多功能环境参数测试仪的设计与制作
煤矿多功能便携环境参数检测仪
煤矿多功能便携环境参数检测仪刘江霞;范宝德【摘要】针对煤矿便携式检测仪技术落后、功能单一的特点,设计了基于ZigBee 的多种功能、多种接口的便携式环境参数检测仪.采用ARM芯片STM32F107 VCT6和ZigBee片上系统CC2530F256组成双MCU结构,实现了温度、瓦斯、CO和CO2的检测、显示、存储、查询、通信、报警等功能.除了CAN、以太网和USB三种有线接口,为了满足矿井物联网发展的要求,也设计了ZigBee无线网络接口.使用多功能检测仪可以同时检测煤矿中的多种环境参数,能更好地保障煤矿井下的正常生产和人员安全.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P32-35)【关键词】便携式检测仪;ZigBee;温度;瓦斯;CAN;以太网【作者】刘江霞;范宝德【作者单位】烟台大学工程实训中心,山东烟台264005;烟台大学计算机学院,山东烟台264005【正文语种】中文【中图分类】TP230 引言国家安全生产监督管理总局于2007年1月1日发布的中华人民共和国安全生产行业标准《AQ 1029—2007：煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》中规定：“矿长、技术负责人、爆破工、采掘区队长、通风区队长、工程技术人员、班长、流动电钳工、安全监测工下井时，必须携带便携式甲烷检测报警仪或甲烷检测报警矿灯。
瓦斯检查工下井时必须携带便携式甲烷检测报警仪和光学甲烷检测仪”。
为了保障煤矿中正常的生产过程和井下人员的生命安全，不仅需要检测煤矿中的瓦斯浓度，还要检测其他的环境参数(比如温度、CO、CO2等)[1]。
在2011年国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监察局联合修订的《煤炭安全规程》中明确给出了矿井有害气体最高允许浓度及检测方式的相关规定。
因此，需要设计一款多功能的便携式环境参数检测仪，不仅能够实现瓦斯浓度检测的功能，还能实现温度、CO、CO2的检测，并对检测数据进行数字显示、存储及传输。
多功能环境参数测试仪方案与制作
多功能环境参数测试仪的设计与制作浙江工贸职业技术学院电子工程系摘要：多功能环境参数测试仪的设计采用智能化的测量方法实现对环境参数的检测，包括温度、湿度、露点和噪音等四个参数。
论文论述了系统的硬件、软件设计过程及系统的主要功能。
该系统以AT89S52单片机作为主控芯片，采用了具有精度高、成本低、体积小、接口简单等优点的SHT11-P温湿度传感器实现温度与湿度的检测，测量精度可以达到±0.4℃，±3.0%RH；结合温度、湿度，通过数学运算计算出露点；采用电容话筒检测音量，通过信号放大、滤波、检波、A/D 转换、信号比较等过程实现对噪音的检测；采用了内置128×64汉字图形点阵模块显示字母、数字、中文字型及自定义图形，实现四种环境参数值的直观显示。
该系统具有体积小、响应迅速、低能耗等优点，可以适应多种场合的应用。
关键词：AT89S52单片机；温湿度检测；噪音检测；液晶显示二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和电脑时代。
不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。
它由主机、键盘、显示器等组成。
还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械装置，这种计算机成为单片微型计算机亦称为微型控制器。
顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。
因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。
它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。
现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
