基于MSP430单片机的便携式室内温湿度测量器设计
摘要：本文主要描述了一种基于MSP430单片机的便携式室内温湿度测量器的实现，该温湿度测量器主要由MSP430单片机，DHT11温湿度传感器，LCD1602液晶显示及相应各模块电路构成。本设计主要以MSP430单片机为核心，在固定的空间范围内，DHT11温湿度传感器中的热敏电阻检测到实时的温度，DHT11温湿度传感器中的湿敏电阻检测到空间内空气中的水蒸气含量，经过信号调理电路将电流转化为电压值，并发送转化后的电压值给单片输入端，单片机输入引脚接收电压后启动程序进行工作，将电压值转化为具体的数值输出到显示模块，并实时存储相关数据。在调试中，可以人工设置测试环境，当空气中温湿度发生变化时，温湿度测量仪能根据现况实时进行测量，并于显示模块中跳转数据依次显示。本温湿度传感器系统可以配合温湿度调整系统配合使用，基本可以做到无人化规划调整温湿度。且本仪器便携度高，成本低廉，使用便捷，具有实时性，基本满足实用需求，推广性较强。
关键词：MSP430单片机，DHT11温湿度传感器，LCD1602液晶显示
Portable temperature and humidity measuring instrument based on MSP430
Abstract: This paper mainly describes the realization of a portable indoor temperature and humidity measurement device based on MSP430 single chip microcomputer. The temperature and humidity measurement device is mainly composed of MSP430 single chip microcomputer, DHT11 temperature and humidity sensor, LCD1602 liquid crystal display and corresponding module circuits. In this design, the core of this design is MSP430 single chip microcomputer, in a fixed space range, the thermal resistor in the DHT11 temperature and humidity sensor can detect the real-time temperature, and the humidity resistor in the DHT11 temperature and humidity sensor can detect the water vapor content in the air in the space. Converts the current to a voltage value through a signal conditioning circuit and sends it The converted voltage value is given to the monolithic input terminal, and the single chip input pin receives the voltage and starts the program to work. The voltage value is converted into a specific numerical value output to the display module, and the related data are stored in real time. In debugging, the testing environment can be set manually. When the temperature and humidity in the air change, the temperature and humidity measuring instrument can be measured in real time according to the current situation, and the jump data can be displayed in turn in the display module. The temperature and humidity sensor system can be used in conjunction with the temperature and humidity adjustment system, and the temperature and humidity can be adjusted by unmanned planning. And the instrument has high portability and low cost.
Keywords: MSP430 single chip microcomputer, DHT11 temperature and humidity sensor, LCD1602 liquid crystal display
目录
第一章 绪论
1.1 设计课题的背景及意义…………………………………………………………1
1.2 设计课题的研究现状……………………………………………………………1
1.2.1 温湿度传感器国内研究现状…………………………………………………1
1.2.2 温湿度传感器国外研究现状…………………………………………………2
1.3 应用前景…………………………………………………………………………2
1.4 课题的研究思路及论文章节安排………………………………………………3
第二章 基于MSP430单片机的温湿度测量器的总体设计
2.1 主要设计系统概述…………………………………………………………………5
2.2 方案设计……………………………………………………………………………5
2.3 需求分析……………………………………………………………………………6
2.4 系统组成……………………………………………………………………………6
第三章 重要模块电路设计
3.1 单片机电路模块设计………………………………………………………………8
3.2 温湿度测量电路模块设计…………………………………………………………9
3.3 显示电路模块设计………………………………………………………………10
3.4 模块连接电路设计………………………………………………………………11
第四章 系统软件设计
4.1 系统软件设计流程………………………………………………………………12
4.2 数据获取及存储程序设计………………………………………………………12
4.3 显示模块程序设计………………………………………………………………16
第五章 系统的调试
5.1 硬件选型…………………………………………………………………………23
5.2 系统操作环境……………………………………………………………………23
5.3 程序调试及软件仿真……………………………………………………………24
第六章 总结与展望
6.1 小结………………………………………………………………………………25
6.2 展望………………………………………………………………………………25
致谢…………………………………………………………………………………………26
参考文献……………………………………………………………………………………27
附录…………………………………………………………………………………………28
第一章绪论
1.1 设计课题的背景及意义
随着当今社会日新月异的发展，温湿度传感器的使用充斥在生活的方方面面。个人的日常生活中，我们必不可少的要了解家庭空气温湿度的变化。小到家电，例如空调，冰箱，加湿器都缺少不了对温湿度这一条件的了解。当然，就大体而言，温湿度测量还在医疗，工厂冶金，蔬菜大棚，粮仓等方面充当起必不可少的角色。简单的温湿度测量设备已满足不了人们对于环境测量仪器的实时性及便携性要求，而近年来，以单片机为核心的温湿度测量系统慢慢走入大众视野，由于它测量的准确性，快捷性颇受大家欢迎。温湿度测量仪器的大规模需求性使得对于这一方面的研究变得尤其重要，基于单片机的温湿度传感器系统的基础内容及设计制作更成为当今电子工程人员必须掌握的热点内容。
美国德州仪器公司的MSP单片机产品线，作为最早一部分面向混合信号处理的超低功耗单片机，由于其优越的处理能力，飞快的运行速度，丰富的资源及开发的便捷性，自从20世纪90年代初问世以来，面向社会取得了巨大的成功。近年来，MSP系列单片机的需求量稳定持续生长，用户群不断扩大，产品不断推陈出新，MSP系列单片机已逐渐成长为单片机技术中的主流系列。MSP系列单片机围绕着低功率，模拟和数字外设的高度集成，平台可拓展性等核心价值，打造出一个特别适合传感和测量应用的单片机平台，形成一个独具特色的单片机家族。在实际的工程实践中，充分利用MSP系列单片机的超低功耗的特点，以及丰富的极具特色的外设，可以设计出极具特色的传感系统。
由此可见，基于MSP430单片机系列的传感器技术在社会发展中起到十分重要的作用，可以推进物联网发展的核心。
1.2 设计课题的国内外研究现状
随着科学日新月异的发展，传感器技术已经成为了人们生活与工作中必不可少的工具，传感器技术已经成了一个国家生产力发展与现代化进程中的一个重要评判标准。而传感器技术的发展也不是一蹴而就的，它经历了三个阶段，即结构型传感器，物性型传感器和智能型传感器。智能型传感器已经成为传感器技术发展的主要方向之一。本课题研究状况分别介绍了近年来国内外基于单片机的温湿度传感器研究现状，展示了本设计系统表达的内容的重要性及实用性。
1.2.1 温湿度传感器国内研究现状
我国传感器技术行业起步较西方国家要晚，直到1986年的“七五”开始后，国家重点攻关的目光才落在传感器身上，展开了一系列关于温湿度传感器的研究，在此之前，我国从欧美，日本等国家惊进口了一系列昂贵的现代化温湿度设备进行试验研究，为我国温湿度传感器技术的发展提供了学习借鉴作用。经过几十年的发展，我国温湿度传感器技术形成了一定规模的产业格局，其中也存在着许许多多的不足之处：
（1）价格昂贵，难以适用于小规模农业化生产，居家生活等方方面面；
（2）生产传感器的厂商较多，但是达到精确度标准，规模整齐的企业较少；
（3）测量方式过于简单，不能与拓展系统配合使用，功能模式固定化。
我国自主研发的传感器系统较西方国家还有一定差距，但是传感器行业的扩大化，开发领域的拓展化，都使得我国温湿度传感器技术的前途一片光明。我国温湿度传感器技术应向高精度，高可靠性，微型化发展。
参考文献
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