智能型實(shí)驗(yàn)室溫濕度控制器設(shè)計(jì).docx

1、智能型實(shí)驗(yàn)室溫濕度控制器設(shè)計(jì)摘要現(xiàn)如今對(duì)于溫度和濕度的控制己成為人類研究的熱門項(xiàng)目，同時(shí)也是工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必須考慮的因素。因此溫度和濕度已經(jīng)不再是相互獨(dú)立的物理量，而應(yīng)該在整體中綜合考慮。溫濕度控制器廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、糧倉(cāng)、大棚乃至土壤等各個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的溫濕度控制主要通過(guò)人工進(jìn)行檢測(cè)，這種人工測(cè)試的方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，而且隨機(jī)性、誤差性都比較大。因此就需要一種造價(jià)低廉、使用方便并旦計(jì)算準(zhǔn)確的溫濕度控制儀器。利用單片機(jī)對(duì)溫以及濕度的控制，具有控溫、濕精度高、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低，簡(jiǎn)單靈活等優(yōu)點(diǎn)，很好的滿足了人類的要求。本設(shè)計(jì)通過(guò)使用AT89S52單片機(jī)、DHT11傳感器模塊、1602

2、液晶顯示屏模塊以及報(bào)警模塊。簡(jiǎn)單明了的實(shí)現(xiàn)了課題的要求。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器把采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)。經(jīng)過(guò)AT89S52單片機(jī)的處理，準(zhǔn)確的顯示到液晶屏上，并對(duì)溫濕度設(shè)置上下限，超限就會(huì)報(bào)警。關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)；數(shù)字式溫濕度傳感器；1602液晶顯示屏；報(bào)警器的是AT89S52單片機(jī)，它主要控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，并利用它的各個(gè)端口分別控制其他模塊，以致其他模塊能夠成為一個(gè)整體，達(dá)到實(shí)現(xiàn)模塊功能的需要；報(bào)警模塊主要指將蜂鳴器接入單片機(jī)電路中構(gòu)成報(bào)警模塊。通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)的溫度和適度的檢測(cè)和控制，并給定它所需要的溫濕度區(qū)，即給定溫濕度的上下限值，實(shí)現(xiàn)越限報(bào)警；實(shí)驗(yàn)室實(shí)時(shí)溫濕度的檢測(cè)主

3、要由傳感器模塊控制、由于DHT11的數(shù)字一體性，集成了AD模數(shù)轉(zhuǎn)換等模塊，直接連接到單片機(jī)即可。LCD液晶顯示模塊同樣與單片機(jī)連接，單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)就可以在液晶顯示屏上顯示出來(lái)。3.2主控模塊設(shè)計(jì)3.2.1AT89S52芯片的簡(jiǎn)介功能特性：AT89S52是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案，如圖3-1所示。AT89S52具有

4、以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM,32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外,AT89S52可降至OHz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下,CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。主要性能：與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：OHz33Hz、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器、32個(gè)可編程I/O口線、三

5、個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符。T2/P1.0T2EX/P1.1Pl.2Pl.3Pl.4Pl.5Pl.6Pl.7RSTRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WH/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1123456012345678,9207891111111111O-DIP404321098765432133333222222222nnnnnnnnnnmnnnmnnnvccPO.O/ADOPO.1/AD1PO.2/AD2PO.3/

6、AD3PO.4/AD4PO.5/AD5PO.6/AD6PO.7/AD7EAALE/PROGPSENP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8圖3-1AT89S52單片機(jī)管腳圖AT89S52單片機(jī)的管腳說(shuō)明如下：VCC：為單片機(jī)的供電電壓。GND：為接地端口。P0口：P0端口為一個(gè)八位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O端口，每一個(gè)腳可吸收8TTL門的電流。P0端口能夠用于外部程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，它也可以被定義為數(shù)據(jù)或地址的第8位。當(dāng)P1口的管腳第一次寫入1時(shí)，被定義為高電阻輸入。在FTASH編程時(shí)，P0端口可以作為原碼的輸入口，當(dāng)F

7、IASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0端口輸出原碼，此時(shí)P0端口外部必須被拉高。P1口：P1端口是一個(gè)可以內(nèi)部提供上拉電阻的八位雙向I/O口，P1端口的緩沖器能夠接收輸出4TTL門的電流。在FLASH編程以及校驗(yàn)時(shí)，P1端口作為第8位地址接收。當(dāng)P1端口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，當(dāng)P1端口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是因?yàn)閮?nèi)部上拉的結(jié)果。P2口：P2端口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2端口緩沖器可以作為接收，然后輸出四個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2端口被寫作“1”時(shí)，它的管腳被內(nèi)部的上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2端口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是因?yàn)閮?nèi)部上拉的

