溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言3</b></p><p>　　1 溫濕度檢測系統(tǒng)的簡介4</p><p>　　1.1 系統(tǒng)的概述4</p><p>　　1.2 系統(tǒng)設(shè)計選題的背景4</p><p>　　1.3 系統(tǒng)

2、的分類5</p><p>　　1.4 系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容與要求5</p><p>　　2 系統(tǒng)設(shè)計方案5</p><p>　　2.1 溫濕度檢測系統(tǒng)方案制定5</p><p>　　2.2 系統(tǒng)功能模塊分析6</p><p>　　2.3 仿真器件8</p><p>　　2.4 本章小結(jié)9

3、</p><p>　　3 系統(tǒng)仿真調(diào)試9 </p><p>　　3.1 PROTEUS對系統(tǒng)仿真9</p><p>　　3.2 誤差分析11</p><p>　　3.2 本章小結(jié)12</p><p><b>　　總結(jié)12</b></p><p><b>

4、　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p>　　溫濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　學(xué)生：徐祥（指導(dǎo)老師：王留留）</p><p>　?。ɑ茨蠋煼秾W(xué)院電氣信息工程學(xué)院）</p><p>　　摘 要: 溫濕度測量系統(tǒng)的測量的使用領(lǐng)域是寬廣的，在倉庫中、果園中、醫(yī)院內(nèi)都有著重要的作用。這次的畢業(yè)設(shè)計是對溫濕度測量系統(tǒng)的研究

5、、仿真和實(shí)現(xiàn)，對它以后發(fā)展和推動起了重要作用。這次的畢業(yè)設(shè)計，仔細(xì)的分析了國外與國內(nèi)關(guān)于溫濕度檢測系統(tǒng)的發(fā)展情況與研究方向，闡述了當(dāng)今現(xiàn)實(shí)生活中、工業(yè)中、農(nóng)業(yè)中其存在的一些問題，在經(jīng)過探討這些問題并提出合理的解決方案的之后，系統(tǒng)的設(shè)計一類關(guān)于單片機(jī)的溫濕度檢測系統(tǒng)，能夠比較穩(wěn)定、長時間、準(zhǔn)確的對那些有著特別要求的場所進(jìn)行測量其溫度與濕度。硬件電路部分與軟件電路部分是該次畢業(yè)設(shè)計的兩大組成的部分，所設(shè)計的系統(tǒng)的基本原理如下：在某環(huán)境中，給

6、予溫濕度傳感器模擬的溫度與濕度，這些模擬信號會通過溫濕度的檢測系統(tǒng)所涉及的電路，利用傳感器把這些處理的信號傳輸給核心部件單片機(jī)，然后單片機(jī)在處理這些信號，再傳輸?shù)絃CD顯示出數(shù)字，從而實(shí)現(xiàn)對溫濕度的測量。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 溫濕度；SHT10傳感器；單片機(jī)</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　當(dāng)下的生活中，

7、溫度與濕度的技術(shù)著重的被利用于特定的環(huán)境、環(huán)境溫度濕度要求比較高的區(qū)域，其使用的范圍與頻率還是比較多的。</p><p>　　在以前，各種倉庫、蔬菜大棚、車間等相對環(huán)境空間內(nèi)的溫度和相對濕度的信號采集即溫度和相對濕度的檢測，是利用傳統(tǒng)的具有指示溫度和濕度的檢測儀表。但是利用這種方法則需要工作人員來檢測控制，然后對那些不符合條件的相對環(huán)境空間進(jìn)行溫濕度處理，比如通風(fēng)、干燥、升降溫度等。當(dāng)然這種方法對于工作人員來說是

8、很浪費(fèi)時間和精力的及工作效率就很低，而且通過這些儀表檢測出來的溫度和相對濕度誤差會很大。現(xiàn)如今隨著工業(yè)技術(shù)和微電計算機(jī)技術(shù)的飛快發(fā)展和不斷創(chuàng)新，倉庫這類的溫濕度檢測智能控制的儀器儀表已經(jīng)開始慢慢地推廣使用了，正在逐步的代替以往的那些檢測儀器，其主要是以單片機(jī)為主的溫濕度智能控制，這類的溫濕度監(jiān)測儀器的從成本和使用角度方面考慮，是最適合倉庫類的相對環(huán)境的溫濕度的檢測，更重要的是測量的溫濕度值比較準(zhǔn)確。</p><p&g

9、t;　　現(xiàn)如今的測量和控制方面的實(shí)現(xiàn)需要利用到傳感器，它是測量和控制類系統(tǒng)的重要部分。我們都知道那些原始被測信號若不利用儀器對其進(jìn)行準(zhǔn)確的捕捉及進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，那么我們所需要的智能監(jiān)測類系統(tǒng)將無法運(yùn)行，而這方面問題的解決則是傳感器的功勞。如果在倉庫管理系統(tǒng)中增加溫濕度智能監(jiān)測系統(tǒng)，那么對于工作人員來說，可以相對的減輕其工作量、倉庫貨物的儲備量和質(zhì)量、減少管理方面的資金等，這對廣大倉庫管理者來說很有幫助。</p><p&

