Proteus仿真下的SHT11温度湿度监控系统设计
基于Proteus的温室大棚温湿度采集系统设计及仿真
基于Proteus的温室大棚温湿度采集系统设计及仿真
孙万麟
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2023(36)1
【摘要】为了有效提高茄子温室大棚的生产数量和质量,采用Proteus软件设计及仿真了一个以AT89C52单片机作为主控器的温湿度采集系统。
该系统以温湿度参数作为主要研究对象,选取DHT11传感器作为温湿度数据采集器件,LCD1602作为输出显示器件,独立式按键作为温湿度阈值设置器件,发光二极管作为报警信号指示灯,若采集的温湿度在阈值范围内则绿色指示灯点亮,但超出或低于阈值时红色指示灯点亮,并发出报警声进行提示。
在系统正常运行基础上,通过查看虚拟寄存器窗口对该系统设计正确性进行了验证性分析。
【总页数】3页(P138-140)
【作者】孙万麟
【作者单位】昌吉学院物理系
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于PROTEUS的单片机温度采集系统设计与仿真
2.基于WinUSB与SHT75的温湿度数据采集与控制系统设计仿真
3.基于PROTEUS的多路温度\r采集系统设
计与仿真4.基于Proteus的温湿度数据采集系统设计与仿真5.基于Proteus和LabVIEW的温室大棚温湿度测控系统设计及仿真
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基于SHT11的温湿度控制系统设计
图 1 系统电路刘胜男，华北电力大学，研究生，研究方向：电力系统及其自动化。
图 2 主程序流程图
AT89C51 相应的 I/O 端口将获得高电平。
键盘主要实现显示界面切换、温湿度报警限值和时间设置三项功能。
这四个开关的功能是：S1 为接口开关键；S2 为逻辑“+”，上翻页，光标向上；S3 为逻辑“-”，下翻页，光标向下；S4 为选择键。
2.3 温湿度测量子程序
传感器工作时，请首先初始化数据传输来启动 SHT11 测量时序。
（1）AT89C51 会发布一组 8 位的测量命令，当 SCK 时钟的下降时，DATA 置为低电平。
（2）相继发送 9 个 SCK 时钟命令来确认任务，DATA 在其下降沿后恢复为高电平。
此时，我们可以看到，单片机可在进入到空闲模式时会自动暂时停止发送时钟序列以准备读取测量数据。
在整个系统测控系统中，定时器 T0 的中断服务程序里显示的是温湿度测量程序。
定时器 T0 为工作模式 1（时间常数较大），定时器周期为 50
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SHT数字温湿度测量仪设计方案
封面作者：PanHongliang仅供个人学习一、课程设计的目的及意义本设计是测控仪器与系统课程综合训练，同学们可以通过理论学习，课题选择，资料查询，软件查阅，软、硬件设计，系统调试等环节，巩固和提高所学的知识和应用水平，进一步学习和领会测控应用系统的开发方式和技巧，提高学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的实际动手能力。
学会提出问题，观察和分析问题，得到最终的科学的方法。
培养团队合作精神，严谨的工作作风，务实的工作态度。
为今后的毕业设计，及从事测控系统的设计与维护奠定坚实的基础。
二、设计内容采用将温度和湿度一起测量，即用一个温湿度传感器SHT11实现。
温湿度传感器SHT11将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集合到一个芯片上，该芯片包括一个电容性聚合体湿度敏感元件和一个用能隙材料制成的温度敏感元件，这两个敏感元件分别将湿度和温度转换成电信号，该信号首先进入微弱信号放大器进行信号放大，然后进入一个14位的A/D转换器，最后经过二线串行数字接口输出数字信号，采用数码管显示所测温度和湿度。
三、系统总体设计1、主要功能要求○1温度和湿度传感器均选用模拟类型，并完成其信号放大和传递电路的设计；○2AD转换采用8位并行的AD89C51；○3显示器件选择LED液晶显示；○4温度值和湿度值间隔轮流显示；○5单片机系统采用51单片机系统；○6完成硬件电路的设计和制作；○7完成软件程序的设计；○8完成整个系统的设计、调试和制作；2、整机设计框图及整机概述系统整机框图：图1整机概述转硬件设计4.1单片机采用Programmable俗称单片机。
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，A TMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机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。
基于Proteus的温湿度采集系统设计
基于Proteus 的温湿度釆集系统设计一. 设计目的：1. 熟悉Pioteus 的操作坏境，能够使用keil u-vision 和Proteus 对单片机程序进行联合调试的 方法。
2. 熟悉单片机的编程，学习根据时序图编写程序的方法，理解模块化编程的思想。
3. 掌握1602液晶显示模块程序的编写。
二. 设计要求：通过SHT10 土壤温湿度传感器对当前的温度和湿度进行采集，并将采集的结果送1602液晶 进行实时显示。
三. 设计方案：1 •硬件电路设计（1）单片机最小系统单片机最小系统由晶振电路和上电复位电路组成。
图一单片机最小系统（2） 1602液晶显不电路本设计采用LCD 1602液晶作为显示器件，1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用 来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组 成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。
