器，它在监视压力大小控制压力变化以及物理参量的测量等方面起着重要作用。运 用于气压计的气压传感器基本都是依靠不同高度时的气压变化来获取气压值的。相对比 于普通的水银气压计，有准确易读，易携带的优点。 气象学研究表明，在垂直方向上气压随高度增加而降低。例如在低层，每上升 气压便降低在的高空，高度每增加，气压便会降低而当 高度进步增加时，即到的高空之后，高度每增加，气压便会降低 同样，若空气中有下降气流时，气压会增加若空气中有上升气流时，作用于空气柱底 部的气压就会减小。般把作用于单位面积上空气柱的重量称为大气压力。 数字气压计大量应用在各种工矿企业，野外作业，消费类电子产品等等的地方。需中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 求极为广泛。 本设计首先根据实际生产生活的需要提出温湿度气压监测仪的功能要求，然后由 这些具体要求设计出了硬件原理图，采用模块化的方法先将整个系统分成若干部分，然 后逐模块进行硬件和软件设计，最后将各部分结合起来协调工作。它是利用单片机的在 控制方面的突出优点，并综合运用现代检测技术微控制技术数据处理和通信技术以 及显示技术而设计的。可以实时准确的测量环境中的温度相对湿度和气压。 环境监测仪的现状 环境监测是环境管理的基础和技术支持，随着我国环境保护工作的发展，我国环境 监测技术也取得了较大的进步，环境监测仪器生产形成了定的规模。 目前，我国环境监测仪器的生产企业有余家，年产值亿元，约占全国环保 产品产值的。环境监测仪器的主要产品是各种水污染和大气污染监测噪声与振 动监测放射性和电磁波监测仪器。我国生产的烟尘采样器烟气采样器总悬浮微粒 采样器油份测定仪污水流量计等环境监测仪器已接近或达到国际先进水平，在国内 市场上占有很大比例。国产大型实验室用原子吸收紫外可见分光光度仪气相色谱仪 等监测仪器自动控制技术采用程度较低，关键零部件尚依赖进口。 我国环境监测仪器多是中小型企业生产，产品基本集中在中低档的环境监测仪读 写位，当为时为读操作，为时为写操作。写操作分为字节写和页面写两种操作， 对于页面写根据芯片的次装载的字节不同有所不同。读操作有三种基本操作当前 地址读随机读和顺序读。应当注意的是最后个读操作的第个时钟周期不是不 关心。为了结束读操作，主机必须在第个周期间发出停止条件或者在第个时钟周 期内保持为高电平然后发出停止条件。中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 基于单片机的便携式环境监测仪设计 专业班级学生姓名 指导老师职称 摘要温湿度和气压是环境中重要的物理参数，人类的生存和社会活动与温湿度气压 密切相关。在生产和生活中的许多场合，不论是仓库管理图书保存，还是工业生产 居民生活，都对环境中的温湿度气压有定的要求，在些行业中对温湿度气压的 要求更高。因此，对环境中温湿度气压的检测和控制显得尤为重要，温湿度气压的 检测在很多现代科技领域中也成为项重要技术。并且随着人们生活水平的提高，人们 对自己的生存环境越来越关注，而且温湿度气压的变化与人体的舒适度和情绪也有直 接的影响，所以对温度湿度气压的检测就非常有必要了。 便携式环境测试仪的设计采用智能化的测量方法实现对温度湿度气压的检测。 该系统以单片机作为主控芯片，采用了具有精度高成本低体积小接口简 单等优点的温湿度传感器实现温度与湿度的检测，气压传感器实现气 压的检测，采用点阵字符型显示温湿度字母数字。 该环境监测仪结构简单，并能很好的满足许多环境中对温湿度及气压检测 范围和精度的要求。 关键词单片机传感器温湿度气压中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 ， 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 目录 绪论 选题背景 环境监测仪发展过程 环境监测仪发展前景 环境监测仪的工作原理及主要器件介绍 整体设计思路 单片机 单片机简介 单片机主要特点 单片机工作模式 单片机端口介绍 温湿度传感器 温湿度传感器介绍 温湿度传感器特点及应用领域 温湿度传感器工作原理 气压传感器 总线定义 系统硬件的设计 温湿度传感器电路 气压传感器 显示 复位电路部分 时钟电路部分 超限处理电路 键盘电路 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 系统软件设计 监测仪所支持的功能 监测仪的工作流程 语言开发的优势 系统调试与运行 软件介绍 电路功能仿真 对本设计的部分仿真 结论 致谢 参考文献 附录 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 绪论 选题背景 日常生活中，档案馆图书馆精密仪器室超净车间等诸多场所都对环境温湿度 有严格的要求，温湿度集散控制技术也是比较常见的应用技术。