10、gt;　　這次的畢業(yè)設(shè)計是通過一個與溫度與濕度都有關(guān)的儀器對某特定的環(huán)境下測量出的溫濕度，在多次的實(shí)驗之后系統(tǒng)的對所設(shè)計的方案進(jìn)行誤差分析和改良;同時相關(guān)設(shè)備處理出現(xiàn)的溫濕度方面的問題，從而來達(dá)到對某一溫度和相對濕度的智能監(jiān)控目的，操作人員能夠明確的觀察到溫濕度的變化，這樣溫濕度一直保持在設(shè)定的溫濕度范圍內(nèi)。</p><p>　　1 溫濕度檢測的簡介</p><p><b>　　

11、1.1 系統(tǒng)的概述</b></p><p>　　溫濕度測量技術(shù)在當(dāng)今的工廠加工、醫(yī)療區(qū)域、農(nóng)業(yè)區(qū)域中已經(jīng)起來重要的位子，例如資源的節(jié)約、產(chǎn)品質(zhì)量的提高、產(chǎn)品數(shù)目的提高，這些問題現(xiàn)在已經(jīng)越來越受到外界的關(guān)注了。當(dāng)今，知識信息和知識的工業(yè)化已經(jīng)開始了飛一般的進(jìn)步，溫度與濕度的問題影響的范圍距離已經(jīng)不再之前談到的那些方面，它還體現(xiàn)在科技發(fā)展、衛(wèi)生用品、醫(yī)藥衛(wèi)生、國家安全基礎(chǔ)等多種方面。就上述幾個問題和情況，

12、溫濕度檢測的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、快速性、安全性這些方面的設(shè)計要求變得尤其重要。在最近幾年中，使用SHT10控制的溫濕度傳感器和溫濕度數(shù)據(jù)的網(wǎng)上直接檢驗技術(shù)現(xiàn)已成為當(dāng)下的一種發(fā)展方向和追求。本次畢業(yè)設(shè)計介紹和實(shí)現(xiàn)了一種單片機(jī)與自動化溫濕度傳感器互相結(jié)合，它們兩就組成了一種簡單的溫濕度檢測器系統(tǒng)。這種檢測系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn)：易操作、制作成本低、準(zhǔn)確性較高、持續(xù)時間長、較為穩(wěn)定。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)設(shè)計選題的

13、背景</p><p>　　1.2.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　關(guān)于我國國內(nèi)溫濕度研究的時間相對于國外還是比較晚的，畢竟我國對于溫濕度檢測技術(shù)的研究才剛剛起步 。初期我國只運(yùn)用了相對落后的溫濕度的微機(jī)控制測量技術(shù)，而這門技術(shù)還是在參考當(dāng)時國外發(fā)展國家的檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，這門技術(shù)局限于測量單方面環(huán)境因素，不支持復(fù)雜、多項的環(huán)境控制。我國關(guān)于溫濕度檢測技術(shù)從對國外發(fā)達(dá)技術(shù)的學(xué)習(xí)，經(jīng)過慢

14、慢時間的不斷地實(shí)驗，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展到微測量計算機(jī)應(yīng)用的層次上。目前，國內(nèi)用的技術(shù)基本上包括單片機(jī)，這種技術(shù)是利用單片機(jī)控制的溫濕度檢測的系統(tǒng)，過程與步驟都比較簡單，還不能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)多回路的溫濕度控制系統(tǒng)，相對于那些發(fā)達(dá)的國家，技術(shù)還是比較落后。我國的溫濕度測量存在著下列問題：實(shí)現(xiàn)功能少、產(chǎn)量水平低，操作檢修步驟繁瑣。</p><p>　　1.2.2國外外研究現(xiàn)狀</p><p>　　關(guān)于國外溫

15、濕度研究的時間相對于國內(nèi)來說還是較早。國外初期首先設(shè)計出通過組合的形式的模擬式器件，運(yùn)用了就地取材的方法，將其收集的信號進(jìn)行一系列的指示并加以記錄。近階段世界各國都在研究與開發(fā)基于計算機(jī)的控制溫濕度系統(tǒng)，此系統(tǒng)受多因子的控制，其主要特點(diǎn)為精確性高、穩(wěn)定性強(qiáng)。以后溫濕度發(fā)展趨勢向著無人操作化、精度穩(wěn)定化發(fā)展。</p><p><b>　　1.3系統(tǒng)的分類</b></p><

16、p>　　水汽壓型：測出大氣中對某一裝置的總壓力，然后再測出大氣中的水汽對同一裝置的壓力，將測出的兩個壓力進(jìn)行百分比的對比壓力，即可以得出溫濕度的大小值。</p><p>　　電阻式濕度片：通過外界溫濕度變化與電阻值的關(guān)系的來設(shè)計出的測量儀器。當(dāng)外界的溫濕度改變時，與其用電路連接的電阻也隨之改變。溫濕度片就是這里的核心器件，它可以感應(yīng)到外界溫濕度的變化。</p><p>　　干濕球溫度

