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基于单片机的环境监测系统的设计-修改.pdf
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2022-06-25
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摘 要
随着我国国民经济的迅速发展,环境问题越来越得到人民的关注,尤其是大气和水
体污染问题。总而言之,环境问题已经成为当今社会的一个热点话题,政府部门也相
继推出了一系列相关方针和政策。要完成对环境的实时监测和保护 ,并预测预报未来
环境状况,研制一套能够准确、安全、稳定和实时的环境监测系统尤为重要。
本文结合实际情况设计一个基于单片机的环境监测系统。系统以STC 89C52
单片机为核心的控制,通过温湿度传感器和光强传感器采集环境信息,并通过数码管显
示。且具有与单片机通信的功能和超限报警功能。
关键词:温湿度;光强传感器;单片机;串口通信
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Abstract
With the rapid development of China's national economy, enviro
nmenta l problems become more and more get people's attentio
n, especially in air and water pollution problems. To make a lon
g story short, the environmental problem has become a hot t
opic in today's society; government departments have also lau
nched a series of related guidelines and policies. To complete the en
vironmental monitoring and protection, and forecast the future state o
f the environment, development of an accurat e, safe, stab
le and real-time environmental monitoring system is particularly im
portant.
In this paper, combined with the actual situation of the desi
gn of an environment monitoring system based on mcu. The control sy
stem based on STC89C52 microcontroller as the core, through the temperatu
re an d humid ity sensors and light intensity sensors to collect
environmental information, and through the digital display. Wit
h the MCU communication function and alarm function.
K eywords: temp e ratu r e an d hu m idit y ; ligh t i n tensity se n s o
r; MCU; serial communication
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目 录
1.引言 .....................................................................................................错误!未定义书签。
2.环境监测系统总体设计 .....................................................................错误!未定义书签。
2.1 系统设计要求ﻩ错误!未定义书签。
2.2 方案的论证与选择ﻩ错误!未定义书签。
2.3
ﻩ
系统总体框图ﻩ错误!未定义书签。
3.环境监测系统硬件设计ﻩ错误!未定义书签。
3.1 芯片介绍 ................................................................................错误!未定义书签。
3.1.1 STC89C52单片机ﻩ错误!未定义书签。
3.1.2 RE200B热释电红外传感器 .....................................错误!未定义书签。
3.1.3 BISS0001 芯片 .....................................................错误!未定义书签。
3.1.4 ISD1420语音芯片................................................错误!未定义书签。
3.2 语音录放电路的设计 ...........................................................错误!未定义书签。
3.3 串口电路的设计 .................................................................错误!未定义书签。
3.4 热释电红外感测电路的设计 .............................................错误!未定义书签。
3.5 振荡电路的设计 .................................................................错误!未定义书签。
4.环境监测系统的软件设计ﻩ错误!未定义书签。
4.1 主程序分析ﻩ错误!未定义书签。
4.2 子程序分析 ..........................................................................错误!未定义书签。
4.2.1 录音子程序ﻩ错误!未定义书签。
4.2.2 放音子程序 ..................................................................错误!未定义书签。
4.2.3 定时器的子程序 ........................................................错误!未定义书签。
5.环境监测系统的制作与调试 ........................................................错误!未定义书签。
5.1 硬件电路的布线与焊接15ﻩ
5.2 硬件以及软件的调试 .........................................................错误!未定义书签。
6.结论 ..................................................................................................错误!未定义书签。
参考文献 ................................................................................................错误!未定义书签。
谢辞 ........................................................................................................错误!未定义书签。
附录 ........................................................................................................错误!未定义书签。
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1 引言
随着工业的发展和科技的进步,全球的生态环境已经受到了不同程度的破
坏,环境污染问题将直接或间接的影响到了人类的身体健康和正常生活。近年来,我
国工业得到了飞速的发展,人们生活水平得到了很大的提高,人们的物质文明正在不
断改善,与此同时人类的进步也对自然环境和生态平衡造成了巨大的影响。特别是,
改革开发以来,我国国民经济的突飞猛进,工业的飞速发展都是以牺牲我们的自然环
境为代价的。环境的质量问题将直接或间接影响人类的身体健康,医学研究表明,人类
的很多疾病都是由环境破坏所引起的。环境的破坏对我们的健康造成的影响越来越受
到广大人民的关注,同时环境问题也制约着人类社会科技的进步和工业的发展,因此现
在如何解决人类和环境的相互制约问题成为各国发展过程中的关键问题。
中国是世界上最大的发展中国家,经济还需要快速发展,人类和环境和谐发展是党
和国家应该考虑的首要问题。我国在十六大上提出了可持续发展战略,同时把环境问
题作为国家可持续发展和建设和谐社会的关键问题。维持人类和环境的可持续发展,
在满足人类对资源的需求,经济持续快速发展的同时,我们需要及时、快速、准确的
获取环境变化的情况,对环境进行实时监测。
本设计采用单片机和集成的温湿度及光强传感器进行设计的环境监测系统 ,具有
结构简单、成本低廉、报警迅速、准确、安装、调试简单等优点。经实际测试,本系
统精度高,反映灵敏,稳定性强。具有较高的实用价值。
2.环境监测系统总体设计
2.1 系统设计要求
设计并制作一个环境监测系统
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其具体要求如下:
1、采用温湿度传感器DHT11采集环境的温度和湿度信息,并通过数码管显示
出来。
2、通过TSL2561传感器采集环境中的光照强度的信息,该芯片通过IIC总线
的方式与单片机进行通讯。
3、系统可以通过串口与电脑通讯。
4、具有过限报警功能。
2.2 方案的论证与选择
根据设计要求,经过多方面查证与分析,以充分发挥资源,提高系统性价比为原
则,本系统采用以 STC89C52单片机为核心的控制 ,通过温湿度传感器和光强传感器
采集环境信息,并通过数码管显示。且具有与单片机通信的功能和超限报警功能。具
体设计方案论证如下:
2.2.1 核心控制器的选择
根据设计要求,核心控制器主要用于对温湿度和光强测量信号的接受和处理、控
制显示和报警电路、串口通信电路等。控制器采用 STC89C52 作为系统控制器。单
片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可用软件编程实现各种算法和逻辑
控制,并且其功耗低、体积小、价格便宜、耗电低、技术成熟和成本低廉等优点。许
多功能部件集成在芯片内部,其信号通道受外接界影响小,可靠性高,控制能力强,运
行速度快。
由STC89C52作为控制核心 ,对信号采集以及报警装置进行控制ST C89C52是
一种低功耗、高性能的片内含有8KB快闪可编程/擦除只读存储器(FPEROM-Flash
Programmable and Eraseable Read Only Memory)的8位CMOS微控制
器,使用高密度、非易失存储技术制造。
一、STC89C52的主要性能
1.与MCS-51 微控制器产品系列兼容;
2.片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器; 3ﻫ.存储数据保存时间为10年;
ﻫ4.宽工作电压范围:Vcc可为2.7V到6V;
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