畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))：基于AT89C51單片機(jī)的家庭環(huán)境檢測(cè)儀設(shè)計(jì)

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）：基于AT89C51單片機(jī)的家庭環(huán)境檢測(cè)儀設(shè)計(jì)單位代碼01學(xué)號(hào)00102604分類號(hào)TP密級(jí)_________畢業(yè)說明書院（系）名稱 信息工程學(xué)院 專業(yè)名稱 電子信息工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 7>2012年5月日

摘要人類的生存和社會(huì)活動(dòng)與溫濕度密切相關(guān)。在某些行業(yè)中對(duì)溫濕度的要求高溫濕度檢測(cè)在很多現(xiàn)代科技領(lǐng)域中成為一項(xiàng)重要技術(shù)并且隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)自己的生存環(huán)境越來越關(guān)注，而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒有直接的影響，所以對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)就非常有必要了。

FamilyEnvironmentMontiorAuthor:QinChangZe Tutor:LvYunPeng AbstractThehumitureisanimportantphysicsparameterofenvironment,humanbeing'ssurvivalandpublicactivitiesgohandinhandwiththehumiture.manysituationsthatareintheproductionandthelife,notonlywarehousemanagement,preservationofbooks,butalsoindustrialproduction,residentslife,allhavecertainrequesttothehumitureoftheenvironment,someprofessionshavehigherrequirements.Therefore，itappearsveryimportanttoexaminationandcontrolthehumitureoftheenvironment,andhumituredetectingbecomesanimportanttechnologyinmanymodernscienceandtechnologyfields.Thetemperatureandhumiditydoubleparametersoftheintelligentdesigntestmethodformeasuringtemperature,humiditydetection.ThissystemtoAT89C51single-chipmicrocomputerasthemaincontrolchip,haveusedthehighprecision,lowcost,smallvolume,simpleinterfaceoftheadvantagesofSHT11temperatureandhumiditysensorrealizetemperatureandhumiditytest,ThedotmatrixcharacterstypeLEDdisplaytemperatureandhumidityletters,Numbers.Thatinstrumentstructureissimple,andcansatisfytherequestofrangeandaccuracyofthehumiturechecksinvariousenvironments.KeyWords：AT89C51microcontroller，Sensor,LCD,Humiture

目錄1緒論 11.1選題背景 11.2溫濕度檢測(cè)儀發(fā)展過程 11.3溫濕度檢測(cè)儀發(fā)展前景 22溫濕度檢測(cè)儀的工作原理及主要器件介紹 42.1整體設(shè)計(jì) 42.2主要芯片及原理介紹 5單片機(jī)AT89C51 5LCD顯示 6DS1302原理及應(yīng)用 8SHT11介紹及原理 103模塊功能介紹 143.1復(fù)位電路部分 143.2傳感器電路部分 143.3時(shí)鐘電路部分 153.4超限處理電路 154系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 174.1主程序框圖 174.2溫濕度采集及處理流程圖 204.3LCD顯示流程圖 22結(jié)論 23致謝 24參考文獻(xiàn) 25

