1、基于單片機的溫濕度控制器設計基于單片機的溫濕度控制器設計【摘要】本論文主要闡述了利用 89C51 單片機設計一個溫室大棚的溫濕度檢測控制系統，對室內的溫濕度進行檢測控制并實時顯示。其中溫濕度傳感器采用 AM2301 數字溫濕度傳感器，通過 ATC51 單片機的處理把溫濕度值顯示在 1602 液晶上。并實時判斷溫濕度值是否滿足設定的溫濕度范圍，若超出設定范圍，通過 89C51 啟動溫濕度控制系統，達到恒溫恒濕的目的。關鍵字：AT89C51 AM2301 1602 液晶 溫度控制系統The design of temperature and humidity measurement and con

2、trol system based on single-chip microcomputerAbstract: In this paper, using 89C51 MCU to design a greenhouse temperature and humidity measurement and control system. Detection and control the indoor temperature and humidity and real-time display. The temperature and humidity sensor using AM2301digi

3、tal temperature and humidity sensor, The temperature and humidity are displayed in the 1602 LCD through the 89 C51 single chip computer processing. And the real-time temperature and humidity value judgment whether meet the set the humidity and temperature of the range. If it exceeds the setting rang

4、e, through the 89C51 start the temperature and humidity control system, to achieve the purpose of constant temperature and humidity.Key Word: AT89C51 MCU, AM2301 temperature and humidity sensor, 1602LCD, temperature and humidity control systemComment A1: 目錄太擠了，可以將第三層刪掉西安航空職業技術學院 畢業設計論文1目目 錄錄1 1 引言引言

5、.31.1 課題背景.31.2 立題的目的和意義.31.3 國內外的研究現狀和發展趨勢.31.4 本系統主要研究內容.42 2 系統總體設計系統總體設計.52.1 系統功能設計.52.2 系統設計原則.52.2.1 可靠性.52.2.2 操作維護方便.52.2.3 性價比.52.32.3 系統的組成和工作原理系統的組成和工作原理.62.3.1 系統的組成.62.3.2 系統的工作原理.63 3 系統硬件設計系統硬件設計.83.1 單片機系統設計.83.1.1 AT89C51 單片機.83.1.2 AT89C51 引腳簡單介紹.103.1.3 時鐘電路.103.1.4 復位電路.103.2 傳感

6、器的設計.113.2.1 傳感器的基本特性.113.2.2 AM2301 數字溫濕度傳感器.113.3 液晶顯示裝置設計.133.3.1 液晶簡介.133.3.2 液晶顯示原理.143.4 光聲報警系統與溫濕度控制系統設計.153.4.1 光聲報警系統.153.4.2 溫濕度控制系統.164 4 軟件系統設計軟件系統設計.174.1 初始化模塊.174.2 溫濕度檢測模塊.174.3 溫濕度判斷控制模塊.184.4 1602 液晶顯示模塊.184.5 報警模塊.184.6 溫濕度控制系統各部分子程序.19結束語.23參考文獻.24西安航空職業技術學院 畢業設計論文21 1 引言引言1.11.1

7、 課題背景課題背景隨著經濟和社會的不斷發展，人們對生活質量要求顯著提高。對植被也要求越來越嚴格，如何種植出品種優良的植物，一直是人們研究的話題。而基于單片機的溫濕度控制系統對解決這些問題有著非常重大的意義。以前種植植被一般都用溫室栽培，為了充分的利用好溫室栽培這一高效技術，就必需有一套科學的，先進的管理方法，用以對不同種類植被生長的各個時期所需的溫度及濕度等進行實時的監控。溫濕度控制對于單片機的應用具有一定的實際意義，它代表了一類自動控制的方法。而且其應用十分廣泛。1.21.2 立題的目的和意義立題的目的和意義環境的監測與控制在工業、農業、國防等行業有著廣泛的應用。由于應用的場合不同監測對象的