多功能环境参数测试仪<以下简称系统）就是基于AT89S52单片机而开发出来的。
一、系统的主要功能和特点单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
环境检测仪的设计
环境检测仪的设计摘要:设计了一款测量精度较高的环境检测仪,以AT89S52作为主控器件,通过温湿度传感器SHT11和新型数字式照度传感器BH1710,实现环境参数的检测,同时具有液晶显示、键盘操作和声光报警功能。
关键词:照度检测温湿度检测报警显示随着科技的进步及环境保护科学技术的提高,现实生活中有很多场合需要对环境信息进行检测,以此来对工农业生产和日常生活提供帮助。
利用AT89S52单片机作为主控器件,对环境温度、湿度及光照等数据进行实时采集、处理等。
1 系统设计方案该系统以AT89S52单片机为核心器件,通过瑞士Sensirion公司具有I2C总线接口的单片全校准数字式相对温湿度传感器SHT11和具有I2C总线接口的数字照度传感器BH1710完成环境温湿度和光照的采集,通过I2C总线将检测到的数据送入单片机进行处理、显示和报警。
2 系统硬件设计2.1 温湿度检测电路设计由于SHT11是数字式温湿度传感器,内部集成14位A/D,无需外加A/D,而且单片机和温湿度传感器通信采用I2C总线接口传输数据,因此,只需将SHT11的SCK和DATA引脚与单片机I/O口相连即可。
检测电路如图1所示。
由于AT89S52不具备I2C总线接口,故采用I/O口来虚拟I2C总线。
将P1.2口虚拟时钟线与SCK相连,用于MCU和SHT11之间同步通信;将P1.3口与串行数据DATA相连,用于数据读取。
DATA在SCK 时钟下降沿改变状态,并仅在SCK上升沿有效。
数据传输期间,在SCK 时钟高电平时,DATA需要保持稳定,避免信号冲突,在DATA端要加一个上拉电阻,同时在电源和地之间接入一个0.1μF的去耦电容。
2.2 照度检测电路设计(1)照度检测原理。
在光接收面上一点处的光照度等于照射在包括该点在内的一个面元上的光通量dΦv除以该面元的面积ds,即EV=dΦv/ds。
单位是勒克斯[2]。
(2)照度检测电路。
BH1710工作电压是2.4～3.6V,需要一个分压电路将5V分压得到3V左右的电压供给传感器,传感器将采集到的光照信号通过I2C总线接口传给单片机,但是由于所选单片机没有I2C总线接口,故采用I/O 口虚拟总线接口[3]。
一款多功能环保检测仪的设计
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多功能环境参数测试仪方案与制作
多功能环境参数测试仪方案与制作一、项目背景随着科技的发展和环境保护意识的增强，环境参数的监测和分析显得尤为重要。
为了准确、方便地获取环境参数数据，我们设计了一款多功能环境参数测试仪。
二、项目目标1.测量范围广：能够测量温度、湿度、光照强度、噪音等多种环境参数；2.精确度高：具备较高的测量精度和稳定性；3.显示方便：能够以数字和图形的形式直观显示环境参数信息；4.数据记录和导出：能够记录和存储一段时间内的环境参数数据，并支持导出；5.移动便捷：体积小巧、便于携带，可随时随地进行测试；6.可扩展性：可以通过添加模块或传感器，对更多的环境参数进行测试。
三、方案设计1.硬件设计：（1）核心控制模块：选用高性能的微处理器作为核心控制模块，负责整个系统的运行；（2）传感器模块：根据项目目标，选择相应的传感器模块进行环境参数测试；（3）显示器模块：使用液晶显示器，通过数字和图形显示环境参数信息；（4）数据存储模块：通过内部存储芯片将环境参数数据进行记录和存储；（5）通讯模块：支持USB、蓝牙或WIFI等通讯方式，对环境参数数据进行传输；（6）电源模块：使用纽扣电池或可充电锂电池作为电源，以保证测试仪的移动性。
2.软件设计：（1）测量算法：根据传感器模块的特性，编写测量算法，保证数据的准确性和稳定性；（2）界面设计：设计简洁、直观的界面，以数字和图形的形式显示环境参数信息；（3）数据存储和导出：将测量得到的环境参数数据进行存储，并支持导出到计算机或移动设备；（4）异常检测和报警：对异常参数进行检测，并通过声音或震动等方式进行报警提示；（5）可扩展性设计：支持添加新的传感器模块或功能模块，方便对更多环境参数进行测试。
