基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

指導(dǎo)教師：魯維嘉專(zhuān)業(yè)：通信工程

學(xué)生：劉歡歡學(xué)號(hào)：09050042目錄概述

1系統(tǒng)總體分析

2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4結(jié)論

5結(jié)論

5概述1、課題的背景和現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái)，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求顯著提高，對(duì)美麗的植被和花卉的需求量也急劇上升，這對(duì)以種植植被為生計(jì)的園林工人是一個(gè)機(jī)遇，同時(shí)也對(duì)傳統(tǒng)的手工植被種植是一個(gè)挑戰(zhàn)，而基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)對(duì)解決這些問(wèn)題有著非常重大的意義。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(shù)，就必須有一套科學(xué)的，先進(jìn)的管理方法，用以對(duì)不同種類(lèi)植被生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期所需的溫度及濕度等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。溫濕度控制對(duì)于單片機(jī)的應(yīng)用具有一定的實(shí)際意義，它代表了一類(lèi)自動(dòng)控制的方法，而且其應(yīng)用十分廣泛。概述3、本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容

人性化的設(shè)計(jì)。界限溫度值及濕度值能夠由用戶(hù)根據(jù)不同植被的各種生長(zhǎng)需求由鍵盤(pán)輸入并通過(guò)顯示器顯示。能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的顯示采樣溫度值與濕度值。通過(guò)采集溫度及濕度值，準(zhǔn)確的判斷設(shè)定值與當(dāng)前值之間的差異，及時(shí)的啟動(dòng)報(bào)警裝置（包括警報(bào)燈的提示功能以及提示音等）進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)采取相應(yīng)的措施調(diào)整當(dāng)前值。如：在檢測(cè)出當(dāng)前值高于設(shè)定的上限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的降溫措施，直至溫度降到合適溫度。 根據(jù)植被在不同時(shí)間段內(nèi)對(duì)溫濕度的不同要求，用戶(hù)可隨機(jī)更改溫度及濕度值，以滿(mǎn)足用戶(hù)不同的需求。

概述2、立題的目的和意義

使用8051型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度控制系統(tǒng)，可以及時(shí)、精確的反映溫室內(nèi)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(nèi)保持恒溫等多種控制方式，在濕度控制方面也是如此。將此系統(tǒng)應(yīng)用到溫室、當(dāng)中無(wú)疑為植被的生長(zhǎng)提供了更加適宜的環(huán)境。系統(tǒng)總體分析1、總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體分析2、硬件的選擇（1）選用MCS-51系列的89C51為主機(jī)。（2）傳感器AD590作為溫度測(cè)量裝置，負(fù)責(zé)系統(tǒng)溫度的測(cè)量。（3）濕度傳感器HS1100作為濕度測(cè)量裝置，負(fù)責(zé)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境濕度的測(cè)量。（4）模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809：即由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。（5）鍵盤(pán)顯示芯片：用8729識(shí)別鍵盤(pán)。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、中央控制模塊

89C51是Intel公司于80年代初推出的8位嵌入式微控制器（內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)為8位，外部數(shù)據(jù)總線(xiàn)為8位），它與MCS-96系統(tǒng)中的其它芯片相比，具有性能高、功能全、售價(jià)低廉、使用方便（48PINDIP）等優(yōu)點(diǎn)。由于大的高度集成化已把許多常用的輸入檢測(cè)輸出控制通道都制作在同一塊硅片上，大大地靈活了外部連線(xiàn)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且速度快（時(shí)鐘12MHz），非常適合于工業(yè)環(huán)境下安裝使用。因此本系統(tǒng)CPU選用89C51芯片。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3、鍵盤(pán)識(shí)別模塊

8279使Intel公司為8位微處理器設(shè)計(jì)的通用鍵盤(pán)/顯示器接口芯片，其功能主要體現(xiàn)在二個(gè)方面：接收來(lái)自鍵盤(pán)的輸入數(shù)據(jù)并作預(yù)處理；數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示器的控制。單片機(jī)采用8279管理鍵盤(pán)和顯示器，可減少軟件程序，減輕負(fù)擔(dān)，且顯示穩(wěn)定，程序簡(jiǎn)單。8279可適應(yīng)各種鍵盤(pán)和顯示器的不同工作方式,這是由于8279內(nèi)的各功能塊的工作是可程控的，用戶(hù)可根據(jù)自己的要求,利用向8279寫(xiě)命令字的方法對(duì)8279的工作方式等進(jìn)行編程。限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的降溫措施，直至溫度降到合適溫度。C、D、E、F、G(小數(shù)點(diǎn))。溫濕度判斷控制模塊也是系統(tǒng)的核心模塊之一，所謂判限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的降溫措施，直至溫度降到合適溫度。顯示模塊由LED顯示和LCD顯示構(gòu)成，其中8位數(shù)碼管顯示用戶(hù)給定的溫濕度上下限值，前四位數(shù)碼管顯示溫度上下限值，后四位顯示濕度的上下限值，LCD1602液晶顯示用于操作提示，同時(shí)也顯示實(shí)時(shí)的溫濕度和給定的中間溫濕度值。（3）濕度傳感器HS1100作為濕度測(cè)量裝置，負(fù)責(zé)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境濕度的測(cè)量。實(shí)際溫濕度進(jìn)行比較，先進(jìn)行在數(shù)碼管中，若把各二極管的陰極連接在一起稱(chēng)為通道都制作在同一塊硅片上，大大地靈活了外10、LCD1602的顯示操作10、LCD1602的顯示操作限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的降溫措施，直至溫度降到合適溫度。10、LCD1602的顯示操作術(shù)，就必須有一套科學(xué)的，先進(jìn)的管理方法，用以對(duì)不同種類(lèi)植被生長(zhǎng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、溫濕度采樣模塊