8、不同，其系統設計也是千差萬別。在實際生活中此類系統有著廣泛的應用，室溫環境檢測系統中溫度和濕度是兩個重要的顯示和分析指標，必須定期抽樣檢查室溫環境溫度和濕度，以便采取相應的措施。89C51 單片機是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業檢測控制、機電一體化等方面取得了令人矚目的成果，用其作為溫濕度檢測控制系統的實例也很多。使用89C51 單片機能夠實現溫濕度全程的自動檢測與控制，而且 89C51 單片機易于學習、掌握，性價比高。使用 89C51 型單片機設計溫濕度檢測控制系統，可以及時、精確的反映室內的溫度以及濕度的變化。完成諸如升溫到特定溫度、降溫到特定溫度、在溫度上下限范圍內保持恒溫等多種

9、控制方式，在濕度控制方面也是如此。將此系統應用到溫室大棚當中無疑為植物的生活提供了更加適宜的環境。1.31.3 國內外的研究現狀和發展趨勢國內外的研究現狀和發展趨勢目前國內外的溫濕度檢測使用的溫濕度檢測元件種類繁多、應用范圍也較廣泛加之單片機和大規模集成電路技術的不斷提高，出現了高性能、高可靠性的單片數據采集系統。基于單機片的溫濕度監測控制系統的設計研究較少。隨著經濟和社會的不斷發展，人們對自己的生活環境越來越嚴格。特別在溫室大棚中，對溫濕度要求更為嚴格。基于單片機的溫濕度監測控制統設計，將對環境的溫濕度監測控制系統做詳細的設計與實現。采用高性能的控制芯片 89C51，高精度數字溫濕度傳感器

10、AM2301。向模塊化、高速化、智能化的單片機數據采集系統靠近。將此系統應用到溫室大棚當中無疑為植物的生活提供了更加適宜的環境,符合植物的生活環境要求，具有良好的發展前景。西安航空職業技術學院 畢業設計論文31.41.4 本系統主要研究內容本系統主要研究內容本系統所要完成的任務是：人性化的設計。根據植物的生活需求，把溫濕度值控制在一定的范圍內。能夠實時、準確的顯示采樣溫度值與濕度值。通過采集溫度及濕度值，準確的判斷標準值與當前值之間的差異，及時的啟動報警裝置（包括警報燈的提示功能以及提示音等）進行報警，并采取相應的控制方案。 溫度檢測控制：對溫室溫度進行測量，并通過升溫或降溫達到最佳溫度。濕度

11、檢測控制：對溫室濕度進行測量，并通過噴霧或去濕達到最佳濕度。控制處理：當溫度、濕度越限時聲光報警，根據報警信號提示采取一定手段自動控制。 人性化的設計。界限溫度值及濕度值能夠由用戶根據不同植被的各種生長需求由鍵盤輸入進行設定并通過顯示器顯示。 能夠實時、準確的顯示采樣溫度值與濕度值。 通過采集溫度及濕度值，準確的判斷標準值與當前值之間的差異，及時的啟動報警裝置（包括警報燈的提示功能以及提示音等）進行報警 能夠根據植被在不同時間段內對溫濕度的不同要求，用戶可隨機更改溫度及濕度值，以滿足用戶不同的需求顯示：1602 LCD 顯示相應的溫濕度。研究途徑和方法：通過查閱圖書管和網絡搜集相關資料，并根據

12、專業課中學習到的相關知識，系統的、全面的組織材料，確定設計思路。一方面通過系統的學習 51 單片機以及使用和 AM2301 數字溫濕度傳感器的資料分析與研究確定編程思路，另一方面通過實物模擬，查看應用效果，最終達到設計的總體要求。西安航空職業技術學院 畢業設計論文42 2 系統總體設計系統總體設計2.12.1 系統功能設計系統功能設計系統要完成的設計功能是：1） 實現對溫室大棚溫濕度參數的實時采集，測量空間的溫度和濕度，由單片機對采集的溫濕度值進行循環檢測、數據處理、顯示，實現溫濕度的智能檢測。2）超越數據的及時報警，并啟動控制系統，實現溫室的目的。3）現場檢測設備應具有較高的靈敏度、可靠性、

