基于单片机的温湿度监测系统及仿真设计
摘要：温湿度是生活生产中重要的参数。本设计用温湿度传感器实现对温湿度的监测，信号通过传感器进行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，为显示和报警电路提供信号，实现对温湿度的控制报警。
关键词：温湿度；单片机；监测；报警
1.引言
温度和湿度的监测是许多行业的重要工作之一，不论是货品仓库、生产车间，都需要有规定的温度和湿度，然而温度和湿度却是最不易保障的指标，针对这一情况，研制可靠且实用的温度和湿度检测与控制系统就显得非常重要。
温湿度的监测是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用。在生产中，温湿度的高低对产品的质量影响很大。由于温湿度的监测不当，可能使我们导致无法估计的经济损失。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强生产车间内温度与湿度的监测工作，但传统的方法过于粗糙，通过人工进行监测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。目前，在低温条件下(通常指100℃以下)，温湿度的测量已经相对成熟。利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、学习、生活提供更好的更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化，智能化控制方向发展。
对于国内外对温湿度监测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，随着科技的进步，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。
温湿度传感器除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件（利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。
2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT10型智能化温度/温度传感器，体积与火柴头相近。它们不仅能准确测量相对温度，还能测量温度和露点。测量相对温度的范围是0～100%，分辨力达0.03%RH，最高精度为±2%RH。测量温度的范围是-40℃～+123.8℃，分辨力为0.01℃。测量露点的精度<±1℃。在测量湿度、温度时A/D转换器的位数分别可达12位、14位。利用降低分辨力的方法可以提高测量速率，减小芯片的功耗。SHT11/15的产品互换性好，响应速度快，抗干扰能力强，不需要外部元件，适配各种单片机，可广泛用于医疗设备及温度、湿度调节系统中。
现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以MCS-51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的WinBond系列单片机。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
本设计以此为出发点，以温湿度控制为核心思想，根据自己所学的专业知识，用新型的智能集成温温度传感器SHT10主要实现对温度、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AT89S52进行数据的分析和处理，为显示和报警电路提供信号，实现对温湿度的控制报警。根据工作环境要求设定系统的温湿度值，利用LCD实时地测量显示环境的温湿度值，实现温湿度自动控制，使其在较宽的温度范围内具有较高的测试精度，同时还可以根据预设定报警值报警，一旦发现环境温湿度超限，立即报警。为此我设计了操作简单、测量精度高、工作稳定的基于单片机的温湿度监测系统。
2.总体方案设计
用新型的智能集成温温度传感器主要实现检测温度、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，为显示和报警电路提供信号。
目录
1.引言 3
2.总体方案设计 4
2.1方案一： 4
2.1.1框图 4
2.1.2工作原理 4
2.2方案二： 5
2.2.1框图 5
2.2.2工作原理 5
2.3方案的确定： 6
3.单元电路设计和论证 6
3.1 温湿度传感器SHT10的介绍 6
3.1.1 接口定义 6
3.1.2 电路特性 7
3.1.3 传感器特点 7
3.1.4 技术参数 8
3.2 单片机的介绍 8
3.2.1 主要性能 8
3.2.2 AT89S52介绍 8
3.2.3 脚口介绍 9
3.3 复位电路 11
3.4 晶振电路 11
3.5 显示电路 11
3.6 报警电路 12
3.7 键盘设定模块 13
3.8 稳压电路 13
4.软件设计 14
4.1程序流程 14
4.1.1系统主程序流程图 14
4.1.2各子程序流程图 15
4.2程序 16
4.2.1主程序 16
4.2.2各子程序 17
5.软硬件系统的调试 24
5.1 软件调试 24
5.1.1 Proteus软件 24
5.1.2 Keil C51软件 25
5.1.3 仿真 25
5.2硬件调试 25
5.2.1 程序下载 25
5.2.2硬件调试过程 26
6.参考文献 26
7.附录 26
7.1原理图 26
参考文献
[1]周坚，单片机轻松入门[M].北京：北京航空航天出版社，2002.
[2]孙育才．MCS－51系列单片微型计算机及其应用[M].南京：东南大学出版社，2004. P231
[3]公孙茂，马宝匍，孙晨．单片机入口接口实例集[M].北京：北京航空航天出版社，2002. P120
[4]求是科技.PIC单片机典型模块设计和实例导航[M].北京：人民邮电出版社,2005.
[5]龙泽明，王桂莲，陈光军.MCS－51单片机原理及工程应用[M].北京：国防工业出版社，2005.
[6]胡辉.王晓，戴永成.单片机原理及应用设计[M].北京：中国水利水电出版社,2005. P6 ，P181
[7]蔡菲娜. 单片微型计算机原理和应用[M]。杭州：浙江大学出版社，2003
www.bysj360.com www.bysj360.com/page.asp?id=37 www.bylw520.net www.bylw520.net/html/4927.html www.bylw520.net/html/4926.html www.caddown.com www.caddown.com/l/5.html