四、制作过程1.硬件制作：根据设计方案，采购所需的硬件材料，并按照电路图进行连接。
注意保证连接的牢固和稳定，以确保仪器的正常运行。
对完成的硬件进行测试和优化，确保能够稳定准确地测量环境参数。
2.软件开发：根据软件设计方案，编写相应的代码，并进行测试和调试。
智能环境检测设备的制作技术
本技术新型公开了一种智能环境检测装置，包括主板、ZigBee模块、电源模块、温湿度检测模块、光照度检测模块、CO2检测模块、粉尘检测模块以及甲醛检测模块，ZigBee模块通过第一排针与主板连接，电源模块通过第二排针与主板连接，主板设有微控制单元，温湿度检测模块和光照度检测模块通过IIC总线与微控制单元连接，CO2检测模块、粉尘检测模块以及甲醛检测模块通过串口方式与所述微控制单元连接，ZigBee模块通过无线通信设备连接有智能终端。
本技术新型采用基于ZigBee的物联网通信方式与智能网关进行数据交互，具有稳定的组网功能和可靠的通信功能，通过微控制单元读取各个检测模块的传感器数据，并设定上下限阈值，进而实现超标报警的功能。
权利要求书1.一种智能环境检测装置，其特征在于，包括主板、ZigBee模块、电源模块、温湿度检测模块、光照度检测模块、CO2检测模块、粉尘检测模块以及甲醛检测模块，所述ZigBee模块通过第一排针与所述主板连接，所述电源模块通过第二排针与所述主板连接，所述主板设有微控制单元，所述温湿度检测模块和光照度检测模块通过IIC总线与所述微控制单元连接，所述CO2检测模块、粉尘检测模块以及甲醛检测模块通过串口方式与所述微控制单元连接，所述ZigBee模块通过无线通信设备连接有智能终端。
2.根据权利要求1所述的智能环境检测装置，其特征在于，所述微控制单元为STM32F103C8T6单片机。
3.根据权利要求1或2所述的智能环境检测装置，其特征在于，所述无线通信设备包括WIFI路由器以及智能网关。
4.根据权利要求3所述的智能环境检测装置，其特征在于，所述第一排针为间距1.27mm的排针。
5.根据权利要求3所述的智能环境检测装置，其特征在于，所述第二排针为间距2mm的双排针。
6.根据权利要求1所述的智能环境检测装置，其特征在于，所述智能终端为安装有控制程序的智能手机或平板电脑。
技术说明书一种智能环境检测装置技术领域本技术新型涉及环境检测设备领域，特别涉及一种智能环境检测装置。
手持式多参数环境检测记录仪设计
手持式多参数环境检测记录仪设计【摘要】提出了一种基于STM32系列单片机手持式多参数环境检测记录仪设计方案。
采用STM32F103VCT6为控制芯片，结合温度传感器PT100和双积分土壤含水量传感器等，实现了环境相关参数的测量，测试数据可实时记录并通过段式LCD显示并存储。
通过该系统的开发，可以为地理监测等相关研究人员提供测量方便，更大程度的提高监测的自动化水平及测试范围。
【关键词】单片机；传感器；数字式Abstract：It provides a designing project that the handheld equipment can test the parameters of environment as to the STM32 of microcontrollers.The chip model is bing temperature sensor of PT100 and double integral soil moisture sensor，it can measures environment-related parameter.what is more，the test data can be saved and it will show in the LCD.All in all，by studyding the system，it is convenient for the related researchers to monitor the geographical situation and improve the range of monitoring.1.系统概述本文提出了基于STM32系列单片机手持式多参数环境检测记录仪设计方案。
