【正文】 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 課 題 名 稱(chēng) 基 于 單 片 機(jī) 的 溫 濕 度 監(jiān) 測(cè) 系 統(tǒng) 指 導(dǎo) 教 師 瞿 惠 琴 職 稱(chēng) 講 師 指 導(dǎo) 教 師 于 興 河 職 稱(chēng) 工 程 師 專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng) 班 級(jí) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 課題需要完成的任務(wù)： 基于單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè) 溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，要求： 溫度 18~28℃，相對(duì)濕度40%~70%； 用戶可以設(shè)置系統(tǒng)溫濕度報(bào)警值 ； 檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)可以通過(guò)顯示模塊顯示。 可行性方案分析及方案論述。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)（各功能模塊設(shè)計(jì)和接口電路設(shè)計(jì)）。 軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試。 電路原理圖的繪制。 畢業(yè)論文撰寫(xiě)。 課題計(jì)劃： ~ 查資料，初步方案設(shè)計(jì)； ~ 確定最佳方案； ~ 設(shè)計(jì)電路，繪制電路，寫(xiě)畢業(yè)論文。 ~ 修改、完善畢業(yè)論文，并做答辯準(zhǔn)備。 計(jì)劃答辯時(shí)間： ~ 電子信息技術(shù)系 （部、分院） 2021 年 12 月 10 日 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 2 Abstract In recent years, with the puter peration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In realtime detection and automatic control system of singlechip applications, often as a singlechip core ponent to use only singlechip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects bine to make perfect. In this paper, both hardware and software for automatic control of water temperature on the process, in the control of the main application of the process of AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 parator, but mainly through the digital temperature sensor DS18B20 collecting ambient temperature to singlechip microputer as the core control ponents, and through four realtime digital display of a digital thermometer temperature. Software using assembly language for programming, so that the implementation of Directive speed, to save storage space. In order to facilitate the expansion and changes to the design of modular software structure, so that the logic of the relationship between program design more concise,Hardware software cooperation under the control of it. And systematic process is: First of all, by setting the button, set the thermostat temperature at the time of operation, and digital display of the temperature. Then, in the running temperature of the process of sampling analog into the A / D converter in the simulation digital converter, and then converted digital control with digital display, the last singlechip microputer to control the heater used for heating or stop heating until the temperature in the provisions under the constant temperature heating. Key words： Singlechip microputer system ； Sensor； Data Acquisition； ADC；Temperature 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 3 調(diào)研報(bào)告 溫濕度 測(cè)量是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分 ,在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作用。因此 ,能夠確?？焖佟?zhǔn)確地測(cè)量 溫濕度 的技術(shù)及其裝置普遍受到各國(guó)的重視。近年來(lái) ,利用智能化數(shù)字式 溫濕度 傳感器以實(shí)現(xiàn)溫度信息的在線檢測(cè)已成為 溫濕度 測(cè)技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。介紹的 溫濕度檢測(cè)系統(tǒng) ,以智能化數(shù)字式 溫濕度 傳感器與 PIC 微處理器 有機(jī)結(jié)合 ,構(gòu)成了一種新型溫濕度 檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有性能可靠、測(cè)溫準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉等特點(diǎn) ,并兼具線路簡(jiǎn)捷、使用靈活、抗干擾性好、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) ,可在工程實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，將組成 CPU的部件集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，這個(gè)具有 CPU功能的大規(guī)模集成電路芯片就稱(chēng)之為微處理器（ MPU）。微處理器的出現(xiàn)，推動(dòng)了微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，同時(shí)也引起了電子 設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域的探到變革— 電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人員，使之可以把微處理器部件像其他集成電路一樣嵌入到電子系統(tǒng)中，使電子系統(tǒng)具有可編程序的智能化特點(diǎn)，開(kāi)辟了計(jì)算機(jī)技術(shù)在電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的廣闊大地。 將微處理器、存儲(chǔ)器、 I/O電路集成到一塊半導(dǎo)體芯片的技術(shù)再次推動(dòng)了這種嵌入式技術(shù)的發(fā)展，單片微型計(jì)算機(jī)是這種設(shè)計(jì)技術(shù)中的一個(gè)典型代表。