《数显温湿度播报及报警系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数显温湿度播报及报警系统设计.doc（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、海南师范大学本科生毕业论文数显温湿度播报及报警系统设计Voice Broadcast, Alarm System of Temperature and Humidity Showed by LCD姓名： 学号： 专业：_ 年级： 2011级 系别：物理与电子工程学院 完成日期： 指导教师： 周萍 海南师范大学本科生毕业论文（设计）独创性声明本人声明所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文中没有抄袭他人研究成果和伪造数据等行为 。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。论文（设计）作
2、者签名： 日期： 本科生毕业论文（设计）使用授权声明海南师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权海南师范大学可以将本毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复印手段保存、汇编毕业论文（设计）。 论文（设计）作者签名： 日期： 指 导 教 师 签 名： 日期： 目 录1. 引言12. 方案设计与论证22.1微控制器的选择32.2控制芯片的选择.42.3温度传感器的选择52.4稳压芯片的选择72.5 LCD1602的论证83. 电路的设计93.1系统总体框图.103.2稳压电源电路1
3、13.3单片机系统电路123.4显示与数据预置电路133.5数据采集电路143.6电路板PCB图及实物图154. 程序的设计164.1程序功能描述与设计思路.174.2程序总流程185. 测试环境结果分析19 5.1测试结果及分析.20 5.2编译环境.21 5.3小结.22参考文献23附录（源代码）23摘 要本设计采用成本较低，且内存足够本人使用下载方便的STC12C5A60S2单片机、温湿度传感器SHT10、时钟芯片DS1302、液晶显示芯片LCD1602、语言芯片ISD1760、蜂鸣器等基本实现了数显温湿度播报及报警的功能。该系统选AT89C52单片机作为微控制器，涉及了温湿度的测量，显
4、示，以及一些其他的简易控制。实物设计分为单片机微控制部分，LCD1602显示部分，声光报警部分，温湿度传感器部分，语音报警部分和按键部分。以单片机STC12C5AS2为核心，采用SHT10来检测温湿度，并通过LCD1602来温湿度、时间和日期的交替显示，以及采用了语音芯片实现语音播报功能，温湿度超过设定值时将通过声光信息发出报警。【关键词】：DS1302；温湿度传感器SHT10,按键； 单片机；ISD1760；LCD1602；蜂鸣器AbstractThis designer adopts the lower cost and commonly used single chip microcom
5、puter (STC12C5A60S2)、the temperature and humidity sensor（SHT10）、the clock chip （DS1302）、the liquid crystal display chip（LCD1602）、voice chip （ISD1760）、buzzer and so on achieved functions of this system. This system uses AT89C52 single microcomputer chip as micro controller, involves the measurement o
6、f temperature and humidity，display，and other some simple control。Physical design is divided into single chip micro control parts, LCD1602 display part, sound and light alarm, temperature and humidity sensors, voice alarm parts and buttons. This system is based on MCU ofAT89C52 .It can detect tempera
7、ture and humidity with the sensor named SHT10,and alternately showed temperature 、 humidity、time and date on LCD1602.It also has the function to broadcast. When the temperature and humidity more than the preset one, you will be sent the sound information. 【Key words】： DS1302；The temperature and humi