1緒論1.1選題背景日常生活中，檔案館、圖書館、精密儀器室、超凈車間等諸多場(chǎng)所都對(duì)環(huán)境溫濕度有嚴(yán)格的要求，溫濕度集散控制技術(shù)也是比較常見的應(yīng)用技術(shù)。環(huán)境中的溫濕度直接影響著動(dòng)植物的生長(zhǎng)。以農(nóng)業(yè)為例，溫濕度不僅直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，且農(nóng)產(chǎn)品及農(nóng)藥化肥等在存儲(chǔ)及運(yùn)輸過程中極易受環(huán)境溫濕度的變化而出現(xiàn)發(fā)霉變質(zhì)等情況；環(huán)境溫濕度對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域也具有重要的意義，藥品、疫苗及其他醫(yī)療用品在生產(chǎn)、加工、存儲(chǔ)及運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境溫濕度有著嚴(yán)格的要求，不良的環(huán)境溫濕度會(huì)引起醫(yī)療用品的實(shí)效變質(zhì)，直接威脅到患者的生命安全。環(huán)境溫濕度檢測(cè)可有效地避免上述情況的發(fā)生，并為溫濕度管理提供可靠地實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。溫濕度的測(cè)量可以使用溫濕度監(jiān)測(cè)儀，它是環(huán)境記錄儀中的一項(xiàng)，隨著科技的進(jìn)步，溫濕度的相關(guān)檢測(cè)儀表也向著智能化、小型化、低功耗的方向發(fā)展。在這個(gè)發(fā)展過程中，單片機(jī)發(fā)揮了重要的作用，本文介紹的濕度檢測(cè)儀就是以單片機(jī)作為核心控制器設(shè)計(jì)的。它具有體積小、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能很好的滿足許多環(huán)境中對(duì)溫濕度檢測(cè)范圍和精度的要求[1]。本設(shè)計(jì)首先根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)生活的需要提出溫濕度檢測(cè)儀的功能要求，然后由這些具體要求設(shè)計(jì)出了硬件原理圖，采用模塊化的方法先將整個(gè)系統(tǒng)分成若干部分，然后逐模塊進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì)，最后將各部分結(jié)合起來協(xié)調(diào)工作。它是利用單片機(jī)的在控制方面的突出優(yōu)點(diǎn)，并綜合運(yùn)用現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)、微控制技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和通信技術(shù)以及LCD顯示技術(shù)而設(shè)計(jì)的?？梢詫?shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)量環(huán)境中的溫度和相對(duì)濕度。1.2溫濕度檢測(cè)儀發(fā)展過程關(guān)于溫度方面的最早測(cè)量?jī)x表是意大利人伽利略于1592年創(chuàng)造的。它是1個(gè)帶細(xì)長(zhǎng)頸的大玻璃泡，倒置在1個(gè)盛有葡萄酒的器皿中，從其中抽出一部分空氣，酒面就上升到細(xì)頸內(nèi)。當(dāng)外界溫度改變時(shí)，細(xì)頸內(nèi)的酒面因玻璃泡內(nèi)的空氣熱脹冷縮而隨之升降，因而酒面的凹凸就可以暗示溫度的凹凸，實(shí)際上這是1個(gè)沒有刻度的指示器，再后來的幾百年之間溫度計(jì)慢慢的變化，從原先的沒有刻度的溫度測(cè)量到后來慢慢轉(zhuǎn)變成使用有刻度的測(cè)量到最后的直接數(shù)字顯示減少在讀書的時(shí)候產(chǎn)生誤差。干濕球濕度計(jì)的測(cè)量最是在18世紀(jì)，干濕球濕度計(jì)的準(zhǔn)確度還取決于干球、濕球兩支溫度計(jì)本身的精度；濕度計(jì)必須處于通風(fēng)狀態(tài)：只有紗布水套、水質(zhì)、風(fēng)速都滿足一定要求時(shí)，才能達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。干濕球濕度計(jì)的準(zhǔn)確度只有5％一7％RH。而濕度的測(cè)量從原先的5％一7％RH慢慢的提高變成了現(xiàn)在的3%RH，在那些氣象方面的檢測(cè)精度反而更深，后來慢慢地將溫度以及濕度兩個(gè)集合在一起進(jìn)行測(cè)量，就是現(xiàn)在的溫濕度監(jiān)測(cè)儀，這款儀器的應(yīng)用范圍還算是比較廣，同時(shí)也因?yàn)樗臏y(cè)量精度高廣受消費(fèi)者的喜好[2]。1.3溫濕度檢測(cè)儀發(fā)展前景目前市場(chǎng)上的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的有線方式，必須在采集現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)大量的線纜用于感應(yīng)器供電，數(shù)據(jù)傳輸機(jī)數(shù)據(jù)采集。信號(hào)線，控制線，電源線混雜在一起，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，容易受到傳輸距離、電電磁干擾的影響而邊的不穩(wěn)定。隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)正往無線檢測(cè)方向發(fā)展，這樣使系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)不需要人工干預(yù)，具有實(shí)時(shí)檢測(cè)、報(bào)警、及查詢歷史數(shù)據(jù)的功能。溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的完成建立在大量研究工作的基礎(chǔ)上，在數(shù)據(jù)的采集、顯示及遠(yuǎn)距離傳輸?shù)确矫孀隽顺浞謱?shí)驗(yàn)，提出了多種可行的方案，可根據(jù)實(shí)際需要靈活變換。系統(tǒng)是以智能化為宗旨，旨在為工業(yè)級(jí)家庭提供有效、使用的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)。這一方面是對(duì)當(dāng)前工業(yè)溫濕度檢測(cè)技術(shù)的更新，另一方面也為人們的家庭生活更加舒適提供了條件。無線溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)能夠出色地完成基本的溫濕度檢測(cè)工作，并且向智能化、自動(dòng)化邁進(jìn)了一大步，但是還有很多需要完善的地方。例如，供電部分可以做相應(yīng)的改進(jìn)，低功耗的同時(shí)采用新型能源，如與太陽能電池、熱差電池、壓差電池等，使電池壽命更長(zhǎng)，解決特使領(lǐng)域環(huán)境的供電問題。還有應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新，將我們的設(shè)計(jì)應(yīng)用于其他領(lǐng)域，如電力行業(yè)，用于大型變壓器及高壓開關(guān)柜測(cè)溫，避免起火、爆炸等惡性事故的發(fā)生[1-2]。

2溫濕度檢測(cè)儀的工作原理及主要器件介紹2.1整體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)核心部件為AT89C51，信號(hào)采集及處理部分由SHT11構(gòu)成，進(jìn)入單片機(jī)后經(jīng)處理后通過LCD顯示溫濕度，其他組成部分為實(shí)時(shí)時(shí)鐘發(fā)生電路，產(chǎn)生同現(xiàn)在相同的時(shí)間和具體日期。在軟件設(shè)計(jì)部分有對(duì)測(cè)量的溫濕度進(jìn)行上下值的設(shè)定，當(dāng)測(cè)量超過限定值，報(bào)警器會(huì)發(fā)生警報(bào)。硬件中包括一個(gè)開關(guān)，為復(fù)位開關(guān)。開機(jī)后，所有器件初始化