每位之间有一个点距的间隔每行之间也有也有 间隔起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以他不能显示图形。
1602LCD 是指 显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
目前市 面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780写的控制程序町以很方便地应用于市面上人部分的字符型液晶。
5T 22PC2-^:2Pk VTA I AP0.0/AD0 卩 I AL IYTAI OP0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 • XO IP2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 PSEN P2.3/A11 ALE P2.4/A12 CAP2.5/A13P2.6/A14 P2.7/A15 P1.0 P3.0/RXD P1.1 P3.1/TXD P1.2 P3.2/IRT0 P1.3 P3.3/INT1 P1.4 P3.4/T0 P1.5 P3.5/T1 P1.6 P1.7 P3.6^WR P3.7/K153938 •- /37 心/ 36 03丿 35 d4丿34 Q3332 d7丿 21 RS/22 QN/23 uAT89C51293031 12345678918 9 242714LCD1LM016L图二液晶显示电路(3) SHT10温湿度传感器电路SHT1O 系列单芯片传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。
温湿度传感器SHT11的感测系统设计
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49 2007 年第 4 期 M icrocontrollers & Em bedded Syst ems
信的。通信协议与通用的 I2 C 总线协议 是不兼容的, 因 此 需要用通用微处理器 I/ O 口模 拟该通 信时序。 微处理 器 对 SH T 11 的控制是通过 5 个 5 位 命令代 码来 实现的, 命 令代码的含义如表 1 所列。
通过以上宏定义, 可 以实现 SCK 和 DA T A 总线的 各
种输入和输出状态。为了模拟该二线串行数字协议, 还需 要一个延时函数。WIN AV R 库函数提供了一个延时 函数 _delay_loop_2( unsigned char s) , 该 延时 函数 运行 用 4 个
时钟周期, 所以自定义延时 1 s 函数可以定义如下:
温湿度传感器 SHT 11 感测系统 露点计算
1 SHT11 简介
SHT 11 是瑞士 Sen sirion 公司推出的一款数字温湿度 传感器芯片。该芯片 广泛应 用于 暖通空 调、汽车、消费 电 子、自动控制等领域。共主要特点如下:
高度集成, 将温度感 测、湿 度感测、信号 变换、A/ D 转换和加 1 和 4 信号地和
电源, 其工 作电压范 围
是 2. 4~ 5. 5 V;
脚 2 和脚 3 二线串
行数字接口, 其中 DA-
T A 为 数据 线, SCK 为 时钟线;
图 1 SHT11 引脚图
脚 5~ 8 未连接。
3 SHT11 的内部结构和工作原理
温湿度传感器 SH T 11 将温度感测、湿度感测、信号变 换、A/ D 转换和加热器等功 能集成到 一个芯 片上, 其内 部 结构如图 2 所示。该 芯片包 括一个 电容性 聚合 体湿度 敏 感元件和一个用能隙材料 制成 的温度 敏感元 件。这两 个 敏感元件分别将湿度和温度转换成电信号, 该电信号 首先 进入微 弱 信号 放 大器 进 行放 大; 然 后进 入 一个 14 位 的 A/ D转换 器; 最后 经过二线 串行数 字接口输 出数字 信号。 SHT 11 在出厂前, 都会在恒湿或恒温环境 中进行校 准, 校 准系数存储在校准寄存器 中; 在测 量过 程中, 校 准系数 会 自动校准来自 传感器 的信 号。此 外, S HT 11 内部 还集 成 了一个加热元件, 加热元 件接通 后可以 将 SHT 11 的温 度 升高 5 左右, 同时功耗也会有所增加。此功能主要为了 比较加热前后的温度和湿度值, 可以综合验证两个传 感器 元件的性能。在高湿( > 95% RH ) 环境 中, 加热传感 器可 预防传感器结露, 同时缩 短响应 时间, 提高精 度。加热 后 SHT 11 温度升高、相对 湿度 降低, 较加 热前, 测量 值会 略 有差异。
基于sht11的温湿度监测器设计大学毕设论文
广西科技大学毕业设计（论文）题目：基于SHT11的温湿度监测器设计系别：电气与计算机工程专业班级：自动化姓名：学号：指导教师：职称：二〇一五年五月二十五日摘要随着社会的快速发展，环境中的温湿度对人们的生活日益突出。
本次设计主要是基于SHT11温湿度监测器系统的设计。
根据设计的需要设计出温湿度监测系统。
该系统的主要可以分为单片机，温湿度监测电路，报警电路，LCD12864液晶显示电路以及温湿度上下限设定电路和复位电路等。
系统主要由SHT11采集环境中的温湿度信号通过单片机进行处理，当所采集到的温湿度超过或低于用户所设定的温湿度上下限值时，系统都会快速精确地发出报警指令。
以便于工作人员能够及时的做出相关的应对的准备。
该系统体不仅积小、结构简单、成本低、而且测量精度高、稳定性强是一种多集成技术应用功能于一体的温湿度监测系统。