环境中的温湿度直接影 响着动植物的生长。以农业为例，温湿度不仅直接影响植物的生长发育，且农产品及农 药化肥等在存储及运输过程中极易受环境温湿度的变化而出现发霉变质等情况环境温 湿度对医疗卫生领域也具有重要的意义，药品疫苗及其他医疗用品在生产加工存 储及运输等各个环节对环境温湿度有着严格的要求，不良的环境温湿度会引起医疗用品 的实效变质，直接威胁到患者的生命安全。环境温湿度检测可有效地避免上述情况的发 生，并为温湿度管理提供可靠地实验数据。温湿度的测量可以使用温湿度监测仪，它是 环境记录仪中的项，随着科技的进步，温湿度的相关监测仪表也向着智能化小型化 低功耗的方向发展。在这个发展过程中，单片机发挥了重要的作用，本文介绍的湿度监 测仪就是以单片机作为核心控制器设计的。它具有体积小操作简单测量精度高和抗 干扰能力强等优点，能很好的满足许多， ， ， ， ， ， ， ， ， 间的通讯和同步，采用单总线数据格式，次通 讯时间左右，数据分小数部分和整数部分，具体格式在下面说明，当前小数部分用于 以后扩展，现读出为零操作流程如下次完整的数据传输，高位先出。数据格式 湿度整数数据湿度小数数据温度整数数据温度小数数据校验和 用户发送次开始信号后，从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始 信号结束后，发送响应信号，送出的数据，并触发次信号采集，用户可 选择读取部分数据。从模式下，接收到开始信号触发次温湿度采集，如果没 有接收到主机发送开始信号，不会主动进行温湿度采集采集数据后转换到低速 模式。 总线空闲状态为高电平，主机把总线拉低等待响应，主机把总线拉低必须 大于毫秒，保证能检测到起始信号。接收到主机的开始信号后，等待 主机开始信号结束，然后发送低电平响应信号。主机发送开始信号结束后，延时等 待后，读取的响应信号，主机发送开始信号后，可以切换到输入模式， 或者输出高电平均可，总线由上拉电阻拉高。 总线为低电平，说明发送响应信号，发送响应信号后，再把总 线拉高，准备发送数据，每字节数据都以低电平时隙开始，高电平的长短定 了数据位是还是。如果读取响应信号为高电平，则没有响应，请检查线路中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 是否连接正常。当最后字节数据传送完毕后，拉低总线，随后总线由上 拉电阻拉高进入空闲状态。 通过二线数字串行接口来访问，需要注意的地方是数据线需要外 接上拉电阻，时钟线用于微处理器和之间通信同步，由于接口包含了完全 静态逻辑，所以对最低频率没有要求当工作电压高于时，频率最高为 ，而当工作电压低于时，最高频率则为。 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 作为气压传感器。可以产生于所加气压呈线性关系的高精度模 拟输出电压，它具有以下特点 供电范围，典型值为。 测量范围。 接通需要控制的电路， 确定控制的种类控制量决定该调整的类别如对比度亮度等及需要调整的量。这 样，各控制电路虽然挂在同条总线上，却彼此独立，互不相关。 总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是开始信号结束信号 和应答信号。开始信号为高电平时，由高电平向低电平跳变，开始传送数 据。结束信号为高电平时，由低电平向高电平跳变，结束传送数据。应 答信号接收数据的在接收到数据后，向发送数据的发出特定的低电平脉冲， 表示已收到数据。向受控单元发出个信号后，等待受控单元发出个应答信号， 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答 信号，由判断为受控单元出现故障。中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 中国梦世界梦我的梦我的青春向青春致敬 这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。目前有很 多半导体集成电路上都集成了接口。带有接口的单片机有 的系列，系列，的系列等。 很多外围器件如存储器监控芯片等也提供接口 总线是种用于器件之间连接的双向二线制总线，所谓总线它上面可以挂多 个器件，并且通过两根线连接，占用空间非常的小，总线的长度可长达英尺，并且 能够以的最大传输速率支持个组件。它的另优点是多主控，只要能够进行 接收和发送的设备都可以成为主控制器，当然多个主控不能同时间工作。总线 有两根信号