风速风向测量系统设计.doc

摘要:在农业环境的监测中，风速风向的测量显得尤为重要。风对农业的影响有利有弊，风能够帮助传播花粉、种子的同时也可能传播病害，引起倒伏等。

本设计实现了对不同强度的风速以及不同方向的风向的检测，显示和报警。采用了AT89C51单片机，RS-FS-N01型风速变送器，RX-FXJT05-V05风向变送器为核心硬件实现了风速风向的测量，并将所测的风速风向值通过LCD1602进行本地及异地显示，当其值超过所设置的标准值时，利用发光二极管及蜂鸣器进行声光报警。

论文主要分为：硬件方面主要研究了风速风向传感器的敏感原理，单片机和A/D、LCD等模块之间接口电路，蜂鸣器及LED声光报警驱动电路；软件方面，主要研究了风速风向信息的采集、无线通信和最终测量值的LCD显示报警等模块。最终，通过软硬件的实际测试，结果显示所设计的系统达到了风速风向测量与显示的要求，为小范围内风速风向测量与显示提供了可行方案。

关键词：风速风向传感器；51单片机；A/D转换；通信；报警

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 风速风向测量系统的设计背景及意义-1

1.2 风速风向测量系统的现状和发展趋势-1

1.3 课题设计要求及主要工作-1

2 硬件设计-3

2.1 硬件整体设计-3

2.2单片机最小系统设计-3

2.2.1 STC89C52性能-3

2.2.2 STC89C52引脚功能-3

2.2.3 复位电路设计-4

2.2.4 单片机最小系统设计-5

2.3 风速传感器的选择及确定-5

2.3.1 风速传感器的特性及性能指标-5

2.3.2 风速传感器信号采集电路-6

2.4 风向传感器的选择及确定-6

2.4.1 风向传感器的特性及性能指标-6

2.4.2 风向传感器信号采集电路-7

2.5 A/D转换模块设计-7

2.5.1 AD转换芯片介绍-7

2.5.2 ADC0832性能与技术指标-8

2.5.3 ADC0832工作过程与引脚连接-8

2.5.4 ADC0832硬件连接-8

2.6 显示模块设计-9

2.6.1 LCD1602芯片介绍-9

2.6.2 LCD1602基本参数及引脚功能-9

2.6.3 LCD1602与单片机的硬件连接-9

2.7 无线通信模块设计-10

2.7.1无线通信模块的选择背景-10

2.7.2 nrf24l01模块介绍-11

2.7.3 nrf24l01基本参数及引脚功能-11

2.7.4 nrf24l01与单片机的硬件连接-11

2.8 报警模块设计-12

2.8.1 报警电路的选择-12

2.8.2 报警电路的硬件连接-13

2.9 串口通信模块设计-13

3 软件设计-15

3.1 软件整体设计-15

3.2 软件程序设计流程图-15

3.2.1 主程序流程图-15

3.2.2 子程序A/D转换流程图-17

3.2.3 子程序LCD1602流程图-18

3.2.4 子程序nrf24l01流程图-19

4 系统仿真环境与仿真测试-21

4.1 proteus仿真环境-21

4.1.1 proteus软件功能特点-21

4.1.2 proteus软件功能模块-21

4.2 Keil C51开发环境-21

4.3 proteus软件电路功能仿真-22

5 系统实物测试及结果分析-27

6 结论与展望-32

参考文献-33

致谢-35