8、結(jié)果。P2端口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，或者十六位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2端口輸出地址的高8位。在給出地址“1”時(shí)，它就會(huì)利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2端口輸出它的特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2端口在FLASH編程以及校驗(yàn)時(shí)接收高8位地址信號(hào)及控制信號(hào)。P3口：P3端口管腳是八個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O端口，可接收輸出四個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3端口寫入“1”后，它們將被內(nèi)部上拉為高電平，并且用作輸入。作為輸入由于外部下拉為低電平，P3端口將輸出電流（ILL）這是因?yàn)樯侠慕Y(jié)果。其中P3端口也作為AT89S52第二功能使用，如下圖表所示：表3-1P3口的第二功能

9、P3.O/RXD串行輸入口P3.1/TXD串行輸出口P3.2/INT0外部中斷0P3.3/INT1外部中斷1P3.4/T0記時(shí)器0外部輸入P3.5/T1記時(shí)器1外部輸入P3.6/WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通P3.7/RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通RST：復(fù)位輸入端，當(dāng)晶振體工作時(shí)，RST引腳就會(huì)出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，從而使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存器允許的輸出脈沖將用于鎖存地址的低八位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳將用于輸入編程脈沖。在一般情況下，ALE端以不變的頻率周期輸出固定的脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的六分之一。因此它可以用來(lái)作為對(duì)外部輸

10、出的脈沖或者用來(lái)作為定時(shí)的目的。然而要注意的是：每當(dāng)用來(lái)作為外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如果想要禁止ALE的輸出，可以在SFR8EH地址上置為0。此時(shí)ALE只有在執(zhí)行MOVX和MOVC指令時(shí)ALE才會(huì)起到相應(yīng)的作用。此外，該引腳被微弱拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)時(shí)ALE禁止，置位是無(wú)效的。/PSEN：程序存儲(chǔ)允許輸出的是外部存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在單片機(jī)由外部程序存儲(chǔ)器取指的期間，每個(gè)機(jī)器周期輸出兩個(gè)脈沖，此兩次/PSEN均有效。但是,在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不被激活。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持0時(shí)，則在此期間欲使CPU訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址

11、為OOOOH-FFFFH）,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET。在FLASH編程的期間，此引腳將施加12V的編程電源（VPP）oXTAL1：為單片機(jī)反向振蕩放大器的輸入，以及內(nèi)部時(shí)鐘器工作電路的輸入。XTAL2：為單片機(jī)反向振蕩放大器器的輸出。3.2.2主控模塊電路的原理圖單片機(jī)的主程序是控制以及管理的主要核心部分，主要是操作的是在系統(tǒng)上電后對(duì)定時(shí)和中斷處理操作進(jìn)行的初始化。主程序模塊主要是通過(guò)DHT11傳感器對(duì)感受到的溫濕度信號(hào)的讀取，將得到數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析和予加處理，然后再將處理后的信號(hào)傳送給1602液晶顯示模塊，

12、以致完成信息的接收與傳送，最后連接到蜂鳴器上來(lái)控制報(bào)警系統(tǒng)裝置。如圖3-2所示。0囂mpr醇最PO5PO4保PO1POOGND圖3-2AT89S52模塊電路原理圖3.3溫濕度檢測(cè)電路DHT11溫濕度傳感器的外型和管腳如圖3-3所示。其中電源引腳的供電電壓為3.5伏到5.5伏。傳感器通電以后，大概要等待一秒鐘來(lái)越過(guò)不穩(wěn)定的狀態(tài)在此期間不能發(fā)送任何的指令。電源VDD引腳和GND引腳之間可增加一個(gè)lOOnF的電容，用來(lái)去耦濾波。底視圖引腳說(shuō)明：Vcc正電源Dout輸出NC罕腳GND地圖3-3DHT11溫濕度傳感器外型及管腳DIIT11典型應(yīng)用電路如圖3-4所示它的連接電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只需要占用控制

