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1、实验室温湿度监控系统的设计论文 实验室温湿度系统的设计摘 要本文主要介绍了温湿度的检测包括温度传感器湿度传感器单片机接口及其应用软件的设计大体分为以下几大部分介绍了国内外温湿度检测及监控技术并且分析了温度检测及监控技术的未来发展方向本系统是基于复合式温湿度传感器SHT11单片机AT8951 对温度湿度分别测量并通过液晶显示屏1602经行显示本系统由上位机和下位机构成下位机主要完成温湿度的采集与处理将其传至1602液晶显示并做出判断实现超限报警同时下位机还通过 RS232 总线将温湿度数据传至上位机上位机可实时显示当前的温度与湿度值本系统具有可读性高稳定性高反应速度快测量值准确的特点该系统电路简
2、单工作稳定集成度高测试精度高具有一定的实用价值温湿度检测是以8051单片机系统和温湿度相结合的温度测量系统本系统的数学模型合理测量方法容易实现实际仪器采用抗干扰零漂低温漂的电子元件性能稳定该测量仪总体特点是使用简便实用使用对象广并且实现了自动化关键词温度测量湿度测量数据采集单片机 The Design of Temperature and Humidity MonitoringSystem in LaboratoryAbstractIn this paper including temperature and humidity testing temperature sensors humid
3、ity sensors microcontroller interfaces and application software design It can be divided into the following parts introduction of temperature and humidity detection technology at home and abroad and analysis of the future of temperature measurement technologies development The system is based on the
4、 combined temperature and humidity sensor SHT11 monolithic integrated circuit AT89C51 surveys separately to the temperature humidity and demonstrated through the liquid crystal display monitor 1602 silk thread business This system consists of upper and lower body slave machine is complete the acquis
5、ition and processing of temperature and humidity then pass them to the 1602 LCD display and judge the ultra limit alarm At the same time lower computer through RS232 bus is rumored to first degree temperature and humidity machine PC can show the current temperature and humidity values This system ha
6、s a high readability high stability reaction speed measurement accuracy of characteristics The circuit is simple stable and high integration of the system high accuracy have practical value Temperature and humidity detection system is base on 8051 the combination of temperature and humidity the temp
7、erature measurement system The system mathematical model is reasonable easy measurement The actual instruments used anti-interference low zero-drift low temperature drift of electronic components performance and stability The general characteristics of measuring instrument are easy to use practical
8、widely used object and automated Keywords Temperature MeasurementHumidity measurementData AcquisitionSingle-chip Microcomputer 目录引言1第1章 绪 论211课题研究的目的及意义212国内外测温湿技术及其发展趋势2第2章 系统总体方案设计与选择论证421 系统主要单元的选择与论证422系统总体原理框图4第3章 系统的硬件设计531 单片机AT89C51简介532 AT89C51引脚及介绍533 SHT11 传感器7com SHT11 传感器简介7com SHT11 传感