该仪表主要由温度传感器处理模块、土壤含水量水分传感器处理模块、盐分传感器处理模块、A/D转换电路、电源电路、单片机系统电路、LCD显示屏等组成。
一种便携式多参数环境监测仪的设计
一种便携式多参数环境监测仪的设计随着环境污染和相关健康问题的不断增加，便携式多参数环境监测仪成为了一种紧迫需求。
本文将介绍一种设计方案，该方案能够同时监测多个环境参数，并具有便携、可携带性和高性能等特点。
这种多参数环境监测仪的设计需要考虑多个因素，如测量的准确性、仪器的便携性、可携带性以及易于使用等等。
在设计这种仪器时，需要考虑以下几个关键功能和特点：1.多参数监测：该设备应能够同时监测多个环境参数，如温度、湿度、气压、噪音、PM2.5和甲醛等。
传感器选择要根据监测要求进行，具有高准确性和灵敏度。
2.数据记录和分析：该仪器需要能够存储和记录监测数据，并支持数据分析和后期处理。
可以通过内置存储芯片或可扩展的存储介质（如SD 卡）来实现数据记录功能。
通过USB接口或蓝牙技术，可以将数据传输到计算机或移动设备，并使用专门的软件进行数据分析和可视化处理。
3.轻便易携：为了方便使用和携带，该仪器应具有轻便和便携性，体积小且重量轻。
可以采用先进的材料和工艺来减少尺寸和重量，并使用方便的外壳和携带方式（如背带、握把等）来增加便携性。
4.电源和续航能力：为了保证长时间的使用，该仪器应具有较大的电池容量，并支持USB充电。
通过优化电路设计和低功耗的传感器，可以延长电池续航时间，并提高整体的使用效率。
5.显示屏和用户界面：为了方便用户操作和浏览数据，该仪器应具有直观的显示屏和用户界面。
可以采用彩色液晶显示屏或触摸屏技术，并提供直观的菜单和操作方式。
6.防护和耐用性：由于该仪器将在不同的环境中使用，因此需要具有一定的防护和耐用性。
可以采用防水、防尘和耐震设计来增加仪器的使用寿命和可靠性。
综上所述，一种便携式多参数环境监测仪的设计应包括多参数监测、数据记录和分析、轻便易携、电源和续航能力、显示屏和用户界面以及防护和耐用性等功能和特点。
通过合理的传感器选择、优化的电路设计和高效的操作界面，可以实现一个高性能、便携和易于使用的环境监测仪器。
一款多功能环保检测仪的设计
一款多功能环保检测仪的设计本文较为详细地介绍了一款多功能环保检测仪的设计发法,对其软件及硬件的功能和结构给出了具体的说明,整个设计比较完整,完全具有可行性、实用性标签：多功能检测仪软件功能设计硬件结构及功能环保问题历来是普遍受到全世界重视的主要问题之一,直接关系到我们人类的生存与发展。
能够及时发现我们周围环境中存在的问题是保护我们生存环境的首要前提,于是对环境各个方面监测、检测、分析也就成为了我们的重要任务。
不同方面的环保监测使用不同的检测仪器,我门这里介绍的这款仪器适合于对重金属等的检测。
一、系统软件设计系统整体结构功能:软件整体设计过程中一方面要明确系统的主要功能模块,另一方面要对系统各个功能模块的展开提出纲要。
主系统进入过程:系统二级菜单结构或说明:文件新建文件-> 送检单位管理文件–> 编辑窗口-> 样品编号文件–> 编辑窗口打开文件-> 选择文件类型打开后可以查看并编辑-> 浏览、编辑窗口导入文件-> 把备份的数据文件、参数设置文件、曲线文件等恢复到系统中-> 向导方式导出文件-> 当系统需要重新安装或出现问题时,可以自动把数据文件、参数设置文件、曲线文件等备份出来-> 向导方式文件管理-> 可以选择按类型单个或成批删除、复制等方法处理文件-> 多功能文件管理窗口数据结果分析-> 数据统计、分析、汇总、报表打印输出等,带有菜单-> 综合界面退出系统-> 复位系统(如关闭元素灯等)、保存数据、退出系统-> 显示复位进度分析参数调入分析参数文件-> 每次设置新的分析参数都将提示以某个文件名可以进行保存,可以在这里直接调用->显示浏览窗口调入默认分析参数-> 设备出厂时对每种原子化器带有一个标准的分析参数文件,该文件用户不能改写,只能调用设置新的分析参数-> 进入分析参数设置界面,该界面显示当前压力等数值和元素灯符号,可以激活个性化元素周期表来选择元素,所有设置完成后激活点火图标(火焰原子化器),标准样品浓度输入在该页面直接显示-> 仪器条件、测量条件采用书签方式切換显示输入。
