基于单片机的仓库温湿度监测系统设计.doc
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1、- . 毕 业 设 计论文中文题目基于单片机的仓库温湿度监测系统设计英文题目The design of the warehouse humitureMonitoring system based on the MCU系别:电子与电气工程系年级专业:2021级电子信息工程专升本XX:顾博诚学号:135031110指导教师:章玲职称:讲师闽南理工学院教务处制年 月 日. word.zl.- .毕业设计诚信声明书本人重声明:在毕业设计工作中严格遵守学校有关规定,遵守学术规;我所提交的毕业设计是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果,设计中所引用他人的文字、研究成果,均已在设计中加以说明;在本人的
2、毕业设计中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,未篡改实验数据。本设计和资料假设有不实之处,本人愿承当一切相关责任。学生签名: 年 月 日基于单片机的仓库温湿度监测系统设计【摘要】本文主要设计了一种基于STC89C52单片机的智能温湿度监测系统,该系统能对仓库的温湿度进展读取从而了解其温湿度的变化情况,利用温湿度传感器DHT11将仓库的温湿度的变化情况,变换成数字量,通过单片机进展控制,最后由LCD完成温湿度显示。该系统可以方便的实现温度和湿度的采集和显示,使用起来相当方便,具有精度高,量程大,灵敏度高,体积小,耗能低等优点,适用于我们日常生活和工农业的温湿度监测,也可以作为温湿度处理模块嵌
3、入其他系统中,作为其他系统的辅助扩展,有广泛的前景。【关键词】DHT11,监测与控制,单片机SCT89C52,LCD1602The design of the warehouse humiture monitoring system based on the MCU【ABSTRACT】This paper mainlyintroduces a kind ofintelligenttemperature and humidity monitoringsystembasedonSTC89C52 MCU.thesystemcanread andunderstand thechangesoftempe
4、rature and humidityonthetemperature and humidityDHT11in the warehouse,using temperature and humiditysensorwillchangeof temperature and humidityin the warehouse.transforminto digital quantitythrough the microcontroller to control,finallypleted by LCDtemperature and humiditydisplay.The system can achi
5、evethetemperature and humidityconvenientacquisition and display,very convenient touse,has high accuracy,large measuringrange,high sensitivity,smallvolume,lowenergy consumption,temperature and humidity monitoringapplied toour daily life andindustrial and agricultural,but also can be used asa temperat
6、ure and humidityprocessing module embedded inother systems,as an adjunct to otherthe expansion of the system,has broadprospects.【KeyWords】DHT11,monitoring and control,single chip micyocoSCT89C52,LCD1602. word.zl.- .目录1.绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 温湿度计及其温湿度监测系统的研究现状11.3 本论文的主要容12.系统方案设计23.系统硬件设计33.1 硬件系统总体
