基于PROTUES的温湿度测量系统设计毕业设计论文.docx
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基于PROTUES的温湿度测量系统设计毕业设计论文
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基于PROTUES的温湿度测量系统设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
3）其它
摘要：
本文采用Protues7.5仿真软件设计以低功耗STC89C51单片机为核心，配置新式的微型低功耗传感器DHT11,使用液晶显示LED1602采集到的数据，实现了温度、湿度两个参数的采集、处理和显示等功能。
文章以温室环境作为研究对象，介绍了温湿度温湿度测量电路、单片机外围电路、软件流程、汇编语言源程序的设计、数据采集系统的设计过程及仿真的实现方法。
该方法可以提高系统的开发效率、缩短周期和降低成本，为单片机系统的开发提供了手段。
结果表明，所设计环境参数温度控制精度稳定在O.1℃范围之内，湿度的误差可控制在±2.0％RH以内。
关键词：
Protues，STC89C51，DHT11，LED1602，温度，湿度
Abstract:
ByProtues7.5simulationsoftwaredesignforlowpowerSTC89C51microcontrollerasthecore,theallocationofnewlow-powermicro-sensorsDHT11,usingliquidcrystaldisplayLED1602datacollected,realizingthecollectionoftemperature,humidity,twoparameters,processinganddisplayfunctions.Basedongreenhouseenvironmentastheresearchobject,thispaperintroducesthetemperatureandhumiditytemperatureandhumiditymeasuringcircuit,microcontrollerperipheralcircuit,softwareflow,assemblylanguagesourceprogramdesign,thedesignprocessofthedataacquisitionsystemandtherealizationofthesimulationmethod.Themethodcanimprovesystemdevelopmentefficiency,shortenthecycleandreducecosts,providesameansforthedevelopmentofsingle-chipmicrocomputersystem.Resultsshowthatthedesignofenvironmentalparameters,temperaturecontrolprecisionisstableino.1℃,humidityoftheerrorcanbecontrolledwithin+/-2.0%RH.
Keywords:
Protues,STC89C51,DHT11,LED1602,temperatureandhumidity
3.1.6测量分辨率9
1前言
在单片机应用系统的传统开发方式中，对系统的硬件电路进行设计完成后，需要制作成实物的电路板，并结合单片机仿真器进行软硬件的联合调试。
如果遇到设计中需要修改，则往往需要对电路板重复制板，系统功能的验证不能够及时得到反映[1]。
Proteus7.5仿真软件是一款可以在单片机应用系统仿真研发上应用的EDA软件，是由英国的LabccnterElectronics公司推出的单片机集成开发软件，可通过此软件搭建各种复杂的电路，并通过加载软件程序实现硬件仿纠乱本软件能够仿真51系列、AVR、PIC、ARM等主流单片机，软件集成了虚拟示波器、逻辑分析仪等从而建立起了完备的电子设计开发环境，能够为产品开发节约大量的硬件成本和调试周期[2]。
结合KeilC51，对数字温湿度测量演示系统进行了设计和仿真。
本系统设计采用的Keil5l高级语言集成开发环境一KeiluVision3IDE，是由美国KeilSoftware公司推出的一款主流单片机程序开发软件，它提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。
Proteus与Keil软件能够实现良好的联合调试功能，即：
通过Proteus绘制硬件原理图，Keil软件编写软件代码，在良好配置的前提下通过Keil软件调用Proteus软件进行仿真及预调试。
在工业生产中，需要对多种环境指标进行监控以确保工业生产安全、经济、有效的进行。
在检测这些环境参数时往往需要很多设备独立使用,造成资源的浪费。
温湿度测量系统就是针对这一现象而设计的、以单片机为核心的、对温度、湿度同时进行检测的装置[6]。
该装置可以通过传感器采集温度、湿度等环境参数，并进行检测和显示，能够实现对空气中温度以及湿度进行实时测量，所设计环境参数温度控制精度稳定在O.1℃范围之内，湿度的误差可控制在±2.0％RH以内[7]。
2整体方案设计
2.1湿温度测量系统的基本构成
本系统主要由STC89C51单片机、DHT11温湿度传感器、晶振电路和1602液晶等部分构成。
首先，以STC89C51单片机系统位核心，温湿度传感器为温度、湿度数据采集端，通过LCD数码管显示，并进行实时记录，最后通过Protues与Keil连调的方式进行仿真运行。
2.2温湿度测量系统原理
温湿度测量系统的设计包括以下几个主要功能模块
（1）温湿度检测模块:
系统温湿度的采集用DHT11数字温湿度传感器，它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。
其应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。
传器器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。
（2）数据处理模块：
：
该模块采用微处理器来实现，微处理器模块式整个系统的核心部分，微处理器选用89C51系列单片机，该处理器具有运用灵活、迅速、低功耗的特点。
（3）显示模块：
采用常用的LCD1602显示器
（4）电源模块：
本模块为直流供电，当有电源供电时，直流5V的电源模块，或直接使用USB供电，亦可使用三到四节电池供电。
2.3系统框图
本次设计的温湿度测量系统主要核心就是单片机STC89C51，首先通过DHT11进行数据的采集，并进行放大、A\D转换，后通过接口电路将数据传送给单片机，后由单片机传送命令给LED进行数据显示。
晶振电路主要是控制单片机的工作频率，若想调节单片机的频率的话，主要就是要看晶振电路的情况。
当然电源电路，一直为整个系统提供工作电压，该电路是将220V的交流电通过变压器、桥式整流电路、稳压器变换成5V的直流电。
图1系统框图
3硬件电路设计
3.1温湿度传感器模块
3.1.1DHT11简介
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。
它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。
传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。
因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。
每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。
校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。
单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。
超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。
产品为4针单排引脚封装。
连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。
3.1.2、传感器性能说明
如下表1所示：
参数
条件
Min
Typ
Max
单位
湿度
分辨率
1
1
1
%RH
8
Bit
重复性
±1
%RH
精度
25℃
±4
%RH
0－50℃
±5
%RH
互换性
可完全互换
量程范围
0℃
30
90
%RH
25℃
20
90
%RH
50℃
20
80
%RH
响应时间
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