便携式多参数环境监测仪的设计
便携式多参数环境监测仪的设计本文以智能建筑为应用背景,介绍一种通用性很强的便携式多参数环境监测仪。
它以MSP430F437超低功耗单片机为核心,配置新式的微型低功耗传感器,实现了建筑物内温度、湿度、光照度、有害气体浓度等参数的采集处理、存储、通信等功能。
文中详细阐明了传感器的选取、硬件结构、软件流程等相关技术,并指出该仪器的特点和优势。
1 传感器的选取传感器是决定监测仪精度的关键元件。
传感器的选择主要依据工作环境、测量精度、线性度、互换性、灵敏度、响应速度、稳定性、功耗、体积大小以及易于与MCU接口等。
本监测仪选用的各类传感器分别为:集成温度传感器TMP35、集成湿度传感器HM1500、热线型半导体气敏传感器MR511以及集成光照度传感器TSL253。
与同类产品相比,它们在上述方面有一定的优点,很适合便携式仪表使用。
TMP35电压输出量与被测温度T成线性关系,其式如(1);HM1500输出量为电压,与被测湿度%RH成正比,且与温度T有关系,其式如(2);MR511内有温度补偿,其输出电压与被测气体浓度C成近似线性关系(线性度≤±5%),其式如(3),式中Nc为器件灵敏度,环境湿度为Vc的值有影响;TSL253电压输出量与被测光照度Ee成正比,且与温度T有关,其式如(4),式中Ne为传感器的灵敏等。
VT=[10×T](mV) (1)VRH=[600×(%RH+)/()](mV) (2)Vc=[Nc×C](mV) (3)Vec=[(Nc×Ee) ×()](mV) (4)上述各式说明,高精度的监测必须考虑传感器的非线性、温湿度影响、测量误差及环境误差等问题,尤其要着重解决测量中的非线性及温湿度补偿。
在布置印刷电路板时尽量减少引线电阻和分布电容以降低测量误差。
在电路设计上要加线性化处理电路及温湿度补偿电路,或借助于单片机系统,由软件查表等方法进行处理、修正(用软件实现传感器的校正补偿功能可降低仪器功耗)。
PM2.5多功能检测仪的设计与开发
PM2.5多功能检测仪的设计与开发何金凤【摘要】详细介绍了PM2.5多功能检测仪的设计思路与方法,该检测仪的微处理器采用了32位RAM微处理器,该检测仪可以准确的检测到空气中的PM2.5、PM1.0、PM10等灰尘颗粒的浓度,同时可以检测环境的温湿度和VOC空气综合质量,可以实现锂电池供电功能.该检测仪采用的PM2.5传感器为激光灰尘颗粒传感器,具有检测精准、抗干扰能力强、使用寿命长、性价比高等优点.【期刊名称】《工业技术与职业教育》【年(卷),期】2019(017)003【总页数】5页(P10-13,19)【关键词】雾霾;PM2.5;检测仪;温湿度;VOC空气综合质量【作者】何金凤【作者单位】唐山工业职业技术学院,河北唐山 063299【正文语种】中文【中图分类】TP230 引言近几年随着工业的发展、汽车数量的增多，工业废气、汽车尾气等有害气体排放量逐年增加，造成了空气中灰尘颗粒含量越来越高。
在局部地区，特别是在无风，气流循环不畅的空气中，当空气中的灰尘颗粒排放量超过大气的循环能力和承载力时候，就形成了人人谈之色变的雾霾天。
从2013年以来，雾霾这个词汇越来越多的走进了我们的生活中，人们也知道了雾霾中的灰尘颗粒吸附有毒物质，可以轻松的被人吸入肺部，久而久之对人体的健康造成巨大伤害[1]。
因此，雾霾的污染程度逐渐成为了衡量一个城市污染程度的标准，国家近几年越来越重视雾霾的治理。
为了治理雾霾，很多地区逐渐出台了冬季工业限产、汽车限行，污染企业迁出城市等治理污染的政策，极大的改善了空气环境，减少了雾霾天的形成。
笔者认为除了从国家层面上去改善空气环境，个人也要防范雾霾，及时了解雾霾的浓度，及时的采取应对措施，因此笔者设计开发了一款激光PM2.5多功能检测仪，该检测仪不但可以实时检测PM2.5等颗粒浓度数值，同时可以检测温湿度和空气综合质量，使大家可以在家庭生活中及时了解室内的PM2.5浓度，温湿度和空气综合质量，保护自己的身心健康。
自己DIY一个PM2.5空气质量检测仪
自己DIY一个PM2.5空气质量检测仪展开全文前一段时间做的空气质量检测仪，赶上论坛DIY活动发上来。
