基于51单片机数字温湿度计设计及实现
基于MCS51系列单片机的数字温度计设计
基于MCS-51系列单片机的数字温度计设计基于MCS-51系列单片机的数字温度计设计摘要本文提出了基于MCS-51系列单片机的数字温度计的制作电路和编程思想。
该数字温度计以宏晶公司的STC89C52 单片机为主控，配以达拉斯公司的DS18B20数字温度传感器，采用1602双行英文字符液晶作显示。
实现了对温度的测量，显示，和报警等功能。
关键词：STC89C52单片机；数字传感器DS18B20；显示器LCD；目录摘要 (I)ABSTRACT ........................... 错误!未定义书签。
1 绪论 (4)1.1 选题的背景 (4)1.2 数字温度计简介 (4)1.2.1 数字温度计的特征 (4)1.2.2 设计实现的目标 (5)2 数字温度计的方案设计 (6)2.1 设计方案论证与比较 (6)2.1.1 显示电路方案 (6)2.1.2 测温电路方案 (6)2.2 系统总体方案 (6)3 数字温度计的硬件电路设计 (8)3.1 控制电路 (8)3.1.1 MCU简介 (8)3.2.2 最小系统模块 (9)3.3 温度传感器设计 (10)3.3.1 DS18B20简介 (10)3.3.2 温度传感器与单片机的连接 (12)3.3.3 复位信号及外部复位电路 (13)3.4 单片机与报警电路 (13)3.5 显示电路 (13)4 软件设计 (15)4.1 DS18b20的读操作 (15)4.2 DS18b20的温度数据处理 (16)4.3 1602显示部分 (17)5 数据测试 (20)参考文献 (22)附录1 程序源代码................ 错误!未定义书签。
1 绪论1.1 选题的背景随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现．能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。
基于51单片机的数字温湿度计设计与实现毕业论文
摘要：温度和湿度是两个最基本的环境参数，人们生活与温湿度息息相关。
在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。
准确测量温湿度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要。
因此研究温湿度的测量方法和装置具有重要的意义。
随着科技的不断发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研等各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列有点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面。
本论文介绍了一种以单片机AT89C51为主要控制器件，以DHT11为数字温湿度传感器的新型数字温湿度计。
本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计、硬件电路主要包括主控制器，测量温湿度控制电路和显示电路等。
关键词：温湿度传感器；LCD1602；protel；keil 软件Digital Thermometer and humidity Based onSingle Chip MicrocomputerAbstract ：Temperature and humidity are the two most basic environmental parameters, which are closely related to people's lives and the temperature and humidity. Temperature and humidity measurement and control are often needed to ambient in the field of daily life, industry, medicine, environmental protection, chemical, petroleum, etc.,. Accurate measurement of temperature and humidity in the pharmaceutical, food processing, paper industry is essential. Therefore, studying the temperature and humidity measurement methods and devices is of great significance.This paper describes a microcontroller AT89S52 control devices, digital temperature and humidity sensors to DHT11 new digital hygrometer. The design includes the design of hardware circuits and system software design, hardware circuit includes a master controller, the measurement of temperature and humidity control circuit and display circuit. DHT11 is a composite Sensor contains a calibrated digital signal output of the temperature and humidity. Application of a dedicated digital modules collection technology and the temperature and humidity sensing technology, to ensure that the product has a Song high reliability and excellent long-term stability. Display circuit LCD1602 LCD display, 8-bit microprocessor interface, mapped by the internal 80 ×8-bit DDRAM 2 line x 16 character display, convenient and intuitive. The software part includes the main program, the measured temperature and humidity subroutine to display subroutine. The digital hygrometer with DHT11 with AT89S52 