17、表：通過兩只完全相同的溫度表，使他們并列在一起，其中用一只溫度表測量氣溫，另外一支溫度表表頭需要纏繞著浸透過純蒸餾水的脫脂紗布，這兩種溫度表結(jié)合起來就是干濕球溫度表。</p><p>　　1.4 系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容與要求</p><p>　　對某一特定環(huán)境下用溫室度傳感器感受到溫度和濕度變化，把這種變化轉(zhuǎn)化為電信號輸入到單片機(jī)中，然后進(jìn)行各端口的控制使其數(shù)據(jù)顯示在LCD顯示屏上，完成了對倉庫額

18、的溫室與濕度的測量。要求誤差在上下10%之內(nèi)。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計方案</b></p><p>　　2.1 溫濕度檢測系統(tǒng)方案制定</p><p><b>　　方案一</b></p><p>　　溫濕度的檢測與溫濕度的顯示構(gòu)成了溫濕度傳感器，溫濕度的傳感器有好多種，設(shè)計方案一中

19、溫濕度傳感器選用的是SHT10。為了營造無人看守狀態(tài),本次設(shè)計中還應(yīng)用了遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。方案一中系統(tǒng)的控制核心是AT89C52單片機(jī)，它的主要作用是讀取溫濕度傳感器工作時的內(nèi)部參數(shù)，測試的結(jié)果可以顯示在LCD上面。</p><p>　　圖1倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)原理圖</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　此方案是溫度和濕度

20、電路的設(shè)計，我們可以使用熱敏電阻和濕敏電阻之類的儀器來檢測，主要是利用它們的感溫效應(yīng)和感濕效應(yīng)。第一步是利用溫敏電阻與熱敏電阻的原理特性感應(yīng)到外界濕度與溫度的變化并對其進(jìn)行電流與電壓的采集，第二步是通過A/D模數(shù)的變化，第三步運(yùn)行到了關(guān)鍵的部分單片機(jī)，最后是通過LCD屏幕顯示出測量的結(jié)果來，與此同時已經(jīng)測量出來的溫濕度和之前設(shè)定的溫濕度進(jìn)行比較。如果采用方案二的話，該方案涉及到了A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計、感濕電路的設(shè)計和感溫電路的設(shè)計，這

21、樣設(shè)計的步驟與程序比較繁瑣。</p><p>　　綜合這兩種方案，方案一較為簡單明朗，運(yùn)用所學(xué)的知識較多，故選擇方案一來實(shí)現(xiàn)溫濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)功能模塊分析</p><p>　　2.2.1 中央控制單元</p><p>　　本次溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計中，由單片機(jī)組成的中央控制單元有十分重要的作用。這是整個

22、系統(tǒng)的大腦，它發(fā)出操作命令指揮系統(tǒng)工作。該單片機(jī)不僅可以控制LCD顯示屏幕的工作狀態(tài)，還可以時時刻刻管理著監(jiān)測著外部環(huán)境的溫濕度的變化的溫濕度傳感器的工作狀態(tài)。依照所需設(shè)計的要求和控制的目的，本次畢業(yè)設(shè)計選擇了AT89C52芯片，該芯片里面包含4k Bytes ISP的能多次燒入的Flash器件，是一類簡單高效率的CMOS 8位芯片。AT89C52芯片是使用了ATMEL公司廠家中的較為先進(jìn)高級的控制與制作技術(shù)做為支持動力。AT89C52

23、芯片還包括MCS-52系統(tǒng)的操作命令與89C52管腳的排列，其中較重要的8位CPU和ISP Flash存儲單元是它的核心部件。</p><p>　　AT89C52芯片的系統(tǒng)功能具有巨大的優(yōu)勢，它可以滿足設(shè)計中系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求。AT89C52芯片具16位可編程定時計數(shù)器3個，有引腳40個，全雙工串行通信口2個，外部雙向輸入/輸出（I/O）端口32個，外中斷口2個，讀寫口線2個，AT89C52芯片的管腳結(jié)構(gòu)如下

24、圖所示：</p><p><b>　　圖2單片機(jī)</b></p><p>　　2.2.2 晶振電路模塊與復(fù)位電路模塊</p><p>　　晶振電路模塊：單片機(jī)的工作條件是要在時鐘驅(qū)動的作用下才可以穩(wěn)定的進(jìn)行工作,所需的電容大小通常為30PF。單片機(jī)工作時需要一個信號脈沖，晶振的作用就是提供這個信號脈沖。在時鐘驅(qū)動作用下，晶振電路所提供的信號脈沖

25、就是單片機(jī)的工作速度。舉個例子來說明，一個頻率為12MHZ的晶振電路芯片，它的工作速度是12MHZ每秒的運(yùn)行速度,和我們使用的電腦手機(jī)的CPU一個道理。就于多大的頻率才能使單片機(jī)更好的更穩(wěn)點(diǎn)的工作的問題，一般情況下其工作時所需要的頻率在24MHZ左右，超過這個值，系統(tǒng)工作就不穩(wěn)定了。單片機(jī)系統(tǒng)的工作速度取決于時鐘信號，其內(nèi)部鑲有時鐘振蕩電路，在單片機(jī)的外部接通一個振蕩源就可以工作了。</p><p>　　復(fù)位電路

