基于51单片机的温湿度测量仪课程设计.docx
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基于51单片机的温湿度测量仪课程设计
重庆邮电大学
单片机应用课程设计
2021-2021
(1)
课设题目:
基于单片机的简易温湿度测量仪
指导教师:
黄老师
序号
姓名
班级
学号
性别
工作量(%)
分数
1
夏恒发
0121101
50
男
20
2
文翻
0121101
09
女
20
3
罗春雪
0121101
10
女
15
4
王琎
0121101
43
男
15
5
刘艺
0121101
69
女
15
6
李怡佳
0121101
72
女
15
第1章摘要………………………………………………………1
第2章设计任务分析及方案论证………………………………1
第3章设计要求……………………………………………1
第4章设计方案及其论证…………………………………1
第5章器件选定……………………………………………2
第6章AT89C51单片机……………………………………4
第7章显示部分……………………………………………5
第8章电路与程序设计…………………………………………6
第9章主控制电路和测温时控制电路……………………6
第10章主要模块的电路……………………………………7
第11章温湿度采集模块………………………………7
第12章报警模块………………………………………7
第13章显示模块………………………………………8
第14章测试方案与测试结果……………………………………10
第15章测试方案及测试条件……………………………10
第16章测试结果及其完整性………………………………10
第17章测试结果分析………………………………………10
结论………………………………………………………………11
心得体会…………………………………………………………12
参考文献…………………………………………………………12
附录………………………………………………………………13
摘要
本次设计是采纳MSC-51系列单片机中的AT89C51和DHT11组成的低本钱的温湿度的检测操纵系统。
单片机AT89C51是一款低消耗、高性能的CMOS8位单片机,由于它壮大的功能和低价位,因此在很多领域都是用它。
DHT11温湿度传感器是一款含有已校准数字输出的温湿度复合传感器,传感器包括一个电阻式感湿原件和一个NTC测温元件,该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优势。
设计要紧包括硬件电路的设计和系统软件的设计。
硬件电路要紧包括单片机、温湿度传感器、显示模块、报警器和操纵设备等5部份。
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;测温湿度操纵电路由温湿度传感器和预设温度值比较报警电路组成;用户依照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,发出报警信号(蜂鸣器蜂鸣),启动相应操纵。
关键词:
AT89C51;DHT11;温湿度传感器
第2章设计任务分析及方案论证
设计要求
以MCS_51系列单片机AT89C51学习板作为本次实验的核心器件,外接报警电路,温湿度搜集电路,组成一个温湿度搜集报警系统。
大体要求温湿度搜集利用DHT11芯片,报警电路用有源蜂鸣器作为报警器件;测量空气温湿度;通过数码管显示温度和湿度,显示位数精准到个位,要求观看时无闪烁;设置温度和湿度的上下限,通过蜂鸣器报警;将温度和湿度单位显示在数据后面,温度C或F、湿度%RH。
提升部份:
采纳液晶显示,声音告警、闪烁显示告警项、按键设定上下限值,单位转换。
设计方案及其论证
本设计要实现的功能是:
实时显示当前环境的温湿度,而且许诺用户设定温湿度阀值,当环境温湿度超过或低于标准值时,系统会以蜂鸣器鸣响的方式进行报警提示。
用于用户设定温湿度准确值,1602用于数据显示,蜂鸣器用于提示用户。
依照系统的设计功能所要求的,温湿度监控系统原理图如以下图所示:
图2-2-1温湿度监控系统原理图
方案1:
利用DHT11与单片机上的数码管一路用来显示室内温湿度。
然后对当前的温湿度进行判定是不是超出阈值。
假设超出阈值,通过三极管放大作用使蜂鸣器报警。
方案2:
利用DHT11搜集温湿度,然后传入单片机,通过扩展槽连接到LCD1602上,利用LCD1602显示温湿度,然后在温湿度后面显示阈值。
假设温度或湿度超出阈值,通过三极管使蜂鸣器报警。
方案3:
利用DHT11搜集温湿度,将数据传入单片机,通过扩展槽连接到LCD1602,并一路利用数码管显示温湿度。
阈值的显示在LCD1602上显示。
假设温度或湿度超出阈值,通过三极管产生三种不同频率,使蜂鸣器发出不同的报警声音。
器件选定
测量部份:
温湿度传感器
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器,它应用专用的温湿度传感和数字模块搜集技术,具有很高的稳固性和靠得住性,DHT11传感器内含一个NTC测温和一个电阻式感湿元件,并与一个8位的高性能单片机相连接,在精准的湿度校验室中DHT11传感器进行过校准,以程序的形式校准系数贮存在0TP内存中,检测信号的时候,在处置进程中传感器内部要挪用这些校准系数,采纳单线制的串行接口,使系统集成能够有较低的功耗,而且加倍简单快速,信号传输距离超过20米,作为一个数字温湿度传感器DHT11具有响应快速、抗干扰强、性价比高等优势,它的性能指标如下:
湿度测量范围为20%~90%RH;湿度测量精度为±5%RH;温度测量范围为0~50℃,温度测量精度为±2℃,工作电压3.0~5.5V,相应时刻<5S,DHT1l采纳4针单排引脚封装,传感器通电后,需要等待1s,这是因为要越过不稳固的状态,在此期间不需发送指令,电源引脚(VDD,GND)之间可增加一个100nF的电容,用以去耦滤波。
图2-3-1典型的应用电路
图2-3-1DHT11实物图
(1)DHT11温湿度传感器产品参数:
相对湿度
分辨率:
16Bit
重复性:
±1%RH
精度:
25°C±5%RH
