基于MSP430单片机监测环境温湿度以及二氧化碳浓度毕设
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基于MSP430单片机监测环境温湿度以及二氧化碳浓度毕设设计总讲明ⅡGeneral Description of Construction Design Ⅳ第1章绪论61.1 研究的目的及意义61.2 国内外研究的情形71.3 系统的要紧性能指标和工作任务81.4 方案论证8第2章工具简介 102.1 C语言102.2 IAR软件11第3章硬件设计163.1 主控芯片的介绍163.1.1 MSP430F149的工作方式173.1.2 P口介绍193.1.3 MSP430指令的介绍243.1.4 MSP430中断介绍和储备器断介绍263.1.5 MSP430定时器283.1.6 时钟模块 303.1.7 比较器模块313.1.8 模数转换模块323.2 电源电路的设计323.3 晶振和复位电路以及USB下载电路的设计353.4 液晶显示模块LCD12864 373.5 时钟芯片DS1302 393.5.1 DS1302 的差不多组成和工作原理403.5.2 DS1302 内部寄存器413.6 温湿度芯片453.7 二氧化碳气体传感器493.7.1 二氧化碳浓度传感器TGS4160概述49 3.7.2 TGS4160的内部结构493.7.3 TGS4160的工作原理503.7.4 二氧化碳检测电路设计 523.8 超限操纵处理模块52第4章软件设计 544.1 程序的流程图设计544.1.1 主程序设计流程图544.1.2 温湿度和气体采集及处理框图 694.1.3 LCD12864显示流程图85第5章调试与体会915.1 调试过程915.2 总结体会92致谢93参考文献 95婴儿室环境监测电路的设计设计总讲明随着科技的飞速进展和普及,高性能设备越来越多,各行各业对温湿度的要求也越来越高。
关于刚出生的婴儿,刚脱离母体进入新环境,对新环境温湿度的要求同样也专门高。
传统的温湿度监测模式是以人为基础,依靠人工轮番值班,人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。
摘要本次设计内容为基于MSP430单片机的温湿度检测系统。
温度和湿度是药房、粮仓、温室大棚等场所的重要的环境因子,本文提出了一种基于MSP430F149单片机的温湿度检测系统设计,该系统设计方案具有测量准确、调试方便、可实时记录信息等特点,并可广泛应用于条件恶劣、人员不便进入的场合。
本次设计以MSP430F149单片机为基础,在分析其工作原理及相应管脚作用的基础上,结合我国现有气候的特点,进行温度、湿度参数的检测系统设计,完成了温湿度检测系统的方案,包括温度检测系统、湿度检测系统,使检测所得的数据量达到生产等环节过程中的精确要求。
温湿度检测系统的控制方案共有5个主要部分;其中包括温度检测系统、湿度检测系统、显示电路、电源电路。
本次设计对温湿度检测系统组态采用美国德州仪器开发的MSP430单片机,并在设计内容里详细介绍了MSP430单片机的相应优势及工作原理。
此次设计共分5章内容,主要包括温湿度检测系统简介、基本硬件介绍、硬件电路设计、软件程序设计等内容,全方位解析温湿度检测系统及其相应显示的方案,根据精度对生产等环节的要求进行各种精度的确定,包括传感器及运算电路,以实现系统最优且安全可靠。
关键词:MSP430F149单片机;温度检测;湿度检测IAbstractThe content of this design is the humidity and temperature monitoring system based on MSP430 Single-Chip Microcomputer. Temperature and humidity are two important environmental factors in some places like pharmacies, granaries and greenhouses. The design for the humidity and temperature monitoring system based on the MSP430F149 Single-Chip Microcomputer is presented in this thesis. The design of the system is characterized by accuracy in mensuration, convenience in debugging and real time information-recording and also widely used in the places which are too harsh for people to enter.The design grounded on the MSP430F149 Single-Chip Microcomputer, considering exsiting climate characteristics in our country, is planned in detecting system about parameters of humidity and temperature on the premise that has analyzing the working principle and pin function. The design has completed the schemes of humidity and temperature monitoring system, including temperature detecting system and humidity detecting system, to make sure the data size of the detection can meet the precise request in production and other links. There are five major parts in the scheme of humidity and temperature monitoring system, comprising temperature detecting system, humidity detecting system,display circuit and power circuit. The design adopts the MSP430 Single-Chip Microcomputer configuration by Texas U.S in the configuration of humidity and temperature monitoring system and the advantages and