基于MSP430的温湿度检测系统设计 （毕业设计46页、17558字+图+程序）
摘要：随着温湿度检测系统的广泛运用，不同行业和领域对温湿度检测有着不同的要求和标准。该设计的温湿度检测系统通过使用美国德州仪器公司生产的16位超低功耗MSP430系列的单片机和数字式温湿度传感器SHT11完成。文中分析了温湿度测量的工作原理及过程，提出了温湿度检测系统设计的整体方案，对各个子模块设计进行了方案的论证与比较。硬件设计采用PROTEL DXP软件，完成了系统的时钟电路、电源电路、LCD显示电路、MSP430与PC机之间通信电路、SHT11传感器采集温湿度信号等模块的电路原理图及PCB板图的设计。软件设计采用EW430V3.10A开发平台，完成了程序模块规划及各个模块的设计与编程，实现了对温湿度信号处理过程的编程和调试。最后通过系统软硬件联机调试，完成了温湿度信号检测的设计,并给出了设计过程中遇到问题的分析与处理结果。
关键词： 温湿度检测；SHT11；MSP430
Design of Humidity and Temperature Detection System Based on MSP430
Abstract：Along with the widely usage of humidity and temperature detection system, the different professions have different requests. The system is composed of the MSP430 microcontroller of TI Company and the digital temperature and humidity sensor SHT11. The analysis to the measure principle and process of temperature and humidity has been given by this dissertation, the entire design schemes and every module designing are put forward. PROTEL DXP is used in circuit design. The schematic and PCB design of each module have been completed, including the clock circuit, the power supply circuit and so on. The software workbench of EW430V3.10A is used to design the software. And the procedure of the processing of signal has been completed and debugged successfully. The detecting system is completed by debugging in the corporation of both software and hardware. In the end, the analysis to the designing process has been also given.
Key words: the detection of temperature and humidity， SHT11， MSP430
目 录
第1章 前言 1
1.1 选题背景、目的及意义 1
1.1.1 课题的背景 1
1.1.2 选题的目的及意义 1
1.2 论文的主要内容 1
第2章 温湿度检测系统设计的方案比较与选择 3
2.1 温湿度检测系统的总体方案设计 3
2.2 温湿度检测系统的器件选择 3
2.2.1 微控制器的选择 3
2.2.2 显示模块器件选择 5
2.2.3 温湿度数据检测模块器件选择 5
2.3 小结 7
第3章 温湿度检测系统环境参数的采集模块 8
3.1 信号采集模块中传感器性能特点 8
3.2 传感器SHT11采集信号工作原理 9
3.2.1 传感器内部结构及测量原理 9
3.2.2 传感器命令与时序 9
3.3 小结 11
第4章 温湿度检测系统的硬件设计 12
4.1 硬件设计工具平台简介 12
4.2 MSP430小系统的硬件设计 13
4.2.1 电源电路的设计 13
4.2.2 复位电路的设计 14
4.2.3 时钟电路设计 15
4.2.4 JTAG接口设计 15
4.3 温湿度信号的接口电路设计 16
4.4 LCD显示接口电路设计 17
4.5 小结 17
第5章 温湿度检测系统的软件设计 18
5.1 IAR EW430软件开发平台简介 19
5.2 温湿度检测系统的主程序设计 20
5.3 温湿度信号检测及处理程序设计 21
5.4 显示部分程序设计 21
5.5 小结 21
第6章 温湿度检测系统联机调试与结论 22
6.1 系统硬件电路测试与分析 22
6.1.1 测试仪器和内容 22
6.1.2 测试过程 22
6.2 系统的软硬件联合调试与分析 23
6.2.1 系统软件调试与关键参数设置 23
6.2.2 系统软硬件联机调试 24
6.2.3 系统调试过程中出现的问题与分析 25
6.3 小结 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
附录1：系统总原理图 29
附录2：基于MSP430的温湿度检测系统设计的PCB图 30
附录3：硬件实物照片 31
附录4：器件清单 32
附录5：主要程序 33
附录6：MSP430F437引脚功能 39
第1章 前 言
1.1 选题背景及意义
1.1.1 课题的背景
长期以来，人们在温湿度测量过程中，大部分使用常规的测量方法进行测量。目前我国规模化的温控电子产品生产企业尚未形成，高端温控产品及先进实用的测控设备有较为广阔的发展空间。随着科技的进步，许多新技术、新工艺已经广泛的应用于温湿度测量领域中。在检测器件的发展方面主要是提高智能温湿度传感器的测量精度和分辨率；增加智能温湿度传感器的测试功能以及实现温湿度传感器在非线性补偿、温度补偿的自动补偿技术和自动校准技术等。在电子系统设计中，人们一方面是追求电子器件的质量和性能的提高，另一方面就要求设计出的系统要简单、方便易携带等特点。随着电子技术的发展和嵌入式系统的广泛使用，采用高精度传感器，低功耗单片机设计出的温湿度测量系统就可以满足人们的需求。
1.1.2 选题的目的及意义
温湿度的测量在仓储管理、生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中被广泛应用，传统的模拟式湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意。由于温湿度传感器及其控制系统是20世纪90年代才兴起的行业，因此设计出一款精度高、稳定性好、成本低的温湿度检测控制系统具有一定的市场前景。此研究项目采用具有高精度，防干扰等优点的传感器，结合单片机嵌入式系统技术，设计完成的系统具有易携带、低功耗等特点，从而克服了传统温湿度检测系统需要复杂的校准过程和精度较低的缺点。
1.2 论文的主要内容
论文将介绍温湿度检测系统设计的方案选择与软硬件的设计与调试。全文共分为六章，第1章介绍了温湿度检测系统设计的研究现状和本课题的选题目的与意义；第2章介绍温湿度检测设计的总体设计方案，并对每个模块进行了方案论证与选择；第3章介绍了SHT11传感器采集数据、传输数据、处理数据的过程；第4章介绍了各单元模块的硬件电路设计与实现；第5章介绍了软件设计中的模块规划和各子模块的程序流程图；第6章介绍了系统的调试过程和调试结果，最后总结了整个设计中有待改进的地方。
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