13、器一個(gè)I/O端口就可以完成上下位的連接。MCU圖3-4DHT11典型應(yīng)用電路DHT11數(shù)字式溫濕度傳感器采用是單總線數(shù)據(jù)傳收格式，就是指單個(gè)數(shù)據(jù)引腳端口來(lái)完成輸入和輸出的雙向傳輸。它的數(shù)據(jù)包由5Byte(40Bit)組成。一次通訊時(shí)間最大可達(dá)三毫秒,數(shù)據(jù)分為兩個(gè)部分，小數(shù)部分和整數(shù)部分。其中一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先輸出。數(shù)據(jù)格式如表3-2。表3-2DHT11數(shù)據(jù)格式DHT11數(shù)字濕溫度傳感器的引腳的相關(guān)說(shuō)明如表3-3：濕度溫度校驗(yàn)整數(shù)小數(shù)整數(shù)小數(shù)8Bit8Bit8Bit8Bit8Bit表3-3DHT11引腳說(shuō)明Pin名稱注釋1VDD供電3-5.5VDC2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3

14、NC空腳，請(qǐng)懸空4GND接地，電源負(fù)極3.4溫濕度上限存儲(chǔ)電路溫濕度的閾值不僅存儲(chǔ)在EEPROM芯片的AT24C02中，而且可以通過(guò)K1到K4按鍵調(diào)節(jié)和保存，其中K2鍵為溫度上限增加，K3鍵為溫度上限減小，K4鍵為濕度上限增加，K鍵5為濕度上限減小。AT24C02芯片其電路如圖3-5所示。EEPROM存儲(chǔ)器盜U224C01A2402SCL2402SDA8265VccA0WPAlSCLA2SDAVss一|GND圖3-5EEPROM存儲(chǔ)電路3.5顯示電路顯示部分采用的是LCD1602液晶顯示屏來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示，源于液晶顯示器的每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就會(huì)一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不會(huì)像陰極射

15、線管顯示器(CRT)那樣需要不斷的刷新亮點(diǎn)。因此液晶顯示器有很高的畫質(zhì)感且不會(huì)閃爍。液晶顯示器都是數(shù)字式智能型的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口相連接顯示更加簡(jiǎn)單和可靠，操作也更加簡(jiǎn)便。顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到液晶顯示器顯示的目的，此顯示器在重量方面上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕很多。相比較而言，液晶顯示器的功耗主要在它的內(nèi)部電極和驅(qū)動(dòng)IC上消耗的,因此它的耗電量要比其它的顯示器要少得多。它的主要技術(shù)參數(shù)如表3-4,1602LCD液晶顯示器顯示出來(lái)的數(shù)字信息，不僅清晰而且很明確，顯示內(nèi)容也相當(dāng)?shù)呢S富。表3-4液晶屏技術(shù)指標(biāo)顯示容量16*2個(gè)字符芯片工作電壓4.5-5.5V工作電流2.0mA(

16、5.0V)模塊最佳工作電壓5.0V字符尺寸2.95*4.35(WXH)mm接口信號(hào)說(shuō)明如表3-5所示。表3-5液晶屏接口信號(hào)說(shuō)明與單片機(jī)接口電路如圖3-6所示。編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地1D2DataI/O2VDD電源正極2D3DataI/O3VL液晶顯示偏壓信號(hào)3D4DataI/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L)4D5DataI/O5R/W讀/寫選擇端(H/L)5D6DataI/O6E使能信號(hào)6D7Data1/07DODataI/O7BLA背光源正極8DIDataI/O8BLK背光源負(fù)極J2§13-6LCD顯示器與單片機(jī)接口電路2345678903.6DHT11

17、傳感器模塊電路DIIT11傳感器連接到AT89S52單片機(jī)是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的。AT89S52單片機(jī)的P2.0端口主要用來(lái)發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)，也就是數(shù)據(jù)端口。連接DHT11傳感器的Pin2端口(單總線式的串行數(shù)據(jù))。由于測(cè)量的電路范圍是小于二十米的，因此建議在傳感器的Pin2端口與電源之間加一個(gè)五千的電阻。而DHT11傳感器的電源Pinl端口和Pin4V端口分別接到單片機(jī)的VDD端和GND端。DHT11傳感器的第三個(gè)腳是懸浮放置的。DHT11傳感器原件的電路原理圖如下3-7所示：VCCIC10DATAC9lOOnfVCCNCVDDGNDDHTU圖3-7DHT11電路原理圖3.7按鍵及報(bào)警電路本設(shè)計(jì)

