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環(huán)境溫濕度測量儀的設(shè)計（附程序、文獻綜述、外文翻譯）
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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電子信息工程 |
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關(guān)鍵詞
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單片機|溫濕度傳感器|LCD顯示|按鍵設(shè)置|上下限報警 |
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適用年級
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大學 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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70 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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發(fā)布時間
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2013-05-23 00:23:00 |
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| 發(fā)布人 |
fei62008 |
內(nèi)容簡介：
環(huán)境溫濕度測量儀的設(shè)計，畢業(yè)論文，共59頁，21067字，附程序、文獻綜述、外文翻譯。
前 言
隨著科學技術(shù)的日新月異以及現(xiàn)在人們生活水平的提高，人們對生活的質(zhì)量、生存環(huán)境越來越關(guān)注要求也越來越高。然而，人們生活環(huán)境中的溫濕度越來越受到人們的關(guān)注，它對人體的舒適度和情緒都有直接的影響，有研究認為人最適宜的環(huán)境溫度為18至25攝氏度，最適宜的濕度為45%RH-75%RH；同時，環(huán)境溫濕度還是工業(yè)生產(chǎn)中最常見的最基本的工藝參數(shù)，例如，機械、電子、石油化工業(yè)等各類生產(chǎn)中廣泛需要對溫度濕度的監(jiān)測與控制，當然行業(yè)不同所控制的溫濕度范圍也不同�，F(xiàn)代高科技技術(shù)的不斷發(fā)展，溫度濕度已經(jīng)不再是相互獨立的量，而應(yīng)在集成系統(tǒng)中綜合考慮。對其進行適時準確的測量具有重要的意義。現(xiàn)在利用單片機技術(shù)和溫濕度傳感器設(shè)計溫濕度測量儀具有高精度、體積小、簡單靈活等等優(yōu)點。
溫濕度的測量與我們的生產(chǎn)生活乃至工業(yè)生產(chǎn)上都有著重要的應(yīng)用，而對溫度濕度的測量又與測量溫度濕度的與器件的發(fā)展狀況有著直接的關(guān)系。
溫度傳感器方面集成溫度傳感器是目前應(yīng)用最廣、使用最普及的一種全集成化傳感器。大致可以分為五類：1、模擬集成溫度傳感器；2、模擬集成溫度控制器；3、智能溫度傳感器；4、通用智能溫度控制器；5、微機散熱保護專用的智能溫度控制器。
目前，使用最為廣泛的是智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器），它是在20世紀90年代中期推出的，它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)（ATE）的結(jié)晶�，F(xiàn)在國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶有多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。它的特點就是能輸出溫度數(shù)據(jù)和相關(guān)的溫度控制量，適配各種為處理器（MCU）；智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。另外，智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，總線技術(shù)也實現(xiàn)了標準化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單總線、I2C總線、SMBus總線和SPI總線。
濕度傳感器的產(chǎn)品及測量是在20世紀90年代興起的行業(yè)。濕度傳感器主要分為電阻式和電容式兩種，產(chǎn)品的基本形式都是在基片上涂覆感濕材料形成的感濕膜。濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。主要分為電阻式和電容式兩大類，然而濕敏電容與濕敏電阻相比其主要優(yōu)點是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、影響速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實現(xiàn)小型化和集成化，但是其精度一般比濕敏電阻低一些。
近年來，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)方面取得了較大的發(fā)展。國外生產(chǎn)集成溫濕度傳感器的主要廠家主要有Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH3601），Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223），Sensiron公司（SHT11、SHT15）。濕度傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度、溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。
而在本系統(tǒng)中所采用的是由廣州深圳奧松有限公司生產(chǎn)的一款溫濕度一體化數(shù)字傳感器。該傳感器包括一個電阻式測濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。通過與單片機相連，在通過軟件的編寫程序就能夠?qū)崟r的采集本地的溫濕度。DHT11與單片機之間能采用簡單的單總線進行通信，僅僅需要一個I/O口。傳感器內(nèi)部濕度和溫度數(shù)據(jù)40bit的數(shù)據(jù)一次性傳給單片機，數(shù)據(jù)采用校驗和方式進行校驗，有效的保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。該環(huán)境溫濕度測量在對環(huán)境溫濕度的測量方面還是有較高的實用價值。
由于所選用的溫度濕度傳感器在溫度和濕度測量范圍的有限性，所以只能用于一般的生活環(huán)境的測量。
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT I
第1章 緒 論 1
1.1課題研究背景 1
1.1.1課題提出 1
1.1.2 研究目的 1
1.2 溫濕度測量相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2.1溫度傳感器 2
1.2.2濕度傳感器 2
1.2.3 溫濕度測量發(fā)展概況 3
1.3 課題的主要研究內(nèi)容 3
1.3.1 課題研究概述 3
1.3.2 設(shè)計任務(wù) 4
1.3.3 章節(jié)安排 4
第2章 系統(tǒng)總體方案論證及比較 5
2.1系統(tǒng)工作原理 5
2.2系統(tǒng)的組成及器件選擇 5
2.2.1 溫濕度傳感器的選擇 5
2.2.2控制芯片單片機的選擇 7
2.2.3 顯示器件 8
2.2.4 按鍵方式 8
2.2.5 報警方式 9
2.3小結(jié) 9
第3章 硬件電路設(shè)計和連接 10
3.1硬件開發(fā)工具 10
3.2硬件方案設(shè)計 10
3.2.1系統(tǒng)構(gòu)成說明 10
3.2.2主控器件說明 11
3.2.3 I/O分配說明 16
3.3 硬件功能模塊設(shè)計 17
