西安科技大学
电子设计大赛(设计)
题 目 基于单片机的温湿度监测系统设计
指导教师 倪云峰 学生姓名 苏哲，骆红霞，孟超，严智勇
二O一四年五月二十日
开题报告书
2014年5月20日 院（系） 姓 名 论文（设计）题目 通信与信息工程学院 苏哲，骆红霞，孟超，严智勇 基于单片机的温湿度监测系统设计 学 一、选题目的和意义
环境的监测与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。由于应用的场合不同监测对象的不同，其系统设计也是千差万别。在实际生活中此类系统有着广泛的应用，室温环境检测系统中温度和湿度是两个重要的显示和分析指标，必须定期抽样检查室温环境温度和湿度，以便采取相应的措施。89C51单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度检测控制系统的实例也很多。使用89C51单片机能够实现温湿度全程的自动检测，而且89C51单片机易于学习、掌握，性价比高。使用89C51型单片机设计温湿度检测系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。当其超过设定范围时报警提醒人进行控制。将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境。 二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势 目前国内外的温湿度检测使用的温湿度检测元件种类繁多、应用范围也较广泛加之单片机和大规模集成电路技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。基于单机片的温湿度监测控制系统的设计研究较少。随着经济和社会的不断发展，人们对自己的生活环境越来越严格。特别在温室大棚中，对温湿度要求更为严格。基于单片机的温湿度监测控制统设计，将对环境的温湿度监测控制系统做详细的设计与实现。采用高性能的控制芯片89C51，高精度数字温湿度传感器AM2301。向模块化、高速化、智能化的单片机数据采集系统靠近。将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境,符合植物的生活环境要求，具有良好的发展前景。 三、课题设计方案 [主要说明：研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。]
研究设计的基本内容和观点 温度检测控制：对温室温度进行测量，便于方便及时的知道室内温度 湿度检测控制：对温室湿度进行测量，便于方便及时的知道室内湿度 控制处理：当温度、湿度越限时声光报警，根据报警信号提示人采取一定手段进行控制。 显示：1602 LCD显示相应的温湿度。 人性化的设计：根据植物的生活需求，把温湿度值控制在一定的范围内。 能够实时、准确的显示采样温度值与湿度值。 通过采集温度及湿度值，准确的判断标准值与当前值之间的差异，及时的启动报警装置（包括警报灯的提示功能以及提示音等）进行报警。 研究途径和方法： 通过查阅图书管和网络搜集相关资料，并根据专业课中学习到的相关知识，系统的、全面的组织材料，确定设计思路。一方面通过系统的学习51单片机以及Keil软件的使用和AM2301数字温湿度传感器的资料分析与研究确定编程思路，另一方面通过实物模拟，查看应用效果，最终达到设计的总体要求。 四、主要参考文献 [1]林国汉.基于单片机的温度控制系统设计[J].微计算机信息，2009（25） [2]易顺明.基于单片机的大棚温湿度控制系统设计[J].现代电子技术,2011 (7) [3]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社2008. [4]Atmel. Atmel 89C51 Microcontrollers Hardware Manual,2010. [5]陈桂友,柴远斌.单片机应用技术[M].北京：机械工业出版社,2008.
目 录
摘 要 ........................................................................ 1 1 引言 ........................................................................ 1 1.1 课题背景 ................................................................... 1 1.2立题的目的和意义 ........................................................... 1 1.3国内外的研究现状和发展趋势 ................................................. 1 1.4本系统主要研究内容 ......................................................... 2 2 系统总体设计 ................................................................ 2 2.1系统功能设计 ............................................................... 2 2.2系统设计原则 ............................................................... 2 2.3系统的组成和工作原理 ....................................................... 3 3 系统硬件设计 ................................................................ 5 3.1单片机系统设计 ............................................................. 5 3.2传感器的设计 ............................................................... 8 3.3 液晶显示装置设计 ........................................................... 9 3.4 光声报警系统与温湿度控制系统设计 .......................................... 12 4 软件系统设计 ............................................................... 14 4.1初始化模块 ................................................................ 15 4.2温湿度检测模块 ............................................................ 15 4.3 温湿度判断控制模块 ........................................................ 15 4.4 1602液晶显示模块 ......................................................... 16 4.5报警模块 .................................................................. 14 4.6 系统整体软件程序 .......................................................... 16 总 结 ........................................................................ 15 参考文献: ..................................................................... 15 谢 辞 ........................................................................ 15
基于单片机的温湿度检测系统设计
苏哲，骆红霞，孟超，严智勇
摘要:本文利用89C51单片机设计一个温室大棚的温湿度检测系统，对室内的温湿度进行检测控制并实时显示。其中温湿度传感器采用AM2301数字温湿度传感器，通过89C51单片机的处理把温湿度值显示在1602液晶上。并实时判断温湿度值是否满足设定的温湿度范围，若超出设定范围，通过89C51启动报警系统，达到检测室内温湿度的目的。
关键字：89C51；AM2301；1602液晶显示；温湿度控制系统
1 引言
1.1 课题背景
随着经济和社会的不断发展，人们对生活质量要求显著提高。对植被也要求越来越严格，如何种植出品种优良的植物，一直是人们研究的话题。而基于单片机的温湿度检测系统对解决这些问题有着非常重大的意义。
以前种植植被一般都用温室栽培，为了充分的利用好温室栽培这一高效技术，就必需有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。温湿度检测对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。而且其应用十分广泛。
1.2立题的目的和意义
环境的监测与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。由于应用的场合不同监测对象的不同，其系统设计也是千差万别。在实际生活中此类系统有着广泛的应用，室温环境检测系统中温度和湿度是两个重要的显示和分析指标，必须定期抽样检查室温环境温度和湿度，以便采取相应的措施。89C51单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度检测系统的实例也很多。使用89C51单片机能够实现温湿度全程的自动检测与控制，而且89C51单片机易于学习、掌握，性价比高。使用89C51型单片机设计温湿度检测控制系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。当其超过设定范围时报警提醒人进行控制。将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境。
1.3国内外的研究现状和发展趋势
目前国内外的温湿度检测使用的温湿度检测元件种类繁多、应用范围也较广泛加之单片机和大规模集成电路技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。基于单机片的温湿度监测控制系统的设计研究较少。随着经济和社会的不断发展，人们对自己的