18、采用七個(gè)獨(dú)立的按鍵完成對(duì)溫濕度上下限的設(shè)定。七個(gè)按鍵的功能分別是：進(jìn)行溫度設(shè)限，進(jìn)行濕度設(shè)限，進(jìn)行溫度和濕度上限改變，進(jìn)行溫度和濕度下限改變，加1,減1,退出已經(jīng)設(shè)定的界面，顯示出來(lái)檢測(cè)到的溫度和濕度。1)2)3)4)5)6)7)按鍵電路圖如圖3-8所示。圖3-8按鍵電路在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，對(duì)于重要的溫濕度參數(shù)一般都設(shè)有緊急狀態(tài)下報(bào)警裝置，以便于提醒操作人員注意，及時(shí)采取有效地緊急措施。它的方法就是把單片機(jī)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)字濾波，在具體的標(biāo)度變換之后，與單片機(jī)中設(shè)定的參考數(shù)上下限值進(jìn)行對(duì)比，如果檢測(cè)到的溫濕度值高于上限值或低于下限值則進(jìn)行報(bào)警，否則就采樣的數(shù)值就作為正常值，進(jìn)行顯示到液晶

19、顯示屏上。蜂鳴器報(bào)警電路是本設(shè)計(jì)采用的報(bào)警裝置系統(tǒng)。壓電式蜂鳴器是本次設(shè)計(jì)購(gòu)買的蜂鳴器報(bào)警的接口電路，蜂鳴器震動(dòng)是通過(guò)單片機(jī)的1根端口線的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的。壓電式蜂鳴器大約需要10毫安的驅(qū)動(dòng)電流，可以使用TTL系列的集成電路7406或者7407低電平來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，也可以采用一個(gè)晶體三極管來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在本次設(shè)計(jì)中，P3.2端曰接入晶體管基極的輸入端，當(dāng)P3.2端曰輸出高電平“1”時(shí)，晶體管才可以導(dǎo)通，壓電式蜂鳴器兩端獲得大約正5伏的電壓而震動(dòng)；當(dāng)P3.2端口輸出低電平“0”時(shí)，晶體三極管不導(dǎo)通，蜂鳴器停止震動(dòng)。圖3-9是運(yùn)用三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器報(bào)警電路。1kR61kBUZZERBUZ1圖3-9三極管驅(qū)動(dòng)

20、的蜂鳴器的報(bào)警電路3.8供電及程序下載電路本課題設(shè)計(jì)使用的是LSB接口供電，電源的電壓為五伏。其中USB接口是通過(guò)內(nèi)含PL2303芯片的轉(zhuǎn)換電路來(lái)對(duì)進(jìn)行單片機(jī)的程序編寫。其電路原理如圖3-10所示。USB電源及下載接口3MhRXD)接線(TXI)4腳<TXI)接B白線<RXL3MhRXD)接線(TXI)4腳<TXI)接B白線<RXLJI12)3>4GND+5VinRXD0TXDUSBPOWE。匕R5D1N1N4148RXDAbstractThetemperatureandthehumiditycontrolhavebecomeapopularprojectinto

21、day'ssocialstudies.Istheindustryandfarmingproductionprocessmustbeconsideredthefactors.Astheimportantcommonisaccusedofparameters.Temperatureandhumidityisnolongertheindependentofeachotherphysicalquantities,andintheoverallsystemshouldbeconsidered.ltisWidelyusedinlaboratory,flowerbed,awning,otherfie

22、lds,andgranariesandsoil.Howeverthetraditionaltemperatureandhumiditycontrolisuseofhumiditytable,humiditydipsticktestequipment,doublemetaltypegaugeandhairhumiditytable.Throughtheartificialtesting.Notinkeepwiththedemandofthetemperatureandhumiditysupplytowetoperation,ventilation,cooling.Thisartificialte

23、stingtime-consuming,theworkpieceratioislow.Cutlargeprobabilistic.Error.Forthatreasontheneedacheap,easytouseandtheaccuratetemperatureandtocontrolinstruments.ThereforeUsingasinglemicrocomputertocontrolthetemperatureandthehumidity,temperaturecontrol,wetwithaccurateandpowerfunction,smallvolume,advantage

24、s,lowprice,suchassimplequick-response,meetthetechnologicalrequirements.ThisarticleadopttheuseofAT89S52microcontroller,1602LCDscreenmodule,alannmoduleandDHT11sensormodule.Simpleandmanifestimplementationtoachievethearticleofdemanding.DHT11digitaltemperatureandhumiditysensorsto4軟件部分4.1概述軟件部分是在現(xiàn)有硬件的基礎(chǔ)上編

