多功能环境参数测试仪的设计与制作

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1、浙江工贸职业技术学院毕业设计(论文)多功能环境参数测试仪的设计与制作浙江工贸职业技术学院电子工程系摘要：多功能环境参数测试仪的设计采用智能化的测量方法实现对环境参数的检测，包括温度、湿度、露点和噪音等四个参数。论文论述了系统的硬件、软件设计过程及系统的主要功能。该系统以AT89S52单片机作为主控芯片，采用了具有精度高、成本低、体积小、接口简单等优点的SHT11-P温湿度传感器实现温度与湿度的检测，测量精度可以达到±0.4℃，±3.0%RH；结合温度、湿度，通过数学运算计算出露点；采用电容话筒检测音量，通过信号放大、滤波、检波、A/D转换、信号比较等过程实现对噪音的

2、检测；采用了内置128×64汉字图形点阵模块显示字母、数字、中文字型及自定义图形，实现四种环境参数值的直观显示。该系统具有体积小、响应迅速、低能耗等优点，可以适应多种场合的应用。关键词：AT89S52单片机；温湿度检测；噪音检测；液晶显示二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械装置，这种计算机成为单片微型计算机亦称为微型控制器。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控

3、制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。多功能环境参数测试仪（以下简称系统）就是基于AT89S52单片机而开发出来的。一、系统的主要功能和特点单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化

4、、微型化，且功能比采用电子或数字电路更加强大。基于以上因素，我们选用ATMEL的AT89S52单片机，系统的硬件部分包含传感器元件、测量电路、A/D转换器、液晶显示器、键盘等。113浙江工贸职业技术学院毕业设计(论文)系统采用SHT11作为温湿度传感器，话筒作为噪音传感器，经测量电路后送入单片机处理。系统外接128×64液晶显示器，用来显示处理后得到的各种环境参数。5V电源AT89S52单片机温湿度传感器SHT11-P液晶显示ST792012V电源电容话筒噪音指示电路运放电路检波电路A/D转换电路图1系统的硬件组成框图二、系统的硬件设计系统采用SHT11温湿度传感器

5、采集温湿度数据，由电容话筒、运放、电压比较、A/D转换等组成的噪音检测电路，经单片机处理后，最终在ST7920液晶屏上显示温度、湿度、露点及噪音。系统的硬件组成框图如图1所示。（一）AT89S52单片机单片机是指在一块芯片上集成了CPU，RAM，ROM，定时器/计数器，中断控制器，串行口等部件的单片微型计算机，字母简写为MCU。由于单片机具备体积小，重量轻，性价比高，功能齐全及运算速度较快等优点，使得单片机在测控系统，智能仪表，机电一体化产品，智能接口的各方面具有广泛的应用。2．AT89S52单片机资源特征8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门

6、狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。（二）SHT11-P温湿度传感器系统采用的温湿度传感器是SHT11-P，它具有体积小、113浙江工贸职业技术学院毕业设计(论文)免校正等特点。可应用于各种恶劣环境的温湿度测量。1．技术参数及特点湿度：0～100%RH

7、；温度:-40～+123.8℃；精度：±3.0%RH；±0.4℃；响应时间：<4s；低功耗；可完全浸没。SHT11温湿度传感器实物图如图2所示。图2温湿度传感器实物图图3单片机与SHT11的接口电路图2单片机引脚图2．电源引脚SHT11的供电电压为2.4～5.5V。传感器上电后，要等待11ms以越过“休眠”状态。在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF的电容，以去藕滤波。单片机与SHT11的接口电路如图3所示。3．串行接口串行时钟（SCK）：SCK用于微处理器与SHT11的通讯同步。由于接口包含了安全静态逻辑，因此不存在最小S