温湿度传感器-课程设计

实用标准复制等级：湖南工程学院上课时间制定计策课程名称单片机原理及应用主题名环境温度、湿度检测系统设计专业化自动化半级1191学号20姓氏导师李孝寿王英旭2013年12月12日湖南工程学院上课时间设置计划书课程名称单片机原理及应用班级环境温度、湿度检测系统设计专业课自动化学生姓名学号2011地图老师李孝秀批准审查任务书下月1日2013年12月1日任务完成日期2013年12月13日设计内容和设计要求设计内容：本课题以单片机为中心，使用温度和湿度传感器DHT11设计环境温度和湿度检测系统，使用按键控制系统分别选择温度或湿度的测试、重置、消除功能，并使用4位LED数码管显示实时温度和温度。设计要求：1)系统设计决策；2)进行系统硬件设计；3)完成所需的组件选择。4)系统软件设计和调试；5)系统调整和操作指南6)根据规格要求填写设计手册要制定主计划书1、PC机和单片机调试软件；2、发板1；3、系统设计、调试所需的组件说明书格式1.课程设计任业书2.目录3.总体方案决策4.每个设备的硬件电路设计和计算方法5.软件设计和说明(包括流程图)6.调试结果和所需的调试说明7.摘要8、参考文献9、附录附录a系统结构附录b进程列表10、课程设计计分表。安于进度设计时间分为两周第一周星期一上午：作业任务、作业介绍和讲课安排。下午：相关资料贷款，整体方案讨论。星期二，确定整个方案，学习设计相关内容。星期三，程序设计的各个部分，设计的各个部分。星期四，设计和调试。星期五，设计和调试。星期六，设计和调试。第二周星期一：设计和调试。星期二：设计和调试。星期三：调试，编写文档。星期四-星期五上午：填写手册，完成电子版本，打印成草稿。星期五下午：答复。考生文传王英旭等。单片机原理及应用M机械行业报道。20122康华光等。模拟电子技术第5版M高等教育出版社20113两个舒春等。单片机c语言M北京航空航天大学出版社列表第一章概述71.1设计工作和要求71.2设计7第2章硬件设计82.1时钟电路和重置电路82.2温湿度测量电路设计92.3键电路10第三章软件设计123.1主要函数设计123.2键查询133.3实时监控和测试流程图14第四章硬件调试和结果分析154.1调试流程154.2硬件调试16第5章摘要18参考文献19附录I:系统模拟图20附录二：源代码21电气信息工程系课程设计成绩表29第1章概述1.1设计工作和要求本主题包括以微控制器为中心，使用智能集成温度传感器DHT11进行温度和湿度检测，通过传感器收集温度和湿度信号并将其转换为数字信号，使用微控制器分析和处理数据，在数字管上显示当前温度和湿度。分别选择温度或湿度的测试、重置、删除功能，并需要密钥控制系统完成硬件调试。1.2设计本主题的温度和湿度测试通过单芯片STC-89C51连接温度和湿度模块，显示模块同时显示温度和湿度。在单片机发送一次启动信号后，DHT11从低功耗模式切换到高速模式，等待主机启动信号结束，DHT11发送响应信号，发送40比特位的数据，触发单信号收集，如果没有接收到发送到单片机的信号，DHT11不主动进行温度收集，收集数据，然后切换到低功耗模式。系统设计方块图，如图1.1所示。单一电影机器关键电路县西米电气路DHT11温度采集电路时钟复位全路图1.1编程框图第二章硬件设计2.1时钟电路和重置电路MCS-51单片机内部有用于构成振荡器的高增益反转放大器，针脚XTAL1和XTAL2分别是逆相放大器的输入和输出。通常与两个匹配电容一起，通过外部晶体振荡器或陶瓷谐振器构成一个自激振荡电路。本主题是由外侧晶体振荡器和两个匹配电容共同构成内部时钟振荡电路，为单片机提供分贝源。此设计复位电路与使用键复位断开开关时的电源自动复位电路相同。开关关闭时，电容通过并行电阻快速放电，然后RC电路充电，以确保RST末端保持在一定的时间高度。如图2.1所示。图2.1时钟和重置电路2.2温湿度测量电路设计DHT11的电源电压为3-5.5v，如果传感器已通电，则必须等待1s以渡过不稳定状态。在此期间，不需要发送任何指示。可以在电源针脚(VDD，GND)之间添加100nF的电容以进行解耦过滤。数据用于微处理器和DHT11之间的通信和同步，单总线数据格式，一次通信时间约4毫秒，数据分为小数部分和整数部分。如图2.2所示，该电路具有5K的抗拉电阻，数据端具有P1.7(允许温度和湿度数据)。图2 .2温度和湿度测量电路2.3显示电路该电路显示为使用9015晶体管(晶体管)的四向电子阳极化数码管。根据发光二极管的物理连接，7段数码管可以分为总阴极和总阳极两种结构。其中P0端口是分段选择，p 2.0到p 2.3是位选择，如图2.3所示。图2.3显示电路2.4键电路单片机设计的密钥可以分为独立键和矩阵键，该系统使用4个具有1K电阻的独立键，因为键少。其中四个关键功能是温度指示、湿度指示、温度和湿度实时监控以及温度和湿度测试。图2.4。图2.4键电路第三章软件设计这个软件设计主要是测量和显示距离。因此，整个软件可以分为根据硬件电路定义单片机位。温度和湿度设置子程序；温度和湿度接收子程序；显示子程序。子程序延迟等。