智能仪表综合训练设计说明书-带有实时曲线的温湿度监测系统.doc

. 内蒙古科技大学 智能仪表综合训练设计说明书 题 目：带有实时曲线的温湿度监测系统 学生姓名：xx 学 号：xx 专 业：测控技术与仪器 班 级：xx 指导教师：xx 摘 要经常需要对环境中的温湿度进行测及。本设计一个温湿度测。采用技术成熟的DHT11作为测量温湿度的传感器控制系统芯片采用功能强大、价位低廉的AT89C5单片机DHT11温湿度转换的驱动程序、显示子程序等模块组成。DHT11温湿度传感器数字信号经单片机综合分析处理，实现温湿度显示以及曲线绘图各种功能。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。 目 录 第一章 绪论 1.1 研究背景 随着计算机技术的发展,基于微处理器的智能仪表已成为仪表的主体。越来越多的智能仪表采用图形点阵液晶模块,液晶显示模块提供了丰富灵活的显示内容 ,更符合人性化的特点。智能仪表的功能是否强大、用户操作性是否方便 ,都必须通过界面友好的外观和可操作性来体现。可见,人机界面是智能仪表开发中的主要环节,在开发的工作量中占了很大的比例。目前已有很多文献对液晶显示技术、图形用户界面设计作了研究。 1.2 液晶概述 某些固体物质在一定条件下会呈现液态晶体状态,这种状态既不同于各向同性的液体,也不同于在三维空间分子完全规则排列的固体晶体,但又具有液体的流动性、连续性和分子排列的有序性。这种处于液体和晶体之间过渡相态的物质称为液晶。 液晶分为热致液晶和溶致液晶。前者是物质在某一温度范围内呈现液晶状态,后者是物质溶于水或有机溶剂而形成的。液晶分子呈棒状或条状,宽约十几纳米,长约数纳米液晶分子有较强的电偶极矩和容易极化的化学团。由于液晶分子间的作用力比固体弱,所以液晶分子容易呈现各种状态。液晶分子的介电常数、电导率、折射率、磁化率等具有较大的各向异性,在外加电场作用下会产生各种电光效应,从而可应用于液晶显示器(Liquid Crystal Display Device ,缩写为LCD)。 液晶的主要应用有:办公自动化（OA）、个人数字助理（PDA）、设备自动化（FA）、通讯、车辆设备等。 1.3 传感器概述 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。1.4设计任务及要求 ⑴设计任务 温湿度变化时能及时再现正确的温湿度数值，并且可以在液晶显示屏上描绘出实时温湿度曲线及实时数字显示，并实现其画面切换，当湿度达到设定值时声光报警。 ⑵设计要求 ① 设计出温湿度实时曲线显示监测系统的硬件结构电路。 ② 设计软件流程图并编写程序。 第二章 系统设计方案选型 2.1 总体选型方案 2.1.1 温湿度检测模块选型方案 考虑到经济、测量精度与52单片机I/O口的资源等因素，温湿度检测电路采用智能温湿度传感器DHT11，它与单片机相连只需要3根线，减少了外部的硬件电路。并且温湿度传感器DHT11输出的信号为数字信号，可以被单片机直接采集，省去了一般温湿度传感器输出信号要经过放大电路，模数转换的环节。 2.1.2 液晶显示模块选型方案 由于要显示温湿度实时曲线，传统的小的液晶显示屏1602不能满足本课题要求。故选用更宽，更大的液晶显示屏QC12864B。它可以显示半宽字型，显示CGRAM字型，显示中文字形。更为重要的是显示实时曲线必须满足打点要求，由于12864具有绘图功能可满足打点要求，可作为较合适的曲线显示模块。 2.1.3 键盘输入模块选型方案 采用独立键盘，它的功能是作为52单片机触发外部中断硬件，以切换显示界面。 2.1.4声光报警模块选型方案 报警系统有声音报警和警报灯报警组成。声音报警通过P1.1口接蜂鸣器、P1.2口接LED灯控制系统的音效模块发声,同时报警灯发光，用CPU控制产生一定频率的方波就可以实现音效模块的发生。 2.2整体设计思路 本课题设计是带有实时曲线的温湿度监测系统，要达到在液晶屏上显示温湿度实时曲线.首先必须将温湿度传感器输出（数字量）信号传送至单片机，通过程序对信号进行处理，所以在这里我们需要存储器来储存一些必要的信息，之后是用LCD实现的显示，键盘是实现显示界面的切换。设计思路图见图2.1。 图2.1 液晶显示整体方案设计图 第三章 硬件设计 3.1 控制模块硬件设计 3.1.1 AT89S52单片机简介 该系统采用的是Atmel公司生产的AT89S52单片机为主控器。AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51