13、抗干擾能力。要求達到的技術指標： 1）測溫范圍： 0。C- 99。C 2）測溫精度： 0.04（12 位） 3）測濕范圍： 099 %RH 4）測濕精度： 0.03%RH（12 位）5）溫度顯示：范圍: 099。分辨率：1 6）濕度顯示：范圍： 099%RH。分辨率：1%RH7）電源：DC:35v2.22.2 系統設計原則系統設計原則要求單片機系統應具有可靠性高、操作維護方便、性價比高等特點。2.2.12.2.1 可靠性可靠性高可靠性是單片機系統應用的前提，在系統設計的每一個環節，都應該將可靠性作為首要的設計準則。提高系統的可靠性通常從以下幾個方面考慮：使用可靠性高的元器件；設計電路板時布線和

14、接地要合理；對供電電源采用抗干擾措施；輸入輸出通道抗干擾措施；進行軟硬件濾波；系統自診判斷功能等。2.2.22.2.2 操作維護方便操作維護方便在系統的軟硬件設計時，應從操作者的角度考慮操作和維護方便，盡量減少對操作人員專用知識的要求，以利于系統的推廣。因此在設計時，要盡可能減少人機交換接口，多采用操作內置或簡化的方法。同時系統應配有現場故障自動診斷程序，一旦發生故障能保證有效地對故障進行定位，以便進行維修。2.2.32.2.3 性價比性價比單片機除體積小、功耗低等特點外，最大的優勢在于高性能價格比。一個單片機應用系統能否被廣泛使用，性價比是其中一個關鍵因素。因此，再設計Comment A2:

15、 全用的是-杠，別忘記改圖中了。下面相同的就都改一下。我不再重復說了西安航空職業技術學院 畢業設計論文5時，除了保持高性能外，盡可能降低成本，如簡化外圍硬件電路，在系統性能和速度允許的情況下盡可能使用軟件功能取代硬件功能等。2.32.3 系統的組成和工作原理系統的組成和工作原理2.3.12.3.1 系統的組成系統的組成以單片機為控制核心，采用溫濕度測量，通信技術，控制技術等技術，以溫濕度傳感器作為測量元件，構成智能溫濕度測量控制系統。可分為溫濕度測量電路，顯示電路，聲光報警電路，溫濕度控制電路，見圖 2.1 選用的主要器件有：AT89C51，溫濕度傳感器 AM2301，1602LCD 顯示模塊

16、，降溫裝置風扇，升溫裝置加熱器，増濕裝置噴霧器，除潮裝置除潮器，紅綠 LED 燈，報警裝置蜂鳴器等。51單片機AM2301數字溫濕度傳感器LCD液晶報警系統溫濕度控制系統判斷圖 2.1 系統的組成2.3.22.3.2 系統的工作原理系統的工作原理本系統以單片機 Atmel89C51 為核心，數據采集、傳輸、顯示、報警都要通過單片機。數據采集通過單總線的智能數字溫濕度傳感器 AM2301 完成；通過單片機把采集的數據顯示在 1602LCD 上；當采集的數據超出給定范圍時，有蜂鳴器實時報警，并顯示紅燈提示，并進行相應的控制處理。在整個系統中采用了西安航空職業技術學院 畢業設計論文6AM2301 單