26、模塊:復(fù)位電路在設(shè)計的系統(tǒng)中起著重要的作用，它保障了設(shè)計的系統(tǒng)可以在穩(wěn)定的環(huán)境下工作，復(fù)位電路的主要作用功能就是上電復(fù)位。當(dāng)復(fù)位信號消除的時候，系統(tǒng)微機(jī)電路才可以穩(wěn)定高效的工作，消除復(fù)位信號的條件是VCC的電壓在4.7V與5.2V之間，只有在提供穩(wěn)定無誤差的時鐘信號才能實(shí)現(xiàn)本次的設(shè)計。下圖為其仿真圖：</p><p>　　圖3晶振電路和復(fù)位電路</p><p><b>　　2.2

27、.3顯示模塊</b></p><p>　　LCD顯示電路是本系統(tǒng)的功能具體體現(xiàn)的重要模塊，實(shí)現(xiàn)了對溫濕度檢測的液晶屏控制的功能。溫濕度顯示電路的組成有SHT10溫濕度傳感器、LCD液晶顯示屏幕。其顯示模塊先接受來自單片機(jī)處理后的信號，再將其結(jié)果顯示在液晶屏幕。下圖為其仿真圖：</p><p><b>　　圖4顯示模塊</b></p><

28、p>　　2.2.4溫濕度傳感器</p><p>　　利用型號為SHT10的溫濕度傳感器來測試倉庫的溫度和濕度。下圖為其仿真圖：</p><p><b>　　圖5 溫濕度傳感器</b></p><p>　　仿真圖上三個按鍵：↑ ↓ ?來控制操作。當(dāng)?打到左邊時為濕度的調(diào)節(jié)，當(dāng)?打到右邊的時候為溫度的調(diào)節(jié);↑是增大按鍵，↓是減小按鍵。<

29、/p><p><b>　　2.3 仿真器件</b></p><p>　　2.3.1溫濕度傳感器的選擇及介紹</p><p>　　選擇SHT10溫濕度傳感器.可同時測量溫度和濕度。精確度,高測量范圍大,便于遠(yuǎn)距離測量。SHT10是瑞士Scnsirion公司推出的一款數(shù)字溫濕度傳感器芯片。SHT10溫濕度傳感器的接口是由SCK與DATA兩個串行接口組成

30、的，它可以實(shí)現(xiàn)CRC的校驗傳輸，而且準(zhǔn)確性高。SHT10溫濕度傳感器利用的是SMD表面貼片設(shè)計之后的封裝形式，管腳排列如圖6所示，SHT10的引腳說明如下：NC是空管腳，GND是接地端線，SCK是串行時鐘輸入DATA，—雙向串行數(shù)據(jù)線，VDD電源端是0.5V至5.5V電源端。</p><p>　　圖6 SHT10外形及引腳排列</p><p>　　SHT10功能齊全，將溫度檢測電路、濕度檢

31、測電路、數(shù)模轉(zhuǎn)化器、微信號處理這些功能全部集成到SHT10芯片上面。講這些功能具體、聚集化，用起來較為方便、快捷。</p><p>　　圖7 SHT10溫濕度傳感器原理圖</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章首先進(jìn)行系統(tǒng)的方案論證。6根據(jù)對系統(tǒng)功能的定義，初步完成了系統(tǒng)軟硬件的框圖設(shè)計。接著分別介紹和分

32、析中央控制單元模塊、晶振電路模塊、復(fù)位電路模塊、顯示電路模塊以及主要器件的選型。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)仿真調(diào)試</b></p><p>　　3.1 PROTEUS對系統(tǒng)仿真</p><p>　　3.1.1軟件Proteus概述</p><p>　　Proteus設(shè)計軟件是由英國Labcenter公司針對模

33、擬電路單獨(dú)設(shè)計的一種仿真軟件。此軟件能在電腦系統(tǒng)中進(jìn)行操作，可以有效的仿真出集成電路中許多的模擬器件。該軟件能實(shí)現(xiàn)各種單片機(jī)電路的仿真，具有A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換電路與LED液晶屏仿真具備許多虛擬儀器的功能，例如數(shù)字信號發(fā)生器數(shù)字示波器、與非門電路邏分析儀、數(shù)字示波器。</p><p>　　Proteus是一種針對于單片機(jī)的實(shí)現(xiàn)與仿真的一款軟件。其中它支持很以下單片機(jī)的系列：PIC16類型、8051類型、HC11

34、類型、PIC12類型、Z80類型、AVR理性等多種芯片。</p><p>　　Proteus軟件還具有軟件調(diào)試的功能。在許多硬件的仿真過程中擁有著多種調(diào)試功能例如設(shè)置斷點(diǎn)、全速、單步等，同時可以仔細(xì)的觀察到每個變量的狀態(tài)，用該軟件仿真電路中，同樣的也具有此項功能，帶動著第三方的軟件編譯與調(diào)試所需要的環(huán)境。</p><p>　　Proteus軟件如今是全世界內(nèi)最全面、最權(quán)威的仿真平臺。<

