基于单片机的温湿度检测报警系统设计.docx

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目   录

基于单片机的温湿度检测报警系统

摘要

1引言

1.1问题的提出

1.2研究的意义

1.3国内外现状

1.4本文研究的目的和研究方向

1.5本文研究的主要内容

2工具简介

2.1C语言

2.2Proteus

2.3Protel

3设计任务分析及方案论证

3.1设计任务要求和温湿度控制的发展

3.2设计总体方案及其方案论证

3.3器件选定

4硬件设计

4.1主控制电路和测温时控制电路

4.2主要模块的电路

4.3系统的蜂鸣器电路

4.4晶振电路

4.5显示电路

4.6传感器电路

4.7复位电路

5软件设计

5.1系统流程图

5.2编程思想

结  论

参考文献

源程序

原理图

基于单片机的温湿度检测报警系统

摘要；本作品采用MSC-51系列单片机中的AT89S51和DHT11的温湿度的检测系统。

本作品主要包括硬件电路的设计制作和单片机程序的设计。

硬件电路主要包括单片机、温湿度传感器、显示模块、报警器以及键盘等5部分，由DHT11温湿度传感器及1602字符型液晶模块构成系统显示模块，该作品原件较少、工作稳定、集成度高，测试精度高，具有一定的实用价值。

其中测温湿度控制电路由温湿度传感器和预设温度值比较报警电路组成，用户根据需要预先输入预设值，当实际测量的温湿度大于预设的温湿度数值时，发出报警信号（蜂鸣器蜂鸣）。

软件部分包括了主程序、显示子程序、测温湿度子程序。

本次设计采用的DHT11温湿度传感器是一款含有已校准数字输出的温湿度复合传感器，传感器包括一个电阻式感湿原件和一个NTC测温元件，并与一个高性能的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、便宜耐用等优点。

单片机AT89S51是一款低消耗、高性能的CMOS8位单片机，由于它强大的功能和低价位，也是在教学过程中用的比较多的单片机，因此在作品中选择了AT89S51单片机。

关键词：

温湿度检测仪AT89S51单片机DHT11温湿度传感器

Temperatureandhumiditydetection alarmsystembasedonSinglechip

ABSTRACT：

ThisdesignistheuseofMSC-51SeriesMCUAT89S51 andDHT11inthelow-costtemperatureandhumiditydetectionsystem.Thisdesignincludesthedesignofhardwareandsystemsoftwaredesign.Hardwarecircuitincludesamicrocontroller,temperatureandhumiditysensors,displaymodule,thealarmandthekeyboard5,theDHT11temperatureandhumiditysensorand1602constituteasystemofcharacterLCDmoduledisplaymodule,thesystemcircuitissimplestablehighintegration commissioningConvenient,highprecision,hassomepracticalvalue.Temperatureandhumiditycontrolcircuitinwhichthetemperatureandhumiditysensorsandcomparethevalueofthepresettemperaturealarmcircuit,theuserinputrequiredpre-defaultvalue. whentheactualtemperatureandhumiditymeasurementsoftemperatureandhumidityisgreaterthanthepresetvalue. analarmsignal（beeBuzzerbeep）.Softwarepartincludesthe mainprogram,displayroutines. subroutinessidetemperatureandhumidity

ThedesignusestheDHT11temperatureandhumiditysensorsisadigitaloutputwithacalibratedtemperatureandhumiditycombinedsensor,thesensorincludesaresistanceandasenseoftheoriginalwetNTCtemperaturemeasurementdevices,andwithahigh-performance8-bitmicrocontrollerconnected.Therefore theproducthasexcellentquality fastresponseanti-interferenceability highcostandotheradvantages.AT89S51is alowconsumptionofitem-level high-performanceCMOS8bitmicrocontroller becauseofits powerfulfeaturesandlowprice. souseitinmanyfields.

Keywords：

Temperaturemeasurement Humidity measurement AT89S51  DHT11

1引言

现在随着人们的生活水平越来越高，所以对生活质量的要求也越来越高，而生活环境的好坏是生活质量的一个重要指标，成了创造和谐环境的重要环节。

尤其是目前生活节奏的加快，许多白领都出现了亚健康的状态，因此家庭温湿度的检测对于现代家庭来说也变得十分必要。

因此为了满足最适宜人们生活的最佳温度和湿度，我们需要研究一种家庭式的，操作简单方便、控制温湿度的装置，人们可以根据不同季节以及个人的需要进行不同的调整，以便达到理想的生活环境，这不仅仅是对于生活质量的要求，同时也体现了当今社会的发达与先进。

