课程设计温湿度传感器Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:19803784
- 上传时间:2023-01-10
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:52.52KB
课程设计温湿度传感器Word文档下载推荐.docx
《课程设计温湿度传感器Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《课程设计温湿度传感器Word文档下载推荐.docx(29页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2.2
设计要求
第三章
系统方案设计及论证
.....................................................................................................................................3
3.1
总体方案设计
................................................................................................................................................3
3.2
方案比较与论证
............................................................................................................................................3
3.2.1
温湿度检测
........................................................................................................................................3
3.2.2
处理器选择
........................................................................................................................................4
3.2.3
显示部分
...........................................................................................................................................4
第四章
系统的硬件设计与实现
.................................................................................................................................5
4.1
单片机介绍
...........................................................................................................................................................5
4.1.1
单片机主要性能
...............................................................................................................................................5
4.1.2
单片机各引脚功能介绍
...................................................................................................................5
4.1.3
单片机特殊功能寄存器介绍
...........................................................................................................6
4.2
数字温湿度传感器介绍
..................................................................................................................7
4.2.1
产品概述
................................................................................................................................7
4.2.2
串行接口
...........................................................................................................................................7
4.3
1602LCD
液晶显示器简介
.........................................................................................................................9
4.3.1
的基本参数及引脚功能
....................................................................................................9
4.3.1.1
主要技术参数:
..................................................................................................................10
4.3.1.2.
引脚功能说明
...................................................................................................................................10
4.3.2
的指令说明及时序
..................................................................................................................11
4.3.3
的一般初始化(复位)过程
..................................................................................................12
第五章
软件设计
.......................................................................................................................................................13
5.1
主程序和中断程序
......................................................................................................................................13
5.2
子程序
..........................................................................................................................................................13
总
结
...........................................................................................................................................................................14
附录一
电路图
...........................................................................................................................................................17
