基于PID算法的四轮小车定点停车控制系统设计.doc

沈阳航空航天大学 课 程 设 计 （论文） 题目 智能温湿度PID控制系统设计 班 级 学 号 2013040702128 学 生 姓 名 李晓龙 指 导 教 师 刘洋 目 录 0. 前言 1 1 2.方案设计 2 3、硬件电路的工作原理 3 1、DHT11温湿度传感器模块 3 3.2、编码器模块设计 6 3.3、键盘识别模块 7 3.4．L298N电机驱动模块 7 3.5．核心处理器单片机STC89C52 9 4.软件编程设计 11 4.1． 11 4.2．DHT11模块 12 4.3．L298N驱动电机模块 13 4.4.LCD1602液晶显示模块 14 4.5. PID模块 14 5.系统调试与结果分析 16 参考文献 17 附录Ⅰ 程序清单 18 心得与体会 26  智能PID温湿度控制系统设计 李晓龙 沈阳航空 摘要：STC89C52，单片机利用DHT11温湿度传感器采集温湿度反馈，采用PID调速方法，根据测量湿度与目标湿度差值计算直流风扇的PWM与加湿器是否开关，进而降低或者升高系统温湿度使之最终平衡到目标温湿度，实现温湿度闭环调控。同时本系统支持LCD1602液晶实时显示温湿度，键盘设置目标温湿度等功能。 关键词：；； 0. 前言 图2 恒温湿度控制电路原理框图 3、硬件电路的工作原理1、DHT11温湿度传感器模块 （1）DHT11产品概述 图3-1 带外部集成电路的DHT11温湿度传感器 图3-1所示为DHT11温湿度传感器，DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。 精度湿度+-5%RH， 温度+-2℃，量程湿度20-90%RH， 温度0~50℃。其外部电路图如下。 （2）DHT11外部电路 图3-2 DHT11外部电路图 （3）DHT11引脚 DHT11共4个引脚：1Pin为VDD，3.3-5.5V DC；2Pin为DATA，单线双向串行数据端；3Pin为NC空脚，暂无用途；4Pin为GND接地。其外部电路见图3-2。 （4）串行接口 (单线双向) DATA 用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次 通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数 部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下: 一次完整的数据传输为40bit,高位先出。 数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和。 数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。 用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主 机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集, 用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集, 如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后 转换到低速模式。 通讯过程如图3-3所示。 图 3-3 DHT11与单片机的通讯过程 总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号。主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。通讯初始化要求如图3-7所示。 图3-4 通讯初始化 总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。 数字0信号表示方法如图3-5所示。数字0与数字1的信号都是高电平，区别是二者高电平的时长不同。0信号高电平时长为26us-28us。1信号高电平时长为70us。 图3-5 数字0信号的表示方法 数字1信号表示方法如图3-6所示。