25、程來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。系統(tǒng)軟件由主程序模塊、功能實(shí)現(xiàn)模塊和運(yùn)算控制模塊組成。4.2程序流程在主程序中首先給定PID算法的參數(shù)值，然后通過(guò)循環(huán)顯示當(dāng)前溫濕度，并設(shè)定鍵盤外部中斷為最高優(yōu)先級(jí)，以便能實(shí)時(shí)響應(yīng)鍵盤處理;軟件設(shè)定定時(shí)器TO為5s定時(shí)，在無(wú)鍵盤響應(yīng)時(shí)每隔5s響應(yīng)一次，以用來(lái)采集溫濕度信號(hào)，設(shè)定定時(shí)器T1為嵌套在TO之中的定時(shí)中斷。在主程序中必須分配好每一部分子程序的起始地址。主程序流程圖見(jiàn)圖4-1。4.3主程序的相關(guān)內(nèi)容4.3.1程序的相關(guān)定義下面是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫濕度的檢測(cè)基本功能相關(guān)程序的一些基本的定義，包含程序的頭文件和程序的管教定義和變量以及常量胡定義等。(1) 頭文件和一些宏觀定義inc

26、lude<reg52.h>include1602.h"#includcdhth"#include”2402.h”(2) 管腳的定義sbitLed_qushi二P6;/去濕燈sbitLed_jiangwen=P5;/降溫?zé)魋bitKey_THl=P3“2;sbitKeyTH2=P3_3;sbitKey_HH1=P3"4;sbitKeyJI112=P3"5;(3) 常量以及變量的定義定義的標(biāo)識(shí)volatilebitFlagStartRH=0;/開(kāi)始溫、濕度轉(zhuǎn)換的標(biāo)志volatilebitFlagKeyPress=0;/有鍵按下/定義溫、濕度傳感器

27、使用外部變量externU8U8FLAG,k;externU8U8count,U8temp;externU8U8TdataH,U8TdataL,U8RHdataH,U8RHdataL,U8checkdata;externU8U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp;externU8U8checkdatatemp;externU8U8comdata;externU8count,count_r;U16temp;S16temperature,humidity;S16idataTH,HH;溫度上限、濕度上限cha

28、r*pSave:U8keyvalue,keyTHl,keyTH2,keylllll,keyllH2;116RHCounter;4.3.2main()函數(shù)main。函數(shù)包括了定時(shí)器的初始化，而且在main。函數(shù)初始化的過(guò)程中，首先對(duì)溫濕度檢測(cè)器進(jìn)行了鎖定，目的是不允許其他功能的實(shí)現(xiàn)；LCD顯示器顯示的是一個(gè)歡迎使用控制系統(tǒng)的界面，在一定的延時(shí)后再進(jìn)行清屏的；從AT24C04中我入的溫度上限以及濕度上限設(shè)定的值；然后溫濕度進(jìn)行轉(zhuǎn)換和溫濕度的讀取;最終完成報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)；通過(guò)鍵盤來(lái)設(shè)定溫濕度的上限值。(1) 首先定時(shí)器初始化的過(guò)程voidmainOU16i,j,testnum;EA=0;TimerO

29、_Init();/定時(shí)器0為初始化Data_Init();EA=1;(2) 顯示器的初始化的過(guò)程toT&H");System!”);toT&H");System!”);L1602_init();L1602_string(l,1,"WelcomeL1602string(2,1,Control延時(shí)for(i=0;i<1000;i+)for(j=0;j<1000;j+)(；)/清屏)；)；L1602_string(l,1,"C%HH:)；(3)鍵入溫度上限以及濕度上限設(shè)定值LoadSettingO;L1602_char(l,L160

30、2_char(1,L1602_char(2,L1602char(2,C%HH:)；(3)鍵入溫度上限以及濕度上限設(shè)定值LoadSettingO;L1602_char(l,L1602_char(1,L1602_char(2,L1602char(2,L1602_string(2,1/L1602_string(l,1,Tem:L1602_string(2,1,"Hum:15,16,15,16,TH/10+48);TH%10+48);HH/10+48);HH%10+48);(4) 溫濕度的讀取過(guò)程while(l)(溫濕度的轉(zhuǎn)換標(biāo)志的檢查if(FlagStartRH=1)(TRO=0;test