the working principle of MSP430 are introduced in the design in detail.The design consists of five chapters, including introduction of temperature and humidity detection system, the basic hardware,the hardware circuit design, software programming, which analyzes the humidity and temperature monitoring system and shown schemes related. It also determines the accuracy considering the importance of exactness in production, including the sensor and arithmetic circuit, to achieve optimization and reliableness of the system.Keywords: MSP430F149; temperature detection; humidity detectionII目录第1章引言 (1)1.1课题的目的和意义 (1)1.2国内、外现状及发展趋势 (2)1.2.1国内现状及发展趋势 (2)1.2.2国外现状及发展趋势 (2)第2章温湿度检测系统简介 (3)2.1 温度测量部分 (3)2.2 湿度测量部分 (3)2.3 显示部分 (3)2.4 电源部分 (3)第3章基本硬件介绍 (4)3.1 MSP430单片机 (4)3.1.1处理能力强 (4)3.1.2运算速度快 (4)3.1.3超低功耗 (4)3.1.4方便高效的开发环境 (5)3.1.5 MSP430F149系列 (5)3.1.6 MSP430F149各管脚 (5)3.2 DS18B20温度传感器 (8)3.2.1 4个主要的数据部件 (9)3.2.2 技术性能描述 (11)3.2.3应用范围 (12)3.2.4 DS18B20工作原理 (12)3.2.5 DS18B20引脚定义 (13)3.3 HM1500湿度传感器 (13)3.3.1 HM1500内部结构 (13)3.3.2 额定参数 (13)3.3.3 特性 (13)3.3.4 环境适应性 (14)3.3.5 HM1500湿度测量 (14)3.3.6 HM1500模拟线性电压输出 (14)第4章硬件电路的设计 (16)4.1 基础电路设计电路设计 (16)4.2 重要模块电路的设计 (16)4.2.1 温度检测电路的设计 (16)4.2.2 湿度测量电路的设计 (18)III4.2.3 电源转换电路的设计 (19)4.2.4 显示电路的设计 (20)第5章软件程序设计 (23)5.1 软件开发环境IAR FOR MSP430 (23)5.2 程序设计整体方案 (23)5.3 温度测量程序 (25)5.3.1 DS18B20温度传感器的驱动 (25)5.3.2 温度的测量与显示程序 (25)5.4 湿度测量程序 (25)第6章结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附图 (46)IV第1章引言1.1课题的目的和意义这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们,将所学知识应用于生产生活当中,掌握温、湿度测量系统设计的流程,方案的论证,选择,实施与完善。
基于MSP 430 F 149 的温/湿度检测系统摘要:介绍了基于MSP 430 单片机的温湿度检测系统的设计方案. 系统以MSP 430 F 149 单片机为核心,采用集成温湿度传感器AD 590 和HM 1500,给出温湿度检测系统的软硬件设计. 该系统具有结构新颖、电路简单和控制方便等优点,并可根据需要设置温度的上、下限,系统具有超过设置上、下限温度自动报警等功能. 实验证明该系统成本低、可靠性高,有着很高的实用价值.关键词:温湿度检测;MSP 430;AD 590;HM 1500中图分类号:TP 212 文献标识码:A随着社会经济的发展和科学技术的不断进步,许多情况下都需要对环境的温湿度进行限定,因此,为了随时可以检测温湿度以进行监测[1-2].为此,本文利用集成温湿度传感器AD 590 和HM 1500 的测量快速、使用简便等特点,同时结合MSP 430 单片机强大的功能,设计了一个监控系统来对温湿度进行实时监控以进行超限报警.本系统测量准确、调试方便、可实时记录报警信息、方便工作人员排故,并且也可广泛应用于条件恶劣、人员不便进入的场合.1 温、湿度检测系统的总体方案系统的总体设计方案如图1 所示.方案采用分别设计温度和湿度采样电路的方法,将集成温度传感器AD 590 采集得到的电流信号和湿度传感器HM 1500 采集到的电压信号转换为给定范围内的电压信号.然后由单片机MSP 430 F l49 的A/D 采样端口将该电压信号读入,如果温度值大(小)于门限值或者湿度大(小)于门限值就给出报警信号,同时点亮红或绿灯以区分温度或湿度超限.并且上下门限值可以通过按键进行相应的设定.同时,系统还可以把所测的温、湿度值实时显示出来.2 器件选择2.1 MSP 430 F l49 单片机MSP 430系列单片机是TI公司推出的功能强大的超低功耗l6位混合信号处理器.该系列单片机以其极低的功耗、强大的处理能力、丰富的片上外围模块、方便高效的开发方式等特点,被广泛应用于便携式仪表、智能传感器、实用检测仪器、电机控制等领域.为最大限度地利用单片机端口和片内外设并降低设计成本,本设计选用MSP 430 F 149,该单片机有6 个I/O 端口,同时内置l2 位AD 采样器,可完全满足温湿度采样的精度要求[3-4].2.2 AD 590 温度传感器AD 590 是美国AD 公司生产的二端式集成温度-电流传感器,该器件体积小、重量轻、性能稳定.测温范围为-50~+150 ℃;线性电流输出为1 A;线性度好,测量精度为±0.3 ℃;电源电压范围为4~30 V.当电源电压在5~10 V 之间,电压稳定度为 1 %时,其误差只有±0.1 ℃[5].图1 系统硬件结构图Fig.1 Hardware structure of systemAD590 HM1500MSP430F149LCD键盘报警LCDMSP 430 F 149信号调理AD 590 HM 1500第28卷第8期河南科学河南科学2.3 HM 1500 湿度传感器线性电压输出式集成湿度传感器HM 1500 采用获得专利的湿敏电容HS 1101 设计制造.其湿度测量范围为5 %~99%(相对湿度);相对湿度精度为3%;工作温度为-30~+60 ℃;工作湿度范围为0~100 %(相对湿度);供电电压为5 V (最大电压DC16V);可输出DC 电压为1~4 V;响应时间为5 s,适用于工业级场合[6].3 信号调理电路设计3.1 温度测量电路设计考虑到AD 590 温度传感器的输出电流源特性.