基于单片机的家用温湿度传感器设计.doc

滨江学院 毕业论文 题目 基于单片机的家用气象系统设计 院系 滨江学院自动控制系 专业 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 二〇一二 年五 月三十一 日 目 录 1、绪论 1 1.1研究目的目的与意义 1 1.2研究的任务要求与具体功能操作 1 1.3本文指导思想 2 2、主要芯片的选择与论证 2 2.1单片机的选择方案 2 2.2显示器的选择方案 2 2.3温湿度传感器的选择方案 2 3、硬件介绍及局部系统设计 3 3.1系统结构 3 3.2主要芯片及功能介绍 3 3.2.1单片机芯片及功能介绍 3 3.2.2 数字湿度传感器SHT11 4 3.2.3温度传感器DS18B20 8 3.2.4 LMO16液晶显示器和外围电路 12 3.2.5 蜂鸣器应用 15 3.3 最小系统设计 17 3.3.1 振荡器、时钟电路及时序 17 3.3.2 复位功能 17 3.4 矩阵式键盘系统设计 18 3.4.1 矩阵式键盘的结构原理 18 3.4.2 键盘工作方式 18 3.4.3 键盘扫描识别及消抖措施 19 4、软件设计流程图 20 4.1矩阵式扫描键盘功能的实现 20 4.2 按键声音功能的实现 20 4.3 液晶显示功能的实现 21 4.4 DS18B20温度测量功能的实现 23 4.5 SHT11湿度测量功能实现 24 4.6 电子时钟功能的实现 26 5、应用软件 28 5.1 Keil软件的使用 28 5.1.1 Keil软件的简介 28 5.1.2 Keil软件调试运行流程 28 5.2 Proteus软件的使用 31 5.2.1 Proteus的简介 31 5.2.2 Proteus仿真流程 31 附表 1 系统元器件表和原理图 35 附表 2 系统仿真效果图 37 附表 3 系统源程序 39 基于单片机的家用气象系统设计 摘要：一个好的气象系统能够为人们及时准确的的提供当天的气象信息。本文主要针对室内温度和湿度，外加一个电子时钟展开思考设计的。本设计由单片机AT89C51，LM016L显示器,温湿度传感器SHT11和温度传感器DS18B20为核心，辅以必要的电路，构成一个家用气象系统，其具有测量准确，显示直观等特点，适合家用。 关键词：电子时钟，单片机，温湿度传感器SHT11,温度传感器DS18B20, 显示器LM016L等。 1、绪论 1.1研究目的目的与意义 随着科技的飞速发展，人们对生活质量要求也随之提高，生活中人体舒适度高低成了人们重要的幸福指数之一。适宜的室内气象条件，如温度、湿度、空气流速、气味等，是人们达到满意舒适度的重要因素，这些气象信息需要仪器的测量来获得，但目前市场单一的湿度或温度等测量仪器已经无法满足人们生活的实际需求，因此，需要集成度更好、测量精确度更高的测量仪器来代替它们。所以如果开发出一种基于单片机的家用气象系统，将温度、湿度、时钟等测量功能集于一体，其将很好的契合人们的日常生活要求。这对于设计者来说也是一次能力的考察，强调了对单片机扩展的应用。 1.2研究的任务要求与具体功能操作 本文任务是基于对单片机的使用，对部分家用气象信息系统简单设计，主要包含温湿度。设计任务与主要功能包括： (1)电子时钟的设计，并用矩阵式键盘对时间进行校正，闹铃操作； (2)温度测量显示系统设计，要求测量范围-10℃～45℃、精确度(±0.1℃)； (3)湿度测量显示系统设计，要求测量范围0～100RH%、精确度(±3%RH)； (4)用显示器显示相应的时间，温度及湿度，要求形象直观； (5)能够在闹铃时间到或有按键按下时，蜂鸣器发出响声； 具体按键功能如下： 当仿真按钮按下时，LCD显示器进入欢迎界面； 当“开始”键按下时，LCD显示器进入正常时钟计数界面 当“闹铃设置”键按下时，LCD显示器进入闹铃时间设置界面； 当“年、月、日、时、分、秒”键按下时，想要设置的时间处(包括闹铃)光标不断闪烁； 当“加”，“减”键按下时，上述光标闪烁处的数值进行加1或减1； 当“退出”键按下时，LCD显示器返回到时间设置后的正常计数界面； 当“闹铃启/停”键按下时，启动或停止闹铃功能； 1.3本文指导思想 本文是对部分家用气象信息测量系统的简单设计，首先对设计所需要用到的主要芯片进行选择和论证，确定了选用单片机AT89C51作为系统的主要控制芯片，温度传感器DS18B20实现温度测量，SHT11实现湿度测量，显示部分采用的是液晶显示器LM016L。本论文重点部分是对模块的硬件和软件时序进行详解。比