摘 要
本次的毕业设计完成的是一个简易温湿度计的设计。主要的功能是，采集周围环境的温湿度，并分别显示在七段的 LED 数码管上面显示出来，并将感测的值通过串口送入计算机中。同时可以通过按键设定一个温湿度的值，以实现自动控制功能，并将设定值送入 EEPROM 存储芯片中，当温湿度计启动后其设定值调用上次断电前保存于 EEPROM 里的设定值。本次设计先用 AT89S51 作为控制芯片，SHT11 作为温湿度传感器采集数据。本文介绍的是该简易温湿度计设计的主要过程，其中包括方案的选择，硬件电路的设计，对于单片机程序的设计，以及遇到的问题和解决的途径。
关键词 ： 温湿度 LED EEPROM AT89S51 SHT11 。
Abstract
This graduation design is to design a simple intelligent temperature and humiditymeter. The main function is to collect temperature and humidity from environment,and are displayed in LED displayed seven segment digital tube, and the sense of valuethrough the serial port to the computer. At the same time a value of temperature andhumidity can be set by keys , in order to realize the automatic control function, andthe set value is sent to the EEPROM memory chip, when the starting temperature andhumidity meter the set value can be called from the last before the power stored in theEEPROM settings. This design uses AT89S51 as the control chip, SHT11 as the dataof temperature and humidity sensor. This paper introduces the main design process isthe simple temperature and humidity meter, including scheme selection, hardwarecircuit design, for the design of SCM procedures, as well as the problems encounteredand solutions.
Key words : temperature and humidity;LED ;EEPROM ;AT89S51 ;SHT11 。
1、 设计概述
随着科学技术迅猛的发展，人们的生产生活方式不断地改变着。其中计算机技术和传感器技术是现代科学技术中两颗耀眼的明星，这两项技术目前得到了广泛地应用。利用计算机技术可以轻松地处理，存储各样的信息，并且可以实现智能控制。传感器技术可以将声、光、热、电等这些非电量转换为电学量，这些电学量，一方面可以方便我们测量，另一方面也可以将他们进行适当的处理得到一个控制信号，实现自动控制。
温度和湿度这两个物理量广泛地存在于我们的生活中，它在仓库，医疗以及日常的生活中都有着十分重要的意义。由于温度和湿度都属于非电量，并且温度温湿度传感器技术已经十分成熟，因此我们可以利用传感器技术进行温湿度的测量。但我们仍然面临两大问题一：如何直观地显示已经转化为电量的温湿度？二：如何利用测得的温湿度进行控制？事实上这两个问题都涉及到信息的处理。而前文已述利用计算机技术可以十分方便地处理信息。我们可否将计算机技术与传感器技术结合起来？
此毕业设计就是要尝试利用传感器技术和计算机技术设计一个简易温湿度计。利用单片机作为信息的处理芯片，使用数字温湿度传感器作为温湿度测量设备。其主要有以下功能：1、能够准确测量温湿度，并将数值显示于七段数码管上。2、可以通过按键分别对于温度和湿度自行设计一个值，作为单片机自动控制的依据，且设定的值存于一块 EEPROM 芯片里，断电后可以保存，下次启动时可以调用上次 EEPROM 里的设定的数值，且设定时数码管显示设定值，并闪烁，实现人机交互功能。3、可将所测得的数据通过串口传于上位机。
温度的概念:物体的冷热程度需要用一个物理量来定量地表示，这就是温度。
从微观的角度说，温度反映了组成物体微观粒子运动的剧烈程度，也反映了物体内部的能量。物体温度的变化，会表现出某些特性，间接地测量这些特性可以达到测量温度的目的。温度的测量需要一定的标尺，以便规定其测量的起点和单位。目前有很多温标，较常见的有摄氏（℃）、华氏（℉）、热力学（K）等。
湿度的概念:与温度类似，湿度是一个表示气体潮湿程度的物理量。呈现为气态的水，我们称之为“水汽”。湿度所指的就是水汽在气体中的含量。干的空气主要由氮气、氧气、二氧化碳等成分组成，一般情况下其成分并不会随着时间空间的变化而变化，可以看作是一元组分。这样我们把潮湿的空气就可以看作是由干空气和水汽两种成分组成的一种混合气体。同时，我们把这样一种气体看成是一种理想的气体。这样做的目的是忽略掉次要的因素，从而一定程度上减少了研究的难度,且与实际情况不会出现太大偏差。湿度H=湿空气中水气的质量/湿空气中干空气的质量，其精度大约在正负百分之一到正负百分之二之间。
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2.设计方案的选择
2.1、模拟器件实现温湿度测量
2.2、数字器件实现温湿度测量
3.硬件设计
3.1、器件介绍
3.1.1、 AT89S51单片机
3.1.2、 SHT11数字温湿度传感器
3.1.3、 LED数码管
3.1.4、 24C02B EEPROM存储器
3.2、 SHT11电路
3.3、按键电路.
3.4、 LED显示电路
3.5、EEPROM电路
3.6、晶振电路
3.7、复位电路
3.8、串口通信电路
3.9、总结
4.软件设计.
4.1、温湿度数据采集
4.1.1、温湿度的读写
4.1.2、温湿度的修正
4.2、 LED数码管显示.
4.3、按键扫描程序
4.4、EEPROM读写程序
4.5、总结
5.调试
5.1、问题及解决方案
5.2、仿真工具
5.3、温湿度采样效果
5.4、设定操作调试效果
5.5、串口通信效果
结束语
随着计算机技术和传感器技术的发展，人们越来越倾向于利用这两种技术实现某些自动控制，应该说目前这两种技术在控制领域已经得到了广泛的应用。
本次毕业设计所涉及的的温湿度计就是很典型的应用范例。温度，湿度这些物理量并不是肉眼就可以看到的，但他们对于我们的生产生活极其重要。如果这些物理量能够直观地表现出来，那将极大地提高我们的生产生活效率。如何直观地表现温湿度成为此次毕业设计的重点。设计中就是利用单片机的信息处理功能将温湿度直观地显示到数码管上。此外，设计中不仅仅可以直观地看见温湿度，而且可以设定初始值，并且这种设定是断电非易失的，这就为自动控制埋下了伏笔，这些初始值可以作为自动控制的根据，因此如果根据实际需要对这个系统稍加完善就可以作为一个智能控制系统，换句话说只需要再添加几行代码，这就是一个智能控制系统。
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