设计的温度信号测量电路如图 2 所示.该电路的温度测量范围为-10~+50 ℃.AD 590 采用15 V 电压供电;电阻R1 用于调整零点;电阻R3 为精密电阻,用来调整增益.运放的同向端输入2.50 V 精密参考电压,该电压由TL 431 提供.IN 端输入AD 590 的电流.OUT端输出为相应转换所得到的电压.根据AD 590的特性,在-10℃时,流过电流为262.2 μA.设计使这部分电流全部流过R1,R2,而其后增加的电流均流过R3,OUT 端的输出电压为V out=2.5-R3 (I-262.2)=2.5-39 (I- 2.5R1 +R2).(1)当温度在-10~+50 ℃之间变化时,该电压就在2.5~0 V 之间反向线性变化,调节R2 的阻值大小可以消除不同传感器的零点误差[5]3.2 湿度测量电路设计图2 温度测量电路Fig.2 Temperature measurement circuit 图3 湿度测量电路Fig.3 Humidity measurement circuitAD590D1D2LM224LM224R1 R2R3R4R5C1KTL431-+-+ 1.0k 9.1k39k50010 AVREF+15VVCC+5V +5V5k+5VOUTLM 224+15 VAD 590R3R1 R2R4R539 k1.0 k 9.1 k5 kLM 224TL 431AVREF C1 10 μ+5 V500 Ω+5 V +5 V VCCD1OUTD2 +-+-D1D2LM224 LM224R4 -+-+VCC+5V+5V2.4k OUT-++5V2.0kR3R6 R7 2.4k 2.0k R52.0kR12kR21K+2.5V HM1500+2.5 V+5 V R1R22 k1 kR52.0 kHM 1500- R62.4 kR72.0 k++5 VLM 224LM 224D 2D 1VCC+5 VR32.4 kR42.0 k-+-+OUT1002 - -2010年8月张景文等:基于MSP 430 F 149 的温/湿度检测系统由于该电路中没有负压.电路的主体采用差分式减法电路,精密电阻R3 =R6 =2.4 k Ω,R4 =R7 =2 kΩ,用这4 个电阻可调节增益.通过HM 1500 传感器测量所得到的湿度电压信号从IN 端输入,差分的另一侧输入.由TL 431 提供2.5 V 的精密电压分压后可得到1.0 V 左右的电压.并由此可以得到输出电压的计算公式为V out=R4R3(Vin -Vs).若输入电压在1~4 V 之间变化,则输出电压就相应在0~2.5 V 之间变化.调节R1 可以消除不同的湿度传感器的零点误差.3.3 键盘、显示器接口电路键盘部分提供一种扫描工作方式,它与4个独立按键相连接,能对键盘不断扫描,自动消抖,自动识别出按下的键,并给出键码.显示部分为1602 液晶显示芯片,可以显示 2 行16 个字符.系统中设置的4 个键均为功能键用以实现温湿度的自动加、减 1 功能来实现越限值设定.3.4 声光报警电路该电路根据超出温、湿度上下限给出声光报警信号.通过不同颜色的光来确定是温度或湿度超限.4 软件设计方案考虑本系统对于实时性要求较高,同时程序并不复杂,因此采用C 开发软件[7].根据软件的功能将软件分成不同模块,每个模块完成一定的功能,模块与模块之间相对独立,这样不但结构清晰,而且便于阅读,调试和提高程序的利用效率.温/湿度检测系统主要完成检测功能.系统软件采用结构化的设计思想,根据功能可以将软件分为主程序、键盘中断服务程序、A/D 转换子程序、声光报警子程序、显示子程序组成.系统的主程序流程如图 4 所示.主程序中的程序初始化包括寄存器设置和相关单元清零设置等.系图4 主程序流程图Fig.4 Flowchart of main programming- ! " # $ % & '( ) * + , - ) .( ) * + , / ) . " # " #启动温度声光报警(红光)启动湿度声光报警(绿光)湿度超限温度超限进行异常分析是否超限显示子程序进行温,湿度数据处理启动温度A/D转换启动湿度A/D转换是否有键按下开启中断系统初始化关闭中断关闭看门狗开始NYNY1003 - -第28卷第8期河南科学河南科学统上电以后,首先温湿度信号采样,然后进入循环状态进行温湿度信号采样,接着对采样得到的数据进行处理并存储,把得出实际温、湿度值与设定值进行比较,实现声光报警.5 结论本系统最大的特点是测量准确、结构简单、调试使用方便、性价比高、可以单独使用,也可以和上位机连接.为了确保整个系统运行的稳定性,本系统还用硬件设计上采用了单片机上电复位电路,而在软件设计中则加入了看门狗和软件陷阱.实验证明,该装置运行可靠,测量误差小,具有很好的应用效果,因此,可以广泛应用于工业环境中对温度或者湿度有超限报警要求的场合.参考文献:[1]朱旭光,刘建辉.农业大棚的温湿度控制系统[J].自动化技术与应用,2005 (2):45-47.[2]张全国,徐广印,杨群发,等.户用钢制辅热式沼气发酵系统试验研究[J].太阳能学报,2004,25 (6):755-759.[3]沈建华,杨艳琴,翟骁曙.MSP 430 系列l6 位超低功耗单片机原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.[4]魏小龙.MSP 430 系列单片机接口技术与系统设计实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.[5]逢玉台,王团部.集成温度传感器AD 590 及其应用[J].国外电子元器件,2002 (7):22-24.[6]洪家平.基于PIC 系列单片机的智能湿度测量[J].仪器仪表用户,2004 (6):56-57.[7]谭浩强.C 程序设计[M].2 版. 