17、總線技術，采用單片機語言溫室溫濕度控制系統是以 89C51 單片機作為中央控制裝置，風扇，加熱設備，加濕設備，排潮設備等。 89C51 作為中央控制裝置，負責中心運算和控制，協調系統各個模塊的工作。 風扇：負責系統的降溫工作。 加熱設備：負責系統的加熱工作。 噴霧設備：負責系統的加濕工作。 排潮設備：負責系統的去濕工作。 雙色燈，報警模塊：負責系統的報警功能。如果當前的溫度超過用戶設定的界限值時系統將自動警，雙色燈在單片機的控制下有規律的切換，同時報警模塊發出報警聲，通知用戶采取相應的措施。系統工作流程圖見圖 2.2系統初始化溫濕度檢測判斷不報警報警51單片機溫濕度控制系統LCD液晶顯示51單

18、片機LCD液晶顯示終止符合不符合圖 2.2 系統的工作原理圖西安航空職業技術學院 畢業設計論文73 3 系統硬件設計系統硬件設計3.13.1 單片機系統設計單片機系統設計經過上面的總體方案和實施措施的討論后可以開始著手硬件系統的設計，硬件系統是應用系統的基礎、軟件系統設計的依據根據總體功能和性價比及其運行速度等因素的考慮，選用 MCS-51 系列的89C51 為主機，滿足上面的要求而且設計方便，不需要再存儲擴展。3.1.13.1.1 AT89C51AT89C51 單片機單片機MCS-51 系列單片機主要包括基本型產品 8031/8051/8751(對應的低功耗型80C31/80C51/87C5

19、1 和增強型產品 8032/8052/8752。雖然他們是 8 位的單片機，但是具有品種全、兼容性強性能價格比高等特點且軟硬件應用設計資料豐富齊全，已為我國廣大工程技術人員所熟悉和掌握。在 20 世紀 80 年代和 90 年代，MCS-51 系列單片機是在我國應用最為廣泛的單片機機型之一。中央微處理器 AT89C51： AT89C51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫 1000 次的 Flash只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準 MCS-51

20、 指令系統及 80C51 引腳結構，芯片內集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89C51 可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。AT89C51 具有如下特點：40 個引腳，4k Bytes Flash 片內程序存儲器，128 bytes 的隨機存取數據存儲器（RAM） ，32 個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5 個中斷優先級 2 層中斷嵌套中斷，2 個 16 位可編程定時計數器,2 個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內時鐘振蕩器。此外，AT89C51 設計和配置了振蕩頻率，并可通過軟件設置省電模式。空閑模式下，CPU

21、 暫停工作，而 RAM 定時計數器，串行口，外中斷系統可繼續工作，掉電模式凍結振蕩器而保存 RAM 的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式。AT89S51 單片機綜合了微型處理器的基本功能。按照實際需要，同時也考慮到設計成本與整個系統的精巧性，所以在本系統中就選用價格較低、工作穩定的 AT89C51 單片機作為整個系統的控制器。西安航空職業技術學院 畢業設計論文8圖 3.1 AT89C51 單片機實物圖CPU運算器控制器數據存儲器RAM看門狗定時器P1串行口P0P2程序存儲器4KBFlash ROM特殊功能寄存器（S

22、FR）定時器/計數器16位兩個P3中斷系統XTALXTAL圖 3.2 AT89C51 單片機片內硬件結構圖總線型總線型 非總線型非總線型I圖 3.3 AT89C51 單片機引腳封裝1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192040393837363534333231302928 27 26 25 24 23 22 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10201918 17 16 15 14 13 12 11 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/IN

23、T1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXTAL2XTAL1VSSVCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0RST P3.0/RXDP3.1/TXD XTAL2XTAL1P3.2/INT0P3.3/INT1 P3.4/T0P3.5/T1GNDVCCP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1/AIN1P1.0/AIN0P3.7注：類似的還有Philips公司的 87LPC64，20引腳 8XC748/750/（751），24引腳 8X7

