测温湿度自动恒湿开题报告汇总.docx
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测温湿度自动恒湿开题报告汇总
课程设计任务书
一、设计题目
基于51单片机的空气湿度自动控制器自动加湿除湿恒湿
二、设计任务
温湿度控制系统早已经成为当今社会研究的热门领域之一,同时温湿度也是现今工农业生产生活中必须要首先考虑的重要因素之一。
因此现今社会生产生活中就迫切需要一种价格便宜、容易操作而且精确度高的温湿度控制系统。
本系统设计就是利用AT89C52单片机对温湿度参量进行检测进而实现对温湿度参量的控制。
本系统设计通过使用AT89C52单片机、DHT11传感器模块、LCD1602液晶显示屏模块。
简单的系统设计就可以基本上满足本系统设计的系统设计要求。
DHT11数字温湿度传感器负责把采集到的温湿度信号传送给AT89C52单片机。
温湿度经过AT89C52单片机处理,然后AT89C52准确地把温湿度信号发送到LCD1602液晶显示屏模块,温湿度数据就可以准确地显示到LCD1602液晶屏上面,同时我们可以分别对温度和湿度设置上下限,越限LED发光进行加湿除湿。
三、设计计划
本设计共1周。
第1天:
针对选题查资料,确定设计方案;
第2天:
方案分析比较,电路原理设计,进行元器件及参数选择;
选用芯片:
STC89C52
选用器件:
LCD1602液晶显示屏,DHT11温湿度传感器,发光二极管,独立 按键,开关按键,晶振,电阻,电容
第3天:
编写主程序流程图和软件程序;
第4天:
利用Altidum Disigner画电路原理图和PCB板;
第5天:
编写整理设计报告。
四、设计要求
1、绘制软件流程图并利用C语言编写软件程序;
2、绘制系统硬件原理图;
3、形成设计报告。
指导教师:
教研室主任:
2015年5月26日
摘要
生活上,合适的空气湿度有益于人们的身体健康;工业上,芯片的封装,设备的维护以及工厂的装配等,都需要在合适的湿度下进行。
该课题对空气的湿度进行研究,采用单片机和湿度模块组成的湿度控制系统,对环境的湿度进行数据采集、处理。
系统通过测量当前环境的绝对湿度,及时、精确地了解空气湿度的变化,并将当时绝对湿度值与预设的上下限值进行比较,如果不在合适的空气湿度范围内,系统会自动发出报警。
本设计具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点。
最后结论是该设计能成功的实现空气湿度的自动控制。
硬件电路主要包括单片机、温湿度传感器、显示模块、以及控制设备等4部分。
其中由DHT11温湿度传感器及1602字符型液晶模块构成系统显示模块;测温湿度控制电路由温湿度传感器组成;用户根据需要预先输入预设值,当实际测量的温湿度不符合预设的温湿度标准时,启动相应控制。
软件部分包括了主程序、显示子程序、测温湿度子程序。
关键词:
STC89C52单片机;空气湿度自动控制;自动加湿;空气湿度检测;DHT11
综述
目前我国已经进入全面建设小康社会的阶段,无论经济还是文化都已经发展到了一个另世人瞩目的时期。
但是,我们常常会听到有人无奈的说:
天有不测风云啊!