北京:清华大学出版社,1999.Temperature /Humidity Detection System Based on MSP 430 F 149Zhang Jingwen1,Wang Linjun2,Zhang Zhen3,Gao Weilang4,Wang Jiansen1(1.School of Energy and Power,University of Technology,Lanzhou 730050,China;2.College of Mechano-Electronic Engineering,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050,China;3.Shenyang Power Supply Section,Shenyang Railway Bureau,Shenyang 110003,China;4.College of Mechanical Engineering,Anhui University of Technology,Ma’anshan 243002,Anhui China)Abstract:This paper presents a new design of hardware and software based on MSP 430 micro-controller for thetemperature and humidity testing system.The MSP 430 F 149 micro-controller is used as the central unit and anintegrated temperature and humidity sensor AD 590 and HM 1500 is applied.The system possess of many exce-llences,including its novel structure,simple circuit and expedient control.The upper and lower limit value of thetemperature and humidity detected by this system can be set discretionarily and an alarm will be given by systemif the temperature exceeds the limits.Experimental proof of the system’s low cost,high reliability and have highpractical value.Key words:temperature and humidity testing;MSP 430;AD 590;HM 15001004 - -。
基于MSP430的湿度控制器及定标个人觉得技术博客可以作为自己成长的一个记录工具,可以把除了军工或者可能涉密的项目,或者一些项目中用到的一些小技巧甚至是一些体会写出来和大家一起分享,同时也能督促自己在追赶时代的同时能回顾自己曾经付出的汗水和自己未曾完成或者已经完成的事情,有种温故而知新的感觉,尤其是对硬件。
对于软件可能更多的是种成就感。
无论怎样这都是一种坚持的动力也是自我提高的过程。
这个430 单片的小项目是我本科刚毕业的时候做的,花了近乎一个月的时间。
现在看来,东西做是做成了,但是文档功底似乎还要提高。
之后我又花了近乎一个月的时间做了这个项目的姐妹版本基于MSP430 的湿度计及定标。
两者的区别除了前者多个控制功能以外,主要在定标功能的实现上。
前者的定标计算就是430 完成的,包括整个定标控制过程的软件设计,最小二乘法直线拟合系数的计算,存储定标参数,以及段式液晶的显示界面等等全是在单片机里完成,整个过程全工作在低功耗模式3。
而后者的定标计算则是利用串口,通过计算机软件实现。
只不过我没有用纯软件开发工具编写定标GUI 程序界面,用的是matlab 编写界面。
基于MSP430 的湿度计及定标博文点击bbs.ednchina/BLOG_ARTICLE_3006334.HTM下面就详细介绍湿度控制器及其定标过程。
概述:可完成定时自动定标显示,手动定标显示,保存拟合数据,更新的地址以及定标次数信息(掉电复位无影响),选择当前已经保存的历史数据校正RH%显示(最多16 次,如果校正次数超过16,则擦除历史数据重新保存这次数据,依此循环),上电复位显示最近一次定标的RH%。
硬件电路设计:本湿度控制器由湿度采集部分和湿度控制部分组成。
系统方。
基于MSP430单片机的智能二氧化碳浓度检测仪作者:柴炜李青霍攀来源:《商情》2010年第12期[摘要]本设计为基于低功耗16位单片机MSP430和非加热半导体气体传感器的智能二氧化碳浓度检测仪,并详细介绍了该仪器的工作原理、硬件结构和软件设计。
该仪器有LCD显示和驱动电机两种输出模式,直观实用;还可通过软件修正灵敏度,克服了传统检测仪器存在的气体传感器输出与二氧化碳浓度难以线性化、灵敏度随时间和电源电压变动而降低的缺点,保证了测量的准确性。
[关键词]MSP430 室内二氧化碳浓度检测仪气体传感器灵敏度在室内,如果二氧化碳浓度过大会引起人们因为缺氧而感觉疲惫,瞌睡,引起室内外温差较大,使人易感冒。
本设计有效的解决了上述问题,通过实时检测室内二氧化碳浓度并显示,当浓度过大时,则由传感器输出信号经MSP430处理后再输出进而驱动电机带动换气扇工作,改善室内空气状况。
同时,同时通过修正灵敏度等方法提高了检测仪的可靠性与稳定性,保证了检测的准确度,对室内的实时监测具有重要的意义。
1 工作原理检测仪采用单片机MSP430与新型气体传感器组合而成。
选用低功耗的非加热半导体气体传感器对二氧化碳浓度进行采集并转换为电信号,然后通过MSP430进行相应的数据处理,并通过软件对仪器的灵敏度进行修正,提高仪器工作的可靠性。
2 总体结构及硬件设计2.1总体结构智能二氧化碳浓度检测仪以MSP430为核心,由气体传感器模块,电源模块,LCD模块以及驱动电机模块。
图1 智能二氧化碳浓度检测仪结构框图2.2各模块原理及硬件实现(1)MSP430是TI公司推出的一款超低功耗高集成的MCU,它具有丰富的片内外设,如LCD 驱动电路,串口通信接口等等,可实现LCD的检测、解调与显示,对浓度电信号的比较判断。
(2)气体传感器模块传感器主要完成从物理量到电信号的转换,仪器选用的传感器为非加热半导体气体传感器,是近年来出现的新型传感器。
其最突出的特点是不用加热,具有功耗小、工艺结构简单、成本低、灵敏度稳定、寿命长、应用电路简单等优点。
基于MSP430的温湿度测量仪设计集美大学信息工程学院电子信息工程专业2006届杨燕宇学号:2002820036【摘要】本设计以MSP43F437单片机为核心,采用集成化的数字温度湿度传感器,实现了对温度湿度的测量、显示、存储、传输、打印。
来自温湿度传感器信号IIC总线进入MSP430F437,在MSP430F437中,温度湿度数据一方面送LCD显示;另一方面将温度湿度数据存储在AT25256中,存储下来的温度湿度数据可以经RS232总线传输到PC中,在PC应用程序中,可以对温度湿度数据进行曲线显示,并可以打印报表。
同时还可以通过按键对温度湿度测量的时间间隔、是否存储、起始时间等参数进行设置。
此外,还采用VB编写了PC端应用程序。
整个系统可以外接9V DC电源供电,可以采用9V锂电池供电,由于MSP430单片机的超低功耗特性,以及程序设计中采用低功耗设计方式,使得整个系统非常省电,特别适合于手持式仪表。
