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单片机温、湿度环境监测系统设计.doc
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单片机温、湿度环境监测系统设计.doc
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沈阳理工大学学士学位论文
II
Abstract
Temperature and humidity is one of the most basic environmental parameters.
Temperature and humidity measurement methods and devices has the vital significance on
present life. The temperature and humidity measurement system is based on singleline type
temperature sensor DS18B20, capacitive moisture sensor and STC89C52 for temperature
humidity measurement and respectively by LCD display. The line 1602 Temperature sensor
DS18B20 is singleline type, volume super-small, hardware KaiXiao ultra-low, strong
anti-jamming capability, high precision, additional features strong ideal single-chip
microcomputer temperature sensor, real-time temperature data, depending on the directive
given readable. This system has a readable, high stability, reaction speed, measured values
exact characteristic.
Keywords:Monitoring and Controlling System of Temperature and Humidity; Single-chip
Microprocessor; sensor
沈阳理工大学学士学位论文
III
目录
1 绪 论.....................................................................................................................................1
1.1 课题研究的背景............................................................................................................1
1.2 温湿度监控系统的发展................................................................................................1
1.3 论文研究的主要内容....................................................................................................2
2 设计方案...............................................................................................................................3
2.1 课题的提出....................................................................................................................3
2.2 系统主要单元的选择与论证 .....................................................................................4
2.2.1 单片机控制模块的选择论证..............................................................................4
2.2.2 温度湿度检测模块的选择与论证......................................................................4
2.2.3 显示模块的选择与论证......................................................................................5
2.3 主要器件选取与系统方框图........................................................................................5
2.3.1 温度传感器的选取.............................................................................................5
2.3.2 湿度传感器的选取.............................................................................................6
2.3.3 总体方案设计......................................................................................................7
3 系统硬件设计.......................................................................................................................9
3.1 芯片介绍........................................................................................................................9
3.1.1AT89S52 简介......................................................................................................9
3.1.2 DS18B20 简介...................................................................................................13
3.1.3 HS1101 简介 .....................................................................................................23
3.2 硬件电路的设计..........................................................................................................28
3.2.1 单片机最小系统设计........................................................................................28
3.2.2 其它外围接口电路设计...................................................................................29
4 系统软件设计.....................................................................................................................36
沈阳理工大学学士学位论文
IV
4.1 系统初始化模块.........................................................................................................36
4.2 键盘显示模块.............................................................................................................37
4.3 采样转换模块.............................................................................................................38
4.3.1 湿度检测子模块...............................................................................................38
4.3.2 温度检测子模块...............................................................................................39
4.4 控制模块.....................................................................................................................40
结 论.........................................................................................................................................42
致 谢.........................................................................................................................................43
参考文献...................................................................................................................................44
附录 A 英文原文 .....................................................................................................................45
附录 B 汉语翻译 .....................................................................................................................49
附录 C 源代码 .........................................................................................................................52
附录 D 电路原理图 .................................................................................................................66
沈阳理工大学学士学位论文
1
1 绪 论
1.1 课题研究的背景
随着科学技术的不断发展,人们对产品的可靠性越来越关注,这同样促使制造厂商
对温湿度敏感器件的关注程度不断上升。随着元器件朝着小型化和廉价化方向的发展,
确保潮湿气体不会进入器件内部就显得非常重要。
目前,国家对生产厂房的要求越来越严格。为了保证产品的出厂品质,用户必须对
生产厂房内的温湿度进行严格的控制。GB50073-2001《洁净厂房设计规范》中明确强调
对洁净室温、湿度的要求要按生产工艺要求来确定,并按冬、夏季分别规定。一般来说,
生产厂房的温度控制在22℃左右,相对湿度控制在40~60%RH之间,在这种环境下,人
们感觉舒适,也不会产生静电,同时也保证了产品的成品率。
温湿度在生产厂房中扮演着相当重要的角色,几乎每个工序都与它们有密不可分的
关系。试验表明,相对湿度为20%RH 时,厂房内静电电压为10000V,相对湿度低到10%
时,厂房内易产生20000V 的静电电压,干燥的厂房内产生的静电,可造成集成电路损
坏,此外,过于干燥的空气也会造成空气中粉尘飞扬,诱发呼吸道疾病,影响工人的身
体健康,降低工作效率。当湿度过高时,玻璃、设备、芯片表面都会有严重的水汽,产
品也会发生不同程度的离层,造成成品率下降的现象。
1.2 温湿度监控系统的发展
随着计算机技术及现代传感技术的发展,温湿度监控在工农业控制中的地位越来越
重要。厂房温湿度监控系统主要提供对厂房、配电间、风机间、空间站、动力房等空间
的温湿度严格监控和管理。系统能对大面积的多点的温湿度进行监测,并将数据传输到
PC 机上进行数据存储与分析,并输出打印曲线,在设备异常情况下还以多种形式的报
警通知相应人员。
目前,国内外研制了许多温湿度的检测和控制装置。它们普遍利用温湿度传感器、
单片机和微机技术来实现对温湿度的检测,并通过对数码管LED、加热装置、排风装置
等的控制来实现对温湿度的数值显示和自动调节。
近些年来,温湿度监控呈现出智能化、计算机化、全自动等特点。以单片机为核心
的温湿度控制系统已不能适应现代自动化生产、智能化管理的发展和要求。智能检测和
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