温湿度检测与报警传感器SHT10代做实物.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流温湿度检测与报警传感器SHT10代做实物.精品文档.1 温湿度监测系统设计原理1.1 温湿度监测系统总体框图室内温湿度Sht10温湿度传感器1602液晶显示单片机图1总体框图 该系统主要由AT89S52单片机系统，温湿度采样电路，显示电路等三部分组成。1.2 设计要求本题目是设计制作一个温湿度监测系统，基本功能是能够检测出室内温度和湿度；并且能够显示温度、湿度。1.3 总体方案论证本题目需要重点研究的问题1）温度及适度的数据采集2）程序的时序分析解决问题的思路：方案一：采用传统的传感器将温度和湿度转换成模拟的电信号，然后进行线性补偿。方案二：

2、采用现成的带有A/D转换功能的SHT10温湿度传感器直接输出的数字信号，与单片机通信。SHT10传感器默认的测量温度和相对湿度的分辨率分别为14位、12位,通过状态寄存器可以降至12位、8位。湿度测量范围是0100%RH,对于12位的分辨率为0.03%RH,测温范围为- 40 + 123.18,对于14位的分辨率为0.01。其测量原理是首先利用两只传感器分别产生相对湿度、温度的信号,然后经过大,分别送至A /D转换器进行模数转换、校准和纠错,最后通过二线串行接口将相对湿度及温度的数据送至微控器,再利用微控器完成非线性补偿和温度补偿。相比方案一和二，方案二的电路简单易于操作。2系统硬件结构本设计

3、的原理是一个基于单片机AT89S52与温湿度传感器等技术相结合主体，利用数字温湿度传感器SHT10 对环境温湿度进行检测，实现对环境温湿度的测控。将它的输出由单片机的软件对其进行校正处理，所得到的结果最终送给液晶显示模块1602进行显示。设计原理图如下：2.1温湿度传感器 SHT10 产品概述SHT1x(包括SHT10,SHT11和SHT15)属于Sensirion温湿度传感器家族中的贴片封装系列。传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号。传感器采用专利的CMOSens 技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件

4、、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点。每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标定，校准系数以程序形式储存在OTP内存中，用于内部的信号校准。两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集成变得快速而简单。微小的体积、极低的功耗，使SHT1x成为各类应用的首选。SHT1X提供表贴LCC封装，可以使用标准回流焊接。同样性能的传感器还有插针型封装（SHT7X）和柔性PCB封装（SHTA1）接口定义引脚名称描述：1 GND地2 DATA串行数据,双向3 SCK串行时钟,输

5、入口4 VDD电源NC必须为空电源引脚(VDD,GND)SHT1x的供电电压范围为2.4-5.5V,建议供电电压为3.3V。在电源引脚（VDD，GND）之间须加一个100nF的电容，用以去耦滤波。SHT1x的串行接口，在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理；传感器不能按照I2C协议编址，但是，如果I2C总线上没有挂接别的元件，传感器可以连接到I2C总线上，但单片机必须按照传感器的协议工作。图10:典型应用电路,包括上拉电阻RP和VDD与GND之间的去藕电容。.串行时钟输入(SCK)用于微处理器与SHT1x之间的通讯同步。由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK频率。串行数据(

6、DATA)DATA引脚为三态结构，用于读取传感器数据.当向传感器发送命令时,DATA在SCK上升沿有效且在SCK高电平时必须保持稳定。DATA在SCK下降沿之后改变。为确保通讯安全，DATA的有效时间在SCK上升沿之前和下降沿之后应该分别延长至TSU and THO参见图11。当从传感器读取数据时,DATA TV在SCK变低以后有效，且维持到下一个SCK的下降沿。为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA在低电平。需要一个外部的上拉电阻（例如：10k）将信号提拉至高电平。上拉电阻通常已包含在微处理器的I/O电路中。详细的I/O特性，参见表2。电气特性电气特性，如能耗，高、低电平，输入、输出电压等，

7、都取决于电源。表2详细解释了SHT1x的电气特性，若没有标明，则表示供电电压为5V。2.2 单片机振荡电路设计单片机的振荡电路图如图4-5所示。电容C1、C2和晶振（12MHz）组成AT89S52的外部时钟源电路，将C1、C2和晶振组成的回路称为LC并联谐振回路，晶振起电感作用，谐振频率由晶振的频率所决定，AT89S52单片机的晶振可以选1.2MHZ12MHz。电容C1、C2的取值一般在20pF100pF之间。为能得到稳定的频率，依据典型电路故设C1、C2各为30pF。2.3 单片机复位电路设计复位是单片机的一个重要的工作方式。在单片机应用系统工作时，除了进入系统正常的初始化之外，当由于程序运

8、行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也通过某一操作来重新启动。复位电路通常用以下几种方式，即上电自动复位、按键电平复位与系统复位三种方式。图4-6为按键电平复位。R1，C1构成的微分电路，在接电瞬间，产生一个微分脉冲，其宽度大于两个机器周期，单片机复位。当按RESET键时，单片机的复位端将出现一个由10K电阻分压的电平，使单片机复位。为保证微分脉冲宽度足够大，R1、C1的时间常数应大于两个机器周期，一般电容取22F，电阻取10K。2.4数字显示部分 设计中采用1602液晶显示器，液晶显示器程序编写容易，下图是液晶显示器与单片机接口的原理图。在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。

9、液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。 在单片机系统中应用液晶显示器作为输出器件有以下几个优点：显示质量高、数字式接口 、体积小、重量轻 、功耗低 、1602LCD 主要技术参数： 显示容量:162 个字符 芯片工作电压:4.55.5V 工作电流:2.0mA 模块最佳工作电压:5.0V 字符尺寸:2.954.35(WH)mm 引脚功能说明 1602LCD 采用标准的 14脚（无背光）或 16脚（带背光）接口，第 1

10、 脚：VSS 为地电源。 第 2 脚：VDD接 5V正电源。 第 3 脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。 第 4 脚：RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚：R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 RS和 R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 R/W 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 R/W为低电平时可以写入数据。 第 6 脚：E端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 714脚：D0D7为 8 位双向数据线。 第 15脚：背光源正极。 第 16脚：背光源负极。3 软件设计本次程序主要用C语言编程，较其他编程语言清楚，易懂。有主控程序和子程序组成。主要包括以下几个模块:(1) 主程序初始化:主要完成系统上电后进行定时器和LED液晶模块，通信电路的初始化。初始化完成后,系统将正常运行,并进行(2) 键盘扫描、显示子程序:提供人机信息交换接口，完成温湿度的上下限值的设定与显示功能。 硬件设计