该系统的使用在现代社会的发展具有重要的作用关键字：温湿度测量；SHT11；单片机；监测报警AbstractWith the rapid development of society, the environment temperature and humidity on people's lives become increasingly prominent. The design is based on SHT11 temperature and humidity monitoring system design. According to design the design temperature and humidity monitoring system. The system can be divided into single-chip, temperature and humidity monitoring circuit, alarm circuit, LCD12864 LCD lower limit circuit and reset circuit on the circuit as well as temperature and humidity. SHT11 collection system consists of temperature and humidity of the environment signal processed by the microcontroller, when the collected temperature and humidity above or below a user-set upper and lower limits of temperature and humidity, the system will quickly and accurately alarm instruction. In order to prepare the relevant staff to make a timely response. The system is the body not only small size, simple structure, low cost, and high accuracy, stability is a multi-functional integrated technology in one of the temperature and humidity monitoring system. Use of this system has an important role in the development of modern societyKeywords:temperature and humidity measurements; SHT11; SCM; monitoring and alarm目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)1 绪论 (4)1.1 选题意义 (4)1.2 环境参数对生物的影响 (4)1.3 温湿度监测的意义 (4)1.4 国内外研究状况 (5)1.5 本次研究的主要内容及任务 (6)1.6 小结 (6)2 系统硬件设计 (7)2.1 系统设计方案 (7)2.2 单片机最小系统 (8)2.2.1 STC89C51单片机 (8)2.2.2 晶振电路 (10)2.2.3 复位电路 (10)2.3 温湿度检测电路设计 (11)2.3.1 SHT11引脚功能 (11)2.3.2 SHT11的基本原理 (12)2.3.4 SHT11通讯复位时序 (13)2.3.5 信号的转换 (14)2.3.6 湿度信号的温度补偿 (15)2.3.3 SHT11温湿度检测电路设计 (15)2.4 LCD12864液晶显示 (16)2.5 报警电路 (18)2.6 小结 (18)3 系统软件设计 (19)3.1 系统主程序设计 (19)3.2 温湿度测量子程序 (20)3.3 12864液晶显示程序设计 (23)3.4 报警程序设计 (24)3.5 按键控制流程设计 (25)3.6 小结 (25)4 系统测试分析 (26)4.1 硬件调试 (26)4.2 软件调式 (27)4.3 小结 (32)5 结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1 绪论1.1 选题意义自进入二十一世纪以来人类社会得到了迅速的发展，世界各国工农业现代化建设都趋向于现代化信息化。
基于protues的温湿度测量系统设计
毕业论文学生姓名谢欢欢学号170907073 学院物理与电子电气工程学院专业电子信息工程题目基于PROTUES的温湿度测量系统设计指导教师付浩副教授2013 年 5 月摘要：本文采用Protues7.5仿真软件设计以低功耗STC89C51单片机为核心，配置新式的微型低功耗传感器DHT11,使用液晶显示LED1602采集到的数据，实现了温度、湿度两个参数的采集、处理和显示等功能。
文章以温室环境作为研究对象，介绍了温湿度温湿度测量电路、单片机外围电路、软件流程、汇编语言源程序的设计、数据采集系统的设计过程及仿真的实现方法。
该方法可以提高系统的开发效率、缩短周期和降低成本，为单片机系统的开发提供了手段。
结果表明，所设计环境参数温度控制精度稳定在O.1℃范围之内，湿度的误差可控制在±2.0％RH以内。
关键词：Protues，STC89C51，DHT11，LED1602，温度，湿度Abstract:By Protues7.5 simulation software design for low power STC89C51 microcontroller as the core, the allocation of new low-power micro-sensors DHT11, using liquid crystal display LED1602 data collected, realizing the collection of temperature, humidity, two parameters, processing and display functions. Based on greenhouse environment as the research object, this paper introduces the temperature and humidity