基于I2C温湿度传感器控制系统的设计

中华人民共和国教育部东北林业大学毕业设计设计题目：基于I2C温湿度传感器控制系统的设计学生：***指导教师：**教授学院：信息与计算机工程学院专业：电子信息工程2007级2班2011年6月东北林业大学毕业设计任务书设计题目基于I2C温湿度传感器控制系统的设计指导教师**教授专业电子信息工程2007级2班学生***2010年12月20日题目名称：基于I2C温湿度传感器控制系统的设计任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）一、内容温湿度的测量在仓储管理、生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中被广泛应用，传统的模拟式湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意。SHT11是瑞士Sensirion公司生产的具有I2C总线接口的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器。该传感器采用独特的CMOSensTM技术，具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点。通过51单片机控制SHT11传感器实现对周围环境的温湿度的实时测量和显示，并具有键盘输入、数据存储、时钟和语音播报等功能。二、计划、时间安排第七学期1、18周准备开题，撰写开题报告；第八学期2、1-2周毕业实习，进行开题报告答辩3、3-5周查阅、搜集关远SHT11温湿度传感器原理资料，选择某时钟芯片和语音芯片，并熟悉其控制原理。4、6-13周进行系统设计、开发和软件、硬件调试；5、14-16周撰写设计说明书、准备答辩。三、完成工作量与水平具体要求1、熟悉和了解单片机控制技术，掌握51单片机语言编程；2、通过51单片机控制SHT11传感器实现对周围环境的温湿度的实时测量和显示，并具有键盘输入、数据存储、时钟和语音播报等功能。3、进行系统方案设计，进行软件、硬件调试。参考文献篇数：20篇以上（含3篇外文）说明书字数：10000字以上外文翻译：一篇与本设计相关的文章（1000外文单词以上）专业负责人意见签名：年月日基于I2C温湿度传感器控制系统的设计摘要随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用复合传感器实现对各种场合的温度及湿度的测试与控制得到更快的开发。本设计以单片机AT89C52作为处理器，控制SHT11采集温、湿度数据，并做了数据非线性校正，通过LED数码管实时显示测量的温、湿度值。控制DS1302时钟芯片在LCD上实时显示时间和日期，并具有修改时间、日期等功能。控制存储芯片24C02实现数据（温湿度、时间）存储、读出显示和上传等功能。当温、湿度超过设定的阈值时本系统具有语音报警功能。本设计详细介绍了SHT11数字温湿度传感器的工作原理、内部结构,测量分辨率和测量范围、操作命令和接口时序；时钟芯片DS1302的外部引脚、内部寄存器以及读写时序；语音芯片ISD1420的操作方法、存储器24C02的管脚及时序操作；CH451的特点和功能。同时对利用SHT11温湿度传感器、AT89C52微控器组成的自动温湿度测控系统,提出了硬件的组成及软件的设计方案,使其达到了整个系统的温度测量误差优于0.5°C,相对湿度测量误差优于4%RH的预期指标。为开发高集成度、高测量精度、高可靠性的温湿度测控系统提供了技术支持。关键词：SHT11；测量与控制；温度和湿度BasedontheI2CoftemperatureandhumiditycontrolsystemdesignAbstractAssensorsinproductionandlifemoreextensiveapplicationofthecompoundsensortom--akevariousvenuesoftemperatureandhumiditytestandcontrolgetfasterdevelopment.Thisd--esignsystembasedonthesinglechipcomputerAT89C52asprocessor,controlSHT11tempe--rature,humiditydataacquisition,dataandthenonlinearcorrection,throughtheLEDdigitaldi--splayreal-timemeasurementofthetemperatureandhumidityvalue.DS1302clockcontrolch--ipsinthereal-timedisplayLCDtimeanddate,andhavemodificationtime,datefunction.Con--trolmemorychip24C02realizedata(temperatureandhumidity,time)storage,readdisplaya--nduploadfunction.Whenthetemperature,humiditysetmorethanthethresholdvalueofthissystemwithvoicealarmfunction.ThisdesignintroducesSHT11digitaltemperatureandhumiditysensoroftheworkingpri--nciple,structure,measurementofresolutionandmeasurementrange,operationordersandint--erfacetiming;TheclockDS1302chipexternalpins,internalregistersandtiming,speaking,re--adingandwriting;VoicechipISD1420theoperatingmethods,thememoryofthe24C02inti--mesequenceoperation;tubefeetCH451characteristicsandfunction.AtthesametimeuseS--HT11temperatureandhumiditysensor,AT89C51microcontrollerofautomatictemperatureandhumiditymeasurementandcontrolsystem,andputforwardthehardwarecompositionandsoftwaredesignplantomakeittothewholesystemtemperaturemeasurementerrorbetterthanthe0.5°C,relativehumiditymeasurementerrorisbetterthantheexpected4%RHindex.Forthedevelopmentofthehighlevelofintegration,highmeasurementprecision,highreliabilityofthetemperatureandhumiditycontrolsystemprovidestechnicalsupport.Keywords：SHT11;measurementandcontrol;temperatureandhumidity目录摘要Abstract1绪论··········································································································11.1课题的背景及意义..................................................................................................................11.2本设计的内容和实现方法......................................................................................................22芯片原理简介······························································································32.1单片机的选择..........................................................................................................................32.2温湿度传感器的选择..............................................................................................................32.2.1SHT11的内部结构...............................................................................................................32.2.2SHT11的性能指标...............................................................................................................42.2.3SHT11基本工作原理...........................................................................................................42.2.4SHT11的数据测量和控制...................................................................................................42.3时钟芯片的选择......................................................................................................................72.3.1DS1302外部引脚及内部结构..............................................................................................72.3.2DS1302内部寄存器..............................................................................................................82.3.3DS1302读写时序..................................................................................................................92.4语音芯片的选择....................................................................................................................102.4.1ISD1420封装、各引脚功能及特性..................................................................................102.4.2操作模式......