基于单片机的温湿度监测系统设计

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1、.基于单片机的温湿度监测系统设计***1设计目的随着科学技术的日新月异，在居家生活、工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境中的湿度和温度进行测量及控制。但目前我国的温湿度测量和设备的操作大多还是由人工来完成，当温度极端时不利于测量的实施。本设计是以单片机控制为核心，用温湿度传感器来进行实时测量的智能型温湿度监测系统，该设计将大大降低工人的劳动强度，且本设计课题做成的温湿度监测系统结构简单、价格便宜、量程宽、带报警功能，具有较高的可靠性、安全性及应用前景。2设计的主要内容和要求本基于单片机的温湿度监测系统设计，主要用来完成对所测环境的温湿度测量，

2、显示，以及在超出设定环境值时能执行报警功能。主要设计内容：①设计一个温湿度采集电路。②设计一个温湿度液晶显示电路。③设计一个矩阵键盘输入电路。④设计一个报警器电路。主要功能要求：能准确实时的显示温湿度，能通过键盘预置温湿度的上限值和下限值，并在所测环境值超出此范围时发出警报。3整体设计方案...本设计的基本设计方案：首先单片机从温湿度传感器采集温湿度信息，然后将采集来的数据转换成液晶显示所需的实际数据，再通过液晶将温湿度以及露点显示出来。并可预先设置一个温湿度范围值，当环境超过该值时发出报警提醒。总体设计方框图如图3.1所示。主要说明：这里的温度为摄氏温度，湿度为日常

3、生活中的相对湿度，而露点是指水蒸气凝结开始出现时的温度。图3.1总体设计框图4硬件电路的设计4.1　主控制器本设计采用ATMEGA16单片机作为系统控制芯片，这是一款高性能、低功耗的8位AVR微处理器，其最小系统电路原理图如图4.1所示。AVR单片机大多数指令执行时间为单个时钟周期，其数据吞吐率高达1MIPS/MHz，相比51系列的单片机的处理速率要提高一倍，而他们价格相仿，所以AVR单片机成为更加合理的选择。...图4.1主控制器电路原理图4.2　温湿度传感器市场上有各种温度传感器和湿度传感器，这里采用温湿度可同时测量的SHT75传感器。SHT75是瑞士SENSIR

4、ION生产的一种高度集成的温、湿度传感器，具有14位的温度和12位的湿度全量程标定数字输出。传感器包含1个电容性聚合体相对湿度传感器和1个隙(bandgap)温度传感器，14位A/D转换器以及1个2-Wires式串行接口电路。湿度在0-100%RH范围内能达到±1.8%的高精度，温度能再25℃时把误差控制在±0.3℃的范围内。SHT75工作电压为2.4-5.5V，体积小、功耗低，使用电池供电可以长期稳定运行，防浸泡特性使其在高湿环境下也能长期正常工作，它是各类温湿度测量系统应用设计的首选传感器。SHT75与单片机连接的电路原理图如图4.2所示，通过单片机控制来完成温湿

5、度数据的采集。图4.2SHT75电路原理图...4.3　键盘输入模块键盘输入模块主要用来输入温湿度的上限以及下限值。其电路原理图如图4.3所示。图4.3键盘输入模块电路原理图4.4　液晶显示电路液晶用来显示单片机采集和处理后的温湿度数值，是本系统的显示界面。这里采用广泛使用的LGM12864液晶做显示屏。其电路连接图如图4.4所示。图4.4液晶显示电路...4.5　报警电路当温湿度超出所设定的范围时系统产生报警提醒，这里采用蜂鸣器来实现。蜂鸣器的一端接地，一端与单片机的PD7口相接，其电路图如图4.5所示。图4.5报警电路5软件设计本设计软件部分均采用C语言编写，并采

6、用模块化设计来完成整个系统功能的设计。首先采集温湿度数据，再由液晶显示温湿度，如果需要设置报警温湿度范围，则由键盘进行输入设置，在温湿度超出设定值时控制报警。总的设计框图如图5.0所示。图5.0程序设计框图5.1　温湿度采集程序设计温湿度采集程序主要完成：单片机从SHT75采集温湿值，并通过换算公式计算出实际温湿度值，再通过温湿度值计算出露点值。流程图如图5.1所示。...图5.1温湿度采集程序图5.2　键盘输入程序设计本设计通过按键扫描来判断是否进行温湿度报警值设置，当按下KeyD时为温湿度的上限值设置，当按下KeyE时为温湿度的下限值设置，KeyF为设置完成键。在

7、未进入设置状态时，除KeyD、KeyE以外其余键为无效键；在进入设置状态后将等待温湿度值的设置，由Key0-Key9来完成温湿度值设定。当输入完设定的温湿度值后液晶可自动跳到温湿度的显示界面。键盘输入程序流程图如图5.2所示。...图5.2键盘输入程序设计5.3　液晶显示程序设计本设计采用LGM12864来做显示界面，可显示4行，每行8个汉字或16个字符。开启监控后液晶将实时显示温湿度以及露点。当按下设置键后，液晶将进入设置界面并反白显示此时所设置的对象，如设置温湿度上限值时，上限二字将反白显示，并将设置的值也反白显示出来，设置完成后跳到温湿度的显示