not only has the simple external circuit, but also facilitate debugging and simulation.Keywords：Temperature and humidity sensor; the LCD1602; protell; keil software目录1 绪论 (1)1.1 选题意义 (1)1.2 国内外发展趋势 (1)2 温湿度计的发展 (3)2.1 温度计的发展史 (3)2.2 湿度测量方法 (3)3 开发工具keil和protel (5)3.1 Keil C51 (5)3.1.1 keil 软件简介 (5)3.1.2 建立一个C项目 (5)3.1.3 如何生成.HEX文件 (10)3.2 protel软件 (12)3.2.1 软件简介 (12)3.2.2 功能特点 (12)3.2.3 设计环境 (13)3.2.4 电路原理图设计流程 (14)3.2.5 protel基本操作 (14)3.3 本章小结 (18)4 系统方案设计 (19)4.1 系统设计 (19)4.2 方案论证 (19)4.2.1 主控制器芯片 (19)4.2.2 温湿度采集模块 (22)4.2.3 显示模块 (28)4.3 本章小结 (30)5 硬件电路设计 (31)5.1 复位电路设计 (31)5.2 时钟电路设计 (31)5.3 显示模块电路设计 (32)5.4 温湿度采集模块设计 (33)5.5 电源选择 (33)5.6 本章小结 (34)6 软件设计及联合调试 (35)6.1 设计思路与流程图 (35)6.1.1 主程序设计 (35)6.1.2 LCD1602液晶驱动流程图 (36)6.2 程序的设计 (36)6.3 联合调试 (42)6.4 本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)1 绪论1.1 选题意义随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平、在三大信息采集、信息传输和信息处理中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温湿度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域。
基于51单片机数字温度计课程设计
单片机原理及应用课程设计题目基于单片机地数字温度计《单片机原理及应用课程设计》任务书2．对课程设计成果地要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：①设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果；②并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字；③使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件地选择要有计算依据. 3．主要参考文献：[1]《单片机基础实用教程》.尹念东.中国地质大学出版社. 2005[2]《数字电路与数字电子技术》. 岳怡. 西北工业大学出版社. 2004[3]《单片级高级语言C51应用程序设计》. 徐爱钧.电子工业出版社. 20014．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容方案设计1 12.15-12.16电路设计2 12.17-12.18软件设计3 12.19-12.21软件联调4 12.22-12.23系统仿真5 12.24-12.25完成报告6 12.26-12.28主指导教师日期： 2013年 12月 28日目录1.绪论 (1)2.设计目地 (1)3.设计正文 (1)4.系统各模块介绍 (2)4.1 AT89C52芯片介绍 (2)4.2温度检测电路设计 (6)4.3显示电路 (8)5.系统软件设计 (9)5.1主程序流程图 (9)5.2 温度检测数据读取图 (10)6.编程与仿真 (11)6.1 Keil软件 (11)6.2 仿真软件Proteus (11)6.3仿真界面 (11)7.结论 (12)参考文献 (13)附录 (14)1.绪论随着时代地发展，控制智能化，仪器小型化，功耗微量化得到广泛关注.单片机控制系统无疑在这些忙面起到了举足轻重地作用.单片机地应用系统设计业已成为新地技术热点，其中数字温度计就是一个典型地例子.随着人们生活水平地提高，人们对各种测量器具地智能化、多功能化提出了更高地要求，而电子技术地飞速发展使得单片机在各种测量产品领域中地应用越来越广泛.把以单片机为核心，开发出来地各种测量及控制系统作为测量产品地主要部分，使各种测量产品更具智能化、拥有更多功能、便于人们操作和使用，更具时代感，这是测量产品地发展方向和趋势所在.这就要求我们地生产具有自动控制系统，自动控制主要是由计算机地离线控制和在线控制来实现地，离线应用包括利用计算机实现对控制系统总体地分析、设计、仿真及建模等工作；在线应用就是以计算机代替常规地模拟或数字控制电路使控制系统“软化”，使计算机位于其中，并成为控制系统、测试系统及信号处理系统地一个组成部分，这类控制由于计算机要身处其中，因此对计算机有体积小、功耗低、价格低廉以及控制功能强有很高地要求，为满足这些要求，应当使用单片机.单片机在电子产品中应用地广泛，在很多地电子产品中也用到了温度检测和温度控制，但那些温度检测与控制电路通常较复杂，成本也高，本设计提供了一种低成本地利用单片机多余I／O口实现地温度检测电路，该电路非常简单，且易于实现，并且适用于几乎所有类型地单片机.2.设计目地温度作为一个重要地物理量，是工业生产过程中最普遍、最重要地工艺参数之一，所以温度测量技术和测量仪器地研究是一个重要地课题.随着时代地进步和发展，单片机技术已经伸入到各个领域，基于单片机数字温度计与传统地温度计相比，具有读数方便，测温范围广，其输出温度采用数字显示.本次设计目是利用51单片机及温度传感器设计一个温度采集系统，通过学过地单片机和数字电路及面向对象编程等课程地知识设计.要求地功能是能通过温度传感器采集地数据在液晶屏显示，采集地温度达一定地精度.3.设计正文系统地硬件电路包括微控制器部分（主机），温度检测，显示三个主要部分.温度检测部分采用DS18B20这个芯片大大简化了温度检测模块地设计，它无需A/D转换，可直接将测得地温度值以二进制形式输出.单片机主要控制LCD显示器显示正确地温度值，LCD 显示器实现显示功能.系统结构框图和硬件原理图分别如图2.1所示.图2.1 基准系统结构框图DS18B20是美国达拉斯半导体公司生产地新型温度检测器件，它是单片结构，无需外加A/D即可输出数字量，通讯采用单线制，同时该通讯线还可兼作电源线，即具有寄生电源模式.它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点，特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控制系统.4.