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1、重庆邮电大学本科毕业设计（论文） 编 号： 审定成绩： 重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的温湿度检测学 院 名 称 ：自动化学院学 生 姓 名 ：刘祥保专 业 ：测控技术与仪器班 级 ：0820703学 号 ：07210322指 导 教 师 ：向敏答辩组 负责人 ：填表时间：2011 年 5月重庆邮电大学教务处制- 43 -摘 要随着科学技术的快速发展，人类社会取得了很大的进步。在生活、工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境中的温湿度进行测量及控制。本检测仪采用技术成熟的DHT11和 DS18B20作为测量湿度和温度的传感器的一个智能化的温湿度测
2、量装置。DHT11数字温湿度传感器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，并与一个高性能8位单片机相连接。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。控制芯片采用技术成熟，价位低廉的STC89C51单片机。LED显示电路,报警电路都由STC89C51单片机控制。最后设计了检测仪各个功能部分的软件程序。由本设计课题做成的温湿度检测系统结构简单、价格便宜、量程宽，具有较高的可靠性、安全性及实用性。【关键词】STC89C51单片机 DHT11数字温湿度传感器DS18B20温度传感器 LED显示 A
3、BSTRACTWith the development of science and technology, human society has achieved great progress! In the life that occupy the home, industry, agriculture, national defense, weather, environmental protection and scientific research departments, such as aerospace, often need to the environment humidit
4、y and temperature measurement and control. The detector of an intelligent humidity measuring device. The Detector adopts the technology DHT11 and DS18B20 as measuring the humidity and temperature sensor and temperature sensor. Each DHT11 sensors are accurate calibration of humidity in calibration. I
5、t uses a dedicated digital modules and acquisition of temperature and humidity sensor technology to ensure that products with high reliability and excellent long-term stability。朗读显示对应的拉丁字符的拼音Detector chip adopt mature technology, powerful, price cheap popular STC89C51. LED display circuit, alarm cir
6、cuit controlled by STC89C51. Finally the design of the system software program each function. By this design task to make the temperature and humidity of the detection detector structure is simple, cheap price, wide range, high reliability, safety and practicality.【Key words】STC89C51 DHT11 DS18B20 L
7、ED目 录摘 要IABSTRACTII前 言- 1 -第一章 概述- 2 -第一节 温湿度基本概念- 2 -第二节 温湿度检测的目的及意义- 3 -第二章 电路设计- 5 -第一节 电路总体设计- 5 -一、单片机系统总体设计- 5 -二、单片机简介- 6 -第二节 各模块电路设计- 7 -一、电源电路设计- 7 -二、温度检测电路设计- 7 -三、湿度检测电路设计- 9 -四、显示电路设计- 10 -五、时钟电路设计- 12 -六、复位电路设计- 13 -七报警电路设计- 13 -第三章 本章小结- 14 -第三章 软件设计- 15 -第一节 主程序设计- 15 -第二节DS18B20的模块
8、程序设计- 16 -一、DS18B20工作原理- 16 -二、DS18B20的工作时序- 16 -三、温度检测程序流程- 18 -四、显示模块编程- 18 -第三节 DHT11程序设计- 19 -一、DHT11的检测原理- 19 -二、湿度检测原理- 20 -三、湿度检测的程序框图- 22 -第四节 本章小结- 23 -第四章温湿度测系统测试- 24 -第一节 软硬件调试- 24 -一、keil简介- 24 -二、软件的调试过程- 25 -第二节 本章小结- 27 -结论- 28 -致 谢- 30 -参考文献- 31 -附 录- 32 -一、英文原文：- 32 -二、英文翻译：- 37 -三、
9、工程设计图纸：- 42 -四、源程序：- 42 -四、源程序：- 43 -五、其他：- 54 -前 言温度是指物体冷热程度，微观上是指物体分子热运动的剧烈程度。在整个宇宙当中，温度无处不存在。无论在地球上还是在月球上，也无论是在炽热的太阳上还是在阴冷的海王星上，这一切无不由于空间位置的不同而存在着温度的差异。湿度是表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气就越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。在此意义下，常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示。湿度表示气体中的水蒸汽含量,有绝对湿度和相对湿度两种表示方
10、法。绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米，绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度；相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示空气中水蒸气的饱和度有多高。温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工农业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注。空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度、湿度的检测就非常有必要了。第一章 概述第一节 温湿度基本概念温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度
11、。在整个宇宙当中，温度无处不存在。无论在地球上还是在月球上，也无论是在炽热的太阳上还是在阴冷的冥王星上，这一切无不由于空间位置的不同而存在着温度的差别。湿度是表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。在此意义下，常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示。湿度表示气体中的水蒸汽含量,有绝对湿度和相对湿度两种表示方法。绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米，绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度；相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值
12、显示水蒸气的饱和度有多高。绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米。绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度。绝对湿度只有与温度一起才有意义，因为空气中能够含有的湿度的量随温度而变化，在不同的温度中绝对湿度也不同，因为随着温度的变化空气的体积也要发生变化。但绝对湿度越靠近最高湿度，它随温度的变化就越小。下面是计算绝对湿度的公式1.1： . （1.1）公式1.2 （ 1.2） 其中的符号分别是： e 蒸汽压，单位是帕斯卡 ，Rw 水的气体常数=461.52J/(kg K) ，T 温度，单位是开尔文 ，m 在空气中溶解的水的质量，单位是克。一台湿度计正在记录相对湿度相对
13、湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高。相对湿度为100%的空气是饱和的空气。相对湿度是50%的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气。相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来。随着温度的增高空气中可以含的水就越多，也就是说，在同样多的水蒸气的情况下温度升高相对湿度就会降低。因此在提供相对湿度的同时也必须提供温度的数据。通过相对湿度和温度也可以计算出露点。 以下是计算相对湿度的公式1.3。.( 1.3)其中的符号分别是： w-绝对湿度，单位是克/立方米，w,max-最高湿度，单位是克/立方米，e-蒸汽压，单位是帕斯卡，E-饱和蒸汽压，单位是帕斯卡，s-
14、比湿，单位是克/千克，S-最高比湿，单位是克/千克。1 第二节 温湿度检测的目的及意义随着人们的生活及其生产水平的不断提高，对生活环境和生产环境的要求就显得尤为重要，温湿度的控制就是一个典型的例子，因此温湿度检测系统就是现代生产生活中应运而生的一种智能、快捷、方便可靠的检测系统，特别是在工业生产中如果检测得不准确就会发生许多的生产事故。如化工生产中对温度的检测不当就会导致生产效率的的降低和产品质量的下降。而现在所使用的温湿度检测系统通常都是精度为1或0.1的水银、煤油或酒精温度计进行的温度检测和用传统的物理模拟量得方法进行的湿度检测。这些温湿度检测计的刻度间隔通常都很密，不容易准备分辨，读数困
15、难，而且他们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。空气的温度越高,它容纳水蒸气的能力就越高。虽然水蒸气可以与空气中的部分成分进行化学反应，或者被多孔的粒子吸收，但这些过程或反应所占的比例非常小。大多数的水蒸气是溶解在空气中的。干空气一般可以看作一种理想气体，但随着其中水汽成分的增高它的理想性越来越低。这时只有使用范德华方程才能描写它的性能。 在同一温度下真空中的水蒸气的饱和度与空气中的水蒸气的饱和度实际上是一样高的。假如饱和的空气的温度降低到露点以下和空气中有凝结核（比如雾剂）的话（在自然界一般总有凝结核存在），空气中的水就会凝结。云、窗户玻璃和其它冷的表面上的凝结水、露和雾、人在冷空气