【关键词】温度测量湿度测量MSP430The Design of Temperature and Humidity Meter Based on MSP430Information Technology College of Jimei University Major of Electronic Engineering ,2006 YANYU YANG ,NO:2002820036[Abstract]In this design, I use the MSP43F437 for core and take an integration numerical temperature sensor to carry out the measuring of the temperature degree and the humidity, and to show, to save, to transmit, to print the result of the measuring. The signal coming from the sensor is transmitted to the MSP430F437 through the IIC BUS. The data that we have gathered will be show in the LCD and will be deposited in the AT25256. The data we have deposited can be transmitted to the pc through the RS232 BUS. We can show the data by a curve in PC in virtue of application program, and we can also print the report forms. We can set the time partition, start time and can decide whether deposit the data or not through the keyboard. In addition, I also write the PC application program using VB. The system power is supply by 9V DC. We can drive the system by the 9V Lithium battery. Thanks to the low power exhausts characteristic of the MSP430, and we design the program in purpose of saving power, the system consume little, and the system is specially suitable for handheld appearance.[Key Words] Temperature Measure Humidity Measure MSP430摘要 (i)Abstract (ii)目录 (iii)引言 (1)第一章温湿度测量仪设计方案 (2)1.1 系统基本要求 (2)1.2系统基本结构 (2)1.3各个模块的功能 (2)第二章温湿度测量仪的硬件设计 (3)2.1 MSP430F437介绍 (3)2.2温湿度测量电路 (4)2.2.1温湿度传感器介绍 (4)2.2.2温度湿度测量电路 (6)2.3温度湿度数据存储电路 (6)2.3.1 AT25256介绍 (6)2.3.2 SPI协议介绍 (7)2.3.3温度湿度数据存储电路 (7)2.4 RS232通信电路 (8)2.4.1 RS232协议介绍 (8)2.4.2 RS232通信电路 (9)2.5段式LCD显示电路 (9)2.5.1段式LCD显示原理 (9)2.5.2段式LCD显示电路 (11)2.6按键电路 (12)2.7电源电路 (13)2.8 JTAG接口电路 (14)第三章温度湿度测量仪的软件设计 (15)3.1系统设计的总体流程图 (15)3.2系统参数设置程序设计 (16)3.3传感器温度湿度数据读取程序 (17)3.4温湿度数据存储程序设计 (18)3.5 RS232通信程序设计 (19)3.6段式LCD显示程序设计 (20)3.7按键程序 (20)第四章 PC应用程序设计 (21)4.1 Visual Basic介绍 (21)4.2 VB串口通信控件MSComm介绍 (22)4.3 PC应用程序设计 (23)第五章温度湿度测量仪的系统调试 (25)结语 (26)致谢 (27)温湿度测量是现代测量新发展出来的一个领域,尤其湿度的测量更是不断前进。
基于MSP430单片机的便携式温室湿度、温度记录仪的设计漆晓静【摘要】文章设计了一种低功耗便携式温室湿度、温度记录仪,该检测系统以低功耗MSP430单片机为主控,利用温度传感器、湿度传感器模块,进行温度、湿度的测量;通过时钟芯片和12864液晶实现数据的实时显示;通过E2PROM进行数据的实时存储和查询。
该记录仪具有小型化、实时化、低功耗和便携式等特点,通过测试,该设备能达到普通民用温室的测量精度要求,节能、稳定,可应用于温室种植研究的温度、湿度数据监测及记录。
%A kind of low power and portable recorder for temperature and humidity is designed in this paper,the detection system use low power MSP430 microcontroller to control,using the temperature sensor,humidity sensor module to measure temperature and humidity, Through the real-time clock chip and the 12864 liquid crystal to real-time display,Real time storage and query data byE2PROM.The recorder has the advantages of small size,real-time,low power consumption and portable etc.The test results show that the measurement precision can reach common greenhouse measurement requirements,the recorder has good stability,suitable for the planting ofthe greenhouse temperature,humidity data monitoring and recording.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2015(000)019【总页数】3页(P125-127)【关键词】MSP430单片机;温度传感器;湿度传感器【作者】漆晓静【作者单位】重庆电讯职业学院,重庆 402247【正文语种】中文现代农业、工业生产越来越机械化,比如农业方面,现在的大棚蔬菜、瓜果等的浇灌、施肥都可以通过机器来完成。