temperature and humidity measuring circuit, microcontroller peripheral circuit, software flow, assembly language source program design, the design process of the data acquisition system and the realization of the simulation method. The method can improve system development efficiency, shorten the cycle and reduce costs, provides a means for the development of single-chip microcomputer system. Results show that the design of environmental parameters, temperature control precision is stable in o. 1 ℃, humidity of the error can be controlled within + / - 2.0% RH.Key words: Protues, STC89C51, DHT11, LED1602, temperature and humidity目录1 前言 (4)2 整体方案设计 (4)2.1 温湿度测量测量系统的基本构成 (4)2.2 温湿度测量系统原理 (5)2.3 系统框图 (5)3 硬件电路设计 (5)3.1 温湿度传感器模块 (5)3.1.1 DHT11简介 (6)3.1.2传感器性能说明 (6)3.1.3 接口说明 (7)3.1.4 电源引脚 (7)3.1.5 串行接口 (7)3.1.6 测量分辨率 (9)3.2 LCD显示模块 (8)3.2.1 LCD1602简介 (8)3.2.2 LCD1602接口电路 (11)3.3 电源模块 (11)3.4 单片机STC89C51模块 (12)4 系统软件设计 (15)4.1 系统程序设计方案 (15)4.2 系统流程图 (15)4.2 系统主要程序 (15)5 系统仿真与调试 (18)5.1 仿真结果 (18)5.2 实验数据记录 (20)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)1 前言在单片机应用系统的传统开发方式中，对系统的硬件电路进行设计完成后，需要制作成实物的电路板，并结合单片机仿真器进行软硬件的联合调试。
基于SHT11的粮仓温湿度测控系统的设计
摘 要 ： 用 数 字 温 湿 度 传 感 器 Ｓ Ｔ １为测 量 元 件 ， 采 Ｈ １ 结合 单 片机 和 Ｐ Ｃ机 实现 了粮 仓 温 湿 度 测 控 系统 。 下 位 机 系统 以 Ａ Ｃ９ ５ Ｔ ８ Ｃ １为核 心 ， 用 Ｓ Ｔ １为 测 量 元 件 ， 用 无 线 数 传 模 块 Ａ Ｃ ０ Ａ 一 ３与 上 位 机 通 信 ， 现 数 据 上 传 ， 时接 收 上 采 Ｈ １ 利 Ｐ ２０ ４ 实 同
图１ Ｓ ｌ ＨＴ ｌ内部 结 构 框 图
Ｓ Ｔ １测量原理 ： 先 利用 ２只传 感器 分 别产 生 相 对湿 Ｈ１ 首
度、 温度的信号 ， 然后经过放大 ， 分别送至 Ａ Ｄ转换器进行模数 ／
位机 下传的控制命令 。上位机监控程序采用 ｃ＋ ＋Ｂ ｉ ｅ 为开发平 台， ｕｌ ｒ ｄ 实现对多个下位机 系统的集 中监控。 关键词 ： 温湿度 ；Ｈ １ ； Ｓ Ｔ １ 单片机 ； 测控 系统
中 图分 类 号 ：Ｎ １ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ ２ —１４ （０ ０ ０ ０ ５ ０ Ｔ９１ Ｂ １０ １ ８ １ ２ １ ）９— ００— ２
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ａ ａ ｙ Ｔｅ ｐｅ ａ ｕｒ ｎｄ Ｈ ｕ ｉ ｔ ｓｇ ｆＧｒ ｎ ｒ ｍ ｒ ｔ ｅ ａ ｍ ｄｉｙ Ｍ ｅ ｓ ｅ ｅ ｎｄ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ Ｈ Ｔ１ ａ ｕｒ ｍ ｎｔａ ｎ ｒ ｉＳ ｓｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ １
２０１ 拄 ０
仪
表 技 术 与 传 感 器
２ ０ ０１ Ｎｏ ９ ．
第 ９期 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ Ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ａ ｄ Ｓ ｎ ｏ ｎｔ ｕ ｎ ｅ ｈ ｉｕ ｎ ｅ ｓ ｒ
基于51单片机的温湿度测量电路的设计
经过线性补偿后的湿度值，SORH 为相对湿度测量值，C1、C2、C3
为线性补偿系数，公式 2 为 RHtrue=（T-25）×（t1+t2×SORH）
+RHlinear，式中：RHtrue 为经过线性补偿和温度补偿后的湿度
值，T 为测试湿度值时的温度 (℃ )，t1 和 t2 为温度补偿系数，公式
3 为 Temperature=d1+d2×SOT，d1 和 d2 为 特 定 系 数，d1 的 取
+5V 逻辑电源；3 号引脚 VEE 为液晶驱动电源，4 号 5 号 6 号分别
为寄存器选择，读 / 写操作选择，使能信号，这三个引脚的取值不
同功能也不同。如表 1 所示：
表1
4：RS
5：R/W
6：E
功能
0
0
下降沿
写指令代码
0
1
高电平
读标志和 AC 码
1
0
下降沿
写数据
1
1
高电平
读数据
LCD 液晶显示屏使用前通常需要进行清屏操作（用软件实现），
电平时电机 MOTOR 不转。
2. 关于光耦隔离装置 OPTOCOUPLER-NPN
该装置采用输入级为二极管，输出级为三极管的形式。当输入