31、num=RH();FlagStartRH=0;TRO=1;讀出溫濕度，并且只取整數(shù)部分humidity=U8RH_data_H;temperature=U8T_data_H;顯示溫濕度LI602int(l,5,temperature):L1602_int(2,5,humidity);(5) 報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程if(temperature>TH)Ledjiangwen=0;elseLed_jiangwen=l;降溫if(humidity>1IH)Led_qushi=0;elseLed_qushi=l;/去濕(6) 鍵入溫濕度上限值/使用鍵盤來(lái)查詢，在彈起時(shí)的響應(yīng)if(Key_THl)

32、&&(keyTHl=O)(FlagKeyPress=1;keyvalue=1;elseif(Key_TH2)&&(keyTH2=0)FlagKeyPress=1;keyvalue=2;elseif(Key_HH1)&&(keyHH1=0)(FlagKeyPress=1;keyvalue=3;elseif(Key_HH2)&&(keyHH2=0)(FlagKeyPress=1;keyvalue=4;if(FlagKeyPress=1)(KeyProcess(keyvalue);FlagKeyPress=0;)if(!KeyTH1)k

33、eyTHl=0;elsekeyTHl=1;if(!Key_T112)keyTH2=0;elsekeyTH2=1;if(!Key_HHl)keyHHl=0;elsekeyHHl=1;if(!KeyHH2)keyHH20;elsekeyHH2=1;5結(jié)論與展望本設(shè)計(jì)：基于AT89S52單片機(jī)的智能型實(shí)驗(yàn)室溫濕度控制器的設(shè)計(jì)，已經(jīng)基本完成。雖然該控制器在溫濕度的線性化上花費(fèi)的時(shí)間可能相對(duì)有點(diǎn)長(zhǎng)，但是AT89S52單片機(jī)的工作頻率還是比較高的，而且只有在環(huán)境濕度特殊情況下才會(huì)出現(xiàn)處理時(shí)間較長(zhǎng)的現(xiàn)象，因此并不會(huì)影響此儀器的實(shí)時(shí)監(jiān)控指標(biāo)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我掌握了單片機(jī)的基本特性，熟悉了實(shí)踐性質(zhì)的設(shè)計(jì)的基本步

34、驟：首先要明確設(shè)計(jì)的具體任務(wù)，了解溫濕度監(jiān)測(cè)方面的發(fā)展?fàn)顩r，以及熟知前輩們做了哪些工作。其次是要對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)做深入的可行性論證，并且結(jié)合實(shí)際的條件，鎖定自己的設(shè)計(jì)方向，然后就是對(duì)自己定下方案進(jìn)行硬件的操作，比如所需主要原器件的選擇和基木硬件部分的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，接著進(jìn)行軟件編程設(shè)計(jì)，相應(yīng)的畫出各部分的大體流程圖，搞清楚各個(gè)部分所實(shí)現(xiàn)的功能，最后對(duì)整個(gè)體系進(jìn)行軟件編程驗(yàn)證。最后就是對(duì)此設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)試及運(yùn)行，檢測(cè)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫濕度檢測(cè)器的性能是否穩(wěn)定。由于本人的水平有限，系統(tǒng)肯定存在不缺陷的地方，還有很多值得改進(jìn)的地方。比如其中硬件電路的設(shè)計(jì)并不完善，對(duì)于程序語(yǔ)言的了解還不夠。但是經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)

35、計(jì)，我學(xué)到了很多，從中學(xué)了很多經(jīng)驗(yàn)。明白了只有自己真正動(dòng)手去接觸嘗試了，才知道自己對(duì)所學(xué)知識(shí)了解的真實(shí)程度，以及各種綜合能力，找出了自己與別人的差距。從而明確了自己將來(lái)要奮斗的目標(biāo)和方向。溫濕度控制的研咒已經(jīng)成為了21世紀(jì)最為熱門的話題之一。它不僅與我們的生活息息相關(guān)，而且直接影響我們的生產(chǎn)。而智能化的控制溫濕度已經(jīng)成為科技發(fā)展的必然。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、人們對(duì)生活需求水平的提高以及社會(huì)的快速進(jìn)步，我們不可能一直一成不變，不能在依賴以前單純的利用人力資源來(lái)控制環(huán)境溫濕度的方法，這樣不僅浪費(fèi)人力資源、財(cái)力資源，而且導(dǎo)致控制系統(tǒng)也更加單一化。然而采用自動(dòng)化的控制辦法、既節(jié)省了人力，更體現(xiàn)了與時(shí)俱進(jìn)

