过本文的研究和综述,旨在为温室大棚智能化管理提供一定的参考和借鉴依据。
基于单片机的温湿度控制系统设计
计算机控制设计课程设计报告班级B电气092姓名陈文雄学号**********课程设计题目:基于单片机的花房温湿度控制系统设计花卉的生长要在一定的环境中进行,其在生长过程中受到环境中很多因素的影响,其中对花卉生长影响最大的是环境中的温度和湿度。
环境中昼夜温度和湿度变化很大,不利于花卉的生长。
因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制,使其适合花卉的生长。
本课程设计就是要求利用基于单片机来设计一个参数精度高,控制操作方便的花房温湿度控制系统。
以前种植植被一般都用温室栽培,为了充分的利用好温室栽培这一高效技术,就必需有一套科学的,先进的管理方法,用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。
温湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义,它代表了一类自动控制的方法。
而且其应用十分广泛。
技术参数和设计任务:1、显示部分的第1到4位显示出温度值,分辨率为0.01度,2位小数,第5、6位显示出湿度值,分辨率为1%H;2、设置湿度报警值,按1度增加,测量湿度到了设定值后,湿度指示LED灯关掉,高于设定湿度5度时报警LED灯打开,断电后能保存温度设定值;3、温度低于设定值时,输出加热控制信号;湿度大于设定值时,输出降湿控制信号;4、利用89C51单片机实现对温度和湿度的控制,以实现温湿度的采集和控制;5、完成SHT11温湿度传感器模块电路的设计;6、完成温湿度调节系统主要控制电路的设计;7、完成LED数码管显示模块电路的设计;8、完成声光报警模块电路的设计;9、完成按键模块电路的设计。
一、系统概述1、系统原理介绍该系统利用STC89C51单片机的软、硬件资源,辅以相应的测量电路和SHT11数字式集成温湿度传感器等智能仪器,能实现多任务、多通道的检测和输出。
它具有测量范围广、测量精度高等特点。
温湿度控制系统上电工作后,用户首先通过键盘输入温度及湿度的初值,单片机系统将用户设置的初值保存在X25045芯片中。
(完整)基于单片机的温湿度控制系统
\基于单片机的温湿度控制系统一、研究背景温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系,同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数,例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度湿度的检测与控制。
并且随着人们生活水平的提高,人们对自己的生存环境越来越关注.而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响,所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了.随着科技的飞速发展和普及,高性能设备越来越多,各行各业对温湿度的要求也越来越高。
传统的温湿度检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,不仅效率低不利于人才资源的充分利用,而且缺乏科学性,许多重大事故都是由人为因素造成的,人工维护缺乏完整的管理系统。
而问世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。
故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。
二、国内外研究现状(1)温度传感器智能温度传感器(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(ATE_)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转换器、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。
(2)湿度传感器湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业.湿度传感器主要分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都是在基片上涂覆感湿材料形成感湿膜。
空气中的水蒸汽吸附在感湿材料上后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件。
近年来,国内外在湿度传感器研发领域取得了较大的发展。
湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展。
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目录1 绪论31.1引言31.2设计意义32 总体方案设计42.1总体设计框图42.2器件的选择52.2.1 传感器52.2.2 A/D转换电路52.2.3 显示电路52.2.4 加湿除湿电路52.2.5 预定值按键电路62.3 系统工作原理63 单元电路设计63.1 湿度传感器63.2 A/D转换电路73.3 湿度采集及A/D转换电路93.4 单片机93.5 按键电路103.6 报警电路113.7 显示电路124 系统软件设计144.1 系统软件流程框图145 绪论14参考文献15摘要人体对生存环境的湿度有很高的要求,相对湿度以50%-70%为好,冬季最好不低于40%,夏季不高于80%。