9、器内部结构及工作原理734 显示模块9com 1602液晶简介9com 1602液晶与AT89C51接口电路935键盘电路设计10com制电路10com 各功能键作用分配1036蜂鸣器电路的设计11com 报警模块的选择11com 本设计蜂鸣器工作原理1137时钟与复位电路的设计1238单片机与上位机通讯电路设计12com RS-232C简介13com 232简介 13第4章 系统软件设计1541 系统软件总体设计1542 主程序设计1543 数据采集及处理子程序设计1744 键盘液晶显示程序设计17结论与展望20致谢21参考文献22附录A温湿度检测系统仿真图23附录B外文文献及译文24附录C
10、 主要参考文献的题录及摘要30附录D 系统源程序32插图清单图2-1系统总体原理框图4图3-1 AT89C51引脚图5图3-4 SHT11内部原理图8图3-5 1602液晶与AT89C51接口电路10图3-6键盘控制电路11图3-7三极管驱动的蜂鸣音报警电路12图3-8时钟电路图12图3-9复位电路12图3-9 232芯片控制电路14图4-4液晶显示流程图17表格清单表3-3 P3口的第二功能6表3-4SHT11的命令代码8引言温湿度测量是现代检测技术的重要组成部分在保证产品质量节约能源和安全生产等方面起着关键的作用因此能够确保快速准确地测量温湿度的技术及其装置普遍受到各国的重视近年来利用智能
11、化数字式温湿度传感器以实现温度信息的在线检测已成为温湿度测技术的一种发展趋势本文介绍的温湿度检测系统以智能化数字式温湿度传感器与PIC 微处理器有机结合构成了一种新型温湿度检测系统该系统具有性能可靠测温准确结构简单造价低廉等特点并兼具线路简捷使用灵活抗干扰性好可移植性强等优点可在工程实际中得到广泛应用随着电子技术的发展将组成CPU的部件集成在一块半导体芯片上这个具有CPU功能的大规模集成电路芯片就称之为微处理器MPU微处理器的出现推动了微型计算机的发展同时也引起了电子设计技术领域的探到变革电子技术专业人员使之可以把微处理器部件像其他集成电路一样嵌入到电子系统中使电子系统具有可编程序的智能化特点
12、开辟了计算机技术在电子技术领域应用的广阔大地 将微处理器存储器IO电路集成到一块半导体芯片的技术再次推动了这种嵌入式技术的发展单片微型计算机是这种设计技术中的一个典型代表单片机适用于测量和控制领域它以芯片形式嵌入到电子产品或系统中起到电脑作用受到电子专业技术人员的青睐单片机以其体积小可靠性高功能的专门化为特点沿着与适用微处理器不同的方向发展它的出现和发展标志着单片嵌入技术已经成为电子系统设计的一个重要发展方向本课题主要为采用单片机实现数据采集与温湿度检测的制作突出民用产品的低成本多动能的特点按照选题要求应实现温湿度的测量并且能够实现数字钟和测量部分的通过键盘进行控制 第1章 绪 论 11课题研
13、究的目的及意义科学技术是第一生产力科技的进步离不开大量的科学实验科学实验是科技进步的重要前提随着人们对科学实验的要求越来越高如何在最优的条件下进行科学实成为众多实验室首要考虑的问题很多的实验对环境条件的要求非常的苛刻而温度和湿度又是环境中最基本的两个条件也是最不容易保障的指标而且它们都有可能对实验产生较大的影响 例如微生物实验室某些微生物对生存环境的要求特别的严格只有在特定的温度湿度条件下才可以存活并生长温度湿度稍有改变就有可能导致它们的死亡甚至导致实验的失败物理实验室里的某些高精度电子仪器对温湿度也很敏感只有工作在特定的环境下才能保证它们的精度所以必须维持一个恒定的温湿度值在化学实验室里某些
14、实验必须在特定的温湿条件下进行否则不仅得不到的应有的结果甚至会发生危险这些都对实验室的温湿度监控提出了高要求在生命科学设施计量校准实验室和电子制造环境温度和湿度往往需要监测和报警显示724以保障产品和工艺在环境监测实时数据报告以确保环境符合规格是至关重要的 在我们的生活中我们要时刻关心环境的变化只有很好的把握好环境的差异变化我们才能更好的生存与发展 做好温度和湿度的防范工作比如说在一些实验室生物的成长和温湿度是离不开的它们只有在适宜的环境下在适宜的温度和湿度下才能成长的更快我们才能获取更大的效益另外一些仓库也需要实时知道温湿度的具体变化什么样的物品在什么样的环境下比较适宜等等 现代社会越来越多
15、的实验都要求在严格的环境条件下完成而温度和湿度是实验室最基本的环境条件也是对实验影响较大的因素一般温湿度控制系统中的温湿度测量均采用热敏电阻与湿敏电容这种传统的模拟式温湿度传感器一般都需要设计信号调理电路并经过复杂的校准和标定过程因此测量精度难以保证且在线性度重复性互换性等方面也存在一定问题这种传感器只适合那些测量点数较少对精度要求不高的场合因此设计出一款精度高稳定性好成本低的温湿度检测控制系统将具有一定的市场12国内外测温湿技术及其发展趋势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的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实验室做实验中如果检测得不准确就会发生许多的生产事故如实验过程中对温度的检测不当就会导致生产效率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01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的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确分辨读数困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在传统领域中温度测量是通
