毕业设计论文基于51单片机温湿度检测+电子万年历的设计[摘要]:温湿度检测是生活生产中的重要的参数。
本设计为基于51单片机的温湿度检测与控制系统,采用模块化、层次化设计。
用新型的智能温湿度传感器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STC89C52RC进行数据的分析和处理,为显示提供信号,显示部分采用LCD1602液晶显示所测温湿度值。
系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高,具有一定的实用价值。
[关键字]:STC89C52RC SHT10 LCD1602 按键指示灯蜂鸣器电子万年历Based on 51 single chip microcomputer temperature and humidity detection + electronic calendar designAbstract:Temperature and humidity detection is important parameters in the production of life. This design is based on 51 single chip microcomputer temperature and humidity detection and control system, adopting modular, hierarchical design. With new type of intelligent temperature and humidity sensor SHT10 main realization about the detection of temperature, humidity, temperature humidity signal acquisition is converted into digital signals through the sensor signal, using SCM STC89C52RC for data analysis and processing, provides the signal for display, display part adopts LCD1602 LCD display the measured temperature and humidity values. Simple circuit, high integration, work stability, convenient debugging, high detection precision, has certain practical value.Key words:STC89C52RC SHT10 LCD1602 key indicator light buzzer The electronic calendar目录第1章绪论错误!未定义书签。
第2章设计要求与方案论证 1 2.1 设计要求错误!未定义书签。
2.1.1基本要求错误!未定义书签。
2.1.2扩展功能错误!未定义书签。
2.2 系统基本方案选择和论证 22.2.1单片机芯片 22.2.2显示模块 32.2.3时钟芯片 32.2.4温湿度传感器 32.3 电路设计最终方案4第3章硬件设计与原理 (5)3.1 系统设计方框图 (5)3.2 硬件设计分析 (5)3.2.1 显示系统 (5)3.2.2 LCD1602的指令说明及时序 (7)3.2.3 LCD1602的RAM地址映射及标准字库表 (8)3.2.4 时钟电路模块 (10)3.2.5 温湿度采集模块 (13)3.2.6 按键调整电路 (13)3.2.7 按键提示音电路 (14)3.2.8 报警指示灯电路.................... 错误!未定义书签。
第4章程序设计 (15)4.1 程序设计的组成 (15)4.2 部分程序分析 (15)4.2.1 检查LCD1602液晶忙位子函数 (15)4.2.2 LCD1602液晶写指令子函数 (15)4.2.3 LCD1602液晶写数据子函数 (16)4.2.4 LCD1602液晶初始化子函数 (16)4.2.5 SHT10写字节子函数 (16)4.2.6 SHT10读字节子函数 174.2.7 SHT10温湿度检测子函数 18 第5章 Keil C51编译器 195.1 C51概述 19 5.2 Keil C51编译器的使用 19 5.2.1 创建项目 195.2.2 新建一个源文件 215.2.3 增加和配置启动代码、设置工具选项 215.2.4 Build项目并生成HEX文件 24 第6章电路仿真 256.1 PROTEUS简介 256.2 使用PROTEUS进行电路仿真设计 25 6.2.1 PROTEUS功能特点 266.2.2 PROTEUS快捷键大全 266.2.3 仿真图 27第7章 PCB制图 287.1 PROTEL99SE简介 287.2 PCB设计的一般原则 287.3 PCB设计 307.3.1 创建PCB文件 307.3.2 元器件布局 327.3.3 自动布局 327.3.4 输出光绘文件 32总结 35致谢 36参考文献 37附图 38附表 39 附程序 40第1章绪论随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快,对时间的要求越来越高,精准数字计时的消费需求也是越来越多。
二十一世纪的今天,最具代表性的计时产品就是电子万年历,它是近代世界钟表业界的第三次革命。
第一次是摆和摆轮游丝的发明,相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级,代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。
第二次革命是石英晶体振荡器的应用,发明了走时精度更高的石英电子钟表,使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。
第三次革命就是单片机数码计时技术的应用(电子万年历),使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒,从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式,直观明了,并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能,它更符合消费者的生活需求!因此,电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步……我国生产的电子万年历有很多种,总体上来说以研究多功能电子万年历为主,使万年历除了原有的显示时间,日期等基本功能外,还具有闹铃,报警等功能。
商家生产的电子万年历更从质量,价格,实用上考虑,不断的改进电子万年历的设计,使其更加的具有市场。
本设计为软件,硬件相结合的一组设计。
在软件设计过程中,应对硬件部分有相关了解,这样有助于对设计题目的更深了解,有助于软件设计。
基本的要了解一些主要器件的基本功能和作用。
除了采用集成化的时钟芯片外,还有采用MCU的方案,利用STC89C52RC 单片微机制成万年历电路,采用软件和硬件结合的方法,控制LCD1602输出,分别用来显示年、月、日、时、分、秒,还有温度和湿度,其最大特点是:硬件电路简单,安装方便易于实现,软件设计独特,可靠。
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52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。
本文介绍了基于STC89C52RC单片机设计的电子万年历。
第2章设计要求与方案论证2.1设计要求2.1.1 基本要求具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能;2.1.2 扩展功能具有温湿度检测功能;2.2 系统基本方案选择和论证2.2.1单片机芯片PIC单片机是MICROCHIP公司的产品,其突出的特点是体积小,功耗低,精简指令集,抗干扰性好,可靠性高,有较强的模拟接口,代码保密性好,大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片。
EMC单片机是台湾义隆公司的产品,有很大一部分与PIC 8位单片机兼容,且相兼容产品的资源相对比PIC的多,价格便宜,有很多系列可选,但抗干扰较差。
ATMEL单片机ATMEl公司的8位单片机有AT89、AT90两个系列,AT89系列是8位Flash单片机,与8051系列单片机相兼容,静态时钟模式;AT90系列单片机是增强RISC结构、全静态工作方式、内载在线可编程Flash的单片机,也叫AVR单片机。
PHLIPIS 51PLC系列单片机PHILIPS公司的单片机是基于80C51内核的单片机,嵌入了掉电检测、模拟以及片内RC振荡器等功能,这使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求。
HOLTEK单片机台湾盛扬半导体的单片机,价格便宜,种类较多,但抗干扰较差,适用于消费类产品。
TI公司单片机德州仪器提供了TMS370和MSP430两大系列通用单片机.TMS370系列单片机是8位CMOS单片机,具有多种存储模式、多种外围接口模式,适用于复杂的实时控制场合;MSP430系列单片机是一种超低功耗、功能集成度较高的16位低功耗单片机,特别适用于要求功耗低的场合。
方案一采用89C51芯片作为硬件核心,采用Flash ROM,内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
方案二采用STC89C52RC,片内ROM全都采用Flash ROM;能以3V的超低压工作;同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间,同样具有89C51的功能,且具有在线编程可擦除技术。
所以选择采用STC89C52RC作为主控制系统。
2.2.2 显示模块方案一采用液晶显示屏(LCD),液晶显示屏具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险,平面直角显示以及影象稳定不闪烁等优势,可视面积大,画面效果好,分辨率高,抗干扰能力强等特点。
方案二采用点阵式数码管显示,点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成,对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以不用此种作为显示。
所以采用了液晶显示屏作为显示。
2.2.3时钟芯片方案一直接采用单片机定时计数器提供秒信号,使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。
采用此种方案虽然减少芯片的使用,节约成本,但是,实现的时间误差较大。