如果湿度过大,极易导致衣服皮革受潮发霉、电器及精密仪器受潮受损;春季细菌滋生,易诱发呼吸道疾病,风湿病;夏季人体散热困难,增加中暑机会;冬季会加速热的传导,使人倍觉寒冷。
在科研单位或实验室,生产车间,如果环境温度控制不好,也将对实验结果和产品质量造成极大的影响。
因此,精确的湿度控制尤为重要。
本设计通过使用湿度传感器HIH3610完成湿度信号的采集,通过A/D转换电路将模拟信号转为数字信号后,送给单片机AT89C51,再有单片机对信号进行处理,最后由显示电路显示结果,报警电路实时报警,从而完成湿度检测系统的全部功能。
本设计的完成使一定空间的环境湿度得到有效的控制与调节,满足了人体对环境湿度的要求,具有很高的价值。
关键词:湿度传感器、单片机、报警、显示1绪论1.1引言随着信息时代的到来,作为获取信息的手段—传感器技术得到了显著的发展,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制,但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。
传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。
因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信和处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。
另一方面,传感器的被检测信号来自于各个应用领域,每个领域都是为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。
湿度传感器是其中重要的一类传感器,其发展速度之快,以及应用之广,可谓是划时代的。
1.2设计意义在人的日常生活中,居住空间也是一个人工环境。
空气污染,直接威胁人的身体健康;噪音污染,影响人的情绪、工作、休息和饮食,可以导致神经衰弱;温度过热过冷,导致人的不适;空气过湿,将使人们感到沉闷和窒息;空气干燥,又会使人的口腔感到不适,甚至可能发生咽喉炎等疾病。
如果能使系统自动控制这个常见的空间,人的生活将更舒适。
众所周知,空气是多种气体的混合物,其主要成分是由氧气、氮气以及总数不到1%的稀有气体和二氧化碳组成,此外空气中还有一种重要的、数量上经常变化的成分—水汽。
通常,空气中水汽的含量用湿度表示。
空气湿度与人类关系密切。
人们的日常生活和生产活动及动植物的生存,都与周围环境的湿度息息相关,从日常生活、家电、交通、医疗、气象、工农业都需要进行湿度测量。
2 总体方案设计2.1总体设计框图图2.1 总体设计框图2.2器件的选择2.2.1 传感器传感器以探头形式安装在车间,是由湿度传感器及相应调理电路组成。
其中湿度传感器采用HIH3610湿度传感器,测量精度高,响应迅速,能直接将湿度信号转换为直流电压信号输出。
根据湿敏电阻在湿度改变时,阻值发生相应变化的特性,设计转换电路将采集到的湿度信号转换为电压值,送A/D通道处理。
2.2.2A/D转换电路本系统中,湿度为缓变信号,而且转换成的电平信号为低电平缓变信号,对A/D 转换的要求不高,所以选用较为廉价的ADC0809。
该芯片是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器,完全可以满足设计需要,并且可以根据需要扩展检测电路。
2.2.3 显示电路采用四位LED显示电路对湿度值进行实时显示。
锁存驱动电路选用了74LS164芯片,满足设计要求。
2.2.4 加湿除湿电路当检测的湿度值高于设定的湿度值围时,单片机停止加湿,同时进行除湿;当湿度值低于设定的湿度围时,单片机停止除湿进行加湿。
为了得到准确的湿度测量值,还应在测量湿度的同时测量环境湿度传感器电源电压值。
2.2.5 预定值按键电路为了完成预定湿度值的设置,系统中设置了5个按键,分别为开始键,加一键,减一键,设定键和确认键。
2.3 系统工作原理本次设计的湿度检测系统主要由单片机控制电路,湿度检测电路和外围电路组成。
首先,由湿度检测电路将检测点的湿度数据检测出来,然后将模拟信号送至A/D 转换电路进行转换,再将转换后的数字信号送给单片机处理,通过单片机进行数据比较分析,把实时湿度值送到显示电路进行显示。
当湿度高于或低于规定数值时,单片机发出指令,由加湿除湿电路进行处理,同时报警。
由键盘电路可改变预设的湿度围,从而根据季节和时间等具体需要对湿度检测系统控制的湿度围进行调节。
3 单元电路设计3.1 湿度传感器湿度采集选用HIH3610湿度传感器。
HIH3610是美国Honeywell公司生产的相对湿度传感器,该传感器采用热固聚酯电容式传感头,同时在部集成了信号处理功能电路,因此该传感器可完成将相对湿度值变换成电容值,再将电容值转换成线性电压输出的任务,同时该传感器还具有精度高、响应快、高稳定性、低温漂、抗化学腐蚀性能强及互换性好等优点。
其主要技术指标如下:①测量围:0~100%RH;②测量精度:-2~+2%RH;③电源电压:4~5.8V;④电源电流:200uA;⑤输出围:0.8~3.9V;⑥工作温度围:-40~+85℃。