我们都在抱怨气候的变化无常,而我们却无法控制。
过去,面对突如其来的变化,如温度、湿度的变化,我们束手无策。
人们试图研制一种可以预测气候的系统,因此有了天气预报。
但是天气预报只能告诉我们一些大概的信息,不能准确的获知我们身边的信息。
于是,本课题设计一种能准确获知我们身边气候的系统——湿度控制系统。
测试其中最难测量的物理量——湿度,并对其进行处理、控制。
本检测系统也可应用于环境保护、工业控制、农业生产等方面。
设计电路以单片机为核心,配以湿度检测模块、报警电路、键盘电路和LCD显示电路。
本设计能控制我们的生存空间,使人们的生活更舒适。
所以说,这是一个实用而且具有发展前景的东西STC89C52单片机是现代工农业生产生活中非常常见用于控制系统设计的应用芯片,同时在大学期间,在我们的实践生活中,我们大部分接触的也是STC89C52这类简单实用的单片机芯片。
用STC89C52单片机作为温湿度控制系统的例子也很多,主要是因为STC89C52作为系统设计的核心可以使制作简单,而且使系统价格低廉,易于操作。
本系统设计主要使用STC89C52单片机来系统设计控制进而实现温湿度的检测,显示,上下限显示。
本系统设计中包括单片机最小系统、DHT11传感器模块的温湿度检测、独立键盘及LCD1602液晶显示、二极管闪烁、系统软件编程系统设计等部分的系统设计。
本系统设计预期的基本功能是能够准确地检测出场所温度和湿度;LCD1602模块能够准确显示温湿度;温度和湿度超过设定范围时能够报警提醒人们场所的温湿度变化已经不适合场所的温湿度要求。
将本系统设计应用到温室之类的场所当中毫无疑问可以更好地满足工农业生产生活的具体温湿度要求。
本系统设计可以及时、精确的反映场所的温湿度的变化,能够很好地满足工农业生产生活对温湿度的控制要求。
本系统所要完成的任务是:
①人性化的设计。
界限温度值及湿度值能够由用户根据不同被储存的粮食的存储需求输入并通过显示器显示,能够实时、准确的显示采样温度值与湿度值。
②通过采集温度及湿度值,准确的判断标准值与当前值之间的差异,看是否符合标准值,并采取相应控制温湿度的方案。
1.系统的整体设计方案
1.设计内容
本次设计分为两个内容:
硬件、软件。
硬件以单片机为核心,配以湿度模块电路、键盘电路、数模转换电路、显示电路和报警电路。
主要实现以下功能:
1.通过湿度模块电路对环境的湿度进行数据采集;
2.通过单片机对采集的数据进行处理;
3.当环境湿度低于或者高于设置湿度时启动报警。
湿度检测系统是一个智能化的系统,它的软件主要实现功能:
1.单片机能够控制湿度模块对空气的湿度进行采样;
2. 把采集的数据通过单片机处理,再以十进制的形式显示出来;
3. 按键和显示电路可对设置的报警上下限值进行更改,并通过显示电路显示出来。
2.系统的设计方案
1.设计之前,查阅资料
2.分析系统的主要性能;
3.对整个电路的流程进行分析;
4.硬件的准备以及焊接;
5.用c语言进行软件的编写并仿真;
6.将硬件和软件进行系统仿真直至完成设计。
2 方案设计与分析
2.1传感器选择方案
方案一:
利用两个传感器分别检测温度和湿度值,温度检测模块选用DS18B20温度传感器。
湿度检测模块选用HS1101电容式湿度传感器。
这两款传感器都是我们大学实践电子设计中非常常见和常用的传感器。
方案二:
检测温湿度数值选用DHT11传感器作为系统设计的温湿度检测模块,其中温湿度采集模块使用的是DHT11数字温湿度传感器,它使用单总线方式,接口简单,而且无需另外校准。
分辨率为8bit,完全能够满足日常环境温湿度的检测要求。
DHT11传感器能够同时对温度和湿度数值进行检测,而且其精确度能过完全满足本毕业系统设计的精度要求。
经过上述分析,方案一虽然精度更精确。
却稍显复杂。
方案二虽然DHT11传感器没怎么使用过,即便不能达到方案一那么高的精度要求,仍也能满足系统设计要求,而且更加简单,更加容易实现,也更加稳定可靠。
所以我选择方案二。
2.2显示器选择方案
方案一:
采用12864液晶显示屏。
12864液晶显示模块自身内置8192个中文汉字、128个字符及64X256点阵显示RAM。
可以显示汉字以及图案。
方案二:
选择使用LCD1602液晶显示屏。
LCD1602能够显示16列2行,但是只能显示字母、数字和符号能显示16*2个字符,不能显示汉字。