附录二
程序代码
.......................................................................................................................................................18
II
引言
课题的研究背景
温度与湿度与人们的生活息息相关。
尤其是在工农业生产、气象、国防、科研等部门,
必须经常、精确的对环境温度进行监测和控制。
此外,在制药,造纸准及温湿度测量,食品
加工和其他行业是必要的。
比较传统的温度计使用水银制作显示,构造简单、价格低廉,缺
憾是精确度不高,不宜读数。
传统的干湿球温度计的显示方法,不仅复杂,测量精度不高。
而选用单片机对温湿度实施监控和测量,不单单具有节制便利,单一灵活的特点,而且可以
大大提高温度控制的灵活性的优点。
用
LED
数码管显示温度和湿度值,看起来更直观。
测量温度和湿度最重要的就是传感器。
温度和湿度的测量过去是分离的。
传感器的成长
历经了三个阶段:
传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。
目前,从模拟到数字温度传感器的模型的方向,从集成化向智能化,网络化的发展。
温度传
感器也经历过这样的阶段走向数字化、智能化。
课题的研究内容及目标
温度和湿度探测器是以
单片机为核心控制芯片,该芯片具有良好的抗干扰能力,
快速响应。
使用此单片机构成的温湿度检测仪能够定时、无误的监测周围的温度和相对湿度。
使用高灵敏度收集湿敏电阻阻值变化,然后经由单片机从而得到相应湿度,这就是本检
测仪的硬件部份的设计;
数字温度传感器对温度的实时采集和直接控制监测。
并用
LCD
显示屏作为显示设备的硬件设计方案。
软件部分选用模块化的方式分成几个个体,一个个进
行程序设计,最后连接各部分一起协调工作,从而实现实时监测周围温湿度的目的。
本文的结构组织
本文的组织结构安排如下:
第一章引言,扼要阐明本课题的研究背景、研究目的、研究意义,以及要实现的目标。
第二章设计的要求及目的,阐述要实现的功能,以及主要的参数。
第三章系统设计方案及论证,通过分析论证,选出最合适的设计方案,介绍总体方案。
1
第四章主要讲述整个体系硬件的设计及实现,包括单片机的选择、温湿度传感器的选择
以及显示电路的设计。
第五章是软件设计,基于前面的硬件系统,设计程序。
设计要求及目的
设计目的
温度、湿度是工业和农业生产的主要环境参数。
是否能够及时、准确地测量很重要。
如
果单片机来对温度进行控制,利用高精度的温度,湿度控制,强湿功能,体积小,价格低,
简单灵活,很好的满足工艺要求。
设计要求
1、实现温度和湿度的测量;
2、按电源键进行测量;
3、湿度的测量范围:
0%~100%RH;
温度的测量范围:
-40~+85℃;
4、湿度测量精度:
±
2.0%RH;
温度测量精度:
0.2℃;
5、在
LCD
显示屏上显示数据和结果;
2
系统方案设计及论证
总体方案设计
根据课题要求实现,该系统由采集系统和显示系统组成,以
单片机为核心,设
计如图
3-1:
最小
系统
液晶显示
信号采集
图
3-1
系统图
方案比较与论证
温湿度检测
方案一:
使用
AM2301
数字温湿度传感器。
该型温湿度传感器,采用
3.3-6V
直流电源供电,
它的各部分参数:
湿度测量的范围为
20%~90%RH;
温度测量的范围为
0~+50℃;
湿度测量精度为
5.0%RH;
温度测量精度为±
2.0℃。
虽然它的价格比较便宜,但测温的范围和测湿的范围太小,
温度的精度和湿度的精度太低,不符合设计的要求。
方案二:
AM2302
电容式数字温湿度传感器。
它的各部分参数如下:
由于传感器参数:
湿度
0%
~
100%相对湿度的测量范围;
温度测量范围为
40
+
80℃;
湿度的测量精度为±
3.0%RH
温度的测
量精度:
0.5℃。
价格也比较适合,基本可以满足设计要求。
方案三:
使用数字温湿度传感器
DHT11。
湿度测量范围:
0%~100%RH;
温度测量范围:
40
3
85℃;
湿度测量精度:
2%相对湿度±
0.2℃温度测量精度。
该传感器价格很便宜。
温度
和湿度都达到或超过了标题的精度要求,属于低功率传感器。
经过比较,从系统技术参数要求和低功耗方面考虑,选用方案三。
处理器选择
采用
AT89C51
单片机作为处理器,虽能达到要求,但其内存过小,处理精度过
低,不是最好的选择;
单片机,既经济又有较大的内存,能很好的达到设计要求,是本
次设计的主选;
TI
公司的各种单片机,虽然能很好的达到设计的要求,但其成本过高,且
程序较复杂,不适宜与本次设计。
通过对比,方案二的
的功能完全能够符合题目的各个部分和发挥部分的设计,
故选用方案二。
显示部分
数码管,其操作简单,显示直观。
不仅程序的设计简易,而且对周围
的环境要求很低,方便维护。
但是数码管只可以显示阿拉伯数字,不能显示汉字。
而且硬件
设计也相当繁复。
不适用于本设计。
液晶,它具有体积小、低功耗、显示丰富等优点。
电路连接简单,价
格也便宜。
总的来说,LCD
液晶显示更多的内容,所以本设计选用
液晶显示程序。
4
系统的硬件设计与实现
单片机介绍
单片机主要性能
是由
ATMEL
公司生产的
单片机的一个型号。
它具有高性能
CMOS8
位、低电压
的优点,使用了该公司的高密度、非易失性存储技术生产,完美兼容
MCS-51
指令系统,包括
8
位中央处理器和
Flash
存储单元,AT89C52
功能强大、试用范围非常广。
主要功能特性:
●
引脚完全兼容
产品
具有
8K
字节的可重擦写
闪存
1000
次擦写周期
2
个读写中断口线
全静态操作:
0Hz-24MHz
三级加密程序存储器
256*8
字节内部
RAM
32
可编程双向
I/O
线
3
个
16
位定时器/计数器
个外部中断源,共
6
个中断源
可编程串行
UART
通道
低功耗的空间和掉电模式
软件设置睡眠和唤醒功能
单片机各引脚功能介绍
由
脚双列直插包装的
位通用微处理器组成,使用常用的
C51
内核,它主
要用于会聚调整功能的控制。
功能主要有对会聚主
IC
内部寄存器、数据
RAM
及外部接口等部
件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制,红外遥控信号
IR
的接收解码及与主板
CPU
通
信等。
·
P0
口:
口是
位的漏极开路型双向的
口,即为地址/数据总线复用口。
如果被当
5
作输出口,每位可以吸收电流的形式驱动
TTL
逻辑门电路,对端口
写“1”时,起作
用变为高阻抗输入。
当需要访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址
(低
位)和数据总线复用,期间可以激活内部上拉电阻。
在
编程时,P0
口负责接
受指令字节,但是在程序校验的时候,需要输出指令字节,校验时需要外接上拉电阻。
P1
是一个带在内部上拉电阻的
位的双向
口,
的输出缓冲级可驱动(吸
取或输出电流)4
逻辑门电路。
对端口写“1”,经过里面
的上拉电阻把端口拉至高
电平,就可作输入口使用。
作输入口用时,因为里面存在上拉电阻,某引脚被外部的信号拉
低时会输出一个电流(IIL)。
与
不同之处是,P1.0
和
P1.1
还有作为定时/计数器
的外部计数输入(P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX)的功能,Flash编程和程序校验的时候,
接收低
位地址。
P2
是一个带有上拉电阻的
位双向的
口,P2
的输出缓冲级能够驱动(吸收
或输出电流)4
将端口
写“1”,通过内部的上拉电阻来港的高水平,
此时,可作为输入,作为输入使用时,因为内部上拉电阻,如果某个引脚被外部信号拉低的
时候就会输出一个电流(IIL)。
当访问外部程序存储器或
16位地址的外部数据存储器时,P2
口送出高
位的地址数据。
当访问
位地址的外部数据存储器时,P2
口输出
锁存器的内
容。
编程或检查,P2
也获得了很高的地址和控制信号。
P3
口是一组带有内部上拉电阻的
位双向
口。
口输出缓冲级可驱动(吸
收或输出电流)4
对
口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可
作为输入端口。
此时,被外部拉低的
口将用上拉电阻输出电流(IIL)。
口除了作为一
般的
口线外,此外,它的第二功能
口还接收一些可以用于
闪速存储器编程与
程序校验的控制信号才是最重要的。
单片机特殊功能寄存器介绍
数据存储器:
有
256
个字节内部
RAM,80H-FFH
高
128
个字节与特殊功能寄存器
(SFR)地址是重复的,虽然物理上分开,但是高
字节的
与特殊功能寄存器的地址相
同。
当一条指令访问
7FH以上地址单元的时候,指令中使用不同的寻址方式,即为究竟是访
问高
字节
还是访问特殊功能寄存器是由寻址方式决定的。
直接寻址方式对应的是访
问特
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 课程设计 温湿度 传感器