8、dity sensor (SHT10)；Button；single chip microcomputer；ISD1760；LCD1602；buzzer1.引言当下日新月异的经济发展模式，对生产管理体系的要求也越来越趋近于机械化,自动化，各行各业都是如此,带有温湿度上下限报警功能的数显温湿度播报及报警系统能够监控车间，机房，医药库房，农用大棚等等正是顺应了这一趋势。例如食品会在一定的温度下才得以完好储存，超过这个温度就会发生食品不安全问题，引发消费者和商家的纠纷。温室大棚的蔬菜也只能在设定的温度下才能生长，不会死亡，给农民带来收入。以及档案的保存也只能在一定的温度下才能使保存年限更加长久。尤其是
9、现在的医药行业更是对温湿度的要求甚至可以说是苛刻。在以前，这些都需要效率十分低下的人工轮流值班，巡回看守，定时去测量，记录，这其中机会产生很多的不客观因素，甚至有些极端环境下人也无法测量，为了更高效，更准确的得到人们想要的数据，并能够在不适环境下及时做出补救就必须有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同环境各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控，超出预设值及时报警。数显温湿度播报及报警系统代表了一类自动控制的方法，具有十分重要的实际意义。STC12C5A60S2单片机是最简单也是最常用的控制芯片，其功能强，易于学习，体积小，价格低的特点使得它在智能仪器仪表、工业检测控制等方面广泛的被使用，并
10、且在大学期间我们所用的控制器基本是它，所以使用它也会节省我们的时间，阶跃我们的成本。当然，用其作为温湿度控制系统的例子也非常多。使用STC12C5A60S2型单片机设计数显温湿度播报及报警设计系统，可以及时、准确的反映室内的温度以及湿度的变化以及记录这些变化发生的日期时间并能在温度湿度超过的设定的上下限时发出警报。2方案设计与论证2.1微控制器的选择与论证方案一：选用ARM高性能芯片，但因本科阶段所学并不是该芯片，且它价格昂贵，不适于用于做毕业设计，故在此否决方案一。 图2.1.1 ARM芯片 方案二：使用大规模可编程器件，如本科所学FPGA，CPLD,但综合考虑也不采用。方案三：采用一片AT
11、89C52芯片来作为微控制器，功能强，体积小，价格低廉，关键这块芯片我们可以熟练使用。它的性能也足够本设计使用。方案四：选择STC12C5A60S2，和AT系列同样强大，只因AT系列并口编程方式，下载时需要一个74HC244来做并口通信电路，本人觉得麻烦，就选择了通过串口编程的STC系列，但是因程序没有时间最优化，占据内存很大，又懒得优化所以选择了方案四所选择的芯片。图2.1.2 单片机STC12C5A60S22.2温湿度传感器的选择与论证温湿度传感器根据现有的条件，主要有两种选择：方案一：采用温湿度传感器DHT11，它有出色的长期稳定性，功耗也非常低，超长的信号传输距离，可是由于精度达不到本
12、设计要求，故排除此方案。 图2.2.1 DHT11温湿度传感器芯片方案二：使用将温湿度传感器，信号放大调理，A/D转换，总线接口集于一身的SHT10芯片，并且考虑到价格问题，我选择了贴片形式的芯片。所以本系统中采用SHT10。 图2.2.2 SHT10温湿度传感器2.3时钟电路的选择与论证方案一：采用DS12C887来实现日历时钟的显示，DS12C887自带内置晶振元和锂电池，并口操作，功能齐全，但考虑到成本过高，且怕买到翻新或者是旧的芯片，电池不够用，决定不予使用。 图2.3.1 DS12C887时钟芯片 方案二：使用DS1302芯片作为时钟电路模块主要芯片，随时串口操作，功能单一，外部带有
13、晶振，但是价格相对较低，故选择方案二。 图2.3.2 DS1302时钟芯片2.4 LCD显示模块的选择显示电路采用LCD1602液晶显示，模块小，使用起来也相对方便，操作很简单。图2.4.1 LCD1602芯片2.5 语音芯片的选择与论证方案一：采用ISD1400语音芯片，该语音芯片的外围电路驱动非常简单可行，可是它的录音时间非常短暂，仅仅只有20秒钟，录音效果也没有ISD1760好，因此在本模块中不予使用。 图2.5.1 ISD1400语音芯片 方案二：使用芯片ISD1760，它的高性能，以及集成度也非常高，这里选择它来完成语音播报功能。 图2.5.2 ISD1760故，选择方案二。3硬件电路的设计3.1 总体框图AT89C52键 盘温湿度传感器及信号处其他输 入信号LCD 显示模块声光报警模块语音播报模块图3.1.1 系统组成原理框图3.2单片机最小系统单片机最小系统由STC12C5A60S2,，晶振电路和复位电路组成。单片机STC12C5A60S2外