由于LCD1602寄存器不止32个,所以软件编写可以使字符一个个显示、字符从左到右或从右到左显示等等,显示效果比较简单。
经过上述分析,在编程使用方面,12864液晶显示屏和LCD1602难度差不多,虽然12864液晶屏可以显示更多的字符,汉字,乃至图案,有更多LCD1602不具备的功能。
但是LCD1602液晶屏也能实现系统设计的要求,而且LCD1602价格比较便宜,在大学里我们接触的比较多,而12864液晶显示屏最至少四十块钱。
综上所述,LCD1602就是最好的选择。
2.3单片机主芯片选择方案
对于本系统设计,由于对单片机的要求不高,只要选取片内带RAM和ROM的单片机即可,STC89C52也是我大学生活中接触比较多的单片机。
所以在本系统设计中选取的是STC89C52
单片机即可
3、系统的硬件设计
3.1STC89C52单片机
a)STC89C52的功能描述
STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K字节系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
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。
b)STC89C52的特点
8K字节程序存储空间;
512字节数据存储空间;
内带4K字节EEPROM存储空间;
可直接使用串口下载;
c)STC89C52引脚功能
STC89C52芯片的引脚图见图3-1
图3-1STC89C52的引脚图
VCC:
电源
Vss:
地
P0口:
双向的8位并行口,P0口的输出极具有驱动8个TTL负载的能力。
当向P0口写1置高电平后,那么引脚可以作为高阻输入。
在访问外部程序/数据存储器的时候,P0口也可以对多路传输的地址/数据总线进行组态。
在这种模式下,P0口有一个内部上拉电阻。
P0口在编程和程序验证时分别获得数据字节和输出代码字节。
在程序验证的时候需要外部上拉电阻。
P1口:
一个内部具有上拉电阻的8位的准双向输入输出口。
P1口的输出缓冲器可驱动4个TTL电路。
当P1口的引脚被写1,该口线由内部上拉电阻拉成高电平,并且被用作输入。
当作为输入并被外部下拉为低电平时,它们将输出电流(IIL),这是因为内部上拉电阻的缘故。
另外,P1.0和P1.1可分别作为定时器/数器/2外部计数脉冲输入端T2(P1.0/T2)和定时器/计数器2的外部控制端输入端T2EX。
分别如表3-1。
P1口同时也可以为闪速存储器编程和编程校验接收低位地址字节。
表3-1P1.0和P1.1第二功能
引脚号
第二功能
P1.0
T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输出
P1.1
T2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制)
P2口:
是一个内部具有上拉电阻的8位的准双向输入输出口。
P2口的输出缓冲器可驱动4个TTL电路。
当P2口的被写1,该口线由内部上拉电阻拉成高电平,并且被用作输入。
当作为输入并被外部下拉为低电平时,它们将输出电流(IIL),这是因为内部上拉电阻的缘故。
在访问外部程序存储器时,P2口发出高8位地址字节;(MOVX@DPTR)在访问外部数据存储器期间,使用16位地址。
P3口:
是一个内部具有上拉电阻的8位的准双向输入输出口。
P3口的输出缓冲
器可驱动4个TTL电路。
当P3口写入1,该口线由内部上拉电阻拉成高电平,并且被用作输入。
当作为输入并被外部下拉为低电平时,它们将输出电流(IIL),这是因为内部上拉电阻的缘故。
P3口也起AT89C52的各种各样的特殊功能作用,如下述表格3-2中所示。
P3口同时也可以为闪速存储器编程和编程校验接收控制信号。
表3-2P3口引脚的第二功能
引脚号
第二功能
P3.0
RXD(串行输入)
P3.1
TXD(串行输出)
P3.2
(外部中断0,低电平有效)
P3.3
(外部中断1,低电平有效)
P3.4
T0(定时器0外部输入)
P3.5
T1(定时器1外部输入)
P3.6
(外部数据存储器写选通,低电平有效)
P3.7
(外部数据存储器读选通,低电平有效
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