数字温湿度计带程序.docx

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数字温湿度计带程序

课程名称：

电子技术课程设计

设计题目：

数字温湿度计

院系：

电气工程系

专业：

城轨供电本

年级：

2013

姓名：

陈美旺

学号：

20138020

指导教师：

关海川

西南交通大学峨眉校区

2016年06月16日

课程设计任务书

专业城轨供电姓名陈美旺学号20138020

开题日期：

2016年03月01日完成日期：

2016年06月16日

题目数字温湿度计

一、设计的目的

温度和湿度是两个基本的环境参数。

在我们的生活中，我们要时刻关心环境的变化，只有很好的把握好环境的差异变化，我们才能更好的生存与发展。

比如说在日常生活中，适宜的温度和湿度会使我们感到舒适，而不合适的温度和湿度则会让我们产生不舒服的感觉甚至生病。

再比如说在一些温室大棚里，里面的各类蔬菜瓜果只有在适宜的温度和湿度下，才能成长的更快，我们才能获取更大的效益。

准确测量温湿度在生物药学、食品加工、造纸业等行业更是至关重要。

总之，无论在日常生活中还是在工业、农业方面都离不开对周围环境温湿度的测量。

因此，研究温湿度的控制和测量具有非常重要的意义。

二、设计的内容及要求

1）确定系统的总体功能设计方案

2）完成总体设计方案原理图的绘制

3）完成硬件电路的焊接及调试

4）完成软件系统的设计及编译

5）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力

三、指导教师评语

四、成绩

指导教师（签章）

2016年06月16日

承诺

本人郑重承诺：

所呈交的设计（论文）是本人在导师的指导下独立进行设计（研究）所取得的成果，除文中特别加以标注引用的内容外，本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的设计（研究）成果。

对本设计（研究）做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

如被发现设计（论文）中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担一切后果。

学生签名：

2016年06月16日

摘要

在生活和工作中，我们时常需要检测当前环境的温度和湿度。

本文采用2302（22）数字温湿度传感器，12C5A60S2单片机，12864液晶显示屏以及一些元器件进行组合，从而完成对温度和湿度的检测。

选用温湿度传感器2302检测环境温度和湿度，将其输出的数字信号输入单片机12C5A60S2，单片机采集数字信号并进行数据处理，然后由12864进行显示，并根据当前温度和湿度作出温馨提示。

本系统整体设计具有界面友好、硬件系统集成度高、电路简单、功能强、性能可靠、精度高、成本低等特点。

对我们的生活特别有帮助。

关键词：

2302；单片机；温湿度;检测

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目录

第1章绪论1

1.1数字温湿度计的研究目的与意义1

1.2数字温湿度计的研究现状与发展趋势1

1.3数字温湿度计的研究方法2

1.4设计的思路和实现方法3

第2章设计介绍3

2.1设计任务于要求3

2.2设计原则4

2.3方案的论证与选择5

2.3.1单片机的选择5

2.3.2显示器的选择6

2.3.3转串口芯片的选择7

第3章硬件设计9

3.1主控模块9

3.1.112C5A60S2简介9

3.1.212C5A60S2的主要特点9

3.1.312C5A60S2的引脚功能10

3.1.4转换器的结构12

3.1.512C5A60S2的控制接口13

3.2复位电路13

3.3时钟电路13

3.4显示模块14

3.4.112864简介14

3.4.2接口定义14

3.4.3字模生成15

3.4.4原理图17

3.4.5与单片机的连接17

3.5温湿度采集模块18

3.5.1温湿度传感器简介18

3.5.2传感器参数18

3.5.3串行接口19

3.5.4传感器原理图21

3.5.5引脚与接口21

3.6串口通信模块22

3.6.1232C简介22

3.6.2340T简介23

3.6.3340T与单片机的连接23

3.7小结24

第4章系统软件设计24

4.1主程序模块程序设计25

4.2　液晶显示模块程序设计26

4.3传感器模块程序设计27

4.4小结28

第5章仿真28

结论与心得（改）29

参考文献30

附录30

附录一：

显示效果图30

附录二：

硬件原理图31

附录三：

源代码31

主程序31

显示器驱动程序34

显示程序头文件42

字库头文件43

传感器驱动程序1167

传感器程序头文件1173

第1章绪论

1.1数字温湿度计的研究目的与意义

温度和湿度是两个基本的环境参数。

在我们的生活中，我们要时刻关心环境的变化，只有很好的把握好环境的差异变化，我们才能更好的生存与发展。

比如说在日常生活中，适宜的温度和湿度会使我们感到舒适，而不合适的温度和湿度则会让我们产生不舒服的感觉甚至生病。

再比如说在一些温室大棚里，里面的各类蔬菜瓜果只有在适宜的温度和湿度下，才能成长的更快，我们才能获取更大的效益。

准确测量温湿度在生物药学、食品加工、造纸业等行业更是至关重要。

总之，无论在日常生活中还是在工业、农业方面都离不开对周围环境温湿度的测量。

因此，研究温湿度的控制和测量具有非常重要的意义。

由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制。

传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。

因此我们必须掌握各种传感器的结构、原理及其性能指标，通过对传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制和开发及应用。

温湿度传感器发展速度快，应用领域也很广泛，并且还有很大发展潜力，为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温湿度传感器的深入研究，基于实时、准确和广泛的原则进行了设计。