35、;/p><p>　　3.1.2 Proteus對系統(tǒng)仿真</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，從Proteus元件庫中找到所需要用到的元件，畫好電路圖并且檢查有無錯誤。最后通過keil uVision軟件編寫的C語言程序，轉(zhuǎn)換成HEX文件下載到畫好的的電路上進(jìn)行調(diào)試。以下是系統(tǒng)的仿真電路圖：</p><p>　　圖8 系統(tǒng)仿真總電路圖</p><p&g

36、t;　　通過調(diào)節(jié)SHT10的溫濕度傳感器兩個按鈕“↑”“↓”來調(diào)節(jié)給定的模擬的溫度和濕度的大小，調(diào)節(jié)之后，可以在LCD屏幕上觀察顯示屏出現(xiàn)的溫度濕度的測量值。</p><p>　　在一定的環(huán)境行下，給予溫濕度傳感器模擬溫度與濕度，其演示效果如圖8所示;</p><p>　　在經(jīng)過單片機(jī)的處理分析后，測量的值會出現(xiàn)在LCD屏幕上，其效果圖如圖9 所示。 </p><p&g

37、t;　　圖9溫濕度傳感器的顯示</p><p>　　圖10 LCD屏幕的顯示</p><p>　　為了進(jìn)一步研究系統(tǒng)的分別對溫度濕度進(jìn)行了5組數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)，其記錄數(shù)據(jù)如下表：</p><p><b>　　表一 溫度的測量</b></p><p><b>　　表二 濕度的測量</b></p>

38、<p><b>　　3.2誤差分析</b></p><p>　　a.SHT10的溫濕度傳感器在進(jìn)行測量時存在一定范圍的誤差。</p><p>　　b.單片機(jī)的編程程序出現(xiàn)一些錯誤。</p><p>　　通過以上幾種仿真的結(jié)果可以說明：主要用中央控制核心器件AT89C52單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)關(guān)于溫濕度測量系統(tǒng)所需要的設(shè)計要求，再根據(jù)所記錄

39、表格可看出，雖然存在一定的誤差，但在許可的誤差范圍10%之內(nèi)，所以這次的設(shè)計可以用來測量溫度與濕度兩項指標(biāo)。 </p><p><b>　　3.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章是整個畢業(yè)設(shè)計的核心章節(jié)，要熟練的掌握PROTEUS的基本仿真功能，要通過多組實(shí)驗來驗證該系統(tǒng)的正確性、準(zhǔn)確性與穩(wěn)點(diǎn)性，認(rèn)真的將數(shù)據(jù)填入表格中，合理對所測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差

40、分析，得出相應(yīng)的結(jié)論。通過仿真的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，本次設(shè)計系統(tǒng)是可以測量溫濕度的，是滿足設(shè)計的需要。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本設(shè)計簡單分析了溫濕度控制系統(tǒng)，并按照有關(guān)要求完成了以高效單片機(jī)AT89C52作為核心，從而實(shí)現(xiàn)溫濕度智能監(jiān)測控制的系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計中的溫濕度傳感器SHT10集溫度傳感器和濕度傳感器于一體來進(jìn)行采集與測量，它自帶A

41、/D轉(zhuǎn)換器，因而該溫濕度控制儀器具有精度高、體積小、良好的抗干擾能力，故該系統(tǒng)具有很高的實(shí)用性。</p><p>　　原理圖的繪制使我從新學(xué)習(xí)了一次proteus, 對軟件種元器件更加熟悉，畫仿真圖時更為流暢。在進(jìn)行設(shè)計之前有著很多要解決的問題，比如元器件的選擇問題、各個模塊的設(shè)計和主程序的編程。通過這次設(shè)計，我從到圖書館的網(wǎng)站查找相應(yīng)的資料應(yīng)用到對應(yīng)電路參與設(shè)計的思考。每個模塊都要經(jīng)過多次的設(shè)計，不斷的試驗，讓

42、我對之前在學(xué)校所學(xué)的書本上的理論知識有了更為深刻的了解。在完成畢業(yè)設(shè)計的過程是一次難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的過程，在這段時間我更為深刻的理解和掌握了大學(xué)期間所學(xué)的一些知識，例如C語言的編程、數(shù)字模擬電路、單片機(jī)的簡單應(yīng)用、proteus和keil軟件的使用與設(shè)計</p><p>　　該系統(tǒng)可以在許多環(huán)境下進(jìn)行對溫度、濕度的檢測。這次畢業(yè)設(shè)計比中的系統(tǒng)中的顯示模塊可以設(shè)計的更加合理化，針對一些日常檢查的工作，顯示模塊

43、可以記錄一天內(nèi)需要測量的環(huán)境下的溫濕度，這樣更有利于各種的需要，鑒于本人的設(shè)計能力和設(shè)計要求，這里就不將該設(shè)計思路具體化了。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王海寧.關(guān)于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2008:32~40.</p><p>　　[2] 黃賢武,鄭筱霞,曲波等