系统各模块介绍4.1 A T89C52芯片介绍本设计以AT89C52单片机系统为核心.A T89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6 向量2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路.另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式.AT89C52地引脚图如图4.1所示.图4.1 AT89C52芯片引脚图0口：P0口是一个8位漏极开路地双向 I/O 口.作为输出口，每位能驱动8个TTL 逻辑电平.对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入.当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用.在这种模式下，P0具有内部上拉电阻.在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节.程序校时，需要外部上拉电阻.P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻地8位双向I/O 口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平.对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用.作为输入使用时，被外部拉低地引脚由于内部电阻地原因，将输出电流（IIL）.P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻地8位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平.对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用.作为输入使用时，被外部拉低地引脚由于内部电阻地原因，将输出电流（IIL）在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2口送出高八位地址.P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻地8位双向I/O 口，p2输出缓冲器能驱动4个TT逻辑电平.对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用.作为输入使用时，被外部拉低地引脚由于内部电阻地原因，将输出电流（IIL）.P3口亦作为AT89C52特殊功能（第二功能）使用AT89C52地P3口地第二功能表如表4.2所示.表4.2 A T89C52地P3口地第二功能表RST: 复位输入.晶振工作时，RST 脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位.看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期地高电平.特殊寄存器AUXR(地址8EH)上地DISRTO位可以使此功能无效.DISRTO默认状态下，复位高电平有效.ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址地输出脉冲.在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲.在一般情况下，ALE 以晶振六分之一地固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用.然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过.PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号.当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活.EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号.为使能从0000H 到FFFFH地外部程序存储器读取指令，EA 必须接GND.为了执行内部程序指令，EA 应该接VCC.在flash编程期间，EA 也接收12V编程电源（ VPP）.XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路地输入端.XTAL2:振荡器反相放大器地输出端.（2）晶振电路晶振电路是单片机地最小系统地组成部分.典型地晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通讯地场合)/12MHz(产生精确地uS级时歇,方便定时操作).特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时，单片机在复位后从内部ROM地0000H 开始执行；当接低电平时，复位后直接从外部ROM地0000H开始执行.（3）复位电路复位电路也是单片机地最小系统地组成部分.当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序执行错乱地时候，按下复位按钮内部地程序自动从头开始执行.复位电路地原理是单片机RST引脚接收到2us以上地电平信号，只要保证电容地充放电时间大于2US，即可实现复位，所以电路中地电容值是可以改变地.按键按下系统复位，是电容处于一个短路电路中，释放了所有地电能，电阻两端地电压增加引起地.单片机最小系统如图4.3所示.图4.3 单片机最小系统图4.2温度检测电路设计DS18B20是美国DALLAS半导体公司最新推出地一种改进型智能温度传感器，与传统地热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单地编程实现９～１２位地数字值读数方式.DS18B20地性能特点如下：（1）独特地单线接口仅需一个端口引脚进行通讯（2）简单地多点分布应用（3）无需外部器件（4）可通过数据线供电（5）零待机功耗（6）测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增.华氏器件-67~+2570F，以0.90F 递增（7）温度以9 位数字量读出（8）温度数字量转换时间200ms（典型值）（9）用户可定义地非易失性温度报警设置（10）报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）地器件.DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发地温度报警触发器TH和TL、配置寄存器.D电源下，也可以向器件提供电源；GND为地信号；VDD为可选择地VDD引脚.当工作于寄生电源时，次引脚必须接地.