毕设中期总结(上交版)

北京联合大学信息学院

毕业设计期中总结

题目：基于单片机的厂房环境监控系统设计

专业：电子信息科学与技术

班级学号：

姓名：

指导教师：职称：副教授协助指导教师：职称：

2015年3月31日

一、课题任务与目的

随着社会的进一步发展，环保、节能已成为时下重点话题。本设计正是以此为基点，制作的一个半导体恒温箱。本作品利用单片机构成信号处理系统，温度传感器采集数据进行数据处理后用LCD实时显示当前温度，同时启动半导体制冷片加热或降温，使得箱内温度恒定在设定范围内，以此来达到温度的智能控制。而且人们可以自由的利用红外遥控设置温度范围，在最大范围满足客户所需。

主要内容：基于单片机的半导体恒温箱设计。

基本要求：

1.采用单片机作为处理单元。

2.采用半导体制冷制热器件。

3.能设置恒温箱恒温数值，范围：5.0—30.0℃。

4.有足够位数的数值显示。

5.有状态和数值提示。

6.市电供电。

进行本题目设计需了解和掌握STC89C52单片机相关特性与各类传感器的应用，掌握相关的程序设计方法和Keil集成开发环境的使用。

2、期中应完成的任务及进度

2.1期中应完成的任务

1. 撰写开题报告，准备开题答辩。

2. 设计题目的调研和任务分析。

3. 通过实际操作逐步熟悉STC89C52精简开发板及Keil集成开发环境，继续巩固51单片机的C语言编程。

4. 按键、显示、温度传感器与单片机的接口设计。

5. 制冷模块与单片机的接口设计。

6. 陶瓷加热片以及它的驱动与单片机的接口设计。

7. MQ-2烟雾传感器与单片机的接口设计。

8. 完成外文翻译。

2.2期中完成进度

根据进度计划，到期中应完成上述工作，我严格按照进度计划完成。

3、具体工作

3.1收集资料

为了完成此次毕业设计，我主要收集了关于利用单片机的厂房环境信息采集的相关文献，了解了无线nRF2401模块与单片机之间应如何实现通信，了解了一些关于单片机应用的相关教程，并进行了学习，搜集了该系统国内外研究现状和要实现基于单片机的设计的方法和实施的方案。

改革开放后，中国的工业得到了长足的发展，目前有“世界工厂”的美誉。伴随着时代的进步和社会的发展，人们的生活水平逐渐提高，工业也更加发达了。越来越多的工厂创办建立带动了我国的工业发展，推动了社会经济建设。然而环境监控对于厂房生产安全及产品质量也有着重要的作用，现如今国内外也越来越重视厂房的环境监控设施的研究，只有在保证良好的生产条件下才可以取得最大效益的生产成果。如何利用传感器自动检测厂房的温湿度，烟雾等监测系统已经成为了工业方面的重要课题之一。本次设计是以基于STC89C52单片机进行的温湿度，烟雾监测，实现了远程对厂房的环境监控，测量数据准确并且拥有很好的推广性。使用该系统可以更好的节省人力，节约时间，并且可以实时监控厂房内的环境变化，更加方便管理。

3.2学习内容

为了完成此次毕业设计，我学习了单片机C语言开发，利用STC89C52开发板和Keil软件的集成开发环境，开发设计了基于单片机的厂房环境信息采集系统；用单片机C语言编写传感器的报警模块，传输模块，显示模块，AD转换模块；并且学习了51单片机的特性、STC89C52指令集、程序设计方法等。

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k 字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，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。最高运作频率35MHz。

选用的开发板包括STC89C52芯片及其外围的基本模块，外围模块包括：晶振电路（OSC）、RS232通信接口（PC通信）、复位电路（RESET）、指示灯（LED）、键盘（包括复位和扩展按键）、USB供电口等。

3.3硬件系统设计

3.3.1 STC89C52精简开发板介绍

以STC89C52单片机为核心，外扩模块由无线通讯模块、传感器模块、按键模块和报警模块等，以下是系统设计总框图，如图1所示。

图1系统结构图

各模块的功能如下所述：

主控选用芯片为STC89C52，其主要管脚P0，P1，P2，P3管教分布如下图所示：

图2芯片管脚图

3.3.2 键盘、显示、报警与单片机的接口设计

主要有4个独立按键，与 P24，P25，P26，P27连接，不按时是拉高，按下去时拉低。即断开时为高电平，连接时低电平。

图3按键连线图

蜂鸣器一端与三极管连接，一端与地连接，蜂鸣器的B口与地连结，A口与三极管连结，当单片机的P16发送持续脉冲，即0和1交替输出时，蜂鸣器的A 口经过三极管的通断变化，其电压不断变化的，因此蜂鸣器U3发出警报声。

图4蜂鸣器连线图

液晶接口与P0和P3管脚连接，如下图所示：

图5液晶屏连线图

3.3.3 外DHT11湿度传感器与单片机的接口设计

温湿度传感器主要有4个管脚，其中第2个管脚是数据接口，与单片机P23连接。

图6温湿度传感器连线图

3.3.4 nRF2401无线传输模块与单片机的接口设计

无线nRF2401模块与单片机IO连接有6个脚分别如下图所示：

图7无线传输模块连线图

3.3.5 MQ-2烟雾传感器与单片机的接口设计

烟雾传感器：主要传感器模块的模拟电压输出口，单片机通过测量输出端电压大小，确定厂房内烟雾浓度，实物如图8所示。STC89C52芯片不支持模拟量