44、.傳感器實(shí)際應(yīng)用電路設(shè)計[M].第一版.成都:電子科技大學(xué)出社,1997:4~10.</p><p>　　[3] 陳曾平.《電路設(shè)計基礎(chǔ)》[M].第二版.北京:北京高等教育出版社,2003:100~110.</p><p>　　[4] 余永權(quán). 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》[M].第二版.北京:電子工業(yè)出版社,1997:47~48.</p><p>　　[5] 劉春恰.數(shù)字

45、溫度傳感器DS18B20測溫的應(yīng)用.電器時代[J],2010（10):18~23.</p><p>　　[6] 周月霞,孫傳友.DS18B20硬件連接及軟件編程.傳感器世界[J],2001(12):25~29.</p><p>　　[7] 鹿紅玉,戴彥,江培蕾.基于PROTEUS的DS18B20數(shù)字溫度計的仿真實(shí)驗[M].第一版.福建:福建電腦出版社,2010:4~20.</p>

46、;<p>　　[8] 張毅剛.新編《MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計》[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2003:7~25.</p><p>　　[9] 張義和等.例說8051[M].北京:人民郵電出版社,2006:14~29.</p><p>　　[10] 朱濱峰,徐桂云,李俊敏.單片機(jī)在溫濕度測量系統(tǒng)中的應(yīng)用.儀器儀表標(biāo)注化與計量[J].2006(1):13~20.<

47、/p><p>　　[11] 賈振國.DS1820及高精度溫度測量的實(shí)現(xiàn).電子技術(shù)應(yīng)用[J],2000(1):58~59.</p><p>　　[12] 趙娜是,趙剛,于珍珠等.基于51 單片機(jī)的溫度測量系統(tǒng).微計算機(jī)信息[J],2007(1-2):146~148． </p><p>　　[13] 劉同法,陳忠平等.《單片機(jī)基礎(chǔ)與最小系統(tǒng)實(shí)踐》[M].北京航空航天大學(xué)出版

48、社,2007:23~34.</p><p>　　[14] 陳忠華.《基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)》[D].大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006:46~57．</p><p><b>　　附錄1</b></p><p>　　include<reg51.h></p><p>　　#include <

49、;intrins.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define noACK 0//繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，用于判斷是否結(jié)束通訊</p><p>　　#define ACK 1 //結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸；</p><p>　　//地址 命令 讀/

50、寫</p><p>　　#define STATUS_REG_W 0x06 //000 0011 0</p><p>　　#define STATUS_REG_R 0x07 //000 0011 1</p><p>　　#define MEASURE_TEMP 0x03 //000 0001 1</p><

51、;p>　　#define MEASURE_HUMI 0x05 //000 0010 1</p><p>　　#define RESET 0x1e //000 1111 0</p><p>　　enum {TEMP,HUMI};</p><p>　　sbit DATA = P2^5;</p><p&g

52、t;　　sbit SCK = P2^4;</p><p>　　sbit RS = P2^0;</p><p>　　sbit RW = P2^1;</p><p>　　sbit E = P2^2;</p><p>　　sfr DBPort = 0x80; //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.數(shù)據(jù)端

53、口</p><p>　　/******** DS1602函數(shù)聲明 ********/</p><p>　　void LCD_Initial();</p><p>　　void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y);</p><p>　　void Print(unsigned char

54、 *str);</p><p>　　void LCD_Write(bit style, unsigned char input);</p><p>　　/******** SHT10函數(shù)聲明 ********/</p><p>　　void s_connectionreset(void);</p><p>　　char s_

55、measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode);</p><p>　　void calc_sth10(float *p_humidity ,float *p_temperature);</p><p>　　//float calc_dewpoint(float h,float t)

56、;</p><p>　　/****************************************************************/</p><p><b>　　//寫字節(jié)程序</b></p><p>　　char s_write_byte(unsigned char value) </p><p

57、><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char i,error=0; </p><p>　　for (i=0x80;i>0;i>>=1) //高位為1，循環(huán)右移</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　

58、if (i&value) DATA=1; //和要發(fā)送的數(shù)相與，結(jié)果為發(fā)送的位</p><p>　　else DATA=0; </p><p>　　SCK=1; </p><p>　　_nop_();_nop_();_nop_();

59、 //延時3us </p><p><b>　　SCK=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　DATA=1; //釋放數(shù)據(jù)線</p><p>　　SCK=1;

60、 </p><p>　　error=DATA; //檢查應(yīng)答信號，確認(rèn)通訊正常</p><p>　　_nop_();_nop_();_nop_();</p><p>　　SCK=0; </p><p><b>　　DATA=1;</b></p>&l

61、t;p>　　return error; //error=1 通訊錯誤</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//讀字節(jié)程序</b></p><p>　　char s_read_byte(unsigned char ack)</p>&

62、lt;p>　　//----------------------------------------------------------------------------------</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char i,val=0;</p><p>　　DATA=1;

63、 //釋放數(shù)據(jù)線</p><p>　　for(i=0x80;i>0;i>>=1) //高位為1，循環(huán)右移</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　SCK=1; </p><p&