级的二极管导通时，即可对输出级的三极管进行光照，从而使输出
级的三极管的 4，5 引脚导通，形成一根导线；输出级为带基极的三
极管，具有放大状态，6 引脚的作用便是使输出电流放大，在连接
本 次电 路设 计 将 使 用 PROTUES 进行 仿 真，以 MCS51 单
片 机 为 CPU，电 路 实 现 过 程中 将 使 用以下器 件（某 些 器 件 在
SHT11 温湿度传感器的工作原理探析
图，并通过 1602 液晶显示 SHT11 测得的湿度值，验证了湿度测量电路及其程序编写的正确性。
关键词：SHT11 温湿度传感器；工作原理；程序编写
中图分类号：TP274
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2019）28-0070-03
Analysis on the Working Principle of SHT11
Abstract: This paper discussed the working principle of SHT11 temperature and humidity sensor, designed the cir⁃ cuit diagram of SHT11 humidity measurement using proteus simulation software, and verified the correctness of the humidity measurement circuit and its programming by 1602 liquid crystal display SHT11 measured humidity value. Keywords: SHT11 temperature and humidity sensor；working principle；programming
收稿日期：2019-09-05 作者简介：徐锦钢（1983—），男，硕士，讲师，研究方向：电子信息系统设计。
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第 28 期
SHT11 温湿度传感器的工作原理探析
·71·
做放大处理；之后进入 A/D 模数转换器；最后经过二线串 行数字接口将数字信号输出。在出厂前，SHT11 会在恒 湿或恒温环境中进行校准，并且将校准系数存放在校准 寄存器中；校准时，校准系数会自动校准来自 SHT11 的信 号。另外，SHT11 内部还集成了一个加热单元，加热单元 接通后可以将 SHT11 的温度提升 5℃，但功耗也会相应增 加。安装加热单元主要是为了比较加热前后的温度和湿 度值，以此来综合验证两个传感器元件的性能。在高湿 （湿度＞95%时）环境中，加热功能可防止传感器结露，同 时可缩短传感器响应时间，从而提高测量精度［2］。
Proteus仿真下的SHT11温度湿度监控系统设计
上海交通大学温度湿度监控系统仿真设计研究报告设计题目：基于SHT11的温度湿度监控系统Proteus仿真设计学院：电子信息与电气工程学院姓名：2019年5月24日设计任务书题目基于SHT11的温度湿度监控系统Proteus仿真设计一、设计的目的1.将理论知识运用于实践当中,掌握模拟电路设计的基本方法、基本步骤以及基本要求。
在实践中了解电子器件的功能与作用。
2.学会温湿度监测系统的设计方法，完成要求的性能和指标3.锻炼、提高在电子设计中发现问题、分析问题、解决问题的能力。
二、设计的内容及要求1.设计一套基于51单片机的温湿度Proteus仿真监控系统；2.采用高精度SHT11温湿度传感器模块；3.LCD液晶实时显示当前环境温度、湿度值；4.设计报警单元，实现系统对超限温湿度监控报警；5.设计输入单元，可对系统正常温湿度范围进行调节；6.仿真系统能够可靠、稳定地运行；三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日摘要在日常生活中，温度、湿度是两种最基本的环境参数，是与人类的生活、工作关系最密切的物理量，也是各门学科与工程研究设计中经常遇到的，必须精确测量和不可忽略的物理量。
从工业炉温、环境气温到人体温度，从空间、海洋到家用电器，每个技术领域都离不开温度、湿度的测量与监控。
SHT11是基于CMOSens技术的新型智能温湿度传感器，它将温度湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、二线串行接口全部集成于一个芯片内，融合了CMOS 芯片技术与传感器技术，使传感器具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等特点。
温湿度监控系统的软件部分是以Keil为开发平台，C语言为软件系统的开发语言,同时采用模块化编程。
具体分为以下几个部分：主控制、温湿度采集程序、温湿度数据处理程序、LCD显示程序、按键设置程序和LED，蜂鸣器报警程序。
系统通过SHT11温湿度传感器感应周围的环境的温度和湿度，通过单片机对采集到的数据进行读取处理，经过LCD1602显示模块实时显示温湿度数据，同时可以通过按键模块对温湿度报警上、下限值进行设定。
基于SHT11温湿度传感器课程设计
课程设计报告书课程名称：《传感器原理及应用》课程设计题目：基于SHT11温湿度传感器的湿度计设计系（院）：电子工程学院测控系学期：2013-2014-1专业班级：测控111姓名：学号：1 设计目的（1）能较全面地巩固和应用“传感器及检测技术”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型数字系统设计的基本方法。
（2）通过《传感器及检测技术》课程设计，掌握传感器及检测系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。
进一步理解传感器及检测系统的设计和应用。
（3）培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。
（4）培养书写综合设计报告的能力。
