毕业设计基于STC12C5A60S2单片机的数字温湿度计设计

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1、 东 莞 理 工 学 院本 科 毕 业 设 计毕业设计题目：温湿度控制器学生姓名：学 号：系 别：专业班级：指导教师姓名及职称：刘华珠 高级工程师起止时间：2011年11月 2012年6月摘 要本论文介绍了一种以单片机STC12C5A60S2为主要控制器件，以PT100，SHT15分别为温，湿度传感器。本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。硬件电路主要包括控制器，测温湿控制电路和显示电路等。控制器用带有AD转换的单片机，温度传感器PT100，湿度传感器采用SHT15，显示电路采用1个8位共阴极LED数码管，用锁存器是显示效果更好。测温湿控制电路由温湿度传感器和预置温湿度值比较报警电路组

2、成，当实际测量温湿度值大于预置温湿度值时，发出报警信号（发光二极管点亮）而且使外电路驱动（继电器动作）。软件部分主要包括主程序，测温湿度子程序，显示子程序和按键子程序等。本次设计采用的SHT15湿度传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝链接，从而具有超快响应，抗干扰能力强，性价比高等优点。而且PT100在要求的范围内线性度很好。关键词：温度测量, 湿度测量，温度算法，PT100，SHT15ABSTRACTThis paper presents a new design of digital thermometers

3、and hygrometer. It includes a main control device-microcontroller STC12C5A60S2 and a temperature and humidity sensor. This design includes hardware and system software .The hardware design includes a main controller circuit, Temperature and Humidity measurement and control circuits and show circuit.

4、 Main controller uses SCM STC12C5A60S2，temperature sensor uses PT100，and humidity sensor uses SHT15，Show circuit is a total of eight circuits using digital LED of the Altogether. Driver show circuit uses atches (74573). Temperature and Humidity control circuit includes the temperature and humidity s

5、ensor and preset temperature and humidity values compared alarm circuit. When the actual measurement of temperature or humidity values is greater than the preset temperature or humidity values, the alarm signal (Light emitting diode is lit) is sent. And output circuit will be sent(Relay action) .The

6、 major software includes the main routines, temperature and humidity routines, show routines and digital-to-analog routines. The humidity sensor (SHT15) in this design includes a capacitive polymer sensing element for power consumption makes it the ultimate choice for even relative humidity and a ba

7、nd gap temperature sensor. Both the most demanding applications are seamlessly coupled to a 14bit analog to digital converter with a 14 and the A / D, as well as serial interface circuits in the same chip on the realization of a Gap link to a super-fast response, anti-interference capability and cos

8、t-effective advantages.And PT100 within the required range linearity is very good.The design of digital thermometers and hygrometer with STC12C5A60S2 and PT100 and SHT15, not only has a simple external circuit, but also has a high-precision measurement. KEY WORDS: temperature measurement, humidity m

9、easurements, PT100，SHT1554目 录前 言1一 设计任务要求和温湿度计的发展史11.1 设计任务及要求.11.2 设计温湿度计的依据和意义.11.3 温度计的发展史21.4 湿度计的由来31.5 露点意义.3二 设计任务分析及方案论证42.1 设计总体方案及方案论证42.2 元器件的选择52.2.1 主控制器芯片52.2.2 温湿度传感器.72.2.3 驱动显示电路.82.3 温湿度测量的方法及分析9三 硬件电路的设计.103.1 主控制电路和测温湿控制电路.103.2 驱动显示电路12四 软件设计及分析.134.1 SHT15传输时序和指令集与测温模块.134.1.1

10、通讯复位时序.134.1.2 启动传输时序.144.1.3 数据传输和指令集.144.1.4 湿度的测量时序.154.1.5 输出转换为物理量.154.1.6 SHT15的DC特性174.2 程序流程图194.3 程序的设计204.3.1 SHT15的初始化程序.204.3.2 毕业设计.c是主函数，做了温度的算法.264.3.3 AD转换子程序354.3.4 LED显示子程序.364.3.5 软件在硬件上的调试分析45结 论46参考文献47致 谢48附 录48引 言温度与湿度与人们的生活息息相关。在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门，经常需要对环境温度与湿度进行测量及控制。准确测量温湿

11、度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要的。传统的温度计是用水银柱来显示的，虽然结构简单、价格便宜，但是它的精确度不高，不易读数。传统湿度计采用干湿球显示法，不仅复杂而且测量精度不高。而采用单片机对温湿度进行测量控制，不仅具有控制方便，简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温度控制的技术指标。用LED数码管来显示温湿度的数值，看起来更加直观。采用SHT15作为湿度传感器，可以同时测温，测湿，但是，为了能更广的范围，温度传感器我们采用了PT100。其实，SHT15这种传感器不易焊接，但是里面有一个14位A/D以及串行接口电路在同一芯片上，从而具有超快的响应，抗干扰能力强，性价比高等优点。用单

12、片机来控制温湿度可以完成温湿度的制动控制，通过单片机的串口与外部电路相连，把采集到的参数跟以设定的比较，最后由单片机向外部电路指示具体的行动。总之，无论在日常生活，还是工业，农业都离不开周围环境的温湿度的测量，因此，研究温湿度的控制和测量具有非常重要的意义第一章 设计任务要求和温湿度计的发展史1.1 设计任务及要求设计一个以单片机为核心的温湿度测量系统，可实现的功能为：（1）系统可由用户预设温度值和湿度值，测温范围100200， 测湿范围 0 100%且误差小于5； （2）超出预设值时系统会自动报警，即发光二极管亮，且要求要用继电器启动外电路显示；1.2 设计温湿度计的依据和意义温度与湿度与人

13、们的生活息息相关。在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门，经常需要对环境温度与湿度进行测量及控制。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的。传统的温度计是用水银柱来显示的，虽然结构简单、价格便宜，但是它的精确度不高，不易读数。传统的湿度计采用干湿球显示法，不仅复杂而且测量精度不高。而采用单片机对温湿度进行控制，不仅具有控制方便，简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温度控制的技术指标。用LED来显示温湿度的数字看起来更加直观。采用SHT15作为湿度传感器，可以同时测温，测湿，但是，为了能更广的范围，温度传感器我们采用了PT100。其实，SHT15这种传感器不易焊接，但是里面有一个14位A/D以及串行接口电路在同一芯片上，从而具有超快的响应，抗干扰能力强，性价比高等优点。用单片机来控制温湿度可以完成温湿度的制动控制，通过单片机的串口与外部电路相连，把采集到的参数跟以设定的比较，最后由单片机向外部电路指示具体的行动。总之，无论在日常生活中还是在工业、农业方面都离不开对周围环境进行温湿度的测量。因此，研究温湿度的控制和测量具有非常重要的意义。1.3 温度计的发展史 温度计是测温仪器的总称。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同，有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度