做这个的初衷是实在不相信网上报的PM2.5值，还是做一个实时监测的，眼见为实。
最终效果如如下：这次设计的空气质量检测仪由三大部分构成：1.STM32F103控制器；2.攀藤G1激光PM2.5传感器；art-GPU 3.5寸液晶显示屏。
其中STM32F103控制器通过PM2.5传感器采集数据经过处理计算出PM2.5、PM10等数值，依据空气质量指数计算方法，计算出空气质量指数及分析首要污染物然后发送到液晶显示屏显示。
1.控制器STM32F103单片机不用多说了应用的已经非常广泛了。
用到的具体型号为STM32F103C8T6芯片具有20Kb SRAM、64Kb Flash存储空间。
同时提供3个USART接口，完全满足需要。
STM32最小系统原理图实物图2 激光PM2.5传感器原理攀藤G1是一款数字式通用颗粒浓度传感器，可以用于获得单位体积内空气中悬浮颗粒物个数及质量，即颗粒物浓度，并以数字接口形式输出。
传感器采用激光散射原理。
即令激光照射在空气中的悬浮颗粒物上产生散射，同时在某一特定角度收集散射光，得到散射光强随时间变化的曲线。
进而微处理器利用基于米氏（MIE）理论的算法，得出颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量。
输出为单位体积内各浓度颗粒物质量及个数。
传感器原理实物图和接口定义。
攀藤G1传感器传输协议串口默认波特率：9600bps，校验位：无，停止位：1位。
模块工作在连续采样方式下，模块在每一次采样结束后主动发送采样数据，采样响应时间小于600毫秒，数据更新时间小于2秒。
模块发送数据包定义32个字节。
控制器只要读取串口中数据，处理、传唤得到需要的数值。
传输协议用到的有数据4、5、6，直接读出传感器中的16进制数据。
3.液晶屏液晶屏型号是35DTP，分辨率480*320。
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多功能环境参数测试仪的设计与制作浙江工贸职业技术学院电子工程系摘要：多功能环境参数测试仪的设计采用智能化的测量方法实现对环境参数的检测，包括温度、湿度、露点和噪音等四个参数。
论文论述了系统的硬件、软件设计过程及系统的主要功能。
该系统以AT89S52单片机作为主控芯片，采用了具有精度高、成本低、体积小、接口简单等优点的SHT11-P 温湿度传感器实现温度与湿度的检测，测量精度可以达到±0.4℃，±3.0%RH；结合温度、湿度，通过数学运算计算出露点；采用电容话筒检测音量，通过信号放大、滤波、检波、A/D转换、信号比较等过程实现对噪音的检测；采用了内置128×64汉字图形点阵模块显示字母、数字、中文字型及自定义图形，实现四种环境参数值的直观显示。
该系统具有体积小、响应迅速、低能耗等优点，可以适应多种场合的应用。
关键词：AT89S52单片机；温湿度检测；噪音检测；液晶显示二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和电脑时代。
不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。
它由主机、键盘、显示器等组成。
还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械装置，这种计算机成为单片微型计算机亦称为微型控制器。
顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。
因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。
它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。
现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
多功能环境参数测试仪（以下简称系统）就是基于AT89S52单片机而开发出来的。
一、系统的主要功能和特点单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比采用电子或数字电路更加强大。