2 本题目的具体设计要求（1）本实验设计的温湿度计能完成多种环境中的温度、湿度测量；（2）根据系统要求，选择合适的传感器，本实验所选用传感器为S H T11温湿度传感器；（3）设计传感器测量电路；（4）选择单片机的品种、型号，设计单片机的外围测量电路；（5）计算有关的电路参数，有条件的情况下，根据实验室现有设备进行实验数据的测取，明确测量电路输出与被测非电量的关系；（6）画出系统电路图；3 本系统的总体实现原理、方案设计3.1 国内外发展现状及文献综述：温湿度的测量在仓储管理、生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中被广泛应用，传统的模拟式湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意。
SHT11是瑞士Sen sirio n公司推出的基于COMSens TM技术的新型温湿度传感器。
该传感器将C M OS芯片技术与传感器技术结合起来，从而发挥出它们强大的优势互补作用。
3.2 本系统的实现原理、总体方案设计采用湿度和温度测量，即用一个温湿度传感器S H T11实现。
基于Proteus仿真的湿度仪设计的任务书
题目：基于Proteus仿真的湿度仪设计
任务起至日期：2017年12月26日至2018年5月27日共16周
一、课题的任务内容：
1、熟悉Proteus仿真软件；2、在Proteus中绘制硬件原理图；3、在Proteus中完成软件编程。二、原始条件及数据：三设计的技术要求（论文的研究要求）：
1、能采集、显示、存储温室的湿度，能实现超湿报警；
2、《基于PROTEUS的电路设计、仿真与制板》周润景电子工业出版社
3、《单片机系统设计与开发--基于Proteus单片机仿真和C语言编程》张齐机械工业出版社
六、进度安排：（设计或论文各阶段的要求，时间安排）：
1、第1周 查阅资料，确定设计方案。2、第2周-第3周 完成开题报告。3、第4周-第13周 完成系统设计。4、第14周-第15周 撰写毕业设计论文。5、第16周 准备毕业答辩。
2、实现和上位机的通讯，可上传运行数据和接受上位机的指令；
3、能用Proteus软件仿真运行。
四、毕业设计（论文）应完成的具体工作：
1、熟悉Proteus仿真软件；
2、对单片机、湿度传感器等核心器件进行选型，并熟悉相关数据手册；
3、在Proteus仿真软件中，绘制电路原理图,编写各程序模块，达成技术要求；
指导教师：张僖
审核意见：
教研室主任：
4、撰写毕业设计论文。
软硬件名称、内容及主要的技术指标（可按以下类型选择）：
计算机软件
Proteus
图纸
1
电路板
机电装置
新材料制剂
结构模型
其他
五、查阅文献要求及主要的参考文献：
文献要求：
至少8篇中文文献、2篇外文文献。
主要参考文献：
基于STH11温湿度传感器的湿度计设计
课程设计报告书课程名称：《传感器原理及应用》课程设计题目:基于SHT11温湿度传感器的湿度计设计系（院）：电子工程学院测控系学期：2014-2015-1基于STH11温湿度传感器的湿度计设计一、设计目的（1）能较全面地巩固和应用“传感器及检测技术”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型数字系统设计的基本方法。
（2）通过《传感器及检测技术》课程设计，掌握传感器及检测系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。
进一步理解传感器及检测系统的设计和应用。
（3）培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。
（4）培养书写综合设计报告的能力。
二、具体设计要求（1）本实验设计的温湿度计能完成多种环境中的温度、湿度测量；（2）根据系统要求，选择合适的传感器，本实验所选用传感器为SHT11温湿度传感器；（3）设计传感器测量电路；（4）选择单片机的品种、型号，设计单片机的外围测量电路；（5）计算有关的电路参数，有条件的情况下，根据实验室现有设备进行实验数据的测取，明确测量电路输出与被测非电量的关系；（6）画出系统电路图；三、总体实现原理和方案设计3.1 国内外发展现状及文献综述：温湿度的测量在仓储管理、生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中被广泛应用，传统的模拟式湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意。
SHT11是瑞士Sensirion公司推出的基于COMSensTM技术的新型温湿度传感器。
该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术结合起来，从而发挥出它们强大的优势互补作用。
3.2 本系统的实现原理、总体方案设计采用湿度和温度测量，即用一个温湿度传感器SHT11实现。
温湿度传感器SHT11将湿度测量、温度测量、信号变换、A/D转换等功能集合到一个芯片上，该芯片包含一个电容性聚合体湿度敏感元件和一个用能隙材料制成的温度敏感元件，这个两个敏感元件分别将湿度和温度转换成电信号，该信号首先进入微弱信号放大器进行信号放大，然后进入一个14位的A/D转换器，最后经过二线串行数字接口输出数字信号，采用数码管显示所测湿度。
基于Proteus的温湿度监测系统仿真实现