兰州工业高等专科学校毕业设计(论文)题目温度、湿度以及CO2浓度测控仪的设计系别电气工程系专业电气自动化技术班级电自09-2班姓名学号指导教师(职称)(教授)日期摘要随着蔬菜大棚的迅速增多,人们对其性能要求也越来越高,特别是为了提高生产效率,对大棚的自动化程度要求也越来越高。
随着单片机及各种电子器件性价比的迅速提高,使得这种要求变为可能。
本文介绍了一种以AT89S52单片机为控制核心的测控仪,主要是为了对蔬菜大棚内的温湿度,以及二氧化碳浓度进行有效、可靠地检测与控制而设计的。
该测控仪具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点,所以具有一定的应用前景。
关键词:二氧化碳浓度蔬菜大棚测控仪温湿度检测自动化程度性能要求AbstractWith the rapid increase of the awning vegetables, people on its performance requirements also more and more high, especially in order to increase the production efficiency, to shed the automation degree of demand more and more is also high. With the single chip microcomputer and various kinds of electronic device performance to price ratio increased quickly, make such a request possible. This paper introduces a kind of AT89S52 SCM in as control core and control the device, mainly is for vegetables in the trellis of temperature and humidity, and carbon dioxide concentration is effective and reliable to detect and control and of the design. The measurement and control instrument has high accuracy, easy to use and low cost and stable and reliable, and other characteristics, so has certain application prospect. Keywords: carbon dioxide concentration measurement instrument testing temperature and humidity awning vegetables automation degree of performance requirements1.概述课题名称:温度、湿度、二氧化碳浓度测控仪的设计课题内容性质:工程设计课题来源性质:教师收集的结合生产实际的课题目前,在仓库、图书馆、蔬菜大棚等许多场合需要温度、湿度、二氧化碳浓度的控制。
毕业设计题目:基于MSP430的无线多点温湿度分布式测量系统院、系:电气工程系姓名:指导教师:系主任:2014 年6月10日基于MSP430的无线多点温湿度分布式测量系统摘要在现代社会的发展中,温湿度作为两种特别重要的因素走进了人们的生活,为了能够对人类生产和生活环境中的温湿度进行监控,本文采用CC2500射频芯片和SHT11数字温湿度传感器,设计了一种基于MSP430单片机的实用温湿度检测系统及相关的软硬件结构。
该系统利用ZigBee无线通信技术构建了分布式无线传感器网络,通过传感器节点对温湿度数据进行采集和传输,具有组网简单,维护方便,运行费用低等优点,能够实现可靠的无线数据传输。
本文首先简单介绍了温湿度测量系统设计的背景、意义和温湿度传感器及短距离无线通信收发芯片的在世界各国的发展状况,通过结合系统方案的要求,详细论证了实现多点温湿度数据采集与无线传输方案的设计思路及系统的总体架构,然后详尽地阐述了系统的硬件电路结构设计和完成各项功能相关的软件设计,最后得出一定的结论,并对该设计有一个理想的展望。
关键词MSP430; ZigBee; CC2500; 温湿度传感器;Wireless multi point temperature and humidity distributed measurement system basedon MSP430AbstractIn the development of modern society, the temperature and humidity as two important factors in people's daily life, in order to be able to monitor the temperature and humidity of human production and living environment, this paper uses CC2500 RF chip SHT11 and digital temperature and humidity sensor, designed an applied temperature and humidity detection system of MSP430 single chip microcomputer and the software and hardware based on the correlation structure. The system construction of the distributed wireless sensor network using ZigBee wireless communication technology, acquisition and transmission of the temperature and humidity data by the sensor nodes, with simple, easy maintenance, low operating cost, can realize the reliable wireless data transmission.This paper introduces the design of temperature and humidity measurement system background, significance and the temperature and humidity sensor and short distance