温湿度控制单片机课程设计

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1、江苏师范大学物电学院课程设计报告课程名称：单片机课程实训题目温湿度控制专业班级：11物41学生姓名：易长祥_学生学号：11224032日期：2014年6月指导教师：陈斯物电学院教务部印制一、课程设计目的、任务和内容要求：通过该课程设计使学生进一步了解和加深智能化仪器设计的一般原则；熟练掌握智 能化仪器与装置的软、硬件设计方法；掌握仪器的软件调试及软硬件联合统调方法与技 能。掌握仪器的接口技术和程控方法；熟练掌握仪表总线的工作原理、设计步骤、编程 及调试；掌握C设计软件的编程与调试方法；掌握网络化仪器设计编程与调试方法。本课程设计的任务就是设计一个温度与湿度控制系统。鼓励学生在熟悉基本原理的 前

2、提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。具体设计任务如下：1. 熟悉DHT11温度与湿度传感器的工作原理；2. 写出温度与湿度控制系统的设计方案；3. 用硬件加以实现；4. 写课程设计报告。设计要求：1温度测量范围：0-50摄氏度；2温度测量精度：2摄氏度；3湿度测量范围：20%-90%RH；4湿度测量精度：5%RH；5. 显示当前测量到的温度与湿度的值；6设置温度上下限，湿度上下限。二、进度安排:第13天：查找资料，熟悉DHT11传感器的工作原理，给出总体设计方案; 第46天：各模块的详细设计；第712天：硬件连线，调试；第1314天：写课程设计报告。三、主要参考文献:1.丁元杰.

3、单片微机的原理与应用机械工业出版社2童诗白，华成英，模拟电子技术基础，高等教育出版社3. 张齐，朱宁西单片机应用系统设计技术M.电子工业出版社，20104. 周新华手把手叫你学单片机C程序设计M.北京航天航空大学出版社，20095李刚，陈世利等.飞思卡尔8位单片机实用教程M.北京：电子工业出版社，20096郭天祥.新概念51单片机C语言教程一入门、提高、开发、拓展全攻略M.北京: 电子工业出版社，2009.1指导教师签字：年月日目录目 录 1摘 要 2ABSTRACT 21 绪论 31.1设计目的 31.2设计背景 32设计方案简述42.1方案设计 42.2方案设计 43设计部分 53.1硬件

4、设计 53.1.1MCS08QG8 芯片 .63.1.2液晶显示模块电路设计73.1.3 蜂鸣器模块电路设计73.1.4 DHT11温度湿度传感器电路设计83. 2软件设计 93.2.1系统软件设计说明93. 2. 2编程语言的选择 103.2.3主程序流程图 103.2.3系统的软硬件的调试 124设计结果及分析 135总结 14参考文献 15附录1 16附录2 17摘要本文主要以MC9S08QG8单片机为核心，并通过DHT11温湿度传感器的工作原理，实现 了对当前环境中温度与湿度的测量，并且通过设置好的湿度的上限、下限的值对当前环 境实施监控，超过预警值则实施自动报警。该系统由温度传感器模

5、块、湿度传感模块和 液晶显示模块组成，应用温湿度传感器的工作原理对当前环境实施监控，定时采集数据 传送给单片机，单片机根据温湿度传感器采集到的数据进行处理，再将接收的数据显示 到12864液晶显示屏上，若是超过预期设置的上限和下限，采用二极管模拟报警，由于 制作和组合上的精细，使得本设计显得智能化、实用化。关键词：单片机(MC9S08QG8)；温度传感器；湿度传感器；12864液晶显示AbstractThe design MC9S08QG8 microcontroller core, and through DHT11 temperature and humidity sensor works

6、 to achieve in the current environment, temperature and humidity measurements, and a good temperature and humidity by setting the upper limit, lower limit value of the temperature on the current environment implementation of monitoring and humidity, more than the value of implementing an early warni

7、ng alarm. The system consists of temperature sensor module, humidity sensing module and liquid crystal display module, the application of temperature and humidity sensor works by monitoring the implementation of the current environment, regularly collected data to the microcontroller, microcontrolle

8、r based temperature and humidity sensor for processing the data collected, and then will receive the data to the LCD screen on the 12864, if more than expected to set the upper and lower limits, the use of diode analog alarm, due to a combination of production and fine, making the design is intellig