基于Proteus的温湿度监测系统仿真实现程伟;顾国良;刘于海;陈江【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2012(000)020【摘要】This paper introduces the principle and communication protocl of temperature and humidity sensor SHT7x,and describes the usage of it.The program flow is piven.On the simulation platform of Proteus,the system’s core is the microprocessor and SHT7x.In order to usie fewer I/O ports,a serial y interfaced,8-Digit LED display drivers MAX7219 was selected to drive 8 LEDs.The temperature and humidity measurement system was realized and the simulation result was displayed based proteus software.This realization of simulation is worthy of the design of industrial computer control systems.% 介绍了温湿度传感器SHT7x的工作原理、通信协议和使用方法，给出温湿度监测系统的程序流程。
在Proteus仿真平台上以SHT7x和单片机为核心，为节约了输入输出口线，选择MAXIM公司的多功能串行LED显示驱动器MAX7219驱动8位LED显示器，实现了温湿度监测系统的设计，给出了仿真结果。
这种仿真实现对于工业控制领域中的计算机控制系统的设计有很好的参考价值。
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上海交通大学温度湿度监控系统仿真设计研究报告设计题目：基于SHT11的温度湿度监控系统Proteus仿真设计学院：电子信息与电气工程学院姓名：2019年5月24日设计任务书题目基于SHT11的温度湿度监控系统Proteus仿真设计一、设计的目的1.将理论知识运用于实践当中,掌握模拟电路设计的基本方法、基本步骤以及基本要求。
在实践中了解电子器件的功能与作用。
2.学会温湿度监测系统的设计方法，完成要求的性能和指标3.锻炼、提高在电子设计中发现问题、分析问题、解决问题的能力。
二、设计的内容及要求1.设计一套基于51单片机的温湿度Proteus仿真监控系统；2.采用高精度SHT11温湿度传感器模块；3.LCD液晶实时显示当前环境温度、湿度值；4.设计报警单元，实现系统对超限温湿度监控报警；5.设计输入单元，可对系统正常温湿度范围进行调节；6.仿真系统能够可靠、稳定地运行；三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日摘要在日常生活中，温度、湿度是两种最基本的环境参数，是与人类的生活、工作关系最密切的物理量，也是各门学科与工程研究设计中经常遇到的，必须精确测量和不可忽略的物理量。
从工业炉温、环境气温到人体温度，从空间、海洋到家用电器，每个技术领域都离不开温度、湿度的测量与监控。
SHT11是基于CMOSens技术的新型智能温湿度传感器，它将温度湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、二线串行接口全部集成于一个芯片内，融合了CMOS 芯片技术与传感器技术，使传感器具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等特点。
温湿度监控系统的软件部分是以Keil为开发平台，C语言为软件系统的开发语言,同时采用模块化编程。
具体分为以下几个部分：主控制、温湿度采集程序、温湿度数据处理程序、LCD显示程序、按键设置程序和LED，蜂鸣器报警程序。
系统通过SHT11温湿度传感器感应周围的环境的温度和湿度，通过单片机对采集到的数据进行读取处理，经过LCD1602显示模块实时显示温湿度数据，同时可以通过按键模块对温湿度报警上、下限值进行设定。
当SHT11读取的温湿度值不再设定范围内时，报警模块LED灯指示故障信息，同时蜂鸣器报警；当温湿度读取数据正常后，LED灯熄灭，蜂鸣器关闭。
关键词: 51单片机；SHT11传感器；温湿度监控；Keil；C语言目录1. 系统概述 (6)1.1 课题研究意义 (6)1.2 课题研究主要内容 (6)2. 系统总体设计 (7)3. 硬件设计 (8)3.1 单片机最小系统 (8)3.1.1 AT89C51介绍 (8)3.1.2 晶振电路 (10)3.1.3 复位电路 (10)3.1.4 上拉排阻电路 (11)3.2 SHT11温湿度传感器 (11)3.3 LCD1602液晶显示模块 (14)3.4 按键模块 (16)3.5 报警模块 (17)3.5.1蜂鸣器报警模块 (17)3.5.2 LED报警模块 (18)4. 软件设计 (19)4.1 软件开发平台 (19)4.2 主程序设计 (20)4.3 SHT11程序设计 (20)4.4 LCD1602程序设计 (21)4.5 报警模块程序设计 (22)4.6 软件抗干扰措施 (23)5. 仿真与测试 (23)5.1 仿真设计平台 (23)5.2 仿真结果分析 (23)6. 总结 (24)7. 致谢 (26)1.系统概述1.1 课题研究意义在现代工业生产过程中，温度、湿度对于生产来说是最主要的参数，它们是关乎产品质量和产品效率的物理量，在工程研究与各个领域也是极其重要，必须精确测量和不可忽略的物理量。
自古以来，无论是工业的温度湿度、自然环境的温湿度，还是人体温度；从航天学、航海学到农业学，每个技术领域都离不开温度和湿度的检测与控制。
工业生产中，当温湿度度测量不准确，很可能导致产品的失败，阻碍工业的发展，在家庭生活发面，但温湿度监控不准确，很可能导致家庭电器的正常运行，不能达到预想的工作效果，在设备比较密集的核心地带，如果温湿度控制不精确，很有可能导致设备故障的发生。
因此，温湿度监控系统的研究对我们人类生活具有重要的意义。
1.2 课题研究主要内容本设计包括硬件部分和软件部分设计。
本设计的硬件是以51系列单片机为核心、SHT11传感器为采集模块、LCD1602为显示显示模块、按键输入模块和报警模块共同构建的温湿度监测系统。
包括单片机最小系统模块设计、传感器采集模块设计、液晶显示模块设计、按键模块设计和报警模块设计部分。