wireless communication transceiver chip development in the world, by combining the system requirements of the program, discusses the overall architecture design and system of multi point temperature and humidity data acquisition and wireless transmission scheme, then elaborates the software design and complete the function of the hardware circuit design of system structure, finally draw some conclusion, and has a good prospect in this design.Keywords MSP430; ZigBee; CC2500; temperature and humidity sensor;目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论 (1)1.1 课程设计的背景和意义 (1)1.1.1 课程设计的背景 (1)1.1.2 课题设计的意义 (1)1.2 温湿度传感器和短距离无线通信的发展趋势 (2)1.2.1 温湿度传感器的发展趋势 (2)1.2.2 短距离无线通信技术的发展趋势 (2)1.3 本文的主要研究内容 (3)1.4 本章小结 (3)第2章系统的总体设计方案 (4)2.1 ZigBee技术研究 (4)2.2 无线射频芯片方案 (5)2.2.1 CC2500的性能参数和应用领域 (6)2.2.2 CC2500的内部结构 (6)2.3 数字化温湿度传感器 (7)2.4 控制核心 (8)2.4.1 MSP430F2274简介 (8)2.4.2 MSP430的存储器结构 (10)2.5 本章小结 (11)第3章系统的硬件结构设计 (12)3.1 系统总体结构设计 (12)3.2 数字传感器SHT11电路设计 (13)3.3 无线模块CC2500芯片的电路设计 (14)3.4 时钟/日历模块PCF8563电路设计 (16)3.5 数据收发节点设计 (17)3.6 协调器节点的开关电源设计 (18)3.7 本章小结 (19)第4章系统的软件设计 (20)4.1 系统主程序设计 (20)4.2 数据采集程序 (21)4.3 数据收发程序 (22)4.4 本章小结 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第1章绪论1.1课程设计的背景和意义1.1.1课程设计的背景温度与湿度与人们的生活息息相关,随着科学技术的发展,各种高精尖设备大规模投入使用,同时对设备生产的环境也有着很严格的要求。
基于MSP430单片机监测环境温湿度以及二氧化碳浓度毕设设计总讲明ⅡGeneral Description of Construction Design Ⅳ第1章绪论61.1 研究的目的及意义61.2 国内外研究的情形71.3 系统的要紧性能指标和工作任务81.4 方案论证8第2章工具简介 102.1 C语言102.2 IAR软件11第3章硬件设计163.1 主控芯片的介绍163.1.1 MSP430F149的工作方式173.1.2 P口介绍193.1.3 MSP430指令的介绍243.1.4 MSP430中断介绍和储备器断介绍263.1.5 MSP430定时器283.1.6 时钟模块 303.1.7 比较器模块313.1.8 模数转换模块323.2 电源电路的设计323.3 晶振和复位电路以及USB下载电路的设计353.4 液晶显示模块LCD12864 373.5 时钟芯片DS1302 393.5.1 DS1302 的差不多组成和工作原理403.5.2 DS1302 内部寄存器413.6 温湿度芯片453.7 二氧化碳气体传感器493.7.1 二氧化碳浓度传感器TGS4160概述49 3.7.2 TGS4160的内部结构493.7.3 TGS4160的工作原理503.7.4 二氧化碳检测电路设计 523.8 超限操纵处理模块52第4章软件设计 544.1 程序的流程图设计544.1.1 主程序设计流程图544.1.2 温湿度和气体采集及处理框图 694.1.3 LCD12864显示流程图85第5章调试与体会915.1 调试过程915.2 总结体会92致谢93参考文献 95婴儿室环境监测电路的设计设计总讲明随着科技的飞速进展和普及,高性能设备越来越多,各行各业对温湿度的要求也越来越高。
关于刚出生的婴儿,刚脱离母体进入新环境,对新环境温湿度的要求同样也专门高。
传统的温湿度监测模式是以人为基础,依靠人工轮番值班,人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。
在这种模式下,不仅效率低下不利于人才资源的充分利用,而且缺乏科学性,许多重大事故差不多上由人为因素造成的,人工爱护缺乏完整的治理系统。
而咨询世监控系统就能够解决如此人才资源白费,治理不及时的咨询题,这是由于它的智能化设计所决定的。
温度湿度和气体的浓度在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门有着至关重要的作用,准确测量温湿度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要。
因此研究温湿度的测量和操纵方法具有重要的意义。
本设计核心部件为超低功耗嵌入式单片机MSP430,信号采集及处理部分由SHT11以及二氧化碳传感器GTS4160构成,输出的信号通过AD转换和MSP430的处理在显示器上显示温湿度以及气体的浓度,信号显示采纳的是液晶屏点阵显示器LCD12684,其他组成部分为实时时钟发生电路,产生与现在相同的时刻和具体日期,也是通过LCD1286 4液晶模块显示。
超限处理模块是使用PID算法设计,使用单片机的引脚电平通过继电器来操纵温湿度,和CO2气体浓度。
本设计还接入了故障报警模块。
MSP430是嵌入式单片机具有高度的集成化,有看门狗定时电路,比较器,模数转换等功能,与51系列单片机比较具有超低功耗,端口多等优点;SHT11温湿度传感器测温范畴为-40~+123.8℃,精度0.1℃,湿度测量范畴是0~99%RH,辨论率为0.03 RH,完全能够满足设计要求的温度20~27℃,湿度30~50%RH,它为I2C总线连接通信,较其他产品具有品质杰出,超快相应,抗干扰能力强,超高的性价比有点。
GTS4160一种含热敏电阻的混合式CO2敏锐元件,它使用的时候一样都配有本产品公司专门配套生产的一个转换和测量模块AM-4模块,模块是数字量串行输出,相比其他CO2气体传感器操作简单,精度高。