测温电路：如图4.4DS18B20测温电路图4.4 DS18B20测温电路DS18B20地测温原理如图4.5所示，图中低温度系数晶振地振荡频率受温度地影响很小用于产生固定频率地脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生地信号作为减法计数器2地脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生地时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量.计数门地开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 ℃所对应地基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55 ℃所对应地一个基数值.减法计数器1对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1地预置值减到0时温度寄存器地值将加1，减法计数器 1地预置将重新被装入,减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行计数,如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值地累加，此时温度寄存器中地数值即为所测温图5.3.3中地斜率累加器用于补偿和修正测温过程中地非线性其输出用，于修正减法计数器地预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值，这就是DS18B20地测温原理.另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成地，有严格地时隙概念，因此读写时序很重要.系统对DS18B20地各种操作必须按协议进行.操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据.在正常测温情况下，DS1820地测温分辨力为0.5℃.图4.5测温原理4.3显示电路1602LCD液晶屏为5V电压驱动，带背光，可显示两行，每行16个字符，不能显示汉字.液晶1、2端为电源；15、16为背光电源；为防止直接加5V而烧坏背光灯，在15脚串联一个1K电阻晶3端为液晶对比度调节端，通过一个10K地电位器来调节液晶显示对比度.用于限流.液液晶4端为向液晶控制器写数据/写命令选择端，接单片机P1.0端口.液晶5端为读/写选择端，因为我们不需要从液晶中读取数据，只向其写入命令和数据，因此此端始终选择为写状态，即低电平接地.液晶6端为使能信号，是操作必须地信号，接单片机地P1.1口.1602LCD液晶屏显示电路如图4.6所示：图4.6 显示电路5.系统软件设计5.1主程序流程图主程序流程图如图5.1图5.1 主程序流程图5.2 温度检测数据读取图温度检测数据读取图如图5.2 图5.2 温度程序读取图6.编程与仿真6.1 Keil软件Keil C51是美国Keil software 公司出品地51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显地优势，因而易学易用.Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大地仿真调试器等在内地完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起.运行Keil需要win98、NT、win2000、winXP、win7等操作系统.2009年2月发布地Keil uVision4，Keil uVision4引入灵活地窗口管理系统，使开发人员能够使用多台监视器，并提供了视觉上地表面对窗口位置地完全控制地任何地方，新地用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口，提供一个整洁、高效地环境来开发应用程序.6.2 仿真软件ProteusProteus软件是Labcenter electronics公司出版地EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）.它不仅具有其它EDA工具软件地仿真功能，还能仿真单片机及外围器件.它是目前最好地仿真单片机及外围器件地工具.虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教案地教师、致力于单片机开发应用地科技工作者地青睐.Proteus是世界上著名地EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品地完整设计.是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一地设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型.在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器.6.3仿真界面仿真如图所示：图6.1为温度检测部分；图6.2为显示部分.图6.1 温度检测部分图6.2 显示部分由图6.1和图6.2可以看出检测温度与显示温度一致.电路仿真成功.7.结论本次课设对我来说是一次难得地经历，首先是第一次接触了仿真软件Protel，在使用时经历了很多次失败，因为这款软件与以前使用地各种软件有很多不同，使用时不停出错，接线时由于元件放置不合理而接地杂乱无章；输入源程序时还较为顺利，显示结果比较满意.其次是程序设计，我们在参考别人成功先例地基础上根据自己设计地需要编制程序，我地收获是，编程一定要细心，针对每一个细节，稍有疏忽，程序就不能正常工作.我前期花了一些时间专门学习DS18B20地工作原理地时序图.在这次地实践与学习中，尽管期间困难重重，但我还是从中学习了不少新地知识与技能和解决困难地方法，也终于体验到了经历困难到最终获得成功地那种无以言表地喜悦之情总之，本次课设是我收获最多地一次.参考文献[1]温度传感器和一线总线协议.林继鹏.传感器技术.2002[2]《单总线数字温度传感器地自动识别技术》 .罗文广.电子产品世界.2002[3]《单片机基础实用教程》.尹念东.中国地质大学出版社. 2005[4]《数字电路与数字电子技术》. 岳怡. 西北工业大学出版社. 2004[5]《单片级高级语言C51应用程序设计》. 徐爱钧.电子工业出版社. 2001附录源程序#include<reg52.h> //头文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rs=P2^0。
基于51单片机的数字温湿度计设计及实现
U1