系统软件则是基于Keil开发平台，以C语言为开发语言进行，采用模块化编程，构建温湿度监控系统从数据采集、处理、显示、外围输入和故障动作等整个过程。
2. 系统总体设计本课题设计的仓库温湿度监测系统主要是利用AT89C51单片机最小系统为核心，包括晶振电路、复位电路和排阻电路，SHT11温湿度传感器对环境温湿度的采集，经过单片机进行数据处理，最终通过LCD1602液晶显示模块准确、快捷、实时地显示出当前环境的温度和湿度，同时，按键模块可设置温湿度的上下限值，当采集的数据不在设定范围内时，实现LED 和蜂鸣器报警，从而达到对环境温湿度监测的目的。
本系统的总体设计如下图2所示。
51单片机晶振电路复位电路SHT11传感器LCD1602显示模块按键设置模块报警模块图2 系统总体设计框图3.硬件设计3.1 单片机最小系统3.1.1AT89C51介绍AT89C51单片机是一款MCS-51系列的CMOS8位单片机，具有微功耗、高性能等特点。
该芯片内部含有4K字节的可反复擦除的只读程序存储器（PEROM）以及128 字节的随机存取数据存储器，同时该芯片内部还有Flash存储单元以及8位的中央处理器（CPU），该芯片利用高密度、非易失性存储等先进的生产技术，兼容标准MSC-51指令系统，其强大的功能对各个场合提供了便利，可灵活的应用在各种行业领域。
对于51系列的单片机外部结构总共有40个引脚，其主要采用的是双列直插式结构，其中内含6条控制信号线、2条电源线（Vss与GND）和4个8位并行I/O接口（P0、P1、P2、P3）。
P3接口同时还具有第二功能，根据引脚不同的功能我们可以将其划分为以下几类。
具体详见下图3.1.1。
图3.1.1 AT89C51单片机1.电源引脚VCC和VSS其中VCC接+5V电压。
VSS接地。
2.时钟电路引脚XTAL1和XTAL2其中XTAL1端口用来接外部晶体以及微调电容的一端，其作用是用来作为振荡反相放大器的输入端口。
如果需要采用外部时钟信号时，必须将该引脚接地。
XTAL2用来连接外部晶体与微调电容的另外一端，其具体作用是用来作为该电路的输出端口。
如果我们需要采用外部时钟电路进行振荡时，我们必须给XTAL2端口输入时钟脉冲信号。
3.控制和复位引脚PSEN、ALE、RST/VPD和 EAALE：如果需要访问外部存储器时，ALE端的信号输出主要用于锁存地址的低位字节。
PSEN:主要输出的外部程序存储器的读选通信号。
EA:如果该端口保持高电平信号时，则表示只访问单片机内部程序存储器。
如果该端口为低电平信号时，表示只访问外部程序存储器，而不管有没有内部存储器。
RST/VPD：单片机复位引脚，主要用来维护程序的正常运转，当程序出现问题或者跑飞速，该引脚发出2个机器周期的高电平信号，对其进行复位，让其正常工作运行。
4.输入/输出 (I/O)引脚P0、P1、P2、P3P0端口是双向8位三态I/O口，如果需要连接部存储器时，该端口与地址总线的低8位及数据总线进行复用，以吸收电流的方式驱动8个TTL负载。
P1,P2,P3口都是8位准双向I/O口。
以下是该单片机的主要性能参数：（1）具有4K字节可以用来反复擦除Flash闪存存储器，具有100次的擦除周期。
（2）具有三级加密程序存储器。
（3）全静态操作，6个中断源。
（4）含有128×8字节的RAM，32个可用来编程的8位I/O口线（P0、P1、P2、P3）。
（5）含有2个16位的定时器/计数器。
（分别为P3.4口和3.5口）。
（6）拥有微功耗空闲模式以及掉电模式，同时还具备可编程串行UART通道。
3.1.2晶振电路单片机的工作过程要对各种指令在时间上有明确的次序，这种时间次序也叫做时序，所以单片机需要产生一个时钟信号。
晶振电路如图3.1.2所示。
图3.1.2 晶振电路产生时钟信号的方式是：在XTAL1（18脚）和XTAL2（19脚）引脚接入一个振荡电路。
用两个22pF电容的作用是开启振荡器和调节振荡频率。
接入12M 晶振来确定时钟周期，此时产生的信号为单片机最基本的时间单位，即时钟周期，用振荡频率的的倒数代表它的大小（1/fosc）。
3.1.3复位电路复位电路在单片机设计中是一个必不可少的部分。
单片机在刚开始运行的时候需要进行一次复位，以确保整个系统电路在要开始运行时保持一种最初状态，保证一开始的运行正常。
AT89C51单片机的第九引脚RESET，当这个引脚接收到两个机器周期（24个振荡脉冲周期）的高电平时，就会发生复位。
复位电路的实现方式有很多种方式。
常见的方式有上电、手动和自动复位三种。
电路连接图如图3.1.3所示：图3.1.3 复位电路3.1.4上拉排阻电路AT89C51单片机P0口内部结构与其他三个I/O口（P1口、P2口和P3口）不同，由于P0口内部没有上拉电阻，当它用于通用I/O口使用时，其输出驱动级为漏极开路，不能正常的输出高低电平，因此必须外接上拉电阻。
一般我们选择接入阻值为10K的上拉电阻。
如图3.1.4所示。
图3.1.4 上拉电阻电路3.2 SHT11温湿度传感器数字温湿度传感器SHT11是SHT1X家族中的一员，它是一款高度集成的温湿度传感器芯片，提供全量程标定的数字输出。
串岗器包括一个电容性聚合体湿度敏感元件和一个用能隙材料制成的温度敏感元件，这两个敏感元件与一个14位的A/D转换器以及一个串行接口电路设计在同一个芯片面上。
其实物图如图3.2所示。
图3.2 数字温湿度传感器SHT11数字温湿度传感器SHT11具有以下几个特点：（1）相对湿度和温度测量；（2）露点测量；（3）全标定输出，无需标定即可互换使用；（4）卓越的长期稳定性；（5）两线制数字接口，无需额外电路；（6）基于请求式测量，低能耗；（7）自动休眠；（8）超快响应时间；数字温湿度传感器SHT11广泛应用于空调、汽车电子、家电产品、医疗仪器、测试和检测设备和自动控制等领域。
SHT11为具有二线串行接口的单片全校准数字式新型相对湿度和温度传感器，其外形及管脚的示意图如图3.2.2所示。
图3.2.2 SHT11 管脚示意图SHT11传感器默认的测量温度和相对湿度的分辨率为14位、12位，通过状态寄存器可降至12位、8位。