此设计需要硬件电路和软件编程，因此选择适当的编程语言很重要。c语言执行效率虽然不是很高，但是语言简洁、使用方便、灵活、运算丰富、表达类型多、编程自由度大、可重用性好、可移植性等特点基于c语言的诸多优点，本设计选择该语言进行编程。3.1主要函数设计软件分为主程序和中断服务程序两部分。主程序完成初始化操作，温度和湿度数据接收处理控制。外部中断服务子程序的主要完成时间值读取、结果输出等操作如图3.1所示。开始初始化中显示扫描钥匙图3.1主程序流程图3.2键查询独立键接口以直接读取方式工作，直接读取键盘接口是输入接口，输入接口的主要功能是解决数据输入的缓冲(门控)问题。这个设计个子低，使用单独的键。要按键吗？确定关键点实际时间测量考试县西米湿的度县西米温暖度测量考试y图3.2查询密钥处理在扫描键函数中，每次按下不同的键时，都会返回不同的数值，主函数中的键查询函数判断为按下该键，然后移动到其他子函数，如图3.2所示。3.3实时监控和测试流程图该系统设计分为实时监控和测试模块，图3.3显示为测试模块。打开电源在数字管上显示4个0，按下测试按钮后，系统开始测量环境温度和湿度。如果数字管中显示四个“-”，则表示温度和湿度已成功测量。按温度(湿度)指示键，模块显示测试时的温度(湿度)。要进行下一次测量，必须按测试键。开始要按键吗？显示要按键吗？调用测试函数n按温度按钮吗？调用显示温度函数调用显示湿度函数yy按湿度按钮？yny图3.3测试流程图图3.4是实时监控模块，按实时监控键后，启动T0计时器，每分钟测试一次温度和湿度，并在四分之一阳极数字管中交替显示温度和湿度。按下显示温度(湿度)按钮时，模块仅显示实时温度(湿度)。再次按实时监控按钮。计时器T0关闭。显示开始要按键吗？要按键吗？重新安装初始值计时器启动调用测试函数nnyy依次显示温度和湿度图3.4实时监控模块第四章硬件调试和结果分析4.1调试过程在编写该程序之前，DHT11的通信程序和接收程序最困难，在之前的学习中，似乎没有接触到单个总线的通信时间表。查阅资料，参考了现有的程序，老师和这个队的其他队员解释了之后，终于知道了这方面的知识。测量函数最初不测量数据，而是通过看书建立全局变量，逐步跟踪每个步骤，在P1的LED灯上显示和跟踪，完成了DTH11的通信和查找函数。但是，如果通信和查找函数连接关键函数，则不能总是以一定的概率测量数据。慢慢调试的话，每次都知道为了正确读取数据，我需要连续调用两次我的通信和查询函数。这里，将全局变量设置为标志位，每次按下每个测量键时，将此标志位设置为2，以循环通信和查找函数两次。这将确保每次按测试键时与DHT11进行正确的通信，从而确保正确的数据。实时监视中，温度、湿度循环显示，按下键仅显示温度(湿度)。由于身高有限，一次设置了很多标志位。标志的位过多，无需考虑所有方面，就可以调试程序一次或多次，以正确实现要求。4.2硬件调试如图4.1所示，按下左下角按钮后，单芯片微型计算机开始与DHT11通信，开始温度和湿度测试。图示温度测量，湿度成功。图4.1初始化图标按钮显示当前或实时监控的数字管道环境湿度。其中，最前面的“c”表示当前显示的操作链接的温度，如图4.2所示。图4.2显示了湿度按下此按钮后，数字管显示当前或实时监控的环境温度。其中，最前面的“h”表示显示当前环境湿度，如图4.3所示。图4.3显示了温度第5章摘要这次单片机课程设计不仅可以整合以前学过的知识，还可以学习很多书里没有学过的知识，掌握系统的研究方法，进行一些简单的编程，通过这次课程设计，我们了解理论与实际的结合很重要，只有理论知识不足，理论实践的结合才能提高实际实践能力和独立思考能力。同样，在学习中也发现了自己的不足，包括对以前学过的知识的理解不足和掌握不足。课程设计是学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术的发展日益多样化，微控制器成为当今计算机应用领域前所未有的活跃领域，在生活中可谓无处不在。因此作为21世纪的大学，掌握单片机的开发技术很重要。回顾这次SCM课程设计，我还感慨万千。事实上，从选题到最终确定，从理论到实践，近两周，写的东西比甜的要多，设计过程中出现问题的话，可以说是困难的，必然会面临各种问题，通过这次课程设计，以前学过的知识会重新完整。参考文献王英旭等。单片机原理及应用M机械行业报道。20122龚建伟、熊光等。Visual.c.Tubor.c串行通信M3钢化光等。模拟电子技术第5版M高等教育出版社2011 4杜木川等。单片机c语言M北京航空航天大学出版社附录I:系统模拟图附录二：源代码#include位标志2、标志3、标志5；sbit DH t11=P1 7；#define NUMBER 20/避免与硬件通信时发生死循环的计数范围#define SIZE 5#define OK 1#define ERROR 0/函数的返回值指示数据读取是否成功。OK表示成功ERROR失败void DH t11 _ Delay _ 10us(void)；/延迟10usvoid ceshiwenshidu(void)；梁i