摘 要

当前社会，随着科学技术的进一步发展与进步，人们对于生活质量的追求也逐渐在变高。房屋建筑作为人们赖以生活的基础物理条件，也是人们生活中最常处的环境。而人体健康与所处的环境状况息息相关，所以室内环境的调节与控制也就显得尤为重要。影响室内环境的因素包括温度，湿度，光照强度等等一系列的条件，我们需要调节这些因素至适宜人体健康的阈值^[1]。

本文主要研究了基于单片机系统的居家环境监测仪器系统，该系统可以对室内的温度以及湿度进行实时的监测与显示，并且可以实时的显示时间与日期。整个系统可分为六个基本模块，电源模块负责为整个电路提供工作的电源，温湿度传感器模块负责对室内环境进行实时的数据采集并传送给单片机，单片机系统模块负责处理采集到的数据并与预置数据进行比较，如果超过阈值范围，声光报警模块即会发出警报提醒居民。时钟芯片模块负责为单片机提供时钟信号，通过单片机控制液晶屏模块显示当前时间与日期^[2]。本文将逐一对每个模块的工作原理进行详细的介绍，整体设计能够实现相应功能，达到了预期的目标。

关键词：单片机；居家环境；监测仪；传感器

Abstract

Nowadays, with the further development and progress of science and technology, people's pursuit of quality of life is gradually increasing. Housing is the basic physical condition that people live on and the most common environment in people's lives. Human health is closely related to the environment, so it is important to regulate and control indoor environment. Indoor environment factors including temperature, humidity, light intensity, and so on a series of conditions, we need to adjust the threshold value of these factors to the appropriate value that is Suitable for human health.

This paper mainly studies the home monitoring instrument system based on single chip microcomputer system, the system can real-time monitor the indoor temperature and humidity and display the results, and can real-time display time and date. The whole system can be divided into six basic modules, power supply module is responsible for the work of the whole circuit to provide power supply, temperature and humidity sensor module is responsible for real-time data acquisition and send the indoor environment data to the MCU, the MCU system module is responsible for processing the collected data and comparing with preset data, if exceed the threshold range, sound and light alarm module will send signals to remind residents. The clock chip module provides the clock signal for the MCU, and MCU will control the LCD to display the current time and date. This paper will introduce the work principle of each module in detail, and the overall design can achieve the desired goal.

Key Words：MCU; Indoor environment; Temperature and humidity; Monitoring and control

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

1 绪论 1

1.1设计目的及意义 1

1.2室内环境监测研究情况 2

1.3设计内容及思路 2

2 居家环境监测仪设计方案 4

2.1功能要求 4

2.2总体设计方案论证 4

2.2.1 单片机芯片的选择 4

2.2.2时钟芯片的选择 5

2.2.3显示电路模块的选择 5

2.2.4温湿度传感器的选择 5

2.2.5总体设计最终方案 6

3 监测系统硬件电路的设计 7

3.1温湿度监测模块设计 7

3.2单片机控制模块设计 8

3.2.1 AT89C52单片机介绍 8

3.2.2 AT89C51时钟电路设计 10

3.2.2 AT89C51复位电路设计 11

3.3时钟芯片模块设计 12

3.4液晶显示模块设计 14

3.5声光报警模块设计 16

3.6 本章小结 17

4 监测系统的软件设计 18

4.1开发软件的环境 18

4.2软件系统程序设计 19

4.2.1系统程序总流程图 19

4.2.2温湿度传感器模块的程序设计 20

4.2.3 DS1302时钟的程序设计 21

4.3本章小结 22

5 硬件调试与测试 23

6 总结与展望 24

参考文献 25

附录A 整体电路图 26

附录B 实物制作图 27

附录C 部分代码展示 28

致谢 46

1 绪论

1.1设计目的及意义

近年来，随着科学技术的进一步发展与进步，人们对于生活质量的追求也逐渐在变高。由于人类大部分时间都在室内活动，室内的温度，湿度等环境因素均会给人体健康带来或多或少的影响。所以室内环境的调节与控制也就显得尤为重要。

室内的温度在不同的时节或给人体带来不同程度的影响。已有的研究调查表明：最适宜人体健康的环境温度为24℃，在这个温度下，人体皮肤表面的温度大约为33℃，体表的毛细血管舒张比较平衡，此时人体会感觉非常舒服^[3]。在夏季时，这个温度范围会有所上升，大约为26℃。人是一种恒温动物，所以当环境温度发生改变时，人的身体会呈现出不同的状态。当人体长时间处于较低的温度下时，皮肤表面毛孔收缩，体内热量的散失加快，会出现寒颤，冻伤，风寒等等一些的并发症。而当人体一直呆在较高温度环境下时，身体里积攒的热量无法传出去，累积在体内，会导致人体的体温慢慢升高，排汗不畅通，心情烦闷。进而会促进心跳加速，呼吸急促等等症状，甚至会出现中暑，体癣皮炎等伤身的症结。当温度过高时，人的生命将会受到严重的威胁。