数显温湿度播报及报警系统设计

海南师范大学本科生毕业论文数显温湿度播报及报警系统设计Voice Broadcast, Alarm System of Temperature and Humidity Showed by LCD姓名： 学号： 专业：_ 年级： 2011 级 系别：物理与电子工程学院 完成日期： 指导教师： 周萍 海南师范大学海南师范大学本科生毕业论文本科生毕业论文（设计）独创性声明本人声明所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文中没有抄袭他人研究成果和伪造数据等行为 。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 本科生毕业论文（设计）使用授权声明海南师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权海南师范大学可以将本毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复印手段保存、汇编毕业论文（设计） 。论文（设计）作者签名： 日期： 指 导 教 师 签 名： 日期： 海南师范大学本科生毕业论文目 录1. 引言 .12. 方案设计与论证 .22.1 微控制器的选择 .32.2 控制芯片的选择. .42.3 温度传感器的选择 .52.4 稳压芯片的选择 .72.5 LCD1602 的论证 .83. 电路的设计 .93.1 系统总体框图. .103.2 稳压电源电路 .113.3 单片机系统电路 .123.4 显示与数据预置电路 .133.5 数据采集电路 .143.6 电路板 PCB 图及实物图 .154. 程序的设计 .164.1 程序功能描述与设计思路. .174.2 程序总流程 .185. 测试环境结果分析 .195.1 测试结果及分析.205.2 编译环境.21海南师范大学本科生毕业论文5.3 小结.22参考文献 .23附录（ 源代码） .23海南师范大学本科生毕业论文摘 要本设计采用成本较低，且内存足够本人使用下载方便的 STC12C5A60S2单片机、温湿度传感器 SHT10、时钟芯片 DS1302、液晶显示芯片 LCD1602、语言芯片 ISD1760、蜂鸣器等基本实现了数显温湿度播报及报警的功能。该系统选AT89C52单片机作为微控制器，涉及了温湿度的测量，显示，以及一些其他的简易控制。实物设计分为单片机微控制部分，LCD1602 显示部分，声光报警部分，温湿度传感器部分，语音报警部分和按键部分。以单片机 STC12C5AS2为核心，采用 SHT10来检测温湿度，并通过 LCD1602来温湿度、时间和日期的交替显示，以及采用了语音芯片实现语音播报功能，温湿度超过设定值时将通过声光信息发出报警。【关键词】：DS1302；温湿度传感器 SHT10,按键； 单片机；ISD1760；LCD1602；蜂鸣器AbstractThis designer adopts the lower cost and commonly used single chip microcomputer (STC12C5A60S2)、the temperature and humidity sensor（SHT10） 、the clock chip （DS1302 ） 、the liquid crystal display chip（LCD1602） 、voice chip （ISD1760） 、buzzer and so on achieved functions of this system. This system uses AT89C52 single microcomputer chip as micro controller, involves the measurement of temperature and humidity，display，and other some simple control。Physical design is divided into single chip micro control parts, LCD1602 display part, sound and light alarm, temperature and humidity sensors, voice alarm parts and buttons. This system is based on MCU ofAT89C52 .It can detect temperature and humidity with the sensor named SHT10,and alternately showed temperature 、 humidity、time and date on LCD1602.It also has the function to broadcast. When the temperature and humidity more than the preset one, you will be sent the sound information. 海南师范大学本科生毕业论文【Key words 】： DS1302；The temperature and humidity sensor (SHT10)；Button；single chip microcomputer ；ISD1760 ；LCD1602；buzzer海南师范大学本科生毕业论文1.引言当下日新月异的经济发展模式，对生产管理体系的要求也越来越趋近于机械化,自动化，各行各业都是如此,带有温湿度上下限报警功能的数显温湿度播报及报警系统能够监控车间，机房，医药库房，农用大棚等等正是顺应了这一趋势。例如食品会在一定的温度下才得以完好储存，超过这个温度就会发生食品不安全问题，引发消费者和商家的纠纷。温室大棚的蔬菜也只能在设定的温度下才能生长，不会死亡，给农民带来收入。以及档案的保存也只能在一定的温度下才能使保存年限更加长久。尤其是现在的医药行业更是对温湿度的要求甚至可以说是苛刻。在以前，这些都需要效率十分低下的人工轮流值班，巡回看守，定时去测量，记录，这其中机会产生很多的不客观因素，甚至有些极端环境下人也无法测量，为了更高效，更准确的得到人们想要的数据，并能够在不适环境下及时做出补救就必须有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同环境各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控，超出预设值及时报警。数显温湿度播报及报警系统代表了一类自动控制的方法，具有十分重要的实际意义。STC12C5A60S2 单片机是最简单也是最常用的控制芯片，其功能强，易于学习，体积小，价格低的特点使得它在智能仪器仪表、工业检测控制等方面广泛的被使用，并且在大学期间我们所用的控制器基本是它，所以使用它也会节省我们的时间，阶跃我们的成本。当然，用其作为温湿度控制系统的例子也非常多。使用 STC12C5A60S2 型单片机设计数显温湿度播报及报警设计系统，可以及时、准确的反映室内的温度以及湿度的变化以及记录这些变化发生的日期时间并能在温度湿度超过的设定的上下限时发出警报。2方案设计与论证2.1 微控制器的选择与论证方案一：选用 ARM 高性能芯片，但因本科阶段所学并不是该芯片，且它价格昂贵，不适于用于做毕业设计，故在此否决方案一。图 2.1.1 ARM 芯片海南师范大学本科生毕业论文方案二：使用大规模可编程器件，如本科所学 FPGA，CPLD,但综合考虑也不采用。方案三：采用一片 AT89C52 芯片来作为微控制器，功能强，体积小，价格低廉，关键这块芯片我们可以熟练使用。它的性能也足够本设计使用。方案四：选择 STC12C5A60S2，和 AT 系列同样强大，只因 AT 系列并口编程方式，下载时需要一个 74HC244 来做并口通信电路，本人觉得麻烦，就选择了通过串口编程的 STC 系列，但是因程序没有时间最优化，占据内存很大，又懒得优化所以选择了方案四所选择的芯片。图 2.1.2 单片机 STC12C5A60S22.2 温湿度传感器的选择与论证温湿度传感器根据现有的条件，主要有两种选择：方案一：采用温湿度传感器 DHT11，它有出色的长期稳定性，功耗也非常低，超长的信号传输距离，可是由于精度达不到本设计要求，故排除此方案。图 2.2.1 DHT11 温湿度传感器芯片方案二：使用将温湿度传感器，信号放大调理，A/D 转换，总线接口集于一身的 SHT10海南师范大学本科生毕业论文芯片，并且考虑到价格问题，我选择了贴片形式的芯片。海南师范大学本科生毕业论文所以本系统中采用 SHT10。图 2.2.2 SHT10 温湿度传感器2.3 时钟电路的选择与论证方案一：采用