应用物理毕业论文：电子室温计设计与制作.doc

1、本科毕业论文（20 届）电子室温计设计与制作所在学院 专业班级 应用物理 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 电子室温计设计与制作摘要论文讨论了温度和湿度测量设计是由 AT89C51 和数字温湿度传感器 SHT71 芯片制成的，本文介绍了 SHT71 的结构其原理以及其应用，该基本模式的测量组成和工作的流程模块。表明该设计能够实现温湿度测量，并且实完成电子室温计的设计制作。对于温度和湿度采集提出了设计方法，介绍了该设计的结构以及硬件和软件设计。设计以 AT89C51 型号单片机为核心，利用数字化微智能化传感器 SHT71，用 C 语言实现 PC 软件与温度和湿度的通信以及对采

2、集数据采集节点数据处理，存储，分析等操作。现实经验表明，该设计平稳，具有极良好的环境适应能力。关键词：AT89C51、SHT71、传感器- Design and production of electronic temperature meterABSTRACTDiscussed the temperature and humidity measurement designed by AT89C52 and digital temperature and humidity sensor SHT71 chip made of, this article describes the structu

3、re of the SHT71 its principle and its application, the basic mode of measuring the composition and process modules. It shows that the design can achieve temperature and humidity measurements, and complete the electronic temperature gauge solid design.For the temperature and humidity acquisition prop

4、osed design method introduces the structure and design of the hardware and software design. Model designed to AT89C51 microcontroller as the core, the use of digital micro-intelligent sensors SHT71, to achieve PC software communicates with the temperature and humidity as well as to collect data acqu

5、isition node data processing, storage, analysis and other operations using C language. Reality Experience has shown that the smooth design, with a very good environmental adaptability.Keywords: AT89C51, SHT71, Sensors目 录- 第一章 绪论11.1单片机概况11.2电子室温计概况11.3设计要求1第二章设计方案论证22.1单片机芯片的选择22.2传感器的选择2第三章元器件特性33.

6、1AT89C5233.2SHT7143.3 7seg-led5第四章硬件设计74.1电路设计框架图74.2时钟电路 74.3复位电路84.4控制模块电路94.5显示模块电路94.6主模块电路设计10第五章软件设计5.1主模块125.2显示模块135.3传感器模块15第六章仿真与调试156.1KEIL C156.2proteus156.3仿真结果15第七章总结16参考文献17附录致谢17-1第一章绪论1.1 单片机概况单片机，是一个典型的嵌入式微控制器（微控制器单元） ，常见的英文字母缩写 MCU单片机代表，SCM 又称单片微控制器，它不是完成了芯片的逻辑功能，而计算机系统到单个芯片中。单片机由

7、运算器，控制器，存储器，输入和输出设备，一个微型计算机（最小系统） ，和计算机的等效相比缺少一个单芯片的外围设备。广义的讲：一个芯片到计算机。它的体积小，重量轻，价格低，学习，应用和提供设施的发展。同时，学会使用单片机是了解各项原则和结构的最佳选择。它最先在工控中使用。1.2 电子室温计概况温度计（湿度计）用于确定环境温度和湿度，以决定它们的生产或环境条件入仓。湿度计在工业，农业，气象学医疗，生活的其他方面都是常见的应用。从劳动力，温湿度计湿度测量的分工原则有二三十不同;但湿度测量一直是全世界知名一个问题在计量领域中温度计（温湿度计）用于确定环境温度和湿度，以判定其生产或入仓的环境条件。湿度计

8、在工业，农业，气象，卫生，日常生活中其它方面都被普遍的应用。从分工的原则，湿度计湿度测量有二，三十种不同;但湿度测量始终是世界计量领域的著名的问题之一。1.3 设计要求1用数字温度传感器 SHT71实现温、湿度测量，并采用 2四位 7段 LED数码管做为显示界面，可以实时显示当前温、湿度。2显示器件清楚明晰。3简单，且方便使用。2第二章设计方案论证2.1 单片机芯片的选择AT89C51是一个 4K字节的快闪存储器（FPEROM 闪存程控和可擦只读存储器），低压，高性能的 CMOS8位的微处理器，通常称为单片机。 AT89C2051是一种2K的字节微控制器的闪存可擦除可编程只读存储器。 MCU的