7、构造图33.2 STC89C52最小系统33.3温湿度传感器模块43.4 ADC0832接口电路模块53.5 LCD1602显示模块73.6 报警模块94.系统软件设计114.1 主程序设计114.2 LCD1602软件设计124.3 A/D转换模块软件设计155.总结17致18参考文献19附录一:单片机程序20附录二:总设计原理图26. word.zl.- .1.绪论1.1 课题研究的目的和意义随着国民经济的快速开展和科学技术的普及,高性能设备开展快,对温度和湿度的要求也越来越高的企业也越来越多。传统模式的温湿度监测是以人为根底,依靠人工抄数值,人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况的数据。
8、在这种模型中,不仅效率低不利于人才资源的管理分配,以及缺乏科学性,许多重大事故都是由人为因素造成的,人工维护缺乏完整的管理系统。该监控系统可以解决资源的人力浪费,管理不及时的问题。1.2 温湿度计及其温湿度监测系统的研究现状早在1970年,温湿度监测技术首先采用模拟式的组合仪器,采集现场信息和数据,并进展记录、指示和监测。1980年末期生产出了分布式控制系统。在90年代中期的智能温湿度传感器(亦称数字温湿度传感器开发出来。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术ATE的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。部温湿度传感器包括智能温湿度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器或存
9、放器和接口电路。局部产品用一个CPU、多路选择器、只读存储器ROM和随机存取存储器RAM。智能温湿度传感器可采集温湿度,适配各种微控制器MCU,并且可通过软件来实现测试和控制,实现更智能的温湿度控制器。现在科学家使用一台称为“psychrometer的仪器测量相对湿度。“psychrometer由两个连接在一起的温度计。在测量相对湿度时,要把“psychrometer旅转直至被包着的温度计维持一个稳定的温度,并且该温度必须比干的温度计低。空气中的实际温度是干温度计。两个不同温度之间调用,因为水分蒸发的结果。科学家记录的温度的温度计和“wet-bulbdepression,然后制成图表,用来计算
10、相对湿度。跟电子温度计一样,湿度计随着湿度传感器的快速开展日益成熟。现在常用的AD590温度传感器,DS18B20湿度传感器HMxx系列,HS1xx系列,随着温湿度计的开展温室监控系统开展较为成熟,为人们更好的效劳。目前正研究和开展计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。在世界上的一些国家,温湿度监控技术在实现半自动化的根底上朝着完全无人化、自动化的方向迅速开展。1.3 本论文的主要容该系统通过温湿度传感器对仓库的温湿度进展采集,利用ADC0832将仓库的温湿度的变化情况,变换成数字量,通过单片机STC89C52进展控制,最后由LCD完成温湿度显示。. word.zl.- .2.系统方案设
11、计综合自己在本科阶段所学的知识和参与实验的经历,研究设计了以STC89C52单片机为主芯片的仓库温湿度监测系统,本设计是一个以单片机为核心的主模块,包括显示模块与报警器、温湿度传感器以及相应的软件等。通过接口可以有选择性的择取所需的功能模块进展所需的测量。设计框图如2-1所示。在单片机电路设计中,可以采用一只温湿度传感器DHT11,此传感器,超快响应、抗干扰能力强、性价比高等优点可以满足设计要求。电路比拟简单,软件设计也比拟简单。设计以STC89C52单片机为核心,整体构造采用模块化设计,主板上设计有键盘与显示电路以及RS232串口电路和电路子模块与功能扩展模块的接口,通过子模块接口用户可以按
12、需来组合所需要的子模块,完成温湿度监测的实现。在通信和监控上,采用LCD液晶显示。本温湿度传感器属于多功能温湿度传感器,可以设置上下报警温度,当温度不在设置围时,可以报警。图2-1 总设计框图由ST89C52控制温湿度监测系统的设计完成后,将实现以一种基于DHT11的数字温湿度传感器设计方案。简要阐述了温湿度传感器DHT11的性能指标、单片机系统、LCD1602显示模块以及时序图、ADC0832接口电路模块及时序图。利用主板STC89C52单片机控制DHT11进展数据采集并将数据送至LCD液晶显示结果。另外,采集结果可由接口电路送入计算机显示并存储。3.系统硬件设计3.1 硬件系统总体构造图本