24、49（752），28引腳 8XC754，28引腳 等等80C51/89C5189C2051Comment A3: 圖形和文字是互相呼應的，正文中沒有引用圖形呀？相同的錯誤請一塊改了西安航空職業技術學院 畢業設計論文93.1.23.1.2 AT89C51AT89C51 引腳簡單介紹引腳簡單介紹40 個引腳按其功能可分為如下 3 類：電源及時鐘引腳VCC、VSS；XTAL1、XTAL2。控制引腳PSEN、ALE/PROG、EA/VPP、RST。I/O 口引腳P0、P1、P2、P3，為 4 個 8 位 I/O 口的外部引腳4。3.1.33.1.3 時鐘電路時鐘電路AT89C51 單片機各功能部件的運

25、行都以時鐘信號為準，有條不紊、一拍一拍地工作。因此時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質量也直接影響單片機系統的穩定性。AT89C51 單片機內部有一個用于構成震蕩的高增益反相放大器，它的輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為 XTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體和微調電容，構成一個穩定的自己振蕩器。外部時鐘方式時外部時鐘電源直接接到 XTAL1 端，XTAL2 端懸空。30pC230pC3GND12Y111.0592MHZX1X2圖 3.4 時鐘電路3.1.43.1.4 復位電路復位電路復位是單片機的初始化操作，只需給 AT89C51 的復位引腳 RST 加上大雨 2個機器周期（即 24

26、個時鐘震蕩周期）的高電平就可使 AT89C51 復位。復位電路通常采用上自動復位和按鈕復位兩種方式。上電復位是通過外部復位電路給電容 C 充電加至 RST 引腳一個短的高電平信號，次信號隨著 VCC 對電容 C 的充電過程而逐漸回落，即 RST 引腳上的高電平持續時間取決于電容 C 的充電時間。因此為保證系統能可靠地復位，EST 引腳上的高電平必須維持足夠長的時間。按鍵手動復位有電平和脈沖兩種形式。西安航空職業技術學院 畢業設計論文1010UFC110KR1GNDVCC1KR2S1RST圖 3.5 復位電路3.23.2 傳感器的設計傳感器的設計3.2.13.2.1 傳感器的基本特性傳感器的基本

27、特性傳感器的靜態特性是指對靜態的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。不含時間變量的代數方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態特性的主要參數有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。傳感器的動態特性： 所謂動態特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態特

28、性也常用階躍響應和頻率響應來表示。3.2.23.2.2 AM2301AM2301 數字溫濕度傳感器數字溫濕度傳感器 圖 3.6 數字濕度傳感器西安航空職業技術學院 畢業設計論文111）AM2301 產品概述AM2301 數字溫濕度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩定性。傳感器包括一個電容式感濕元件和一個 NTC 測溫元件，并與一個高性能 8 位單片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點。每個 AM2301 傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數

29、以程序的形式儲存在 OTP 內存中，傳感器內部在檢測信號的處理過程中要調用這些校準系數。單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達 20 米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。產品為 4 針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據用戶需求而提供。2）產品亮點超低能耗、傳輸距離遠、全部自動化校準、采用電容式濕敏元件、完全互換、標準數字單總線輸出、卓越的長期穩定性、采用高精度測溫元件。3）單總線接口定義圖 3.7 AM2301 引腳圖引腳說明（VDD SDA GND）：AM2301 的供電電壓范圍為 3.5V - 5.5V,建議供電電壓為

30、 5V。數據線 SDA 引腳為三態結構，用于讀/寫傳感器數據。詳細見單總線的通信協議說明。4）接口說明 建議連接線長度短于 20 米時用 5K 上拉電阻,大于 20 米時根據實際情況使用合適的上拉電阻。 圖 3.8 AM2301 典型接口電路西安航空職業技術學院 畢業設計論文123.33.3 液晶顯示裝置設計液晶顯示裝置設計3.3.13.3.1 液晶簡介液晶簡介1602 液晶也叫 1602 字符型液晶 它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊 它有若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔 每行之間也有也有間隔 起

31、到了字符間距和行間距的作用，正因為如此 所以他不能顯示圖形（用自定義 CGRAM，顯示效果也不好）1602LCD 是指顯示的內容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個字符液晶模塊（顯示字符和數字）目前市面上字符液晶絕大多數是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶。1602LCD 主要技術參數：顯示容量:162 個字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mmVSS1VDD2V03RS4R/W5EN6DB07DB