單片機(jī)適用于測(cè)量和控制領(lǐng)域，它以芯片形式嵌人到電子產(chǎn)品或系統(tǒng)中起到“ 電腦 ” 作用，受到電子專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的青睞。單片機(jī)以其體積小、可靠性高、功能的專(zhuān)門(mén)化為特點(diǎn)。沿著與適用微處理器不同的方向發(fā) 展。它的出現(xiàn)和發(fā)展，標(biāo)志著單片嵌入技術(shù)已經(jīng)成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要發(fā)展方向。 本 課題 主要為采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù) 采集與 溫濕度檢測(cè) 的制作。突出民用產(chǎn)品的低成本多動(dòng)能的特點(diǎn)。按照選題要求應(yīng)實(shí)現(xiàn) 溫濕度的 測(cè)量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字鐘和測(cè)量部分的通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行 控制 。 國(guó)內(nèi)外測(cè)溫濕技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì) 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、科研、航天等部門(mén)，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境溫度與濕度進(jìn)行測(cè)量及控制。準(zhǔn)確測(cè)量溫濕度對(duì)于生物制藥、食品加工、造紙等行業(yè)更是至關(guān)重要的。相比之下，測(cè)量濕度要比測(cè)量溫度更復(fù)雜，這是因?yàn)闇囟仁莻€(gè)獨(dú)立的被測(cè)量，而濕度卻受 大氣壓強(qiáng)和溫度的影響。目前，溫濕度測(cè)量領(lǐng)域的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新產(chǎn)品也層出不窮。主要表現(xiàn)在以下兩方面：（ 1）溫濕度傳感器正從分立元件向集成化、智能化、系統(tǒng)化的方向迅速發(fā)展，為開(kāi)發(fā)新一代溫濕無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 4 度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件；（ 2）在溫濕度測(cè)量系統(tǒng)中普遍采用線性化處理、自動(dòng)溫度補(bǔ)償和自動(dòng)校準(zhǔn)濕度等項(xiàng)新技術(shù)。 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 5 目 錄 1 引言 2 總體方案設(shè)計(jì) 3 單元電路設(shè)計(jì)和論證 4 軟件設(shè)計(jì) 5 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試 6 附錄 7 參考文獻(xiàn) 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 6 引 言 單片機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，性能不斷提高和完善，其資源又能滿足很多應(yīng)用場(chǎng)合的需要，加之單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信系統(tǒng)、高級(jí)計(jì)算器、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)的潛力越來(lái)越被人們所重視。特別是當(dāng)前用 CMOS 工藝制成的各種單片機(jī)，由于功耗低，使用的溫度范圍大，抗干擾能力強(qiáng)，能滿足一些特殊要求的應(yīng)用場(chǎng)合，更加擴(kuò)大了單片機(jī)的應(yīng)用范圍，也 進(jìn)一步促使單片機(jī)性能的發(fā)展。而現(xiàn)在的單片機(jī)在農(nóng)業(yè)上頁(yè)有了很多的應(yīng)用。 溫度是日常生活、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)、化工、石油等領(lǐng)域最常用到的一個(gè)物理量。測(cè)量溫度的基本方法是使用溫度計(jì)直接讀取溫度。最常見(jiàn)到得測(cè)量溫度的工具是各種各樣的溫度計(jì)，例如：水銀玻璃溫度計(jì)，酒精溫度計(jì)，熱電偶或熱電阻溫度計(jì)等。它們常常以刻度的形式表示溫度的高低，人們必須通過(guò)讀取刻度值的多少來(lái)測(cè)量溫度。利用單片機(jī)和溫度傳感器構(gòu)成的電子式智能溫度計(jì)就可以直接測(cè)量溫度，得到溫度的數(shù)字值，既簡(jiǎn)單方便，有直觀準(zhǔn)確。 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 7 1 溫度 傳感器的簡(jiǎn)介 集成溫度傳感器的介紹 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究過(guò)程中，溫度是需要測(cè)量和控制的重要參數(shù)之一。溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)很重要而普遍的測(cè)量參數(shù)。溫度的測(cè)量及控制對(duì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到非 常重要的作用。由于溫度測(cè)量的普遍性，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居首位，約占 50%. 溫度傳感器是通過(guò)物體隨溫度變化而改變某種特性來(lái)間接測(cè)量的。不少材料、元件的特 性都隨溫度的變化而變化，所以能做溫度傳感器的材料相當(dāng)多。溫度 傳感器隨溫度變化而引起物理參數(shù)變化的有：膨脹、電阻、電容、熱電動(dòng)勢(shì)、磁性能、頻率、光學(xué)特性及熱噪聲等等。溫度傳感器的發(fā)展很快，種類(lèi)很多，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，新型溫度傳感器還會(huì)不斷的涌現(xiàn)。在此我們用到的集成溫度傳感器。 溫度傳感器的發(fā)展歷史 人們研究溫度測(cè)量的歷史已相當(dāng)久遠(yuǎn)，所使用的傳感器也種類(lèi)很多。近百年來(lái)，溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器 (含敏感元件 )；模擬集成溫度傳感器／控制器；智能溫度傳感器 (即數(shù)字溫度傳感器 )。 分立式溫度傳感器 傳統(tǒng)的熱電偶、熱 電阻、熱敏電阻及半導(dǎo)體溫度傳感器，均屬于分立式溫度傳感器，傳感器本身就是一個(gè)完整的、獨(dú)立的感溫元件。此類(lèi)傳感器通常要配溫度變送器，以獲得標(biāo)準(zhǔn)的模擬量 (電壓或電流 )輸出信號(hào)。使用時(shí)還需配上二次儀表，才能完成溫度測(cè)量及控制功能。其主要缺點(diǎn)是外圍電路比較復(fù)雜、測(cè)量精度較低、分辨率不高、需進(jìn)行溫度校準(zhǔn) (例如非線性校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、傳感器標(biāo)定等 )，另外它們的體積較大、使用也不夠方便。因此，分立式溫度傳感器將逐漸被淘汰。 模擬集成溫度傳感器 集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱(chēng)硅傳感器或單 片集無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 8 成傳感器。模擬集成溫度傳感器是在 20 世紀(jì) 80 年代問(wèn)世的，它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專(zhuān)用 IC，它屬于最簡(jiǎn)單的一種集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一 (僅測(cè)量溫度 )、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校難。外圍電路簡(jiǎn)單，它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用員為普遍的一種集成傳感器。典型產(chǎn)品有 AD590、 AD59 TMP1 LMl35 等。 模擬集成溫度控制器 模擬集成溫度控 制器主要包括溫控開(kāi)關(guān)、可編程溫度