基于单片机的温湿度自动控制系统.doc

目录 1 3 2 总体方案设计 3 2.1方案一： 3 2.1.1 工作原理分析 3 2.2 方案二： 4 2.2.1 工作原理分析 4 2.3 方案的确定 4 3 单元电路设计和论证 7 3.1 单片机最小系统 7 3.1.1 单片机at89c51简介 7 3.1.2 时钟电路 9 3.1.3 复位电路 9 3.2 温湿度采样模块 10 3.2.1 温度采样 10 3.2.2 湿度采样 12 3.3 逐次逼近式A/D转换模块 13 3.3.1 ADC0809简介 13 3.3.2 ADC0809的工作过程 15 3.4 显示电路 15 3.4.1 LCD1602简介 15 3.4.2 LCD1602的显示操作 16 3.4.3 LED简介 19 3.4.4 8279可编程键盘/显示器接口芯片简介 20 3.5 键盘电路设计 21 3.6 报警模块 22 3.7 动作执行模块 23 3.7.1 光电耦合器PC817 23 3.7.2 电路设计 24 3.8 其它元件功能简介 24 3.8.1 锁存器74LS373 24 3.8.2 D触发器 25 4 软件设计 26 4.1 程序流程 26 4.1.1 系统主程序流程图 26 4.2.2 各子程序流程图 28 4.2 程序 32 5 附录 33 6 参考文献 35 ?基于单片机的温湿度监测系统 摘要: 本文利用80C51片机设计了一个温室的温湿度自动控制系统，对实时温湿度进行采样显示，并通过判断其是否越限对其采取相应的措施使其降到或升到合适的范围。在本系统中采用温度优先模式，循环处理。 关键词：温湿度；AD590；单片机；AT89C51；报警 1 引言 温室是现代园艺生产所必需的基本设备，用它可有效地控制某些环境因素，如温度、光照、湿度、二氧化碳浓度等，生产优质的花卉产品。因此，温室的产生，可以说是人们与自然界斗争的一种产物。至今，温室设施对人类经济生活中的作用和地位越来越明显，关系越 图1设计框图 2.1.1 工作原理分析 温湿度检测采用集成模拟传感器，其灵敏度高、线性度好、响应速度快，而且它可以和信号处理电路及逻辑控制电路集成在一起，使用方便。湿度传感器选用HS1101，温度传感器选择AD590。这两个传感器，在接入电路中，都需要A/D转换器，把模拟信号转换成数字信号从而是单片机存储采集到的数据如图1所示。 2.2 方案二： 图2 设计框图 2.2.1 工作原理分析 采用数字式传感器，选择SHT10作为温度和湿度测量元件，SHT10包含相对湿度传感器、温度传感器 图3 系统总体框图 首先，系统启动后，提示用户输入温度的上限与下限的温度值。用户输入之后，系统自动求出中间值，根据实际温度的情况采取相应的方案。如下所示： 下限温度 中间温度 上限温度 18 ---- 23 ---- 28 如果该时刻的实际温度值低于用户给定的下限温度值时，系统立即启动报警装置，且系统处于升温状态，直到实际温度达到用户输入的上下限温度的中间值一定区间内时停止升温。反之，如果实际温度值高于用户设定的上限值时，系统也会立即启动报警装置，且系统处于降温状态，直到实际温度达到用户输入的上下限温度的中间值一定区间内时停止降温。 选择中间值作为控制参数，防止升温——降温——升温的死循环，因为温度低于下限时会一直升温，可能会导致升温之后温度高于上限值系统又开始降温，这样系统便一直重复升温——降温——升温过程，导致设备在某一个温湿度点附近频繁的启停，使设备寿命下降，而且没有实际意义。 选择中间值的一定区间，是防止达到中间值时，采取了停止升温或者降温措施，温度还是会持续上升或下降一会儿，这时候温度可能不是正好在中间值处，系统便还是采取升温或者降温的措施，而此时的温度值可能已经是很适合植被生长的需要的温度值。所以本方案选在中间值的正负一度区间内，认为此区间内都是适合的，不产生任何控制动作变化，这样就能解决设备频繁启停问题。 整个系统通过键盘8279给定温湿度的上下限值并通过8位数码管显示，其中前四位数码管显示温度上下限值，后四位显示湿度的上下限值，传感器测量的信号经信号调理电路处理后再经 ADC0809进行模数转换，最后由LCD1602显示出来，LCD除了显示实时的温湿度值，还显示给定的温湿度的中间值。 温度监控：对温室当前温度进行测量，并通过升温或降温措施使温度达到适合于植被生长的最佳温度值。 湿度监控：对温室当前湿度进行测量，并通过喷雾或去湿达措施使湿度达到适合于植被生长的最佳湿度。 控制处理：当温度、湿度越限时报警，报警的同时也采取相应的解决措施进行温度和湿度的控制。 键盘输入及显示：这个模块主要负责用户设定值的输入及相关数据的显示，其中包括LED和LCD