32、18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BLA15BLK16LCD1602P8LCD1602D0D1D2D3D4D5D6D710KR5123P10ENRSWRVCCGNDVCCGNDVoutGND圖 3.9 1602LCD 引腳圖引腳功能說明：1602LCD 采用標準的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如下:第 1 腳：VSS 為地電源。Comment A4: 圖和文字要呼應不能光給這兒放個圖形呀，這個標題下面要有正文呢，正放得是什么圖像，你要在正文中描述呢西安航空職業技術學院 畢業設計論文13第 2 腳：VDD 接 5V 正電源。第 3 腳：

33、VL 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影” ，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度。第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第 5 腳：R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 R/W為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數據。第 6 腳：E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。第 714 腳：D0D7 為 8 位雙向數據線。第

34、15 腳：背光源正極。第 16 腳：背光源負極。3.3.23.3.2 液晶顯示液晶顯示原理原理圖 3.10 溫濕度控制器液晶顯示圖 1西安航空職業技術學院 畢業設計論文14圖 3.11 溫濕度控制器液晶顯示圖 23.43.4 光聲報警系統與溫濕度控制系統設計光聲報警系統與溫濕度控制系統設計3.4.13.4.1 光聲報警系統光聲報警系統本系統采用紅綠 LED 燈作為光報警提示，當系統檢測到的數據符合給定的要求時，現場始終綠燈顯示；當系統檢測到的數據不符合給定的要求時，現場轉化為紅燈報警提示；本系統采用蜂鳴器作為聲報警提示，當系統檢測到的數據符合給定的要求時，現場沒有蜂鳴器報警提示；當系統檢測到的

35、數據不符合給定的要求時，現場蜂鳴器報警提示。如圖 3.12 所示P1.0 (T2)1P1.1 (T2EX)2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0 (RXD)10P3.1 (TXD)11P3.2 (INT0)12P3.3 (INT1)13P3.4 (T0)14P3.5 (T1)15P3.6 (WR)16P3.7 (RD)17P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728RESET9XTAL218XTAL119GND20P

36、SEN29ALE (PROG)30EA/VP31VCC40U8STC89C5212SP1SpeakerQ185501KR8VCCGND加加加加加RSWREND2D41KR71KR8VCC圖 3.12 聲光報警系統電路圖Comment A5: 文字中沒有圖形的引用西安航空職業技術學院 畢業設計論文153.4.23.4.2 溫濕度控制系統溫濕度控制系統本系統溫濕度控制系統主要組成有：風扇、加熱器 、噴霧器、除潮器。當系統檢測到的數據不符合給定的要求時，系統啟動溫濕度控制系統實現恒溫恒濕的目的。 風扇：負責系統的降溫工作。 加熱設備：負責系統的加熱工作。 噴霧設備：負責系統的加濕工作。 排潮設備：負

37、責系統的去濕工作。P1.0 (T2)1P1.1 (T2EX)2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0 (RXD)10P3.1 (TXD)11P3.2 (INT0)12P3.3 (INT1)13P3.4 (T0)14P3.5 (T1)15P3.6 (WR)16P3.7 (RD)17P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728RESET9XTAL218XTAL119GND20PSEN29ALE (PROG)30EA/VP3

38、1VCC40U?STC89C5112345K2Relay12345K3Relay12345K4Relay12345K1RelayVCCVCCVCCVCC加加加加加加加加加加加VCC 220VGNDGNDGNDGND圖 3.13 溫濕度控制系統電路圖西安航空職業技術學院 畢業設計論文164 4 軟件系統設計軟件系統設計本系統軟件系統設計包過：系統初始化模塊，溫濕度檢測模塊，1602LCD 顯示模塊，報警模塊，溫濕度判斷控制模塊。系統軟件總體流程圖如圖 4.1 所示圖4.1 系統流程圖4.14.1 初始化模塊初始化模塊系統初始化模塊的主要功能是完成系統的初始化以及設定系統的工作狀態，初始化部分包括

