基于单片机数字温湿度控制器的设计详解.doc

引 言 ?? 适宜的温、湿度是人类及一切动植物生存生长所必需的两个最基本的环境参数，在现代生产生活中，温度和湿度的监测与控制有着十分重要的意义。传统的测试温度和湿度的方法是通过一定的测试仪器人工逐点进行检测，这种方法费时费力，效率低且误差大。本文介绍的检测装置不仅具有可以自动检测温度和湿度的功能，而且还可以通过键盘选择需要检测点对应的通道进行显示，报警调节等功能。不仅提高了传统温度和湿度的检测性能，而且还可以改变初始值对室内或者生产环境的温湿度进行控制，也可以使用于温湿度要求较高的场所，例如实验室，生产车间，仓库等使用都非常方便。 该测控系统是以单片机为核心，配合温度和湿度传感器，以及相关的电路组成。可以接收所测环境的温度和湿度信号，检测人员可以通过仪器的数码显示数据，实时监控环境的温度和湿度情况。所有的测量操作都可以通过主机控制软件来实现。由温度和湿度传感器得到的测量信号，经电路转换为电信号，然后通过一定的放大通过A/D转换送到单片机进行数据处理，经软件分析处理后送显示装置，CPU根据检测到的温度和湿度结果，判断温度，湿度是否在界定的范围内，由此启动系统的报警，并进行自动调节，直到温度和湿度达到标准范围之内为止。 但由于本人水平的限制，设计中的不足还请老师与朋友加以指正。 概　述 环境条件中的温湿度指标是许多工作场合的重要参数，不论是仓库管理、图书保存还是工业测量与计量检定，都需要符合操作规定的温湿度环境条件。而温湿度也是最不易保障的指标，针对这一情况，研制可靠且实用的温湿度控制器显得非常重要。 常用湿度传感器的非线性输出及一致性较差，使湿度的测量方法和手段相对较复杂，且给电路的调试带来很大的困难。传统的温湿度测量多采用模拟小信号传感器，不仅信号调理电路复杂，且温湿度值的标定过程也极其复杂，并需要使用昂贵的标定仪器设备本文以单片机为核心，配合hih3610大信号线性电压输出湿度传感器和ds18b20 数字温度传感器研制出一种多智能温湿度测试仪，该仪器具有测量精度高、硬件电路简单、、可测试温湿度特点。采用honeywell公司的线性电压输出湿度传感器hih3610研制出一种测试精度高，能测试多点温湿度，且可与上位机通信的温湿度智能测试仪。该测试仪可实现温湿度的多点自动测量，为温湿度测量自动化奠定了良好的基础。的TLC549是位开关电容型逐次逼近模数转换器，它具有三个控制输入端，采用简单的3线串行接口可方便地与微进行连接，价格适中，最佳选择器件之一。 第2章 硬件部分的设计 对于硬件部分的设计，本着简单可靠的思想。本次设计的对象是针对一个应用系统，是对环境温度和湿度的检测，其系统构图如图2-1所示。系统中主要用到：AT89S52单片机与晶振时钟电路；看门狗复位电路；温度传感器DS18B20；A/D转换TLC549；放大器HAF17358运放器；湿度检测传感器HIH-3610；键盘与LED显示等。 图2-1系统结构图 下面就对各个功能模块或芯片进行详细介绍。 2.1 AT89S52单片机及其晶振电路 2.1.1 功能特性描述 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS八位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，使用ATMEL公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许ROM在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使其为众多嵌入式控制应用系统提供灵活的解决方案。 其主要特性为： ●与MCS-51单片机产品兼容； ●8K字节在系统可编程Flash存储器； ●1000次擦写周期； ●全静态操作：0Hz～33Hz； ●三级加密程序存储器； ●32个可编程I/O口线； ●三个16位定时器/计数器； ●八个中断源； ●全双工UART串行通道； ●低功耗空闲和掉电模式； ●掉电后中断可唤醒； ●看门狗定时器； ●双数据指针； ●掉电标识符。 AT89S52芯片的引脚图见图2-2 图2-2 AT89S52的引脚图 VCC：电源 Vss：地 P0口：8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。 在Flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1口：具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.