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、设计任务
本系统满足室内环境变量实行全面、 实时、长期监测的要求, 实现室内环境温湿度、可
燃气体浓度检测的自动化和智能化。 系统以单片机为核心,以温度、湿度传感器, 气敏传感 器作为测量元件,通过单片机与智能传感器相连, 采集并存储智能传感器的测量数据, 经过 分析处理将结果显示于 LCD液晶屏。在单片机系统中,还要实现超限报警和数据辅助存储功
台匕 冃匕。
、方案设计
、方案设计
2.1硬件设计
在室内环境监测硬件设计上,由单片机( AT89C52控制整个系统的运作, MQ211气敏
传感器模块实现监测室内可燃气体功能、 SHT11温湿度传感器模块实现监测室内的温度和湿
度功能、按键模块实现设置报警上限功能、 LCD液晶模块实现显示功能、蜂鸣器报警功能。
这六大模块组成的原理图来实现家庭环境检测系统的各个功能。
在该设计中,选用了 AT89C52单片机作为控制芯片。该芯片有丰富的内部资源,丰富 的I/O接口,低电压,低功耗等优点,并且内置看门狗电路,支持串口程序烧录,使用方便 快捷,可以进行C语言程序编写,易于实现。 温湿度测量方面选用瑞士 SHT11芯片,该芯片
内置A/D转换芯片,管脚接线简单,测量精度高等优点, 气敏传感器使用多气体测量传感器
MQ211其具有多种可燃气体的测试功能, 简单高效。A/D转换模块选用 ADC0831具有接口
电路简单,成本低等优点,该芯片为一路八位数转换芯片需求。 环境监测系统硬件结构图如
图1.
图1系统硬件结构图
2.1.1芯片管脚连接
在该设计电路中,用单片机 I/O 口中的P1 口作为LCD液晶屏的数据口,采用并口数据
传输模式,P2 口中P2.0、P2.1、P2.2作为控制信号输出口,分别接 LCD的RS R/W E控
制端;P2.3和P2.4分别接温湿度传感器 SHT11的SCK和 DATA P2.5、P2.6和P2.7接按键
电路。P1 口的P1.1、P1.2分别接ADC0831的控制端,P1.4接报警器的蜂鸣器。
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图2 STC89C52管脚分布图
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2.1.2
晶振和复位电路
时钟电路用于产生时钟信号, 时钟信号是单片机内部各种微操作的时间基准。 复位对单
3.片机来说,是程序还没有开始执行,是在做准备工作。晶振电路和复位电路见图
3.
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图3晶振和复位电路
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2.1.3 气敏传感器
MQ211型气敏元件是一种通用性较强的气敏元件, 气敏传感器的敏感元件是气敏电阻器,
气敏电阻器的阻值随吸附气体的浓度变化而变化, 利用者一特性检测气体浓度。 气敏传感器
的连接如图4.
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图4气敏传感器的连接
2.1.4温湿度传感器
传感器SHT11将温度感测、湿度感测、信号变换、 A/D转换和加热器等功能集成到一个
图
图7温湿度传感器电路
芯片上,其内部结构如图5所示。该芯片包括一个电容性聚合体湿度敏感元件和一个用能隙 材料制成的温度敏感元件。 这两个敏感元件分别将湿度和温度转换成电信号, 该电信号首先
进入微弱信号放大器进行放大,然后进入一个 14位的A/D转换器,最后经过二线串行数字
接口输出数字信号
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