39、以下方面的內容：1) 片機初始化以及各種引腳定義。2) 602 液晶初始化及工作方式。3) 統進入正常工作狀態。4.24.2 溫濕度檢測模塊溫濕度檢測模塊溫濕度檢測模塊是本系統中的核心模塊之一，它負責完成溫度和濕度的測量及模擬量轉換為數字量的全過程，這也是它為什么重要的原因。數字式溫濕 NO YES 開始初始化溫濕度檢測單片機處理LCD 顯示范圍判斷終止光聲報警溫濕度控制西安航空職業技術學院 畢業設計論文17度傳感器 AM2301 直接把檢測到的模擬量轉化為數字量送給單片機，在經過單片機的處理，把溫濕度值顯示在 1602 液晶上。溫濕度傳感器的精確度值直接影響到整個系統的檢測與控制，所以本系統

40、采用數字式溫濕度傳感器 AM2301 采集溫室內的溫濕度。4.34.3 溫濕度判斷控制模塊溫濕度判斷控制模塊溫濕度判斷控制模塊也是系統的核心模塊之一，所謂判斷控制模塊，就是對當前溫室內的實際溫濕度與給定的溫濕度范圍進行比較，先進行判斷，然后再進行控制，控制模塊是決定系統將要進行什么工作的。如溫度高于上限時需要降溫，低于下限時需要升溫，如濕度高于上限時需要降濕，低于下限時需要増濕，同時還要啟動警報等等。溫濕度判斷控制部分的程序整體思路如圖 4.2實際值與給定值比較調用控制是否在給定范圍內返回聲光報警圖4.2 溫濕度判斷控制程序整體思路4.44.4 16021602 液晶顯示模塊液晶顯示模塊本系統

41、采用 1602 液晶顯示溫濕度值，當系統剛開始上電時 1602 液晶不顯示任何數據，等待 AM2301 的監測數據，雙行顯示在 1602 液晶上。第一行顯示：Temperature:-。C，第二行顯示：Humidity: -%4.54.5 報警模塊報警模塊報警模塊具備兩項功能，即為報警燈和聲音報警。報警燈模塊是完成 LED有規律的轉換，以便從視覺上提醒用戶。LED 是由單片機控制 2 個雙色 LED 燈組成的，其轉換規律為：西安航空職業技術學院 畢業設計論文181 系統溫濕度值在給定的范圍時，綠色 LED 亮。2 系統溫濕度值超出給定的范圍時，紅色 LED 亮。在 LED 燈轉換的同時，聲音報

42、警也會同時啟動，可采用延時的方式來延長聲音報警的聲音。警報燈由 2 個雙色的 LED 燈組成，一共需要 2 根數據線，使用單片機控制。要實現的功能是使 2 個雙色 LED 燈有規律的轉換，當系統上電后，系統進行實時的采樣，并判斷出當前溫濕度與給定溫濕度之間的差異，如果當前溫濕度低于用戶給定的下限溫濕度值，則說明當前溫濕度過低，系統自動啟動紅色警報燈，同時開始加溫増濕，直至加到所需溫濕度值時警報燈熄滅。反之，如果當前溫濕度高于用戶設定的上限溫濕度值，則說明當前溫濕度過高，系統也會自動啟動警報燈，同時開始降溫減濕，直至降到所需溫濕度值時警報燈熄滅。4.64.6 溫濕度溫濕度控制系統各部分子程序控制