3.2 A/D转换电路本系统中,湿度为缓变信号,而且转换成的电平信号为低电平缓变信号,对A/D 转换的要求不高,所以选用较为廉价的ADC0809。
该芯片完全可以满足设计需要,并且可以根据需要扩展检测电路。
ADC0809是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。
其部有一个8通道多路开关,它可以根据地址译码后的信号,只选通8个单端模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
其主要特性如下:①8路8位A/D转换器,即分辨率为8位;②具有转换启停控制端;③转换时间为100us;④单个+5V电源供电;⑤模拟输入电压围0~+5V,不需要零点和满刻度校准;⑥工作温度围为-40~+85℃;⑦低功耗,约15mw。
A/D转换后的数据应及时传送给单片机进行处理。
数据传送的关键是如何确认A/D转换的完成,只有确认完成后,才能进行传送。
为此可以采用下述三种方式:①定时传送方式:对于一种A/D转换器来说,转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。
例如ADC0809转换时间为128us,相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。
可据此设计一个延时子程序,A/D转换启动后即可调用此子程序,延时时间一到,转换肯定已经完成了,接着就可以进行数据传送。
②查询方式:A/D转换芯片由表明转换完成的状态信号,例如ADC0809的EOC端。
因此可以用查询方式,测试EOC的状态,即可确定是否转换完成,并接着进行数据传送。
③中断方式:把表明转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号,以中断方式进行数据传送。
不管使用上述哪种方式,只要一旦确定转换完成,即可通过指令进行数据传送。
当单片机RD信号有效且ADC0809的OE信号有效时,把数据送上总线,供单片机接受处理。
ADC0809的工作过程是:首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码选通8位模拟输入之一到比较器。
START信号高电平启动转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。
直到A/D转换完成,EOC变为高电平,指示转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。
当OE输入高电平时,输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。
3.3 湿度采集及A/D转换电路图3.1 湿度采集及A/D转换电路如图3.1所示,湿度传感器HIH3610由VCC供电后工作,输出电压Uout接在ADC0809的IN0通道,EOC外接一个反相器,用于转换完成时向单片机申请中断,以便处理。
3.4单片机本次设计选用AT89C51单片机。
AT89C51单片机是美国Atmel公司生产的带4K 字节FPEROM的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
该器件采用Atmel 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,Atmel的AT89C51是一种高效微处理器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
其最小系统电路如下所示:图3.2 单片机最小系统电路图3.5 按键电路为了完成预定湿度值的设置,系统中设置了5个按键,分别为复位键,加一键,减一键,设定键和确认键。
通过按键电路可以在不同的季节及不同的天气对室所需要湿度检测电路控制湿度的围进行有效的调节。
其电路如下图所示:图3.3 按键检测电路3.6 报警电路当所检测室湿度超过或低于所设定值时,报警电路便发出报警,提醒工作人员对湿度进行控制。
电路如下图所示:图3.4 报警电路3.7显示电路显示电路采用4位LED显示电路对湿度值进行实时显示。
在单片机系统中,为了有效的利用I/O口,使用数码管驱动芯片7B12S来实现。
图3.5 湿度显示电路4 系统软件设计4.1 系统软件流程框图图4.1 系统总体流程图5 绪论本次课程设计是基于单片机的湿度检测系统的设计,它是最常见的和最典型的过程控制系统,本设计主要针对51型单片机在检测相对过程控制方面的应用,分析湿度控制系统实例。
单片机对室湿度控制是一种单片机在现实生活中得到应用的一个方面,此系统除具有的检测功能外,还有数据处理功能、湿度显示功能、湿度控制功能等。
系统采用MCS-51系列单片机AT89C51作为控制核心,门控信号由部的定时计数器产生,AT89C51完成运算、控制及显示功能。
由于使用了单片机,使整个系统具有极为灵活的可编程性,能方便地对系统进行功能扩展和改进。
而本次课程设计正是鉴于单片机在这方面的优异性能,来设计一种单片机湿度控制系统。
通过将近两周的课程设计,锻炼了自己的查资料能力和实际动手能力,同时也促进了组员间的合作与交流,其收获是不言而喻的。