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电子信息工程专业课程设计任务书
题目:基于单片机的温湿度自动控制系统设计
设计内容
设计一个由 8052MCU 组成的温湿度采集及自动控制系统。能够测量温湿度并显示;
可以设置温湿度上下限范围,当超过此设置温湿度时自动调节温湿度;超过温湿度极
限时要有报警功能。通过这个过程熟悉温湿度传感器、RS232 和七段数码管的使用,
掌握 51 系列单片机控制和测试方法。设计以 STC89C52 单片机为核心,对电压信号首
先进行比例调节以满足 A/D 的需要;用 LCD 显示测量得到的温湿度值;设计通信接口
电路以实现测量数据的传送。完成基本要求,可以适当发挥进行扩展设计。
1. 液晶显示:年月日时分秒;
2. 键盘输入:修改温湿度报警上下限;
设计步骤
一、总体方案设计
以 51 系列 MCU 构成核心模块,合理分配存储器资源和 I/O 资源。温度采集模块
建议采用 SHT11,或采用 Pt100 再经模数转换;显示模块用 LCD1602 可满足需要;报
警模块可采用声光等形式;输入模块可选用矩阵式键盘或键盘驱动芯片;可选用 8255
进行 I/O 扩展。
二、硬件选型工作
对于每一个芯片要有具体型号,对每个分立元件要给出其参数。
三、硬件的设计和实现
1. 选择计算机机型(采用 51 内核的单片机);
2. 设计支持计算机工作的外围电路(EPROM、RAM、I/O 端口、键盘、显示接口
电路等);
3. 接口电路;
4. 其它相关电路的设计或方案(电源、通信等)
四、软件设计
1. 分配系统资源,编写系统初始化和主程序模块;
1
2. 编写相关子程序;
3. 其它程序模块(显示与键盘等处理程序)。
五、编写课程设计说明书,绘制完整的系统电路图(A3 幅面)。
2
目 录
3
基于单片机的温湿度自动控制系统的设计
报告
一、设计要求
设计一个基于单片机的温湿度自动控制系统,具体功能要求如下:
1、具有温湿度采集功能;
2、对数据实时处理并能够显示;
3、当温度或湿度高于(低于)设定值时能够自动调节;
4、超限报警电路,当环境温度或湿度高于(低于)极限值时,系统能
够发出声光报警,提示工作人员进行相应的应急处理;
5、自动断电功能,当环境温度或湿度高于(低于)极限值时,系统能
够自动切断电源;
6、当检测电路电压低即供电不足时,电路发出报警,提示工作人员对
检测电路电源进行更换。
二、设计目的
1、掌握用温湿度传感器 SHT11 和 STC89C52 单片机来设计高精度的温
湿度检测及自动控制系统;
2、提出系统设计方案,包括电路原理图和流程图以及程序;
3、掌握温湿度检测系统的系统调试,实现要求的检测及控制方式;
4、掌握系统调试方法,实现检测及控制要求;
5、提高查阅文献与论文撰写的能力。
第 1 页
三、设计方案的选择论证
随着人们对生活质量的要求显著提高,对美丽的植被和花卉的需求量也
急剧上升,这对以种植植被为生计的园林工人是一个机遇,同时也对传统的
手工植被种植是一个挑战,而基于单片机的温湿度控制系统对解决这些问题
有重要的意义。
方案一:采用热电阻温度传感器。热电阻是利用导体的电阻随温度变化
的特性制成的测温元件。现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻。其主要的特
点为精度高、测量范围大、便于远距离测量。采用 HOS-201 湿敏传感器。
HOS-201 湿敏传感器为高湿度开关传感器,它的工作电压为交流 1V 以下,
频率为 50HZ-1KHZ,测量湿度范围为 0-100%RH 工作温度范围为 0-50℃,
阻抗在 75%RH-25℃时为 1MΩ。这种传感器原是用于开关的传感器不能在
宽频带范围内检测湿度。因此,主要用于判断规定值以上或以下的湿度电平。
然而这种传感器只限于一定范围内使用时具有良好的线性可有效地利用其线
性特性。
方案二:采用 SHT11 温湿度传感器。SHT11 是瑞士 Scnsirion 公司推出
的一款数字温湿度传感器芯片。该芯片广泛应用于暖通空调、汽车、消费电
子、自动控制等领域。其主要特点如下:
高度集成,将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D 转换和加热器等功
能集成到一个芯片上;
提供二线数字串行接口 SCK 和 DATA,接口简单,支持 CRC 传输校验,
传输可靠性高;
测量精度可编程调节,内置 A/D 转换器(分辨率为 8-12 位,可以通过
对芯片内部寄存器编程选择);
测量精确度高,由于同时集成温湿度传感器,可以提供温度补偿的湿度
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