溫濕度檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

1、無線傳感網(wǎng)絡技術課程實訓溫濕度檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)院（系）名稱電子與信息工程學院專業(yè)班級學號學生姓名指導教師起止時 間： 2017626 2017.7.14課程設計（論文）任務及評語號 學XX現(xiàn)課程設計論文任務1 15 5 莎 斥刖 空 刖- 二 O O E-E- ? ? 二 / - 時 獨 牙 處一k好 實 ， ;監(jiān) 與S/S/做 申小 件 集， 析匕選 結 套 后1 1F F1 1分屏 B八 系 ( 數(shù)00訊 刑 MM MarLM LED數(shù)碼 顯示模塊DHT11傳感設模塊包括硬件電路的設計和系統(tǒng)程序的設;計制器和顯示電路等構成。其中單片機是核心部輸處理顯示鍵電路模:。塊其硬件電路主要由電源

2、電路、負責對溫度信號進行接收、檢驗并傳主控晶振電路第2章需求分析2.1調(diào)研情況在需求分析階段，本設計采用 STC89C52R單片機做為嵌入式控制核心，處理溫度 和濕度信號，基于設計目的對于信號采集的數(shù)字濾波考慮，本設計采用模擬量輸出的溫濕度傳感器，采用TLC254312位串行A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，非信號因素采用專用硬 件看門狗芯片X25045等多項軟硬件抗干擾措施，減少額外干擾對于實驗設計的影響， 并基于產(chǎn)品性功耗考慮，顯示器件采用字符液晶。設計充分利用端口資源，考慮整體性, 顯示精確性以及功耗要求，很好的完成了設計目的。2.2模塊劃分通過網(wǎng)上查詢、翻閱圖書了解空調(diào)系統(tǒng)原理，借鑒前人經(jīng)驗；

3、傳感器使用方法；用 數(shù)碼管顯示可實現(xiàn)系統(tǒng)設計。主要內(nèi)容有學習強化單片機知識掌握智能溫濕度檢測系統(tǒng)，提出硬件電路設計方案畫出原理圖編寫單片機控制軟件完成系統(tǒng)整體功能調(diào)2.3系統(tǒng)原理圖STC90C52RC第3章系統(tǒng)概要設計3.1系統(tǒng)總體結構設計要求以單片機為核心，采用溫濕度傳感器DHT11設計一個對環(huán)境溫度濕度的檢測系統(tǒng)，要求用按鍵控制系統(tǒng)選擇分別對溫度或濕度的測試、復位、用四位LED數(shù)碼管顯示實時溫度和溫度。3.模塊的創(chuàng)建本次設計主要設計了溫濕度的測量與顯示，硬件方面共分為7個模 塊，即單片機主控模塊、按鍵模塊、晶振電路、復位電路、LED顯示模塊、報警 模塊以及DHT11電路模塊。數(shù)字溫濕度傳感

4、器 DHT11送來數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機STC89C52RC 處理后，并送入LED顯示模塊，一個顯示溫度，一個顯示濕度，另外一個負責啟動DHT11。 系統(tǒng)總體框圖如圖3.1。圖3.1 系統(tǒng)總體框圖第4章硬件設計4.1 DHT11溫度濕度傳感器電路設計此次單片機課程設計采用的是 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，而且是單總線（雙向）結 構，所以溫濕度檢測電路的結構比較簡單。此次課程設計溫度測量范圍：0-50攝氏度;濕度測量范圍：20%-90%RHDHT11只有一根數(shù)據(jù)線，一根電源線，一根地線，還有一根（NC懸空。直接將電源線與單片機的電源 VCC相連，地線與單片機的GNDf連。數(shù)據(jù) 線DATA與單片機的P30

5、 口相連，外加一個5K的上拉電阻。所需要的溫濕度數(shù)據(jù)便是由 DATA引腳通過P30送入單片機的，在單片機內(nèi)做出相應的處理之后得到相應的溫濕度數(shù) 據(jù)，原理圖如圖4.1所示。DHT11圖4.1溫度檢測原理圖4.2晶振電路和復位電路設計STC89C5內(nèi)部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是 此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。其晶振電路如 圖4.2所示。圖4.2晶振電路復位電路是保證單片機正常運行的關鍵因素，所以可靠地復位電路設計是必要的。將RST引腳連續(xù)輸入2個機器周期（即24個時鐘振蕩期間）以上高電平，即可以完成 單片機的初始化操作。本設計

