1000米靶道内气象环境控制系统的设计与实现_通信工程.doc

摘要：目前我国正在进行1000米靶道的建设，用于武器的测试，在靶道中需要进行人工控制环境中的风速、温度、湿度等气候条件，以模拟战场上的真实环境，在这样的环境中，对武器进行各项测试，提取武器本身和子弹飞行等等各项参数，并通过温度传感器、湿度传感器获取环境的温湿度数据．通过综合测试得出的数据，对武器进行各项性能的改进，由此加速轻武器的研制改进工作．单片机、温度传感器和湿度传感器是此系统中的核心部件，由传感器获取环境中的温度、湿度数据、并由单片机进行监测，同时动态地控制风机工作，对靶道进行降温、除湿等工作．本设计主要研究了通过AT89C51单片机对风机进行控制，以控制与改变靶道中的气象环境；通过温度传感器、湿度传感器采集靶道内的温湿度数据，亦由单片机进行控制与监测，并自动控制风机改变工作模式，且获取到的数据可用于总控制室进行数据采集与研究．

考虑到该设计的用途是用于室内靶场的温湿度测量与控制，并综合建设与维护成本等因素，本设计选择了AT89C51单片机作为系统的主控制器，SHT11集成温湿度传感器作为靶场内温湿度数据来源，DS1302实时时钟芯片用以获取实时的日期和时间，LCD1604液晶显示模块动态显示当前日期、时间、温度和湿度数据．在设计中参考了AT89C51数据手册、SHT11数据手册、DS1302数据手册和单片机原理及应用相关的书籍资料．

本设计说明共分5章，第1章介绍了该课题的研究背景，简单叙述了传感器的发展现状、单片机的发展现状和通风机的发展现状；第2章为总体设计，介绍了机械通风的原理、意义及通风机的工作原理，并给出了系统的整体结构，如采用的芯片、模块以及电路等等；第3章详细讲解了该设计的硬件部分，首先介绍了单片机AT89C51、液晶显示LCD1604和实时时钟芯片DS1302，接下来介绍了集成温湿度传感器SHT11，并给出了系统整体的电路图及电路中各部分的功能介绍；第4章介绍了本设计的软件部分，包括系统中各个模块的工作流程图，并为每个流程图附上了该部分的程序代码；第5章为该设计的最终结论和对未来的展望．

通过软件仿真，该系统能够实时地采集传感器传回的温湿度数据与实时时钟芯片中当前的日期和时间，并在液晶模块上显示出来，在温度或湿度超限时，能够通过发光二极管显示出对超限的处理，控制通风机的工作模式，并且通过蜂鸣器发出响声．经测试该系统可以实现靶道内空气温度和湿度自动调控功能，在轻武器工业中具有一定的应用前景．

关键词：温度；湿度；单片机；传感器

目录

摘要

ABSTRACT

第1章　绪论-1

1.1　课题研究背景-1

1.2　传感器的发展现状-1

1.3　单片机的发展现状-1

1.4　通风机的发展现状-2

第2章　总体设计-3

2.1　机械通风-3

2.1.1　机械通风的原理-3

2.1.2　通风的意义与作用-3

2.1.3　通风机的工作原理-4

2.2　系统整体结构-7

第3章　硬件部分-9

3.1　芯片介绍-9

3.1.1　单片机AT89C51-9

3.1.2　LCD显示LCD1604-11

3.1.3　DS1302原理及应用-13

3.2　温湿度传感器SHT11-14

3.2.1　SHT11简介-14

3.2.2　SHT11的引脚功能-14

3.2.3　SHT11的内部结构和工作原理-15

3.2.4　SHT11的应用-16

3.3　整体电路图-17

3.4　各部分功能介绍-18

3.4.1　复位电路部分-18

3.4.2　传感器电路部分-18

3.4.3　时钟电路部分-18

3.4.4　显示电路部分-19

3.4.5　超限处理电路部分-20

第4章　软件部分-21

4.1　主程序框图-21

4.2　程序主函数-21

4.3　温湿度采集及处理框图-24

4.4　温湿度采集部分程序-24

4.5　LCD显示框图-30

4.6　LCD显示部分程序-30

4.7　超限处理部分程序-33

第5章　结论和展望-37

5.1　结论-37

5.2　展望-37

参考文献-39

致谢-41