17 16 15 14 13 12 11 10 DATA SCK 2 3 RS RW E 28 27 26 25 24 23 22 21 32 33 34 35 36 37 38 39 E RW RS P3.7/RD P3.6/WR P3.5/T1 P3.4/T0 P3.3/INT1 P3.2/INT0 P3.1/TXD P3.0/RXD P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 P0.7/AD7 P0.6/AD6 P0.5/AD5 P0.4/AD4 P0.3/AD3 P0.2/AD2 P0.1/AD1 P0.0/AD0 89C51 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1/T2EX P1.0/T2 8 7 6 5 4 3 2 1 VCC VCC
本次基于 51单片机的数 字温湿度计的 设计，结构简 单，使用方便， 测量精确，可 以满足一般性 要求。测量结 果分两行显示 温湿度值，如 右图所示。
结论
总结与展望
• 近几十年内，由于电子行业的迅速发展 和集成电路和高集成电路的产生，控制 仪走向微型化、多功能化。 • 该智能化系统具有成本较低、使用简单、 工作可靠等特点，在多个领域中具有一 定应用前景。
基于51系列单片机仓库温湿度的实时监测系统设计
毕业设计有关说明一、温度传感器的选择、湿度传感器的选择、系统总体设计1. 温度传感器的选择采用AD590，它的测温范围在-55℃～+150℃之间，而且精度高。
M档在测温范围内非线形误差为±0.3℃。
AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会损坏，使用可靠。
它只需直流电源就能工作，而且，无需进行线性校正，所以使用也非常方便，借口也很简单。
作为电流输出型传感器的一个特点是，和电压输出型相比，它有很强的抗外界干扰能力。
2.湿度传感器的选择采用HS1100/HS1101湿度传感器。
HS1100/HS1101电容传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。
不需校准的完全互换性，高可靠性和长期稳定性，快速响应时间，专利设计的固态聚合物结构，由顶端接触（HS1100）和侧面接触（HS1101）两种封装产品，适用于线性电压输出和频率输出两种电路，适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。
相对湿度在1%---100%RH范围内；电容量由16pF变到200pF，其误差不大于±2%RH；响应时间小于5S；温度系数为0.04 pF/℃。
可见精度是较高的。
3.总体设计系统整体框图二、系统联调的有关说明1. AD590应用电路AD590应用电路2. 主程序流程图时间过的很快，一晃大学几年的生活已接近了尾声在目，当初还是刚进大学的懵懂少年现在也长大了学到了很多，也懂得了很多。
随着毕业日子的到，毕业设计也接近了尾声。
经过两个月的奋战我的毕业设计终于完成了。
在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。
毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。
基于51单片机的室内温度、 湿度、光度的控制系统设计与制作
LM358 运算放大器进行放大和比较，将光信号转换为高低电平，送往单片机 IO 口，通过单 片机进行处理。 (2)、传感器显示、模拟控制：
①显示：采用中文字库液晶显示屏 LCD12864 显示屏 ②控制：给温度、湿度、光度设定一个正常值，当单片机检测到出现不正常的数值 时，就会自动进行调节。
2.3 系统工作原理
一、绪论
1.1 课题背景
当今，传感器在现代工业中被广泛运用，具有极其突出的地位。传感器，即能感受规定 的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的期间或装置。随着电子信息技术的发展， 现代测量、自动控制等方面的技术在过敏经济和人类的日常生活中发挥着重大作用，所 以，了解并运用传感器是不可或缺的！本课题研究对象涉及知识面广泛，具有挑战性，更 能拓展并加深对传感器的认识！
1、光敏传感器：
当没有光照时，光敏电阻 LDR1 就会达到最大，（比较电压设定为 U3，输入电压为 U2）比较器 A1 的 U2 端的电压比 U3 端的低，U1 输出高电平，D1 导通发光，信号通过运算 放大器 A2 进行处理送往单片机 IO 口，通过单片机进行处理。有光照时，当光度不断增 加，可调电阻 RV1 的值不变时，光敏电阻的阻值不断减少，比较器 A 的 U2 端的电压就会随 着不断增大，当 U2 端的电压达到大于 U3 端时比较器 A 输出低电平，D1 就不导通说明没有 电压输出，放大器没有信号放大输出。A2 为过零比较器，使 A2 输出单片机所需要的高低 电平。
1.1 课题背景..........................................................................................................................3 1.2 立题的目的和意义........................................................................................................3 1.3 本系统主要研究内容................................................................................................... 4 二、 系统总体分析与设计...........................................................................................................4 2.1 系统组成........................................................................................................................ 4 2.2 处理方法.......................................................................................................................... 4 2.3 系统工作原理..................................................................................................................5 三、 系统硬件电路设计............................................................................................................... 5 3.1. 