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1、*师范学院2012届本科毕业论文 25目 录摘要（1）Abstract（1）前言（2）1 系统整体设计（3）2 硬件设计（3）2.1 芯片介绍（3）2.1.1 单片机AT89C51（3）2.1.3 液晶显示LCD1602（9）2.2 模块功能介绍（11）2.2.1 复位电路和时钟电路（11）2.2.2 传感器电路（11）2.2.3 显示电路（12）2.2.4 超限处理电路（13）2.3 整体电路图（14）3 软件设计（14）3.1 主程序框图（14）3.2 温湿度采集及处理框图（15）3.3 LCD显示框图（15）4 仿真与调试（15）4.1 仿真软件介绍（15）4.1.1 Proteus简介
2、（16）4.1.2 Keil C51 编译器简介（16）4.2 系统整体仿真图（19）5 结束语（19）致谢（20）附录（20）参考文献（24） 基于单片机的仓库温湿度智能控制系统设计摘 要：本课题是基于AT89C51单片机的仓库温湿度智能控制系统，系统采用集温湿度传感器与A/D转换器为一体的SHT11芯片作为温湿度采集模块，通过单片机处理进而通过LCD1602构成的显示模块显示温湿度。其它模块包括了串行通信模块和超限报警处理电路，分别实现了上下位机温湿度给定值的设定和超限报警处理。本文主要介绍了系统的硬件设计和软件设计。系统结构简单、实用，提高了测量精度和效率。关键词：单片机；SHT11；L
3、CD；温湿度 SCM based intelligent temperature and humidity control system design of warehouseAbstract: This topic is the AT89C51 microcontroller-based warehouse of intelligent temperature-humidity control system, the system uses the set temperature and humidity sensor with a/d converter for one SHT11-tem
4、perature and humidity data acquisition module, by single-chip computer in turn by LCD1602 constitute the display module displays the temperature and humidity. Other modules include serial communication module and overload alarm circuit, respectively, to achieve a set and overload alarm for a given v
5、alue of temperature and humidity. This article mainly introduces the system of hardware design and software design. System structure is simple, practical, improves accuracy and efficiency.Key words: single chip microcomputer; SHT11; LCD; temperature and humidity前言防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要
6、指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测控设备。传统的方法是用与温度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的仓库进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。目前，国内大中型库房在仓库管理中由于技术和资金上的原因，多数仅限于只对温度进行监测，当温度超标时进行强制通风和翻仓，即使如此，处理不及时或因设备人力条件有限仍会造成大量损失。实现仓库储藏物的温升主要是由于
7、湿度引起的，仓库储藏物本身的水分过高或连续的高湿天气将导致储藏物新陈代谢加快而放出热量，放热引起的温升又使代谢进一步加剧以至发霉变质。这种恶性循环一旦形成很难进行有效控制。因此，仓库在进行温度监测的同时，必须重视对空气湿度的检测，以利于提前采取有效措施控制仓库储藏物升温而霉变。本文所介绍的温湿度智能控制系统是基于AT89C51单片机为控制核心，结合传感器、通讯和数字电子电路技术，实现了温度和湿度检测与仓库温度和湿度的有效控制，降低经济损失和劳动强度。温湿度传感器在工农业生产、气象、环保、医学等领域得到越来越广泛的应用。温湿度采集系统目前普遍采用的几种方案： 方案一：采用单总线的DS1820的温
8、度传感器和HS110X相对湿度传感器组成的温湿度采集系统。 方案二：采用集温湿度传感器于一体的SHT11芯片为主要芯片的温湿度采集系统。 由于传统的模拟式湿度传感器（方案一）不仅要设计信号调理电路，还要经过复杂的校准和标定过程，其测量精度难以保证。而SHT11是瑞士Sensiri-on公司生产的具有二线串行接口的单片全校准数字式新型相对湿度和温度传感器，可用来测量相对湿度、温度和露点等参数，具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点。该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术融合，为开发高集成度、高精度、高可靠性的温湿度测控系统提供了解决方案。所以本设计采用的是方案二。 1 系统整体
9、设计 本设计核心部件为AT89C51，信号采集及处理部分由SHT11构成，进入单片机后经处理后通过LCD1602显示温湿度，信号显示采用的液晶屏为57点阵，一行可显示16字，两行。通过上位机部分对测量的温湿度进行上下值的设定，应用RS-485通信方式完成测控电路与上位PC机的数据交换5。当测量超过限定值，通过超限报警处理电路对其进行处理分别显示不同的二极管灯亮，蜂鸣器产生长鸣。 硬件中包括一个开关，为复位开关。开机后，所有器件初始化，温湿度传感器SHT11开始进行温湿度测量和计算，最后通过LCD液晶显示器显示结果。在测量结果中有超过设定的温湿度上下限的，通过超限模块作出反应。 其他是一些附件，
10、比如复位、晶振电路。整体电路框图如图1所示： SHTII温湿度传感器复位电路晶振电路LCD1602信号显示RS-485通信接口超限模块PC机 AT89C51 单片机电源电路图1 整体电路框图2 硬件设计 2.1 芯片介绍 2.1.1 单片机AT89C51 89C51是一种带4K字节可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。89C2051是一种带2K字节可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度
11、非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容11。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案1。1、主要特性： 与MCS-51兼容； 4K字节可编程闪烁存储器； 寿命：1000写/擦循环； 数据保留时间：10年； 全静态工作：0Hz-24Hz； 三级程序存储器锁定； 1288位内部RAM； 32可编程I/O线； 两个16位定时器/计数器； 5个中断源； 可编程串行通道； 低功耗的闲置和掉电模式； 片内振荡器和时钟电路
12、。 2、管脚说明(如图2所示)2： VCC：供电电压。 图2 AT89C51芯片引脚图GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高3。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入“1”后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉
13、的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址1时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O
14、口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如表1所示4：表1 P3口管脚备选功能P3.0 RXD 串行输入口 P3.4 T0 记时器0外部输入 P3.1 TXD 串行输出口 P3.5 T1 记时器1外部输入 P3.2 /INT0 外部中断0 P3.6 /WR 外部数据存储器写选通 P3.3 /INT1 外部中断1 P3.7 /RD 外部数据存储器读选通 P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置“0”。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：