13、文所设计的数字测温湿度显示系统主要由STC89C52单片机及其最小系统模块、温湿度传感器、LCD1602液晶显示,构造方框图如图3-1所示,各局部主要构造设计及功能在下面介绍。图3-1硬件电路图3.2STC89C52最小系统单片机最小系统是指用最少的元器件件组成可以运行的单片机的系统。即如图3-2所示。单片机的最小系统包括电源接地,晶振电路本设计使用11.0592MHz晶振,复位电路及EA引脚。有以上局部组成的最小系统,单片机就可以进展正常的简单运行了,值得注意的是,EA31脚需要接高电平,因此,单片机不使用片外存储器,这样单片机系统才会正确运行用C语言编程所烧写进单片机的程序。图3-2 ST
14、C89C52最小系统1电源:单片机使用的是5V电源,其中正极接40引脚,负极地接20引脚。2晶振电路:单片机是一种时讯电路,必须提供脉冲信号才能正常工作,在单片机部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19脚。3)复位电路:复位按钮,重启。4EA引脚:上拉倒VCC,表示烧写到单片机部,程序小的话直接存在部集成的ROM,至于程序大了就要接地了,外扩ROM。 至此,一个单片机就接好,通上电,单片机就开场运行了。图中的排阻RM1是P0口上拉用的,C4是滤波电容,抗干扰用。其他P0-P3口均为I/O口,每个口有8个引脚,共32个,编号都是0-7,如P0.0-P0.7,这些IO口是用来外接各种元器件,
15、通过编程来实现各种所需要的功能。3.3 温湿度传感器模块本系统采用DHT11数字温湿度传感器,它是一个含有一个数字信号输出的温度和湿度传感器。以确保产品具有较高的长期稳定性与可靠性。它是特殊的温度和湿度传感技术和数字技术的模块集合。传感器包括电阻式感湿元件和一个测温元件,并具有较高的性能的8位微控制器相连接。DHT11的供电电压为3.35.5V DC。传感器通电后,等待1S度过一个不稳定状态,在这种状态下不需要发送任何指令。电源引脚VCC,GND之间可增加一个100pF的电容,用于去耦滤波。因此该产品具有抗干扰能力强、性价比高、响应快速等优点。DHT11的典型应用模块和实物图如图3-3、3-4
16、所示。图3-3 DHT11硬件模块图3-4 DHT11数字温湿度传感器3.4 ADC0832接口电路模块ADC0832是8位分辨率的A/D转换芯片,其最高分辨到达256级,适用于一般的模拟量转换。其参考电压和电源输入的部复用,实现05V的芯片模拟输入电压。芯片转换时间为32S,据有双输出数据,可作用于数据验证,为了减少数据误差,稳定性强和转换速度。芯片的特定数据输入,使处理器控制变得更加方便和多器件挂接。DI通过数据的输入端子,可以方便地到达功能选择通道。ADC0832接口电路如图3-5所示。图3-5 ADC0832与单片机连接电路一般情况下 ADC0832 与单片机的接口是四条数据线,分别是
17、 DI、DO、CLK、CS。因为DI端与 DO端在通信时不能同时有效,并且单片机的接口是双向的,所以电路设计时可以将 DI和 DO 并行在同根数据线上使用如图 3-5。 当 ADC0832没有运行时,其CS输入应设置为高电平,那么芯片被制止,DO/DI 和CLK 的电平可任意。当要执行 A/D转换时,首先将CS置于低电平,直到转换完毕完成为止。在此芯片开场转换运行,并且由数据处理器CLK产生时钟脉冲,DO/DI端那么使用其DI端的数据信号。在第一个时钟脉冲的完毕之前 DI端必须置于高电平,表示启始信号。在第 二、三个脉冲完毕之前 DI端2位数据应用于选择信道的功能,其功能项如表 3-1 所示。
18、表3-1 功能项MUX ADDRESSChannel #SGL/DIFODD/SIGN0110+11+当两者的数据是“0”,“1”时,CH0为输入负端 IN-,CH1为输入正端 IN+进展输入,当两者数据为“0”、“0”时,将 CH0作为输入正端 IN+,CH1为输入负端 IN-进展输入,当两者数据为“1”、“1”时,只单一的对 CH1进展单通道转换,当两者的数据为“1”、“0”时,只单一的对 CH0 进展单通道转换。到第三个脉冲的完毕之后 DI端的输入电平没有输入作用,此后DI/DO端那么开场使用数据输出,DO开场读取转换数据。 从第 四个脉冲完毕开场由DO端输出转换数据最高位DATA7,然
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