1、 1 课 程 设 计 课程名称课程名称 单片机原理与应用单片机原理与应用 课题名称课题名称 环境温、湿度检测系统设计环境温、湿度检测系统设计 专专 业业 自动化自动化 班班 级级 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 2013 年年 12 月月 12 日日 等级: 2 课 程 设 计 任 务 书 课程名称 单片机单片机原理原理与应用与应用 课 题 环境温、湿度检测系统设计环境温、湿度检测系统设计 任务书下达日期 2013 年 12 月 1 日 任务完成日期 2013 年 12 月 13 日 3 设 计 内 容 与 设 计 要 求设 计 内 容 与 设 计 要 求 4 设计内容： 本课题要求
2、以单片机为核心，采用温湿度传感器 DHT11 设 计一个对环境温度湿度的检测系统，要求用按键控制系统选择分 别对温度或湿度的测试、复位、清除功能，用四位 LED 数码管显 示实时温度和温度。 设计要求： 1）确定系统设计方案； 2）进行系统的硬件设计； 3）完成必要元器件选择； 4）系统软件设计及调试； 5）系统联调及操作说明 6）按规范要求写设计说明书 5 目 录 第 1 章 概述 6 1.1 设计任务与要求 6 1.2 设计方案 6 第 2 章 硬件设计 7 2.1 时钟电路和复位电路 7 2.2 温湿度测量电路设计 8 2.3 按键电路 . 9 第 3 章 软件设计 10 3.1 主函数
3、设计 . 10 3.2 按键查询 . 11 3.3 实时监控与测试流程图 12 第 4 章 硬件调试与结果分析 . 14 4.1 调试过程 . 14 4.2 硬件调试 15 第 5 章 总结 17 参考文献 18 附录一：系统仿真图 . 19 附录二：源程序 . 20 电气与信息工程系课程设计评分表 . 29 6 第第 1 1 章章 概述概述 1.1 设计任务与要求 本课题以单片机为核心， 用智能集成温温度传感器 DHT11 主要实现检 测温度、 湿度的检测， 将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换 成数字信号， 再运用单片机进行数据的分析和处理， 在数码管上显示当前 温湿度。要求用按键
4、控制系统选择分别对温度或湿度的测试、复位、清除 功能，完成硬件调试。 1.2 设计方案 本课题的温湿度测试， 通过单片机 STC-89C51 连接温湿度模块、 显示 模块将温度、湿度同时显示。单片机发送一次开始信号后，DHT11 从低功 耗模式转换到高速模式， 等待主机开始信号结束后， DHT11 发送响应信号， 送出 40bit 的数据， 并触发一次信号采集， 如果没有接收到单片机发送来 的信号，DHT11 不会主动进行温度采集，采集数据后转换到低速模式。系 统设计框图如图 1.1 所示。 图 1.1 程序设计框图 单单 片片 机机 按键电路按键电路 显显 示示 电电 路路 DHT11DHT
5、11 温度采集电路温度采集电路 时钟复位时钟复位 电电 路路 7 第第 2 2 章章 硬件设计硬件设计 2.1 时钟电路和复位电路 MCS-51 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是反相放大器的输入端和输出端。通常，经由片外 晶体振荡器或陶瓷谐振器与两个匹配电容一起构成一个自激振荡电路。 本 课题由片外晶体振荡器与两个匹配电容一起构成了一个内部时钟振荡电 路，为单片机提供时钟源。 本设计复位电路采用按键复位，当开关断开时，与上电自动复位电路 相同；当开关闭合时，电容通过并联的电阻迅速放电，然后，RC 电路充 电，能够保证 RST 端能够维持一
6、段时间的高电平。如图 2.1 所示。 图 2.1 时钟及复位电路 8 2.2 温湿度测量电路设计 DHT11 的供电电压为 35.5V， 传感器上电后， 要等待 1s 以越过不稳 定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一 个 100nF 的电容， 用以去耦滤波。 数据用于微处理器与 DHT11 之间的通讯 和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间 4ms 左右,数据分小数部分和 整数部分。如图 2.2 所示，本电路上拉电阻为 5K，数据端接 P1.7（接受 温湿度数据） 。 图 2. 2 温湿度测量电路 2.3 显示电路 本电路由四位一体共阳极数码管显示，采用 9015 三极管做位驱动。 根据发光二极管物理连接的不同，七段数码管可以分为共阴极和共阳极两 种结构。其中 P0 端口为段选，P2.0P2.3 为位选，如图 2.3 所示。 9 图 2.3 显示电