主要组件简介...............................................................................................................5 3.2 单片机控制电路设计................................................................................................... 8 3.3 温度检测与信号转换电路.............................................................................................8 3.4 湿度检测与信号转换电路.............................................................................................8 3.5 光度检测与信号转换电路.............................................................................................9 3.6 数据显示电路设计.........................................................................................................9 3.7 控制电路........................................................................................................................10 3.8 总电路图........................................................................................................................10 四、 软件系统设计..................................................................................................................... 11 4.1 系统初始化模块........................................................................................................... 11 4.2 程序流程框图................................................................................................................11 五、 总结...................................................................................................................................... 12
基于51单片机的数字温度计课程设计毕业论文 .docx
摘要温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用。
本设计以AT89C52 单片机为核心，采用DS18B20温度传感器检测温度，由温度采集、温度显示，温度报警等功能模块组成。
基于题口基木要求，本系统对温度采集和温度显示系统行了重点设计。
木系统大部分功能能由软件实现，吸收了硬件软件化的思想。
实际操作时，各功能在开发板上也能完美实现。
本系统实现了要求的基本功能，其余发挥部分也能实现。
关键字：AT89C52单片机、DS18B20温度传感器、数码管显示、温度采集目录绪论 ................................................ 二•设计目的.............................................三.设计要求.............................................四.设计思路.............................................五.系统的硬件构成及功能.................................5.1主控制器...........................................5.2显示电路...........................................5.3温度传感器.........................................六.系统整体硬件电路.....................................七.系统程序设计.........................................八.测量及其结果分析.....................................九.设计心得体会.........................................十.参考文献.............................................. 附录1源程序附录2元件清单及PCB图一. 绪论随着时代的发展，控制智能化，仪器小型化，功耗微量化得到广泛关注。
基于单片机的数字温湿度计设计及实现PPT课件
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DHT11串行通信说明
DHT11器件采用简化的单总线通信。单总线通常要求 外接一个约 5.1kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时， 其状态为高电平。由于它们是主从结极，只有主机呼叫 从机时，从机才能应答，因此主机访问器件都必须严格 遵循单总线序列，如果出现序列混乱，器件将不响应主 机。DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采 用单总线数据格式，一次传送40位数据，高位先出。
内含splc780控制器的点阵字符液晶显示 模块HS1602，它是一种低功耗CMOS技 术实现的字符LCD显示模块，有8位微处 理器接口，通过内部的80×8位映射 DDRAM实现2行×16个字符的显示 1602液晶模块内部的 字符发生存储器已经 存储了160个不同的点 阵字符图形。
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LCD显示字符原理
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数据格式：