64、gt;　　if(DATA) val=(val|i); //讀一位數(shù)據(jù)線的值 </p><p>　　SCK=0; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　DATA=!ack; //如果是校驗，讀取完后結(jié)束通訊；</p><p>　

65、　SCK=1; </p><p>　　_nop_();_nop_();_nop_(); //延時3us </p><p><b>　　SCK=0; </b></p><p>　　_nop_();_nop_();_nop_(); </p><

66、;p>　　DATA=1; //釋放數(shù)據(jù)線</p><p>　　return val;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//啟動傳輸</b></p><p>　　void s_transstart(void)

67、</p><p>　　// generates a transmission start </p><p>　　// _____ ________</p><p>　　// DATA: |_______|</p><p>　　// ___ ___</p><

68、p>　　// SCK : ___| |___| |______</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　DATA=1; SCK=0; //準(zhǔn)備</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b&g

69、t;　　SCK=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　DATA=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　SCK=0; </b>&l

70、t;/p><p>　　_nop_();_nop_();_nop_();</p><p><b>　　SCK=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　DATA=1; </p><p><b>　　_nop_();&l

71、t;/b></p><p>　　SCK=0; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//連接復(fù)位</b></p><p>　　void s_connectionreset(void)</p><p>　　// communicat

72、ion reset: DATA-line=1 and at least 9 SCK cycles followed by transstart</p><p>　　// _____________________________________________________ ________</p><p>　　// DATA:

73、 |_______|</p><p>　　// _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ ___</p><p>　　// SCK : __| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |_

74、_____| |___| |______</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char i; </p><p>　　DATA=1; SCK=0; //準(zhǔn)備</p><p>　　for(i=0;i<9;i++)

75、 //DATA保持高，SCK時鐘觸發(fā)9次，發(fā)送啟動傳輸，通迅即復(fù)位</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　SCK=1;</b></p><p><b>　　SCK=0;</b></p><p><b>　　}</b

76、></p><p>　　s_transstart(); //啟動傳輸</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//軟復(fù)位程序</b></p><p>　　char s_softreset(void)</p><

77、p>　　// resets the sensor by a softreset </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char error=0; </p><p>　　s_connectionreset(); //啟動連接復(fù)位</p><p>　

78、　error+=s_write_byte(RESET); //發(fā)送復(fù)位命令</p><p>　　return error; //error=1 通訊錯誤</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/*讀狀態(tài)寄存器</b></p>&

79、lt;p>　　char s_read_statusreg(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum)</p><p>　　//----------------------------------------------------------------------------------</p><p>　　// reads

80、 the status register with checksum (8-bit)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char error=0;</p><p>　　s_transstart(); //transmission start</p>

81、<p>　　error=s_write_byte(STATUS_REG_R); //send command to sensor</p><p>　　*p_value=s_read_byte(ACK); //read status register (8-bit)</p><p>　　*p_checksum=s_read_byte(noACK); //read

82、checksum (8-bit) </p><p>　　return error; //error=1 in case of no response form the sensor</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//寫狀態(tài)寄存器</b></

83、p><p>　　char s_write_statusreg(unsigned char *p_value)</p><p>　　// writes the status register with checksum (8-bit)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char e

84、rror=0;</p><p>　　s_transstart(); //transmission start</p><p>　　error+=s_write_byte(STATUS_REG_W);//send command to sensor</p><p>　　error+=s_write_byte(*p_value);

85、 //send value of status register</p><p>　　return error; //error>=1 in case of no response form the sensor</p><p>　　} */</p><p><b>　

86、　//溫濕度測量</b></p><p>　　char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode)</p><p>　　// 進(jìn)行溫度或者濕度轉(zhuǎn)換，由參數(shù)mode決定轉(zhuǎn)換內(nèi)容；</p><p><b>　　{ </b>

87、;</p><p>　　//enum {TEMP,HUMI}; //已經(jīng)在頭文件中定義</p><p>　　unsigned error=0;</p><p>　　unsigned int i;</p><p>　　s_transstart(); //啟動傳輸</p><p>

88、　　switch(mode) //選擇發(fā)送命令</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case TEMP : error+=s_write_byte(MEASURE_TEMP); break; //測量溫度</p><p>　　case HUMI : error+=s_wr

89、ite_byte(MEASURE_HUMI); break; //測量濕度</p><p>　　default : break; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //等待測量結(jié)束</p><p

90、>　　if(DATA) error+=1; // 如果長時間數(shù)據(jù)線沒有拉低，說明測量錯誤 </p><p>　　*(p_value) =s_read_byte(ACK); //讀第一個字節(jié)，高字節(jié) (MSB)</p><p>　　*(p_value+1)=s_read_byte(ACK); //讀第二個字節(jié)，低字節(jié) (LSB)</p&g

91、t;<p>　　*p_checksum =s_read_byte(noACK); //read CRC校驗碼</p><p>　　return error; // error=1 通訊錯誤</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//溫濕度值標(biāo)度變換及溫度補(bǔ)償</p><p>

