毕业论文：温湿度控制系统的设计(清华大学).doc

引 言 电子计算机的产生和发展，使过去许多因为计算复杂而长期被搁置的数学难题得以解决，从而有力推动了科学技术的发展，推动了工农业生产、交通运输、空间技术及医疗卫生等事业的发展。特别是近10多年来，微处理机与微型计算机的发展，以深入到科研、国防、工业、农业、交通运输、宇航、医疗卫生、企业管理及人类社会生活的各个领域，有利推动了人类社会的进步。 为适应社会发展需要，微型计算机不断地更新换代，新产品层出不穷。在微型计算机的大家族中，近年来单片微型计算机异军突起，发展极为迅速。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。随着单片机技术的飞速发展，单片机在各个领域中都得到了广泛的应用。其中，由单片机组成控制系统，已成为单片机应用的发展趋势。 粮食是人类生存的必需品，温度与湿度是保存好粮食的先决条件，随着中国加入WTO和粮食市场的逐渐开放，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。 本课题设计的是粮库温湿度控制系统，是对一个粮库的温湿度进行控制，以保证粮库储粮的安全。粮库温湿度控制系统是以MCS-51系列单片机为核心构成控制系统。本课题完成了整个系统的硬件设计，提出了一种可以应用于中小型粮库的温湿度控制系统。 第一章 绪 论 1.1 单片机的简介 1.1.1 单片机的发展 单片微型计算机Single-Chip Microcomputer）简称单片机。它是一块芯片上集成了中央处理器（Central Processing Unit， CPU）、随机存取存储器（Random Access Memory， RAM）、只读存储器（Read Only Memory， ROM）、定时/计数器及I/O（Input/Output）接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。 单片机的发展历史并不长，它的产生和发展与计算机的产生和发展大体上同步，经历了四个阶段。 第一阶段（1970—1974年）：为4位单片机阶段。这种单片机的特点是：价格便宜，控制功能强，片内含有多种I/O接口，有的根据不同用途还配有许多专用接口，有些甚至还包括A/D转换，D/A转换，声音合成等电路。丰富的I/O功能大大增强了4位单片机的控制能力，从而使外部设备接口电路极为简单。4位单片机主要应用于录音机，摄像机，电视机，电冰箱，洗衣机，录像机和电子玩具等产品中。 第二阶段（1974—1978年）：为低中档8位单片机阶段。它是8位单片机的早期产品，以Intel公司的MCS-48系列单片机为代表，这个系列的单片机在片内集成8位CPU并行I/O口，8位定时/计数器，RAM和ROM等，无串行接口，中断处理较简单，片内RAM和ROM容量较小，且寻址范围不大于4KB。 第三阶段（1978—1983年）：为高档8位单片机阶段。这类单片机是在低中档基础上发展起来的，其性能有明显提高以Intel公司的MCS-51系列单片机为代表，在片内增加了串行接口，有多级中断处理系统，16位定时/计数器，片内RAM， ROM容量增大，寻址范围可达64KB，有的片内带有A/D转换接口。这类单片机功能强，应用领域广，是目前各类单片机中应用最多的一种。 第四阶段（1983年至今）：为8位单片机巩固发展阶段及16位单片机，32位单片机推出阶段。此阶段主要特征是：一方面不断完善高档8位单片机，改善其结构，以满足不同用户的需要；另一方面发展16位单片机32位单片机及专用型单片机。16位单片机除了CPU为16位外，片内RAM为232B，ROM为8KB，片内带有高速输入输出部件，多通道10位A/D转换部件，中断处理为8级，其实时处理能力更强。近年来，各个计算机生产厂家已进入更高性能的32位单片机研制生产阶段，32位单片机除了具有更高的集成度外，主振频率可达20MHz，这使32位单片机的数据处理速度比16位单片机快很多，性能比8位，16位单片机更加优越。 1.1.2 单片机的特点 由于单片机的这种结构形式及它所采取的半导体工艺，使其具有很多显著的特点，因而在各个领域都得到了迅猛的发展。单片机主要具有如下特点： （1）有优异的性能价格比。 （2）集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。 （3）控制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。 （4）单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。 1.1.3 单片机的应用 由