基于PROTUES的温湿度测量系统设计毕业设计

毕业论文

学

院

物理与电子电气工程学院

电子信息工程

专 业

题 目 基于PROTUES的温湿度测量系统设计

淮阴师范学院毕业论文

摘 要：本文采用Protues7.5仿真软件设计以低功耗STC89C51单片机为核心，配置新式的微型低功耗传感器DHT11,使用液晶显示LED1602采集到的数据，实现了温度、湿度两个参数的采集、处理和显示等功能。文章以温室环境作为研究对象，介绍了温湿度温湿度测量电路、单片机外围电路、软件流程、汇编语言源程序的设计、数据采集系统的设计过程及仿真的实现方法。该方法可以提高系统的开发效率、缩短周期和降低成本，为单片机系统的开发提供了手段。结果表明，所设计环境参数温度控制精度稳定在O.1℃范围之内，湿度的误差可控制在±2.0％RH以内。

关键词：Protues，STC89C51，DHT11，LED1602，温度，湿度

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Abstract: By Protues7.5 simulation software design for low power STC89C51 microcontroller as the core, the allocation of new low-power micro-sensors DHT11, using liquid crystal display LED1602 data collected, realizing the collection of temperature, humidity, two parameters, processing and display functions. Based on greenhouse environment as the research object, this paper introduces the temperature and humidity temperature and humidity measuring circuit, microcontroller peripheral circuit, software flow, assembly language source program design, the design process of the data acquisition system and the realization of the simulation method. The method can improve system development efficiency, shorten the cycle and reduce costs, provides a means for the development of single-chip microcomputer system. Results show that the design of environmental parameters, temperature control precision is stable in o. 1 ℃, humidity of the error can be controlled within + / - 2.0% RH.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

Key words: Protues, STC89C51, DHT11, LED1602, temperature and humidity聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

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目 录

1 前言 ............................................. 4残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 2 整体方案设计 .................................................. 4 2.1 温湿度测量测量系统的基本构成 ................... 4酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 2.2 温湿度测量系统原理 .......................................... 5 2.3 系统框图 .................................................... 5 3 硬件电路设计 .................................................. 5 3.1 温湿度传感器模块 ............................................ 5 3.1.1 DHT11简介 ................................................ 6 3.1.2 传感器性能说明 ............................................ 6 3.1.3 接口说明 .................................................. 7 3.1.4 电源引脚 .................................................. 7 3.1.5 串行接口 .................................................. 7 3.1.6 测量分辨率 ................................................ 9 3.2 LCD显示模块 ................................... 9彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 3.2.1 LCD1602简介 ................................. 9謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 3.2.2 LCD1602接口电路 ............................ 11厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 3.3 电源模块 ...................................... 11茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 3.4 单片机STC89C51模块 ........................... 12鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 4 系统软件设计 .................................... 15籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 4.1 系统程序设计方案 .............................. 15預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 4.2 系统流程图 .................................... 15渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 4.2 系统主要程序 .................................. 15铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 5 系统仿真与调试 .................................. 19擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 5.1 仿真结果 ...................................... 19贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 5.2 实验数据记录 ............................................... 20 结论 ............................................... 22坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 参考文献 ........................................... 23蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 致谢 ............................................... 24買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。

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1 前言

在单片机应用系统的传统开发方式中，对系统的硬件电路进行设计完成后，需要制作成实物的电路板，并结合单片机仿真器进行软硬件的联合调试。如果遇到设计中需要修改，则往往需要对电路板重复制板，系统功能的验证不能够及时得到反映[1]。Proteus7.5仿真软件是一款可以在单片机应用系统仿真研发上应用的EDA软件，是由英国的Labccnter Electronics公司推出的单片机集成开发软件，可通过此软件搭建各种复杂的电路，并通过加载软件程序实现硬件仿纠乱本软件能够仿真51系列、AVR、PIC、ARM等主流单片机，软件集成了虚拟示波器、逻辑分析仪等从而建立起了完备的电子设计开发环境，能够为产品开发节约大量的硬件成本和调试周期[2]。结合Keil C51，对数字温湿度测量演示系统进行了设计和仿真。本系统设计采用的Keil5l高级语言集成开发环境一Keil uVision 3 IDE，是由美国Keil Software公司推出的一款主流单片机程序开发软件，它提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起。Proteus与Keil软件能够实现良好的联合调试功能，即：通过Proteus绘制硬件原理图，Keil软件编写软件代码，在良好配置的前提下通过Keil软件调用Proteus软件进行仿真及预调试。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 在工业生产中，需要对多种环境指标进行监控以确保工业生产安全、经济、有效的进行。在检测这些环境参数时往往需要很多设备独立使用, 造成资源的浪费。温湿度测量系统就是针对这一现象而设计的、以单片机为核心的、对温度、湿度同时进行检测的装置[6]。该装置可以通过传感器采集温度、湿度等环境参数，并进行检测和显示，能够实现对空气中温度以及湿度进行实时测量，所设计环境参数温度控制精度稳定在O.1℃范围之内，湿度的误差可控制在±2.0％RH以内[7]。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 2 整体方案设计

2.1 湿温度测量系统的基本构成

本系统主要由STC89C51单片机、DHT11温湿度传感器、晶振电路和1602液晶等部分构成。首先，以STC89C51单片机系统位核心，温湿度传感器为温度、湿度数据采集端，通过LCD数码管显示，并进行实时记录，最后通过Protues与Keil连调的方式进行仿真运行。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 2.2 温湿度测量系统原理

温湿度测量系统的设计包括以下几个主要功能模块

(1)温湿度检测模块: 系统温湿度的采集用DHT11数字温湿度传感器，它是一款含有

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