92、　　void calc_sth10(float *p_humidity ,float *p_temperature)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　const float C1=-4.0; // 12位濕度精度 修正公式</p><p>　　const float C2=+0.0405;

93、 // 12位濕度精度 修正公式</p><p>　　const float C3=-0.0000028; // 12位濕度精度 修正公式</p><p>　　const float T1=+0.01; // 14位溫度精度 5V條件 修正公式</p><p>　　const float T2=+0.000

94、08; // 14位溫度精度 5V條件 修正公式</p><p>　　float rh=*p_humidity; // rh: 12位 濕度 </p><p>　　float t=*p_temperature; // t: 14位 溫度</p><p>　　float rh_lin

95、; // rh_lin: 濕度 linear值</p><p>　　float rh_true; // rh_true: 濕度 ture值</p><p>　　float t_C; // t_C : 溫度 ℃</p><p>　　t_C=t

96、*0.01 - 40; //補(bǔ)償溫度</p><p>　　rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1; //相對濕度非線性補(bǔ)償</p><p>　　rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin; //相對濕度對于溫度依賴性補(bǔ)償</p><p>　　if(rh_true>100)

97、rh_true=100; //濕度最大修正</p><p>　　if(rh_true<0.1)rh_true=0.1; //濕度最小修正</p><p>　　*p_temperature=t_C; //返回溫度結(jié)果</p><p>　　*p_humidity=rh_true; //返

98、回濕度結(jié)果</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//從相對溫度和濕度計算露點(diǎn)</p><p>　　/*float calc_dewpoint(float h,float t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　float lo

99、gEx,dew_point;</p><p>　　logEx=0.66077+7.5*t/(237.3+t)+(log10(h)-2);</p><p>　　dew_point = (logEx - 0.66077)*237.3/(0.66077+7.5-logEx);</p><p>　　return dew_point;</p><p>

100、　　} */</p><p>　　/***********************************************************************************************************************************************************/</p><p>

101、　　//DS1602程序（1602.c）：</p><p>　　//#include<tou.h></p><p>　　//內(nèi)部等待函數(shù)**************************************************************</p><p>　　unsigned char LCD_Wait(void)</p>

102、;<p><b>　　{</b></p><p><b>　　RS=0;</b></p><p>　　RW=1; _nop_();</p><p>　　E=1; _nop_(); </p><p><b>　　E=0;</b><

103、;/p><p>　　return DBPort; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　//向LCD寫入命令或數(shù)據(jù)********************************************************</p><p>　　#define LCD_COMMAND

104、 0 // Command</p><p>　　#define LCD_DATA 1 // Data</p><p>　　#define LCD_CLEAR_SCREEN 0x01 // 清屏</p><p>　　#define LCD_HOMING 0x02 // 光標(biāo)返回原點(diǎn)

105、</p><p>　　void LCD_Write(bit style, unsigned char input)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　RS=style;</b></p>

106、<p>　　RW=0; _nop_();</p><p>　　DBPort=input; _nop_();//注意順序</p><p>　　E=1; _nop_();//注意順序</p><p>　　E=0; _nop_();</p><p>　　LCD_Wait(); </p&

107、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　//設(shè)置顯示模式************************************************************</p><p>　　#define LCD_SHOW 0x04 //顯示開</p><p>　　#defin

108、e LCD_HIDE 0x00 //顯示關(guān) </p><p>　　#define LCD_CURSOR 0x02 //顯示光標(biāo)</p><p>　　#define LCD_NO_CURSOR 0x00 //無光標(biāo) </p><p>　　#define LCD_FLASH

109、 0x01 //光標(biāo)閃動</p><p>　　#define LCD_NO_FLASH 0x00 //光標(biāo)不閃動</p><p>　　void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　L

110、CD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　//設(shè)置輸入模式************************************************************</p><p>　　#define LCD_AC_UP

111、 0x02</p><p>　　#define LCD_AC_DOWN 0x00 // default</p><p>　　#define LCD_MOVE 0x01 // 畫面可平移</p><p>　　#define LCD_NO_MOVE 0x00 //default<

112、/p><p>　　void LCD_SetInput(unsigned char InputMode)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);</p><p><b>　　}</b></p>

113、<p>　　//初始化LCD************************************************************</p><p>　　void LCD_Initial()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　E=0;</b></p>

114、<p>　　LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38); //8位數(shù)據(jù)端口,2行顯示,5*7點(diǎn)陣</p><p>　　LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);</p><p>　　LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); //開啟顯示, 無光標(biāo)</p><p>

115、　　LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); //清屏</p><p>　　LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); //AC遞增, 畫面不動</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//液晶字符輸入的位置****************

116、********</p><p>　　void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(y==0)</b></p><p>　　LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x

117、);</p><p><b>　　if(y==1)</b></p><p>　　LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x40));</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//將字符輸出到液晶顯示</p><p>　　void Pr

118、int(unsigned char *str)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(*str!='\0')</p><p><b>　　{</b></p><p>　　LCD_Write(LCD_DATA,*str);</p><

119、;p><b>　　str++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*****************************************************************************