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基于单片机温湿度监控系统的设计

文档名称:基于单片机温湿度监控系统的设计
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上传者:kunho5474
添加时间:2017/11/29
内容摘要:
wW
第4期(总第179期)
机械工程与自动化
2013年8月
MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION
文章编号:1672-6413(2013)04-0146-02
基于单片机温湿度监控系统的设计
彭建英
(湖南文理学院,湖南常德415000)
摘要:设计了一个实时温湿度监控系统,通过USB转串口连接上位机与下位机,利用HS1100/HS1101湿度
传感器采集环境湿度,利用数字温度传感器DS18B20采集环境温度,由单片机8051处理采集到钓数据,控
制1602LCD显示出实时温湿度。当温度超到系统设置的报警值时蜂鸣器报警,单片机同时能将采集的温湿
度通过USB串口实时传给上位机。
关键词:单片机8051;HS1100/HIS1101湿度传感器;DS18120温度传感器;监控系统
中图分类号:TP273:TP368.1
文献标识码:A
0引言
多路温度采集电路如图2所示,设计中采用了数
传统湿度测试方法是用湿度表、双金属式測量计字温度传感器DS18B20。DS18B20采用3脚PR-35
和湿度试纸等测试器材,通过人工进行检测。这种封装,单片机P1.0接DS18B20的数据端。64位
人工测试方法费时费力、效率低,且测试的湿度误差ROM的结构开始8位是产品类型编号,接着是每个
大,随机性大。传统温度测试方法采用模拟温度传感器件的惟一的序号,共有48位,最后8位是前面56位
器AD590,它是二端式电流型温度传感器,采集的模的CRC检验码,这也是多个DS18B20可以采用一线
拟数据需要经过ADC转换成数字信号。目前采用较进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL,可通
多的为数字温度传感器DS18B20,精度可达0.0675过软件写入用户报警上、下限。
℃。本文利用单片机和温、湿度传感器设计了一种造
DS18B82?DS18B20
价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。
1系统总体设计
8051
.ka门
温湿度测量系统主要由上位机、下位机两部分组
P1,0
成,通过USB转串口连接上位机与下位机。系统实现
GND Vec GND Vc
的功能为:单片机处理温度传感器DSl8B20和湿度传
图2温度采集电路
感器采集到的数据,并控制液晶显示器LCD1602显示2.2湿度采集电路的设计
出实时温度和湿度。单片机同时能将采集的数据通过
湿度测量电路图如图3所示,首先电源V通过
USB转串口实时传给上位机。系统结构框图如图1R、R2向C(HS1100充电,经t充电时间后,Ue达到
所示
芯片内比较器的高触发电平,约0.67V。,此时输出引
液晶显示器
USB转串口
脚3由高电平突降为低电平,然后通过R2放电,经t
放电时间后,Uc下降到比较器的低触发电平,约0.33
8温度采集电路
V。,此时输出引脚3又由低电平突变为高电平,如此
蜂鸣报警器
形成方波输出。3脚方波输出经滤波、整形、光耦、放
湿度采集电路
HS1100/AHS1101
大后送单片机定时器处理。
图1温湿度测量系统结构框图
经计算,充电时间为t流电=CX(R+R2)XL。(其
2系统的硬件接口电路设计
中,L,=0.6931),放电时间为放电=CXR2XL,因
2.1温度采集电路的设计
而,输出的方波频率为f=1/(t电十电)=1/(C
收稿目期:2013-02-01;修回日期:2013-02-21
作者简介:彭建英(1976-),女,湖南娄底人,讲师,硬土,研究方向:电子信息技术。
ww.ututu.com
2013年第4期
彭建英:基于单片机温湿度监控系纯的设计
147
(R1+2×R3)XL2)。可见,空气湿度通过555测量USB转串口线连接单片机和PC机进行通信。温度测
电路就转变为与之呈反比的频率信号。表1为一组空试,系统开始运行时就开始检测温度,并由液晶显示器
气湿度与电压频率的典型测试值。
LCD1602显示出测量的实时温度。当需要进行湿度
?っ
测试时,则可按下湿度测试。通过下位机采集的温度,
经过USB转串口传输给上位机显示的波形如图5所
示,显示温度测量值为26.43℃,目前PC机接收的是
OOUT
通道点的温度值。
U
555
C1+
CI-
ERO)
C(Hs100)
CAP-VAR
B
图3湿度测量电路图
C2+
表1空气湿度与电压频率的典型测试值
COMPM
5 MAX232
湿度(%RH日)「率(H2)「湿度(XRHD「频率(H
7351
60
6600
10
7224
6468
80
6330
6976
图4串口通信接口电路
6168
6033
50
2.3串口通信接口电路的设计
目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛
的一种串行接口。串口电路主要由MAX232和一个
图5上位机波形显示图像
串口头再加一些电阻组成。上位机的USB接口与单5结束语
片机串口通过MAX232相连接,MAX232的12脚和
系统通过USB转串口连接上位机与下位机,利用
11脚分别接单片机的RXD(P3.0)、TXD(P3.1)端。 Cserialport类实现了串口通信。系统实现了利用传
通过MAX232的电平转换,使单片机与上位机通感器采集环境温湿度,利用单片机通信将采集到的温
信。串口通信接口电路如图4所示。
湿度通过USB串口实时传给上位机等功能。
3软件设计
参考文献:
单片机先对各端口初始化,通过传感器采集温度[1谢维成,杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计
和湿度信息,控制液晶显示器LCD1602显示温度,并
[M.北京:清华大学出版社,2006
通过串口将温度发送给上位机,同时接收上位机的数[2]董晓红,邓福军.单片机原理及接口技术[M].西安:西安
据传入。由于 Cserialport类实现的功能比 Mscomm
电子科技大学出版社,2004
控件强大很多,可以自行选择端口通信,而且数据处理[3】楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例LM.北京:北京
更方便,因此利用 Cserialport类实现串口通信。
航空航天大学出版社,2003
4系统连接与调试
[4]何志丹.深入浅出 Visual C++串口编程[M].北京:人民
用一根USB线给单片机板子提供电源,另一个
邮电出版社,2007
Design of Automatic Temperature and Humidity Monitoring System
PENG Jian-ying
Hunan University of Art and Science, Changde 415000, China)
Abstract: This paper introduces the design of an real-time temperature and humidity monitorin
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