AD590是電流型溫度傳感器，通過(guò)對(duì)電流的測(cè)量可得到所需要的溫度值。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5、濕度采樣

濕度傳感器HS110

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5、濕度采樣

放大器LM224

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)6、濕度采樣電路設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)7、逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換模塊

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)8、顯示模塊

顯示模塊由LED顯示和LCD顯示構(gòu)成，其中8位數(shù)碼管顯示用戶(hù)給定的溫濕度上下限值，前四位數(shù)碼管顯示溫度上下限值，后四位顯示濕度的上下限值，LCD1602液晶顯示用于操作提示，同時(shí)也顯示實(shí)時(shí)的溫濕度和給定的中間溫濕度值。其中LCD第一行顯示溫度的實(shí)時(shí)值和給定的溫度中間值，第二行顯示當(dāng)前濕度值和系統(tǒng)給定的中間的濕度值。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)8、顯示模塊

LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)9、LED簡(jiǎn)介

LED是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一種常見(jiàn)的輸出設(shè)備，通常使用的是七段顯示。這種顯示塊有共陰極與共陽(yáng)極兩種。以共陰極為例：顯示個(gè)位“4”a送0d、e送0b、c、f、g則送1gnd送0則立刻顯示4。它由8個(gè)發(fā)光二極管（7段和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）構(gòu)成，可用來(lái)顯示0～9，A、B、C、D、E、F、G(小數(shù)點(diǎn))。在數(shù)碼管中，若把各二極管的陰極連接在一起稱(chēng)為共陰極數(shù)碼管；若把各二極管的陽(yáng)極連接在一起，則稱(chēng)為共陽(yáng)極數(shù)碼管。在本系統(tǒng)中采用共陰極數(shù)碼管。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)10、

LCD1602的顯示操作

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)10、

LCD1602的顯示操作

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)10、

LCD1602的顯示操作

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)10、

LCD1602的顯示操作

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)10、

LCD1602的顯示操作

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)10、

LCD1602的顯示操作

10、LCD1602的顯示操作在數(shù)碼管中，若把各二極管的陰極連接在一起稱(chēng)為度集成化已把許多常用的輸入檢測(cè)輸出控制2、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路b、c、f、g則送1統(tǒng)對(duì)解決這些問(wèn)題有著非常重大的意義。限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的降溫措施，直至溫度降到合適溫度。LED是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一種常見(jiàn)的輸出設(shè)備，通常使用的是七段顯示。使用8051型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度控制系統(tǒng)，可以及時(shí)、精確的反映溫室內(nèi)的溫度以及濕度的變化。同時(shí)還要啟動(dòng)警報(bào)等等。在數(shù)碼管中，若把各二極管的陰極連接在一起稱(chēng)為（5）鍵盤(pán)顯示芯片：用8729識(shí)別鍵盤(pán)。應(yīng)用具有一定的實(shí)際意義，它代表了一類(lèi)自動(dòng)控制的方法，而且其應(yīng)用十溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)值傳輸給單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)比較監(jiān)測(cè)到的數(shù)值超出所設(shè)定閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，并為溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。3、本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容的溫度和濕度與當(dāng)前溫室內(nèi)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)11、動(dòng)作執(zhí)行模塊

光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見(jiàn)的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)12、電路設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)13、報(bào)警模塊

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)初始化模塊

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、鍵盤(pán)顯示模塊

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3、采樣轉(zhuǎn)換模塊

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、溫濕度控制模塊溫濕度判斷控制模塊也是系統(tǒng)的核心模塊之一，所謂判斷控制模塊，就是對(duì)用戶(hù)輸入的溫度和濕度與當(dāng)前溫室內(nèi)的實(shí)際溫濕度進(jìn)行比較，先進(jìn)行判斷，然后再進(jìn)行控制，控制模塊是決定系統(tǒng)將要進(jìn)行什么工作的。如溫度高于上限時(shí)需要降溫，低于下限時(shí)需要升溫，同時(shí)還要啟動(dòng)警報(bào)等等。

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、溫濕度控制模塊

結(jié)論系統(tǒng)以8051單片機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)溫室的溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)實(shí)時(shí)溫濕度進(jìn)行采樣顯示，并通過(guò)判斷其是否越限對(duì)其采取相應(yīng)的措施使其降到或升到合適的范圍。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)、溫濕度傳感器、顯示模塊、報(bào)警器、溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及鍵盤(pán)等6部分組成。用戶(hù)預(yù)