目录
一、绪论 1
（一）选题意义 1
（二）发展前景 1
（三）设计内容 1
二、方案设计论证 2
（一）框架设计模型 2
（二）整体方案选择 3
（三）主要元件方案选择 5
三、硬件设计 6
（一）硬件系统设计框架 6
（二）电源电路模块 7
（三）单片机最小系统模块 7
（四）传感器模块 10
（五）LCD显示模块 11
（六）掉电数据存储模块 12
（七）按键输入模块 13
四、软件设计 14
（一）软件设计流程 14
（二）系统初始化程序设计 15
（三）DH11温度检测程序设计 16
（四）LCD12864显示程序设计 17
（五）参数调节程序设计 17
五、系统调试 18
（一）设计软件介绍 18
（二）硬件调试 19
（三）软件调试 19
（四）PCB设计图 19
结论 22
谢辞 23
参考文献 23
一、绪论
（一）选题意义
随着传感器技术的普及，自检测领域发展越来越完善，因此利用传感器自动检测环境参数越来越值得关注。在检测环境参数时，有两个参数在各种环境下都非常的重要，这两个参数分别是温度和湿度。温湿度信息为我们的出行提供了参考，让我们对当前环境有了更多的认识。如果温湿度显示器运用在温室大棚中就意义重大了。植物对温湿度特别敏感，因此在温室中加入自动温湿度检测系统，可以为培养植物带来很大的意义。同时自动检测系统还可以加入一些闭环的控制系统，例如当温室中的温湿度不在植物需要范围时，可以通过计算反馈一些信号来控制升降温以及增湿和减湿的设备。这样具有检测以及反馈控制系统的运用会更广泛，但它的设计基础就是温湿度检测显示系统。所以设计好温湿度显示器非常有意义。
（二）发展前景
温湿度检测显示器的发展前景还是非常的乐观的。从国内的发展来看，当前大部分的温室大棚种植环境中还没有
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自动检测系统还可以加入一些闭环的控制系统，例如当温室中的温湿度不在植物需要范围时，可以通过计算反馈一些信号来控制升降温以及增湿和减湿的设备。这样具有检测以及反馈控制系统的运用会更广泛，但它的设计基础就是温湿度检测显示系统。所以设计好温湿度显示器非常有意义。
（二）发展前景
温湿度检测显示器的发展前景还是非常的乐观的。从国内的发展来看，当前大部分的温室大棚种植环境中还没有温湿度自动检测以及实时显示的功能。传统的检测都是通过工作人员手持温湿度检测仪检测环境大棚的温湿度，这样的检测效率以及实时性都比较差。然而自动检测可以将传感器放置在几个特定的位置，然后通过显示屏实时显示当前的温湿度。同样还可以在检测系统中加入一些自动控制和报警的功能。这些功能的加入并不会增加产品的成本，只需要外加一些指示灯及发声装置即可。从上述来看，在温湿度显示的基础上进行一些相应的扩展，可以让其发展的前景更加的广泛。从另一方面来看，就是它的制作成本，由于当前的半导体器件的发展，每部分元器件性价比得到了很大的提高。因此，在当今的环境下，设计温湿度显示器的成本非常的低，并且它的功能也能得到相应的扩展。因此它的发展随半导体器件的发展会更加乐观。
（三）设计内容
本文设计的主要内容就是温湿度显示器，这个设计的主要功能就是利用温湿度传感器检测当前环境的温度和湿度信息，然后再通过相应的转换，将数据利用显示器进行显示。但是这样的设计功能比较单一，因此在这个基础上扩展一些自动控制的功能。也就是在基本检测和显示的基础上加入温湿度的限值设定和报警的功能，这些功能可以让系统运行更加的完善。但是在限值设定好后，当系统重启的时候，设置好的限值数据就会恢复到初始设置的状态，考虑到系统的稳定性，应当对设置的数据进行断电保存。因此增加了断电数据存储芯片，AT24C02芯片来存储限值设定的信息，同时还可以记录一天中关键时刻的温湿度信息。增加了这个功能后使数据的处理更加的完善。通过以上的叙述，本设计的功能有以下几点。
1、温湿度检测功能
2、显示功能
3、数据处理功能
4、参数设置功能
5、限值报警功能
6、数据断电存储功能
二、方案设计论证
（一）框架设计模型
本设计的模型主要有五部分元件组成，分别为传感器、控制核心元件、显示器、断电数据存储元件、按键输入元件。以下来介绍各部分元件的功能作用。
框架设计模型简图2-1。
图2-1 框架设计模型
（1）、传感器
传感器就是检测系统所需参数的装置。根据系统的设计要求，需要采集的两个参数是温度和湿度。传感器通过自身的敏感元件来测量环境参数，根据环境参数的变换输出特定的数字信号或者模拟信号。然后将这些信号送入控制芯片进行处理分析。
（2）、控制核心元件
控制核心元件主要的功能就是接收传感器的数字或者模拟信号，然后将这些信号进行内部的处理，根据处理过的信号来驱动一些外围的元件来达到控制的目的。控制核心元件一般具有数据处理的能力，能够准确快速的转换信号。
（3）、显示器
显示器就是用来显示数据。根据显示的要求，显示的时候不但要清晰，还要能快速的显示所要求的信息。这种元件一般是集成的元件，并且功耗要低。
（4）、断电数据存储元件
断电数据存储元件可以在通电的情况下写入数据，当系统断电的时候，写入的数据不会丢失，重新通电的时候再进行读取。由于它具有断电存储的功能，因此被利用存储一下设置的参数，当系统复位的时候将其读取。
（5）、按键输入元件
按键输入元件就是利用按键与控制芯片进行连接，每当按下按键时会给控制芯片输入信号。一般在参数设置的时候使用。
（二）整体方案选择
整体方案的设计决定了一个系统的性能以及系统的扩展性，因此在选择的时候注意这两个指标，这对于后期的升级非常的重要。还有就是系统的成本进分析，一个好的系统性价要高。通过2.1的框架模型介绍，整个系统的工作流程也比较清晰了。根据设计的要求，给出了以下两种方案。
方案一：
选择分立元件作为系统的设计方案。首先选择模拟量的输出的传感器，然后通过AD转换芯片将传感器输出的模拟量转换为数字信号，最后通过译码器来驱动数码管显示。这个方案完全通过简单的分立元件设
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