43、系統各部分子程序主程序主程序ORG 0100H;MAIN:MOV R1,#10; T0 100 馬上定時溢出計數寄存器 R1 賦初值 10MOV P1,#0FFH; 所有指示燈滅MOV SP,#60H; 堆棧指針賦初值 60HMOV TMOD,#01H; T0 定時、方式 1、軟啟動MOV TL0,#0B0H; T0 賦初值MOV TH0,#3CH;MOV IE,#82H; 開放 T0 中斷SETB TR0; 啟動 T0SJMP $; ;定時定時/ /計數器計數器 0 0 中斷服務程序中斷服務程序ORG 0200H;T0INT:DJNZ R1,NEXT; T0 溢出 10 次，即 1s 進一次

44、采樣處理LCALL ADCON; 調用溫度采樣及模數轉換子程序LCALL CALCU; 調用溫度計算子程序LCALL DRVCON; 調用驅動控制子程序LCALL METRICCON; 調用十進制轉換子程序LCALL DISP; 調用數碼管顯示子程序MOV R1,#10; R1 重賦值 10NEXT:MOV TL0,#0B0H; T0 重裝初值MOV TH0,#3CH;RETI;溫度采樣及模數轉換子程序溫度采樣及模數轉換子程序ORG 0300H;ADCON:MOV DPTR,#0F0FFH; 選通 ADC0809 通道 0MOV A,#00H;MOVX DPTR,A; 啟動 A/D 轉換西安航

45、空職業技術學院 畢業設計論文19HERE:JNB P3.3,HERE; 判斷數據轉換是否結束，沒結束則等待MOVX A,DPTR; 讀取轉換后的數據MOV 20H,A; 將從 ADC0809 中讀取的當前溫度下熱敏電阻上的電壓值存于 20H 單元RET ；溫度計算子程序溫度計算子程序ORG 0400H;CALCU:MOV R2,#01H; R2 為數據表的索引值寄存器MOV DPTR,#DATATAB; 溫度數據表首地址送 DPTRNEXT1:MOV A,R2; 索引值送 AMOVC A,A+DPTR; 查表取出某一溫度的數字電壓值CJNE A,20H,K1; 與當前溫度的數字電壓值比較DEC

46、 R2; 等于當前溫度的數字電壓值，則查表取出該溫度值作為當前溫度值MOV A,R2;MOVC A,A+DPTR;LJMP K3;K1:JNC K2; 大于當前溫度的數字電壓值，則繼續取出下一溫度的數字電壓進行比較DEC R2; 小于當前溫度的數字電壓值，則查表取出前一個溫度值作為當前溫度值DEC R2DEC R2MOV A,R2;MOVC A,A+DPTR;LJMP K3;K2:INC R2;INC R2;LJMP NEXT1;K3:MOV 21H,A; 將當前溫度值存于 21H 單元RET;DATATAB;DB 0,194,1,193,2,192,3,191,4,190；溫度數據表；溫度數

47、據表 DB 5,189,6,188,7,187,8,186,9,185DB 10,184,11,182,12,181,13,180,14,178DB 15,177,16,175,17,174,18,173,19,171DB 20,169,21,168,22,166,23,165,24,163DB 25,161,26,159,27,158,28,156,29,154DB 30,152,31,150,32,149,33,147,34,145DB 35,143,36,141,37,139,38,137,39,135DB 40,133,41,131,42,129,43,127,44,125DB 45,

48、123,46,121,47,118,48,116,49,114驅動控制子程序驅動控制子程序西安航空職業技術學院 畢業設計論文20ORG 0500H;DRVCON:MOV A,21H; 取出當前溫度值CJNE A,#30,J1; 與上限溫度值（30）比較LJMP GO;J1:JNC DRV1; 若高于上限溫度，則輸出驅動信號，同時高于上限溫度指示燈點亮CJNE A,#25,J2; 與顯現溫度（25）比較LJMP GO;J2:JC DRV2; 弱低于下限溫度，則驅動信號停止輸出，同時點亮低于下限溫度的指示燈LJMP GO;DRV1:CLR P1.0;SETB P1.1;CLR P1.2;SETB P1.3;LJMP OVER;DRV2:SETB P1.0SETB P1.1;C