6、采用按鈕復位方式，其復位電路如圖4.3所示。圖4.3復位電路4.3 LED數(shù)碼顯示模塊設計結束此次課程設計采用的共陽極LED動態(tài)數(shù)碼顯示，所謂動態(tài)顯示，是采用動態(tài)掃描的 方法逐個地循環(huán)點亮各位顯示器。雖然在任一時刻只有一位顯示器被點亮，但由于人眼 具有視覺殘留效應看起來與全部顯示器持續(xù)點亮效果是完全一樣的。為了實現(xiàn)LED顯示器的動態(tài)掃描，除了要給顯示器提供段碼（字形代碼）的輸入外，還要對顯示器進行位 控制，這就是通常所說的段控和位控。本次課程設計中段碼控制為單片機的P01-P0單片機的P02-P07分別與四個LED顯示起相連，實現(xiàn)位控制。4.4報警模塊設計此次課程設計的報警模塊采用一個 LED

7、顯示燈、一個10K的限流電阻和一個揚聲器。 當實測溫度濕度在設定的范圍內(nèi)，LED燈熄滅，揚聲器不會發(fā)出警報，工作正常！如果實 測溫濕度不在設定的范圍內(nèi)，LED燈亮，揚聲器發(fā)出警報，此時系統(tǒng)工作不正常！應根 據(jù)要求調(diào)節(jié)溫濕度設定的上下閥值！報警指示原理圖如圖4.4所示。圖4.4報警指示原理4.5主程序設計開機啟動系統(tǒng)，進入主函數(shù)MAIN后延時0.1S等待啟動，當按下啟動鍵S4,然后調(diào)用 溫濕度子程序CWD取溫濕度，并用數(shù)組將實測的溫濕度數(shù)據(jù)保存起來，分別將溫濕度 除十取整，將處理后的數(shù)據(jù)調(diào)用到溫濕度范圍檢測函數(shù)temphumi_range判斷實測的溫濕度是否在設定的范圍內(nèi)并作出相應的處理。其主程

8、序流程圖如圖4.5所示。數(shù)碼管顯示主要用于同時顯示溫濕度和單獨顯示精確的溫度和濕度，其顯示流程圖如圖4.6所示第 5 章 系統(tǒng)的測試5.1系統(tǒng)安裝接線 圖本設計是在Keil C環(huán)境下開發(fā)的，在編譯完 Keil C后，再運用STC_ISP_V48.8軟 件燒錄到開發(fā)板上，實現(xiàn)實物與程序的連接。如圖 5.1 系統(tǒng)安裝接線圖。圖 5.1 系統(tǒng)安裝接線圖5.2調(diào) 試 與 結 果調(diào)試完成后，可進行溫濕度的測量。如圖 5.2 所示。圖 5.2 調(diào)試結果第 6 章 總結時間一點點的逼近了，耗時 3 周的課程設計即將結束，在老師的指導和自己的努 力下我的畢業(yè)設計也完成了。 通過這段時間里的學習， 我了解到了很

9、多知識，也對軟件 開發(fā)的過程有了一個更深的了解，并且對程序的基本設計思路有了較深的認識。本次課程設計還算比較的成功，設計初期，老師要我們確定系統(tǒng)的主體設計，比 如一些主流程圖、按鍵顯示模塊等， 我們這個小組也能按時完成李老師布置的任務，跟 著李老師一步步的走過來， 其實感覺起來這個課程設計不是那么的難， 比我剛開始著手 的時候要簡單。 在設計的過程中， 為了找到自己需要的資料我們一起去讀書館找一些單 片機課程設計實例來看看， 不過在南校區(qū)讀書館資源也是非常的有限， 而且還是比較舊 的資料，像關于本次用的溫濕度傳感器 DHT11在南院的圖書館幾乎沒有，圖書館只有什 么單個測溫度或者濕度的傳感器，