基于以上因素，我们选用ATMEL的AT89S52单片机，系统的硬件部分包含传感器元件、测量电路、A/D 转换器、液晶显示器、键盘等。
系统采用SHT11作为温湿度传感器，话筒作为噪音传感器，经测量电路后送入单片机处理。
系统外接128×64液晶显示器，用来显示处理后得到的各种环境参数。
图1 系统的硬件组成框图二、系统的硬件设计系统采用SHT11温湿度传感器采集温湿度数据，由电容话筒、运放、电压比较、A/D 转换等组成的噪音检测电路，经单片机处理后，最终在ST7920液晶屏上显示温度、湿度、露点及噪音。
系统的硬件组成框图如图1所示。
（一）AT89S52单片机单片机是指在一块芯片上集成了CPU，RAM，ROM，定时器/计数器，中断控制器，串行口等部件的单片微型计算机，字母简写为MCU。
由于单片机具备体积小，重量轻，性价比高，功能齐全及运算速度较快等优点，使得单片机在测控系统，智能仪表，机电一体化产品，智能接口的各方面具有广泛的应用。
2．AT89S52单片机资源特征8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
（二）SHT11-P温湿度传感器系统采用的温湿度传感器是SHT11-P，它具有体积小、免校正等特点。
可应用于各种恶劣环境的温湿度测量。
1．技术参数及特点湿度：0～100%RH；温度:-40～+123.8℃；精度：±3.0%RH；±0.4℃；响应时间：<4s；低功耗；可完全浸没。
SHT11温湿度传感器实物图如图2所示。
图2 温湿度传感器实物图图3单片机与SHT11的接口电路2．电源引脚SHT11的供电电压为2.4～5.5V。
传感器上电后，要等待11ms以越过“休眠”状态。
在此期间无需发送任何指令。
电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF的电容，以去藕滤波。
单片机与SHT11的接口电路如图3所示。
3．串行接口串行时钟（SCK）：SCK用于微处理器与SHT11的通讯同步。
由于接口包含了安全静态逻辑，因此不存在最小SCK频率。
串行数据（DATA）：DATA三态门用于数据的读取。
DATA在SCK时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK时钟上升沿有效。
数据传输期间，在SCK时钟高电平时，DATA必须保持稳定。
为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA在低电平。
需要一个外部的上拉电阻（例如：10kΩ）将信号提拉至高电平。
（三）噪音检测电路正常情况下，声音强度在30dB以下会感到很悦耳，高于80dB就比较讨厌了。
在家庭环境内的噪声强度约为47dB上下，系统设计了一种噪音信号放大和检测电路和噪声强度的指示电路，并通过A/D转换将噪音信号数字化，由单片机对噪音强度进行识别处理。
1．噪音采集噪音通过电筒话筒采集，对电容话筒两端变化的电压经LM358放大后由音量调节电位器R6调节后送至检波电路检波，一路由LM358电压跟随电路送至TCL549A/D转换后送由单片机处理，另一路则送给由3个LM324组成的10层电压比较器由发光二极管显示。
每个发光二极管代表约1dB。
噪音采集电路原理图如图4所示。
图4 噪音采集电路原理图电路共有4部分组成，大致可分为电源稳压、噪音采集、信号检波、电压跟随。
电源稳压部分给后续电路提供稳定的9V电源。
噪音采集部分由噪音对电容话筒的影响产生电压的变化送入运放反向输入端与同相输入端的电压比较，电位器调节后送至后续电路。
信号检波部分将之前的电压信号去纹波送给后续电路。
电压跟随部分对前面输入的信号进行纹波处理，输出直流电压送至后续噪音指示电路。
2．噪音指示此部分的工作电源来自前面的稳压后的9V直流电源，LM317构成的三端可调电压给10个串联的分压电阻提供基准电源，3个LM324中的10个运放反相输入端连在一起接前面的信号输入，当信号输入大于某个运放的正输入端的电压时，运放输出低电平信号，发光二极管则发亮。
噪音检测电路图如图5所示。