迟滞:
<±%RH
长期稳固性:
<±%RH/yr
温度
分辨率:
16Bit
重复性:
±°C
量程范围:
25°C±2°C
电气特点
供电:
DC供电电流:
测量待机60μA
采样周期:
次大于2秒
引脚说明
(1)VDD供电
(2)DATA串行数据,单总线
(3)NC空脚
(4)GND接地,电源负极
串行接口(单线双向)
DATA用于微处置器与DHT11之间的通信和同步,采纳单总线数据格式,一次通信时刻4ms左右,数据分小数部份和整数部份,具体魄式在下面说明,当前小数部份用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式:
8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和。
数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。
DHT11发送响应信号的时候总线为低电平,DHT11把总线拉高80us之前,必需等到响应信号发送,预备发送数据时,每一bit数据都以50us低电平常隙开始,数据位是0或1是由高电平的长或短来决定。
假设响应信号的读取为高电平,可是DHT11无响应响应,这时说明线路可能连接不正常,当最后一bit数据传送终止后,DHT11把总线拉低50us,接着总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。
引脚说明
表DHT11引脚说明
Pin
名称
注释
1
VDD
供电3-
2
DATA
串行数据,单总线
3
NC
空脚,悬空
4
GND
接地,电源负极
封装信息
图2-3-6DHT11的封装信息:
单片机资料简介
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采纳ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处置器(CPU)和Flash存储单元,功能壮大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用处合,可灵活应用于各类操纵领域。
显示部份:
LCD
显示部份是LCD1602液晶显示,
图2-8正常工作LCD1602显示
引脚功能说明
1602液晶模块的读写操作,屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。
表2-8-3引脚接口说明表
LCD1602采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明
符号
引脚说明
1
VSS
地
2
VDD
正极
3
VL
液晶显示偏压
4
RS
寄存器选择
5
R/W
读/写选择
6
EN
使能信号
7
D0
数据
8
D1
数据
9
D2
数据
10
D3
数据
11
D4
数据
12
D5
数据
13
D6
数据
14
D7
数据
15
BLA
背光源正极
16
BLK
背光源负极
图2-8-3LCD1602的管脚图
图2-8-31602字符型液晶显示器实物图
第3章电路与程序设计
单片机是整个系统的操纵中枢,它指挥外围器件和谐工作,从而完成特定的功能,硬件实现上采纳模块化设计,每一模块只实现一个特定功能,最后再将各个模块搭接在一路,这种设计方式能够降低系统设计的复杂性,本系统要紧硬件设计包括电源电路、蜂鸣器电路、晶振电路,LCD显示电路和温湿度传感器电路。
主操纵电路和测温时操纵电路
本次硬件的核心确实是AT89C511,其他的外围电路都是围绕它所设计的。
数字温湿度传感器的DHT11的DATA口连接单片机AT89C51的口。
显示电路确实是把LCD1602和单片机的P2口别离相连,当温度或湿度高于预设值的时候蜂鸣器蜂鸣报警,代表操纵系统的指示灯闪烁。
要紧模块的电路
系统的蜂鸣器电路
图3-2-1蜂鸣器电路
报警电路流程图
voidwarning()
[2]谭浩强.C语言程序设计(第三版) 清华大学出版社.
[3]胡汉才.单片机原先及其接口技术(第三版)清华大学出版社.
[4]XX文库:
最全面的DHT11中文资料
2f
[5]XX文库 :
单片机驱动蜂鸣器原理与设计
307a
[6]XX文库 :
DHT11数据手册
附录
附录A 硬件原理图
附录B代码
#include<>
#include<>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineLCD_DBP2
ucharSeg_Tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x39,0x76,0x77,0x63};
;
LCD_disp_char(9,1,s1[2]);LCD_disp_char(10,1,'%');LCD_disp_char(11,1,'R');
LCD_disp_char(12,1,'H');;
LCD_disp_char(9,2,s2[2]);LCD_disp_char(10,2,0xDF);LCD_disp_char(11,2,'C');//温度的表示
}
//***********主函数部份***********
voidmain()
{
inter_init();
LCD_init();
Delay(4);
while
(1)
{
RH();
deal();
LCD_display();
warning();
TR0=1;
while((TD>=1)&&(TD<=100))
{
display();
}
}
}
timer0()interrupt1
{
TD++;
if(TD>=100)
{
TH0=-50000/256;
TL0=-50000%256;
TR0=0;
TD=0;
}
TH0=-50000/256;
TL0=-50000%256;
}
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- 基于 51 单片机 温湿度 测量仪 课程设计
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