10、 不過這個對我們的課程設計幫助也挺大的， 另外此次 課程設計的程序來源與百度百科，不過并不是按部就班，我們在它的基礎上把它弄懂、 理解之后加入自己的設計想法， 我想做課程設計無非是想讓我們學到， 在別人已有的基 礎上加入自己的設計方案， 慢慢的變?yōu)樽约旱闹R。 在此分別對李曉秀老師和我這組的 同學表示感謝。本人簽字：參考文獻1王迎旭編 . 單片機原理與應用 M. 機械工業(yè)出版社 .20122陳海晏編 .51 單片機原理與應用 M. 北京航空航天大學出版社 .20103黃仁欣編.單片機原理與應用技術M.清華大學出版社.20104張中明編 . 單片計算機原理及接口技術 M. 人民郵電出版社出版社

11、.2009 賽奎春.MySql數(shù)據(jù)庫開發(fā)實例解析M.北京：機械工業(yè)出版社,2010陽數(shù)碼管段碼bit fg=1;/*附錄 程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int uchar num,z,dat,a,c,d,f;uint b;sbit JDQ=P3A7;/管腳定義類似于起名字/用JDQ來代替P1.4控制繼電器工作unsigned int tempL; /設全局變量unsigned int tempH;unsigned int sdata;unsigned int s; code unsigned char s

12、eg7code=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92, 0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 xff; / 不帶小數(shù)點的共陽數(shù)碼管段碼code unsigned char seg7codeB=0 x40,0 x79,0 x24,0 x30,0 x19,0 x12,0 x02,0 x78,0 x00,0 x10,0 xff;/ 帶小數(shù)點的共/ 正負標志 延時子程序 */這個延時程序的具體延時時間是 time=i*8+10,適用于小于2ms的延時/*void delay(unsigned char i)for(i;i0;i-);/*/延時子程序/*v

13、oid delay1ms()unsigned char i;for(i=124;i0;i-); /延時 124*8+10=1002us/ 讀值(低位放 tempL; 高位放 tempH;)ReadTemperature(void)整數(shù)部分顯示函數(shù)*tempH=c;tempL=d;s = (tempH*256+tempL); /sdata=s/100;/ 控制繼電器void Led(unsigned int date)if(fg=1)P2=0 xfe; /P1.0=0 ，選通第一位P0=seg7codedate/10; / 十位數(shù)，查表，輸出 delay1ms();P0=0 xff; / 消隱P

14、2=0 xfd; /P1.1=0, 選通第二位，個位數(shù)P0=seg7codeBdate%10;delay1ms();P0=0 xff; / 消隱P2=0 xfb; /P1.3=0, 選通第三位，小數(shù)點第一位P0=seg7codes%100/10;delay1ms();P0=0 xff; / 消隱P2=0 xf7; /P1.3=0, 選通第四位，小數(shù)點第二位P0=seg7codes%10;delay1ms();P0=0 xff; / 消隱if(fg=0) / 溫度為負時顯示的數(shù)據(jù)P2=0 xfe; /P1.0=0 ，選通第一位P0=seg7code11; / 顯示負號delay1ms();P0=

15、0 xff; / 消隱P2=0 xfd; /P1.1=0, 選通第二位，十位數(shù)P0=seg7codedate/10;delay1ms();P0=0 xff; / 消隱P2=0 xfb; /P1.3=0, 選通第三位，個位數(shù)P0=seg7codeBdate%10;delay1ms();P0=0 xff; / 消隱P2=0 xf7; /P1.3=0, 選通第四位，小數(shù)點第一位P0=seg7codedate; delay1ms();P0=0 xff; / 消隱/ 主函數(shù)， C 語言的入口函數(shù) :void Relay() if(sdata11)JDQ=1; / 輸出 0 三極管導通繼電器得電吸合， 輸出 1三極管截止繼電器失電斷 開delay1ms();P0=0 xff; / 消隱while(1)Led(sdata);if(num=1)num=0;break; ; / 主程序循環(huán) , 即程序要停止在這里，很多初學者忘記了這點，只輸入了上 面一行，結果程序跑飛，找不出問題void main()TMOD=0 x20; / 用定時器設置串口波特率 9600TH1=0 xfd;TL1=0 xfd;TR1=1;REN=1; / 串口初始化SM0=0;SM1=1;EA=1; / 開啟總中斷E