图5 噪音检测电路原理图（四）液晶显示电路系统的显示部分采用了ST7920液晶显示模块。
ST7920点阵LCD控制/驱动IC，可以显示字母、数字符号、中文字型及自定义图块等，可以提供三种控制接口，分别是8位微处理器接口，4位微处理器接口及串行接口。
所有的功能，包含显示RAM，字型产生器，以及液晶驱动电路和控制器，都包含在一个单芯片里面，只要一个最小的微处理系统，就可以操作LCD控制/驱动IC。
ST7920 的字型ROM 包括8192个16×16点的中文字形以及126个16×8点半宽的字母符号字型，另外绘图显示画面提供一个64×256点的绘图区域（GDRAM）及240点的ICON RAM，可以和文字画面混和显示，而且ST7920内含CGRAM提供4组软件可程序规划的16×16造字功能。
ST7920 具有低功率电源消耗 (2.7V～5.5V) 可以提供电池操作的携带式产品的省电需求。
三、系统的软件设计在单片机的开发应用中，C语言应用最为广泛，C语言具有模块化的特点，容易阅读和维护。
同样模块化的特点使其易于移植。
它的几个显著的特点为：程序模块化、可读性好、效率高、可移植性强、数据处理能力强等。
鉴于以上原因，系统采用C语言开发。
（一）主程序系统着重了对温湿度的检测，因此在主程序中添加了实时修正，更好的加强温湿度的准确性。
整个程序中有实时向串口发送数据，只要接上串口线联机就能在电脑上查看处理后的温湿度及露点。
主程序流程图如图6所示。
图6 主程序流程图（二）显示程序将显示程序写成一个头文件，这样就能很好的将函数模块化，其他地方需要用到液晶模块只需包含此头文件即可。
以下对ST7920的串行模式数据传输做详细介绍。
当PSB脚接低电位时，ST7920将进入串行模式，在串行模式下将使用两条数据传输线作串行数据的传送，主控制系统将配合传输同步频率线（SCLK）与接收串行数据线（SID），来达成串行传输的动作。
ST7920的同步频率线（SCLK）具有独立的操作频率，但是当有连续多个指令需要被传送时，指令执行的时间将需要被考虑，必须确实等到前一个指令完全执行完成才能传送下一笔数据，因为ST7920内部并没有传送/接收缓冲区。
从一个完整的串行传输流程来看，一开始先传输起始字节，它需先接收到五个连续的1（同步位字符串）在起始字节，此时传输计数将被重置并且串行传输将被同步，再跟随的两个位字符串分别指定传输方向位（RW）及暂存器选择位（RS），最后的第八位则为0。
在接收到同步位及RW和RS数据的启始字节后，每一个八位的指令将被分为两个字节接收：较高4位（DB7~DB4）的指令数据将会被放在第一个字节的LSB部分，而较低4位（DB3~DB0）的指令数据则会被放在第二个字节的LSB部分，至于相关的另四位则都为0。
串行传输信号时序如图7所示。
图7 串行模式数据传输时序图（三）温湿度采集处理程序用一组“启动传输”时序来表示数据传输的初始化。
它包括：当SCK时钟高电平时DATA翻转为低电平，紧接着SCK变为低电平，随后是在SCK时钟高电平时DATA翻转为高电平，启动传输的时序如图8所示。
启动传输程序s_transstart（）如下：void s_transstart(void){DATA=1；SCK=0；_nop_()；SCK=1；_nop_()；DATA=0；_nop_()；SCK=0；_nop_()；_nop_()；_nop_()；SCK=1；_nop_()；DATA=1；_nop_()；SCK=0；图8 启动传输时序图图9 通讯复位时序图}如果与SHT11通讯中断，下列信号时序可以复位串口：当DATA 保持高电平时，触发SCK 时钟9次或更多。
在下一次指令前，发送一个“传输启动”时序。
这些时序只复位串口，状态寄存器内容仍然保留。
通讯复位时序如图9所示。
通讯复位程序s_connectionreset （）如下：void s_connectionreset(void){unsigned char i ；DATA=1；SCK=0；for(i=0；i<9；i++){ SCK=1；SCK=0；}s_transstart()；}图10 RH 测量时序图 测量时，发送一组测量命令（00000101表示相对湿度RH ，00000011表示温度T ）后，控制器要等待测量结束。