在软件设计部分有对测量的温湿度进行上下值的设定,当测量超过限定值时,通过超限自动操纵调剂温湿度电气处理电路对其进行处理,分别动作为过冷制热,过热制冷,过湿除湿,过干加湿,和对气体浓度调剂,硬件中包括一个开关,为复位开关。
开机后,所有器件初始化,LCD12864产生实时时刻和日期,温湿度传感器SHT11和C O2传感器开始进行温湿度测量和运算,最后通过LCD液晶显示器显示结果。
在测量结果中有超过设定的温湿度上下限的,通过超限模块做出反应。
电路要紧包括了MSP430操纵模块、SHT11温湿度测量模块、二氧化碳检测模块TGS4160、DS1302时刻模块、LCD显示模块、超限继电器处理模块。
其他是一些附件,例如复位、晶振电路。
关键字:MSP430149;SHT11;TGS4160;DS1302;继电器;LC D12864The baby's room environmental monitoring circuit design General Description of Construction DesignThis design for ultra-low power embedded microcontroller MSP4 30 core components, signal acquisition and processing part consists of SHT11 GTS4160 and carbon dioxide sensor, the output signal throu gh the AD conversion and the processing of MSP430 displayed on t he monitor temperature and humidity and gas concentration, signal di splay USES LCD lattice display LCD12684, other components for th e real time clock generating circuit, and the same time and date righ t now, is through the LCD12864 LCD module display. Transfinite pr ocessing module design is the use of PID algorithm, using MCU pin level through the relay to control the temperature and humidity, and CO2 gas concentration. This design also access the fault alarm mod ule.Key words:MSP430F149 ; SHT11; TGS4160; DS1302; Relay; L CD12864第1章绪论1.1 研究的目的及意义温度和湿度以及习惯环境所需的各种气体的浓度与人们的生活息息有关。
在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门,经常需要对环境温度与湿度和气体浓度进行测量及操纵。
准确测量温湿度和有关气体浓度在生物制药、食品加工、造纸等行业差不多上至关重要的。
传统的温度计是用水银柱来显示的,它的精确度不高,不易读数。
而采纳单片机对温湿度及气体进行操纵,不仅具有操纵方便、简单和灵活等优点,而且能够大幅度提升气体及温湿度操纵的技术指标。
用LC D来显示温湿度和气体浓度的数字量看起来更加人性化更加直观。
采纳SHT11数字温湿度传感器作为检测元件,能够同时测试温度和湿度。
SHT11传感器能够直截了当读出被测的温湿度值。
同时单片机能够把测量出的数据通过串口传到运算机上,来完成工业中的自动操纵,给工业生产带来了极大的便利。
用单片机操纵的温湿度计不仅硬件电路简单,而且测量精度比较高。
用液晶显示测量值看起来比较美观。
采纳MG811二氧化碳气体浓度检测传元件,直截了当把空气中的二氧化碳通过化学量的变化,以及模数转换也能直截了当送到单片机里面进行处理,监测空气中二氧化碳的浓度,调剂空气中氧气的含量,给人或者需要贮存的动植物等一个更舒服的环境。
不管在日常生活中依旧在工业、农业方面都离不开对周围环境进行温湿度及周边专门气体含量的的测量。
因此,研究温湿度的测量具有专门重要的意义。
1.2 国内外研究的情形测量温湿度和气体浓度的的关键是温湿度传感器。
过去测量温度与湿度是分开的。
随着技术的进步和人们生活的需要显现了温湿度共测的传感器。
温度传感器的进展经历了3个时期:传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。
目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向进展。
温度传感器也是经历了如此一个时期逐步走向数字智能化。
现今国内外用的最多的温湿度传感器是SHTXX系列。
SHT11温湿度传感器应用于专利的工业COMS过程微加工技术,确保产品具有极高的可靠性与杰出的长期稳固性。
传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件,并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝链接,从而具有超快响应,抗干扰能力强,性价比极高等优点。
采纳SHT11数字温湿度传感器与单片机MSP430相连比较容易,而且电路比较简单,软件设计也比较简单。
因此,本设计以SHT11数字温湿度传感器为例,介绍基于SHT11数字温湿度传感器的设计,该设计适用于人们的日常生活及工农业生产中用于温湿度的测量。
1.3 系统的要紧性能指标和工作任务由于本设计要紧的方向是设计室内的婴儿室环境监测系统,按照具体要求设计本产品的要紧技术指标为:(1)、测温范畴:+10—+80℃;湿度测量范畴为20—90%Rh,测二氧化碳浓度范畴350—2000PPM(人体正常生存环境的二氧化碳浓度是400—1000PPM)(2)、温度测量精度:±0.5ºC(3)、湿度测量误差:≤4%Rh,气体浓度误差±10PPM(4)、设置上下限温湿度和二氧化碳浓度的值,(5)、当湿度低于20度时,单片机操纵加热装置,高于27度时停止加热;(6)、当温度高于30度时,单片机操纵自动操纵制冷设备,当制冷到25度时停止制冷。
(7)、湿度低于30%RH时,单片机操纵接通加湿设备,超过50% RH是停止加湿;(8)、当二氧化碳浓度超过了800PPM时接通继电器接通开释氧气设备。
测试到了正常值得时候停止接通设备。
(9)电源工作范畴:DC3.3~5.0V系统要紧工作任务如下:按照本毕业设计实际的任务要求,选择合适的温湿度传感器,完成温湿度的测量,选择适合的气体检测传感器完成必要气体的含量检测,并设计显示电路模块、时钟电路模块、超限处理模块、复位电路模块的程序。