1.2数字温湿度计的研究现状与发展趋势

纵观市场，温湿度检测技术已经比较成熟，已有的各种温湿度检测产品，五花八门，如A2000家用温湿度报警表、808A工业用温湿度显示器等产品。

从功能上分析这些产品可以看出，一个比较完整的环境温湿度检测系统应该具备以下基本的两个功能：

（1）实时检测出环境中的温度和湿度参数；

（2）检测的参数值显示在显示设备上（如数码管，液晶显示器等）。

因此，本设计也应该具备这些功能，并且对每一个部分进行优化设计，也可以扩展新的系统功能。

除了功能上的分析之外，再看这些产品还存在一个问题就是价格太高，不符合普通消费者的消费水平，如A2000家用温湿度报警表，售价300元左右。

综上所述，本设计设计出的环境温湿度检测系统，除了具备市场上已有产品的基本功能之外，还可以增加一些创新功能并尽量降低成本价格。

1.3数字温湿度计的研究方法

数字体温计是利用温湿度传感器将温度和湿度转换成数字信号，然后通过显示屏显示以数字形式的温度和湿度，能快速准确地测量当前温度，与传统温度计和湿度计相比，具有读数字方便，测量时间短，测量精度高等优点，尤其是数字温湿度计不像传统温度计那么易碎。

计量温度的单位有摄氏度和华氏度两种单位。

1.摄氏度：

摄氏度是目前世界上使用较为广泛的一种温标——摄氏温标的温度计量单位，用符号“℃”表示。

指在1标准大气压下，纯净的冰水混合物的温度为0度，水的沸点为100度，其间平均分为100份，每一等份为1度，记作1℃。

它最初是由瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯（，1701～1744）于1742年提出的，其后历经改进。

摄氏温度现已纳入国际单位制（）。

T（K）（℃）+273.15，T为绝对温度。

2.华氏度：

华氏度是温度的一种度量单位，以其发明者德国人华伦海特（D.，1681—1736）命名的。

1714年他发现液体金属水银比酒精更适宜制造温度计，以水银为测温介质，发明了玻璃水银温度计，选取氯化铵和水的混合物的冰点温度（即盐水结冰的温度）为温度计的零度，人体温度为温度计的100度。

在标准大气压下，冰的熔点为32℉，水的沸点为212℉，中间有180等分，每等分为华氏1度，记作“1℉”。

空气的湿度有绝对湿度和相对湿度之分。

1.绝对湿度：

空气中水蒸气的压强p叫做空气的绝对湿度。

空气的湿度可以用空气中所含水蒸汽的密度，即单位体积的空气中所含水蒸汽的质量来表示。

由于直接测量空气中水蒸气的密度比较困难，而水蒸气的压强随水蒸气密度的增大而增大，所以通常用空气中水蒸气的压强来表示空气的湿度，这就是空气的绝对湿度。

2.相对湿度：

（1）概念的引入：

为了表示空气中水蒸气离饱和状态的远近而引入相对湿度的概念。

（2）相对湿度B：

某温度时空气的绝对湿度p跟同一温度下水的饱和汽压的百分比叫做这时空气的相对湿度。

本设计将温度计和湿度计集成到一起，可检测不同环境的温度和湿度，其中温度部分采用摄氏度，湿度部分采用相对湿度。

本设计还可以直接同过接口在电脑上进行更新。

1.4设计的思路和实现方法

本文的设计目的是要对空气中的温度和湿度进行检测。

系统的数据采集部分是温湿度传感器完成的，温湿度传感器将采集到的数据送入12C5A60S2单片机中，然后通过液晶显示器12864进行显示，单片机将预设的参考值与测量值进行比较，根据比较结果作出判断，作出温馨提示。

（1）系统硬件设计

通过比较，选用12C5A60A2单片机来构造本系统。

在设计过程当中，单片机通过协议与液晶12864通信，P3.4口接温湿度传感器2302，P3.0和P3.1口接转串口芯片340，再外加复位电路和时钟电路。

（2）系统模块设计

检测模块：

检测所处环境的温湿度数据。

显示模块：

温度和湿度采用液晶显示，分两行显示使测量结果更直观，便于管理人员做出决策。

第2章设计介绍

2.1设计任务于要求

设计任务

（1）实现对环境温湿度参数的实时采集，由单片机对数据进行循环检测、数据处理、显示，实现温湿度的连续测量。

（2）实现温度的实时提醒。

（3）现场检测设备应具有较高的灵敏度、可靠性、抗干扰能力。

（4）软件设计既要具有完成数据采集、处理的功能，其软件编程应具有功能强大、界面友好、便于操作和执行速度快。

设计要求

（1）测量范围：

湿度20-90，温度-20-80℃。

（2）测量精度：

湿度±2，温度±0.5℃。

（3）分辨率：

湿度0.1，温度0.1℃。

2.2设计原则

要求单片机系统应具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点。

设计原则有以下几个：

（1）可靠性高

可靠性是单片机系统应用的前提，在系统设计的每一个环节，都应该将可靠性作为首要的设计准则。

提高系统的可靠性通常从以下几个方面考虑：

使用可靠性高的元器件；设计电路板时布线和接地要合理；对供电电源采用抗干扰措施；输入输出通道抗干扰措施；进行软硬件滤波等。

（2）操作维护方便

在系统的软硬件设计时，应从操作者的角度考虑操作和维护方便，尽量减少对操作人员专业知识的要求，以利于系统的推广。

因此在设计时，要尽可能减少人机交互接口，多采用操作内置或简化的方法。

（3）性价比高

单片机除体积小、功耗低