36、的思想。參考文獻(xiàn)1 陳明熒.8952單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材M.北京：清華大學(xué)出版社，2003.2 雷霖.微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)M.成都：電子科技大學(xué)出版社,1999.22-35.3 馮博琴.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京：清華大學(xué)出版社，2004王千.實(shí)用電子電路大全M.電子工業(yè)出版社，2001.4 張毅剛.MCS-52單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)M.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.5 劉啟中.PIC單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2003.75-85徐新艷.單片機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)踐M.北京：高等教育出版社，2005.6 吳金戌，沈慶陽(yáng),郭庭吉.8952單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，20

37、01.7 劉國(guó)林.建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.87-102.8 馮博琴.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)M.清華大學(xué)出版社，2004.9 趙亮，侯國(guó)銳.單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例M.北京:人民郵電出版社,2003.10 王振紅，李洋，郝承祥.ISD4004語(yǔ)音芯片的工作原理及其在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.電子器件2002年3月第25卷第1期.11 R.L.Geiger,P.E.Allen,N.R.Strader.VLSI.DesignTechniquesforAnalogAndDigitialCiruits,McGraw-HillInc.1990.12 ANALOGDEVICES.T

38、hetechnologyofAT89S52EB/0L.WhitePaper,Spe.28.2000.thecollectoftemperatureandhumiditydatatotheSTC89C52microcontroller.Theprocessingofunitarychip.ExactdisplayedontheLCDpanel.Aswellasthetemperatureandhumidityonthesetrange.Thelimitalarm.Keywords:AT89S52Singlechip,DHT11sensor,1602LCDscreen,Alar目錄1弓I言41.

39、1選題白勺背景41.2選題的意義51.3課題研究的主要內(nèi)容51.4課題研究的工作原理52系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)62.1功能及要求62. 2本設(shè)計(jì)的思路62. 3本設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與模塊組成72. 3.1基本內(nèi)容72. 3.2溫濕度控制器系統(tǒng)的模塊組成83系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)93.1概述93. 2主控模塊設(shè)計(jì)103. 2.1AT89S52芯片的簡(jiǎn)介103. 2.2主控模塊電路的原理圖133. 3溫濕度檢測(cè)電路133.4溫濕度上限存儲(chǔ)電路153.5顯示電路153.6DHT11傳感器模塊電路163.7按鍵及報(bào)警電路173. 8供電及程序下載電路194軟件部分204.1概述204. 2程序流程204.3主程序的相關(guān)

40、內(nèi)容214. 3.1程序的相關(guān)定義214. 3.2main。函數(shù)225結(jié)論與展望25參考文獻(xiàn)26致謝271引言1. 1選題的背景隨著人類科學(xué)技術(shù)的飛速的發(fā)展，人類社會(huì)己經(jīng)取得了巨大的飛躍！在人們居家生活、工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、氣象、國(guó)防、科技研發(fā)、航天等部門，對(duì)環(huán)境中的濕度、溫度經(jīng)常需要進(jìn)行測(cè)量和控制，在及時(shí)準(zhǔn)確地達(dá)到目標(biāo)溫度和濕度信息也變得尤為重要?，F(xiàn)今社會(huì)越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)操作都要求在及其嚴(yán)格的環(huán)境條件下完成，然而溫度和濕度是實(shí)驗(yàn)室的最基本的環(huán)境條件，也是對(duì)實(shí)驗(yàn)影響不可忽視的因素之一。人們傳統(tǒng)的方法是使用毛發(fā)濕度表、濕度試紙、雙金屬式測(cè)量計(jì)和溫度表等測(cè)試器材，通過(guò)人工進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于不符合溫度

41、和濕度要求的空間進(jìn)行降溫、去濕或者換氣等工作這種人工的測(cè)試方法不但費(fèi)時(shí)間費(fèi)體力、效率低，而目.測(cè)試的溫度和濕度誤差比較大，隨機(jī)性也相對(duì)較大。近些年，溫度和濕度測(cè)控的領(lǐng)域發(fā)展十分迅速，伴隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，溫度和濕度的測(cè)量及控制芯片也相應(yīng)的登上了歷史性的大舞臺(tái)，己經(jīng)能夠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用。如今溫濕度控制器通過(guò)單片機(jī)主導(dǎo)控制已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)周圍環(huán)境的溫度和濕度的測(cè)量。其中以各種型號(hào)的單片機(jī)為主要控制單元，溫度和濕度傳感器為主要的檢測(cè)器件，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和濕度的測(cè)量、顯示和控制，并利用單片機(jī)之間的通信功能,將所采集到的溫度、濕度值在液晶顯示屏上顯示出來(lái)，同時(shí)伴隨著數(shù)字技術(shù)的日益發(fā)展,使得