9、ent, practical.Keywords ：single chip(MC9S08QG8)； temperature sensor；humidity sensor；12864 LCD1 绪论1.1设计目的在人类的生活环境中，温湿度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什 么工作，无时无刻不在与温度和湿度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展与是 否能掌握温湿度有着密切的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可 以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温湿度的因素。温湿度不但对于工业如此重要， 在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。 近年来,我国的设施农业得到

10、 了较大发展 ,温室大棚钟植技术已突破了传统的农 作物种植受地域自然环境等诸多因 素的限制,对农业生产有重大意义。但目前我 国温室大棚的温湿度测量和设备的操作大 多还是由人工来完成 ,当温室较大时,操作人员的劳动强度很大本温湿度控制系统是 以 单片机控制为核心，以瑞士生产的SHT11单片集成温湿度传感器作为温湿度检测元件， 初步实现了温室大棚的自动化管理，大大降低了工人的劳动强度。1.2设计背景随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，温室环境自动 监测控制方面的研究有了明显的进展，并且必将以其优异的性能价格比，逐步取代传统 的温湿度控制措施.但是，目前应用于温室大棚的温湿度

11、检测系统大多采用模拟温度传 感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机等组成的传输系统。这种温湿度度采集系统 需要在温室大棚内布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装 和拆卸繁杂，成本也高。同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也 比较大。为了克服这些缺点，本文参考了一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温 度测控系统应用于温室大棚的的设计方案。本文介绍的温湿度测控系统就是基于单总线 技术及其器件组建的。该系统能够对大棚内的温湿度进行采集，利用温湿度传感器将温 室大棚内温湿度的变化，变换成数字量，其值由单片机处理，最后由单片机去控制液晶 显示器，显示温室大棚内的

12、实际温湿度，同时通过与预设量比较，对大棚内的温度进行 自动调节，如果超过我们预先设定的湿度限制，湿度报警模块将进行报警。这种设计方 案实现了温湿度实时测量、显示和控制。该系统抗干扰能力强，具有较高的测量精度， 不需要任何固定网络的支持，安装简单方便，性价比高，可维护性好。这种温湿度测控 系统可应用于农业生产的温室大棚，实现对温度的实时控制，是一种比较智能、经济的 方案，适于大力推广，以便促进农作物的生长，从而提高温室大棚的亩产量，以带来很 好的经济效益和社会效益。2设计方案简述21方案设计温湿度的测量模块经过温湿度传感器DHT11采集数据，再通过QG8单片机对其内部数字进行分析后， 将其数值送

13、到12864液晶模块上进行显示，本系统可以设定温度范围050摄氏度，最 小区分度为一度，设定湿度范围为20%-90%RH，最小区分度为1%RH。其优点在于DHT111.湿温度传感器的一体化结构能相对的同时对相对湿度和温度进行测量。2数字信号输出，从而减少用户信号的预处理负担。3单总线结构输出有效的节省用户控制器的I/O 口资源。并且，不需要额外电器元件。4独特的单总数据传输线协议使得读取传感器的数据更加便捷。5.全部校准。编码方式为8位二进制数。6.40bit二进制数据输出。其中湿度整数部分占lByte，小数部分lByte；温度整数部分1Byte，小数部分lByte。其中，湿度为高16位。最后

14、lByte为校验和。7卓越的长期稳定性，超低功耗。8.4引脚安装，超小尺寸。9.各型号管脚完全可以互换。2.2方案设计根据设计要求确定了系统的总体方案，整个系统由单片机、温湿度传感器、显示模 块、报警器、温湿度调节系统组成。用户预先输入温湿度报警值到程序中，该值作为系 统阈值。温湿度传感器监测值传输给单片机，当单片机比较监测到的数值超出所设定阈 值时，驱动蜂鸣器报警，并为温湿度调节系统提供控制信号，实现自动控制。VCCJ4WEN1234DHT11GHDC9104图2-1 DHT11电路连接图单片机发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始 信号结束后，DHT11发送

15、响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集，如果没 有接收到单片机发送来的信号，DHT11不会主动进行温度采集，采集数据后转换到低速 模式。湿度测量范围1%99% ；最小进步为1%；3设计部分3.1硬件设计vyrtas/Iro/tclk/reSe r 匚t16PlAij/AC M PO/B KG t.M S 匚21-7.ZlVodI-314|g匸4131PTB7/SCL/EXTAL 匚5IL二PTB67SDA/X1AL 匚111PTB5/TPMCH1/Sgj710lPTB4/MISOEZ8g1图3-1 MC9S08QG8的16管脚分配单片机是整个系统的控制中枢，它指挥外围器件协调工作，从而完成特定的功能。