9、 EEPROM可擦除重复 1000次。该器件采用 ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS51指令集和输出管脚兼容。由于多功能的 8位 CPU和闪存结合在一个单一的芯片，ATMEL 公司的 AT89C51单片机是一种高效，AT89C2051 是它的一个浓缩版。 AT89C51单片机许多小型系统提供了一种高的灵活性和低成本的解决方案。2.2 传感器的选择温室控制中的关键在于准确的运转，故一个有效的设计，准确的温度和湿度调节装置，以提高温室的绩效先决条件。在以往的测定，耐热性和湿度传感器和其他测试的温度和湿度，输出为模拟信号，你需要的 A / D变换，使得测量线路的复杂性，它

10、带来了很大的干扰，以及数据的处理麻烦恼。为了提高测定精度，降低外部干预，智能选择 SHT71数显温湿度感应芯片作为温湿度的测量。3第三章元器件特性3.1AT89C51VCC：电源电压。AT89C51 GND：接地。P0口：P0 口是 8比特开漏输出双向输入/输出端口，每个引脚能吸附 8TTL栅极电流。当 P0口引脚第一次写 1，它被限定为高阻抗输入。 P0可作外部的程序内容的内存，它可以定义低 8位内容/地址的。当 FIASH编程，P0 口作为原代码输入，当 FIASH检验，原代码 P0输出，则 P0必须连接到外部上拉电阻。P1端口：P1 口为内部拉电阻器提供 8位双向 I/ O口，P1 口接

11、收缓冲区产出4TTL栅极电流。P1 端口引脚写操作之后，被拉到里面的高，可作为输入端，P1口被外部拉低，输出电流，这是因为内部上拉电阻起见。当 Flash编程和验证，P1端口地址来接收作为低八位P2端口：P2 口是 8位双向 I/ 输出端口上的内部上拉的电阻，P2 口能够接收缓冲区，产出 4个 TTL栅极电流，当 P2口被写“1” ，这是内部销上拉电阻，和作为输入。因此作为输入，P2 端口引脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。外部程序存储器或 16位外部数据存储器地址的访问高八位 P2口输出地址使用时 P2口。当给定的地址“1” ，它使用内部上拉优势，当外部地址的数据存储器的 8

12、个读，写，P2，其特殊功能寄存器的输出。 P2 端口在 FLASH编程和校验高八位地址接收信号和控制信号。P3端口：P3 端口引脚上拉 8带内部双向 I / O端口，能够接收输出 4路 TTL门极电流。如果端口 P3写入“1”之后他们是拉高内部电平，及作为输入使用。而输入，将外接下拉的低电平，P3 端口会输出电流（ILL） ，这是由于该原因的拉力。P3.0 RXD P3.1 TXD P3.2 /INT0 P3.3 /INT1 P3.4 T0串行输入口 串行输出口 外部中断 0 外部中断 1 计时器 0外部输入P3.5 T1 P3.6 /WR P3.7 /RD计时器 1外部输入 外部数据 存储器

13、写选通 外部数据 存储器读选通RST：复位输入AT89C51引脚图如图 3.14图 3.1 管脚图Fig 3.1 pinout3.2SHT71温室控制中的关键在于准确的运转，故一个有效的设计，准确的温度和湿度调节装置，以提高温室的绩效先决条件。在以往的测定，耐热性和湿度传感器和其他测试的温度和湿度，输出为模拟信号，你需要的 A / D变换，使得测量线路的复杂性，它带来了很大的干扰，以及数据的处理麻烦恼。为了提高测定精度，降低外部干预，智能选择 SHT71数显温湿度感应芯片作为温湿度的测量。Sht71如图 3.25图 3.2 sht71Fig 3.2 sht713.37seg-led数码管段有两

14、种，分别为七段 LED和八段 LED，八段 LED比七段 LED多一个以上的发光二极管单元。LED 单元分成共阳极和共阴极 LED数码管。共阳性数字控制指的是所有的发光二极管的阳极连接在一起，形成一个共同的阳极，同理，共阴极也是如此。其原理如下图所示：图 3.3.1 数码管Fig3.3.1LED总阳性数码管应该控制公共端 COM施加+5V，当一个领域的发光二极管负极低电平，在光的相应字段会被点亮。当字段负极高，对应的字段不亮。共用阴极的 LED是指发光二极管负极所有捆绑在一起，以形成一个公共阴6极。共阴极 LED应该连接到地面 COM公开极施加 GND上，当一个领域的发光二极管正极是高电平，在光的相应字段点亮。反之，则不亮。图 3.3.27seg-ledFig3.32 seg-led