8bit湿度整数数据 + 8bit湿度小数数据+8bit温 度整数数据 + 8bit温度小数数据+8bit校验位。
校验位数据定义：
“8bit湿度整数数据 + 8bit湿度小数数据+8bit温 度整数数据 + 8bit温度小数数据”8bit校验位等 于所得结果的末8位。
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3）液晶显示LCD1602
17 16 15 14 13 12 11 10
P3.7/RD P3.6/WR P3.5/T1 P3.4/T0 P3.3/INT1 P3.2/INT0 P3.1/TXD P3.0/RXD
RS RW
E
28 27 26 25 24 23 22 21
P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8
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32 33 34 35 36 37 38 39
P0.7/AD7 P0.6/AD6 P0.5/AD5 P0.4/AD4 P0.3/AD3 P0.2/AD2 P0.1/AD1 P0.0/AD0
89C51
P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1/T2EX P1.0/T2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8 7 6 5 4 3 2 1
硬件设计电路图
R1 U2 5k1
> 80.0 27.0
%RH 癈
VCC
DHT11
LCD1602
DATA SCK
2 3
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
14 13 12 11 10 9 8 7
E RW RS
6 5 4
E RW RS
VEE VDD VSS
3 2 1
LM016L
VCC
U1
17 16 15 14 13 12 11 10
用LCD显示一个字符时比较复杂，因为 一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找 到和显示屏幕上某几个位置对应的显示 RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为 “1”，其它它的为“0”，为“1”的点亮，为 “0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但 由于内带字符发生器的控制器来说，显示字 符就比较简单了，可以让控制器工作在文本 方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每 行的列数找出显示RAM对应的地址，设立 光标，在此送上该字符对应的代码即可。
开始 液晶模块初始化
延时 While（1） DHT11初始化 DHT11温湿度转化 读取温湿度值 温湿度处理 温湿度值显示
结束
结论
本次基于51单片机 的数字温湿度计的设 计，结构简单，使用 方便，测量精确，可 以满足一般性要求。 测量结果分两行显示 温湿度值，如右图所 示。
EA ALE PSEN
31 30 29
VCC
R3
10k
VCC
R2
10K
C3
10u
RST 9
XTAL2 18
XTAL1 19
X1
CRYSTAL
C2
C1
30pF
30pF
VCC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
RP1
RESPACK-8
4 软件程序设计
主程序设计流程图
主程序里主要的一部分是 数据采集和显示的循环部分， 其中DHT11有严格的时序要 求，程序一定要遵守按照其 与主机通信的步骤。
内含splc780控制器的点阵字符液晶显示 模块HS1602，它是一种低功耗CMOS技 术实现的字符LCD显示模块，有8位微处 理器接口，通过内部的80×8位映射 DDRAM实现2行×16个字符的显示 1602液晶模块内部的 字符发生存储器已经 存储了160个不同的点 阵字符图形。
LCD显示字符原理
P3.7/RD P3.6/WR P3.5/T1 P3.4/T0 P3.3/INT1 P3.2/INT0 P3.1/TXD P3.0/RXD
RS RW
E
28 27 26 25 24 23 22 21
P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8
3 硬件电路总体设计
硬件电路总体设计框图
DHT11 温湿度传
单
感器数据采集
片
机
时钟复位电路
LCD1602 液晶显示
本方案使用AT89C51作为控制核心，以智能温湿度 传 感 器 DHT11 作 为 温 湿 度 测 量 元 件 ， 显 示 电 路 采 用 LCD1602模块显示，采用单片机最小系统。
DHT11串行通信说明
DHT11器件采用简化的单总线通信。单总线通常要求 外接一个约 5.1kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时， 其状态为高电平。由于它们是主从结极，只有主机呼叫 从机时，从机才能应答，因此主机访问器件都必须严格 遵循单总线序列，如果出现序列混乱，器件将不响应主 机。DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采 用单总线数据格式，一次传送40位数据，高位先出。
1）主控制器芯片AT89C51
AT89C51 是 美 国 ATMEL 公 司 生 产的低电压，高性能CMOS8位单 片机，片内含4k bytes的可反复擦 写的只读程序存储器（EPROM） 和128 bytes的随机存取数据存储 器（RAM），可灵活应用于各种控 制领域。
2）温湿度传感器DHT11
它是一款含有已校准数 字信号输出的温湿度复合 传感器,传感器包括一个 电阻式感湿元件和一个 NTC 测 温 元 件 ， 具 有 品 质卓越、超快响应、抗干 扰能力强、性价比极高等 优点。
DHT11典型应用
引脚说明： 1、VDD 供电3.5-5.5V DC 2、DATA 串行数据，单总线 3、NC 空脚 4、GND 接地，电源负极
本科毕业论文答辩
欢迎老师点评指导
基于51单片机的数字温湿度计 设计及实现
——姓名： 指导老师：
主要内容
1 设计内容 2 主要器件选择 3 硬件电路总体设计 4 软件程序设计
1 设计内容
实现温度、湿度的采集、显示； 设计温度、湿度采集、显示电路； 调试电路，实现对数字温湿度计的设计。
2 主要器件的选择
数据格式：
8bit湿度整数数据 + 8bit湿度小数数据+8bit温 度整数数据 + 8bit温度小数数据+8bit校验位。
校验位数据定义：
“8bit湿度整数数据 + 8bit湿度小数数据+8bit温 度整数数据 + 8bit温度小数数据”8bit校验位等 于所得结果的末8位。
3）液晶显示LCD1602