文档介绍：信息与通信工程学院
单片机系统课程设计报告
完成日期:2012年 11 月 16 日
目录
目录 1
一、设计任务和要求 1
设计任务 1
性能指标 1
二、设计方案 2
2
单片机控制模块的选择论证 2
温度湿度检测模块的选择与论证 2
显示模块的选择与论证 2
本设计采用方案及原理 3
三、系统硬件设计 4
单片机最小系统设计 4
温湿度采集电路 5
电源电路 6
光敏电阻接入电路 6
键盘电路 8
LCD显示电路 8
报警电路 9
串行接口电路 9
10
主程序设计 10
LCD12864模块程序 11
DHT11模块程序 12
光敏电阻模块程序 14
15
15
性能分析 15
16
参考文献 17
附录1 程序清单 18
附录2 电路原理图 24
附录3 PCB图 25
附录4 硬件电路板图 26
一、设计任务和要求
设计任务
基本要求:
(1) 利用单片机控制传感器采集环境温湿度,光照强度等参数,并在液晶屏上显示环境参数值。
(2)系统设有键盘,可实现系统参数的设置。
提高部分:
将上述环境数据记录在SD或TF卡上;
(2)采集并显示三轴加速度值;
(3)无线传输所测环境参数。
性能指标
(1)温度湿度光照强度显示:用LCD12864进行显示。
(2)环境温度:单位/℃。
(3)环境湿度:单位/%RH。
(4)环境光强:单位/lux
(5)键盘
(6)报警
二、设计方案
单片机控制模块的选择论证
方案一:单片机选用STC12C5A60S2,这款单片机有第二串口,有A/D转换,有PWM/PCA功能,有内部EEPROM可内部实现A/D转换。
方案二:采用XC9000系列的FPGA。该类器件具有并行处理能力,能快速的响应外部的各种数字信号。
综上所述,单片机数学运算功能较强。在程序相互调用方面,处理方便灵活,性能稳定,适合实际应用。且单片机技术发展较为成熟,价格便宜,而FPGA芯片价格较昂贵。则选择方案一。
温度湿度检测模块的选择与论证
方案一:温度湿度的采集模块采用DHT11。DHT11是一款数字输出的复合传感器,包含一个电阻式感湿元件和NTC式温度检测元件,可测20~90%RH湿度,误差5%RH,0~50摄氏度,误差2摄氏度。
方案二:选用DS18B20温度传感器和HS1101湿度传感器。DS18B20是一线式数字温度传感器,具有独特的单线式接口方式,测量范围在55℃~125℃,误差为±℃。℃。HS1101是电容式湿度传感器,可测相对湿度范围在0%~100%RH,误差为±2%RH
综上所述,虽然方案二的测试范围和精度都比较好,但DHT11综合性比较强,则选择方案一。
显示模块的选择与论证
方案一:采用12864液晶模块显示测得的数据,可显示较多组的数据,字体较大,可清晰读数,12864为四行八列中文显示器,可以很清晰的显示温度湿度光照强度等的指标。
方案二:采用1602液晶模块显示所测数据,1602液晶接线简单方便,但所显示的不清楚,没有条理性。
综上所述选择方案一。
本设计采用方案及原理
按照系统设计的功能的要求,初步确定设计系统由单片机主控模块、电源模块、显示模块、DHT11环境温湿度检测模块、光敏电阻模块、报警、按键等模块组成。
原理框图:
温度传感器DS18B20
光敏电阻
LM324
放大电路
CPU处理器
STC89C51
键盘输入
控制电路
系统电源
12864液晶
显示电路
蜂鸣器
报警电路
三、系统硬件设计
单片机最小系统设计
图3-1-1
图3-1-2
图3-1-3
采用STC12C5A60S2单片机,P0口接上拉电阻,10K*8排阻,,33pF电容,单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。
温湿度采集电路
图3-2-1
单总线数字温湿度传感器DHT11。这款传感器由广州奥松电子科技有限公司研发,与单片机的通信十分简洁方便,无需外接时钟信号,通信如图发
除此之外,它还有很多突出的优点