3.3.1DHT11電路設(shè)計 17
3.3.2液晶1602電路設(shè)計 18
3.3.3按鍵電路的設(shè)計 20
3.3.4報警電路的設(shè)計 20
第4章 系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計 22
4.1 開發(fā)環(huán)境介紹 22
4.2 軟件總體設(shè)計流程 22
4.3 功能軟件設(shè)計流程及核心功能代碼 22
4.3.1主程序流程圖及核心代碼 22
4.3.2DHT11溫濕度讀取子程序流程圖及核心代碼 24
4.3.3按鍵設(shè)置流程圖及核心代碼 26
4.3.4報警子程序流程圖及核心代碼 28
第5章 系統(tǒng)調(diào)試 30
5.1 顯示模塊系統(tǒng)調(diào)試 30
5.2 按鍵及報警模塊調(diào)試 31
第6章 總結(jié)與展望 33
6.1 設(shè)計總結(jié)與成績 33
6.2 設(shè)計的不足之處 33
致 謝 35
參考文獻 36
附錄 37
摘 要
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天部門以及現(xiàn)代人們的生活，都需要對環(huán)境溫濕度進行檢測和控制。傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)無法滿足測量的要求�，F(xiàn)代的數(shù)字溫濕度傳感器結(jié)合單片機技術(shù)所生產(chǎn)的環(huán)境溫濕度測量儀能夠很好的滿足現(xiàn)代對溫濕度測量的要求。
該系統(tǒng)包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，該系統(tǒng)在硬件設(shè)計上最為核心的器件是單片機、數(shù)字溫度濕度傳感器DHT11、LCD液晶以及其它報警電路的組成。其主要原理是由溫濕度傳感器DHT11對溫濕度進行采集，并將其通過LCD液晶顯示出來，并通過按鍵設(shè)置溫濕度報警的上下限，當溫度超出預(yù)設(shè)范圍時進行報警，同時可以通過按鍵顯示過去一定時間間隔中采集的幾個歷史數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)的軟件編程就是通過C語言對單片機實現(xiàn)其控制功能。其程序主要包括主程序、溫度濕度采集子程序、顯示部分、按鍵及報警電路部分的控制程序。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，簡單可靠，操作靈活，功能強大，性能價格比高，較好的滿足了現(xiàn)代生產(chǎn)和科研的需要。
關(guān)鍵詞：單片機，溫濕度傳感器，LCD顯示，按鍵設(shè)置，上下限報警
ABSTRACT
The need to detect and control the environmental temperature and humidity in the industrial and agricultural production, weather, environmental protection, national defense, scientific research, aerospace sector, as well as people’s lives. The traditional measurement methods have been unable to satisfy the measurement requirements. environmental temperature and humidity measuring instrument produced by modern digital temperature and humidity sensors in combination with the SCM technology to satisfy modern requirements for temperature and humidity measurement.
The system includes hardware and software design, the most central device in the hardware design is Single Chip Microcomputer , digital temperature and humidity sensor DHT11 LCD and other warming circuit composition in this system. The main principle is temperature and humidity sensor DHT11 collection the temperature and humidity, and the LCD display, through the buttons to set the upper and lower limits of temperature and humidity warming, the warming when the temperature exceeds a preset range, while the button to display past a certain time interval collected historical data. Software programming of the entire system is MCU control functions through the C language. Its program includes the main program, temperature and humidity acquisition subroutines, display parts, key and warming circuit part of the control program. The entire system is compact, simple, reliable, flexible operation, powerful, high performance and low cost, and better satisfy the needs of modern production and research.
Key words: Temperature and humidity sensors, Single Chip Microcomputer, LCD display, Keypad settings, Warming
第1章 緒 論
1.1課題研究背景
1.1.1課題提出
溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。濕度是表示大氣干燥程度的物理量。在一定的溫度下在一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥；水汽越多，則空氣越潮濕。溫度、濕度和人類的生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系，同時也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最基本的需要考慮的工藝參數(shù)，例如機械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對溫度、濕度的檢測與控制。并且隨著人們生活水平的提高，人們對自己的生存環(huán)境也越來越關(guān)注，而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對溫度、濕度的檢測及控制就非常有必要了。溫度、濕度是工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的因素，但傳統(tǒng)的方法是用溫度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測量計和濕度試紙等測試器材，通過人工進行檢測、記錄，對不符合溫度和濕度要求的庫房進行通風、去濕和降溫等工作。這種人工測試方法費時費力、效率低，且測試的溫度及濕度誤差大，隨機性大。而現(xiàn)在隨著科學技術(shù)的發(fā)展，含有單片機微處理器的溫濕度測量儀擁有對數(shù)據(jù)存儲，處理，判斷以及自動化等職能作用[1]。
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