42、溫度和濕度控制進(jìn)入了一個(gè)全新的數(shù)字化的智能控制領(lǐng)域，不僅使他的應(yīng)用更加的廣泛性，而且更加的全面性。L2選題的意義本設(shè)計(jì)使用的是AT89S52型單片機(jī)設(shè)計(jì)智能型實(shí)驗(yàn)室溫濕度控制系統(tǒng)，可以及時(shí)和精確的反映出了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度以及濕度的變化。完成例如升溫到指定的溫度、降溫到指定的溫度，加濕到指定的濕度、降濕指定的到的濕度。在溫度和濕度的上下限范圍內(nèi)保持恒溫和恒濕等多種的控制方式。將這種系統(tǒng)應(yīng)用到溫室當(dāng)中無(wú)疑是為植被的生長(zhǎng)提供了更加適宜的環(huán)境條件。對(duì)于這些大棚種植和花圃、花卉的栽培，必須在某些特定環(huán)境下安裝濕度、濕度裝置對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和控制。本系統(tǒng)可以及時(shí)和準(zhǔn)確的反映出了實(shí)驗(yàn)室的溫度以及濕度的變化，能夠更

43、好的滿足對(duì)溫濕度控制的要求。1.3課題研究的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)是：人性化的設(shè)計(jì)。使界限溫度值和濕度值能夠依據(jù)用戶根據(jù)不同植物的生長(zhǎng)需求用鍵盤輸入并且通過(guò)顯示器顯示出來(lái)。能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的顯示出來(lái)采樣的溫度值與濕度值。通過(guò)采集的溫度、濕度值，準(zhǔn)確的判斷出來(lái)標(biāo)準(zhǔn)值與當(dāng)前值之間的差別，因而及時(shí)的啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警，并采取相應(yīng)的措施方案。使它能夠根據(jù)環(huán)境在不同的時(shí)間段內(nèi)對(duì)溫濕度不同要求，用戶可以隨機(jī)人為的更改溫度值和濕度值，以滿足用戶各種的需求。1.4課題研究的工作原理該設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的部分就是對(duì)于溫度和濕度的采集、檢測(cè)以及顯示。電路主控芯片是使用AT89S52單片機(jī)。該單片機(jī)執(zhí)行指令的速度相當(dāng)

44、的快，對(duì)工作環(huán)境的要求也不是很高；我選擇了DIIT11數(shù)字式溫濕度傳感器作為傳感器模塊。告別了以前只是單獨(dú)的測(cè)量溫度和濕度的方式，這樣更加簡(jiǎn)別，更加方便。連接好外圍電路以后，通過(guò)DHT11能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出來(lái)當(dāng)前環(huán)境下的溫度和濕度，并且很快將所測(cè)的數(shù)據(jù)交給AT89S52單片機(jī)進(jìn)行快速的分析和處理。再將所得到的數(shù)據(jù)由AT89S52單片機(jī)發(fā)送給1602液晶顯示屏，從而成功完成顯示。使用蜂鳴器的報(bào)警方式來(lái)作為控制模塊。首先提前設(shè)置好所需的溫度及濕度的上限值和下限值，然后將蜂鳴器接入到電路中。通過(guò)溫度和濕度的上限值和下限值來(lái)控制蜂鳴器的報(bào)警系統(tǒng)。若跨躍出了上下限值，就能實(shí)現(xiàn)蜂鳴器的鳴響。但是需要我們注意的是溫度超標(biāo)以及濕度超標(biāo)需要設(shè)置成兩種不同的鳴響方式，目的用來(lái)區(qū)別（溫度超越限和濕度超越限蜂鳴器的領(lǐng)域方式必須是不一樣的）。目的是提醒工作人員當(dāng)前的溫度和濕度數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常、需要及時(shí)的調(diào)整，及時(shí)的啟用升溫器或者降溫風(fēng)扇、加濕器或者噴霧器來(lái)有效的調(diào)整此刻實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫濕度。從而簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了溫濕度的控制目的?？偟膩?lái)說(shuō)，本次設(shè)計(jì)主要涉及到了溫濕度的測(cè)量以及實(shí)現(xiàn)了溫濕度的簡(jiǎn)單控制。硬件方面主要分為四個(gè)模塊:一是傳感器模塊，二是AT89S52單