1.1问题的提出

为了更加有效的保证人们生活环境的安逸和舒适，同时也为了人们生活的更加健康，人们已不满于目前的居住环境，对居住环境提出了更高的要求，智能化被引进了家居，并且迅速在全国乃至世界范围内普遍发展开来，由于自然环境污染越来越严重，城市人口越来越多等，雾霾天天弥漫在城市中间，适宜人们生活的温度以及湿度越来越难以达到标准，常见的南北气候差异，北方冬天异常干燥，南方却阴冷潮湿，特别是对于长期居住在外地的朋友很难适应当地的气候。

而对于我们来说，我们可以改变一个地区的大气候，但要花费的人力物力要非常多。

所以我们可以改变您身边的环境，让你在你的家里住的更舒心。

所以我门要在合适的时间内对家居环境作出相应的改变，来满足人们对家居环境的要求。

1.2研究的意义

随着城市居民生活节奏的加快以及人民生活水平的不断提高，人们对于亚健康的问题越来越关注，因此对于居住环境的要求也越来越高，舒适的环境已不仅仅限于宽敞豪华的住宅，同时也希望在自己的小家里也会有大自然的调节作用，能够根据人类的需要，设定相应的温湿度。

因此研究温湿度的控制非常有必要，它可以优化组合社区资源，提升服务水平，推动反房地产等其他行业的发展，为他们带来新的商机。

1.3国内外现状

这几年，国内外温湿度传感器测量系统发展十分飞快，正一步步向着集成化、智能化发展，随着各国科研人员的不断努力，该类型系统取得的非常巨大的成就。

现代温湿度传感器测量系统技术主要以数据采集为基础，主要类型包括：

虚拟仪器、智能仪器、数字式仪器等等。

伴随现代电子科学技术的进一步发展，数据采集系统也发生了天翻地覆的变化，其整体的性能、实用性方面都有很大的改进。

所以，依托于数据采集结构而发展的温湿度传感器测量系统在各类应用中也发挥着越来越重要的作用。

现在，许多外国大型企业都十分重视传感器的研发工作，例如，日本的Figaro公司、芬兰的vaisala公司等，都致力于传感器的发展和改进，以加强其在整个市场的竞争力。

在九十年代，先后出现了集成温度湿度测量套件和应用于湿度传感器的测试系统，这个新的技术的产生都大大刺激了传感器的进一步发展。

与此同时，国内许多研究机构也在传感器测试装置的研发上不断探索、进取。

例如通过采用传统电子仪器进行设计研发而成的多种动态测试系统、动进样装置的气体传感器智能测试系统等等，这些成绩都体现了我国在传感器领域取得的成就。

当然，随着科技的进步，传统的温湿度测试技术在稳定性、精度等方面已经无法满足市场的需求，因此，针对新一代传感器的探究显得尤为重要。

1.4本文研究的目的和研究方向

本文研究的目的

为满足现代家庭对于居住环境温湿度的不同需求，我们可以随时进行检测和调节，对于不利情况能够及时的作出显示，并能够采取相应的措施提醒用户进行调整，以达到最适宜的温湿度，让用户能住的更加舒心。

1.5本文研究的主要内容

首先我们必须了解温湿度控制对于家庭对于现代人们的重要性，其次我们才能够对此做出更好的判断，以求更好的解决用户所需要的问题。

温湿度的控制是我们研究的主要内容。

数字化温湿度检测的方法为一旦环境中的温湿度发生变化时，随着温湿度的变化湿度传温度感器和湿度传感器的阻值发生变化，然后将变化的电阻通过转换电路和转换信号检测为与之对应变化的电压，然后把模拟电压信号由A/D转换器转换为数字信号并送入到AT89S51单片机中，对采集到的信号单片机进行滤波处理并通过查表得到实际测量的湿度值[1]，之后通过单片机的各外部接口电路连接到LCD1602显示屏显示该温湿度值。

该系统通过键盘设定最适宜的温度和湿度，传感器向中央控制系统输送监测信息，超过预设值的话，蜂鸣器就会报警提醒，用户即可做出调整[2]。

2工具简介

系统单片机代码采用C语言编写，proteus为仿真环境，protel为原理图画图工具软件。

2.1C语言

C语言的优点

能像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元。

运算符丰富C语言的运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符。

C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。

从而使C语言的运算类型极其丰富，表达式类型多样化。

灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。

数据类型丰富C语言的数据类型有：

整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。

能用来实现各种复杂的数据结构的运算。

并引入了指针概念，使程序效率更高。

另外C语言具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。

且计算功能、逻辑判断功能强大。

同时对于不同的编译器也有各种。

C是结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。

这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。

C语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。

语法限制不太严格，程序设计自由度大虽然C语言也是强类型语言，但它的语法比较灵活，允许程序编写者有较大的自由度。

允许直接访问物理地址，对硬件进行操作由于C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作，因此它既具有高级语言的功能，又具有