【正文】 摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，人類(lèi)社會(huì)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在居家生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、科研、航天等部門(mén)，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境中的溫度和濕度進(jìn)行測(cè)量和控制。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了一個(gè)智能化的溫濕度測(cè)量應(yīng)用系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用成熟的DHT11作為測(cè)量濕度的傳感器，采用精度高的DS18B20作為溫度傳感器，控制芯片采用技術(shù)成熟，功能強(qiáng)大，價(jià)位低廉大眾化的宏晶STC89C52單片機(jī)。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感器技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，溫度信號(hào)由“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器DS18B20進(jìn)行檢測(cè)，DS18B20的測(cè)溫范圍是55℃～+125℃，可以程序設(shè)定9～12位的分辨率。并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接，每個(gè)DHT11傳感器都在精確的濕度較驗(yàn)箱中進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。DS1302是一種高性能、低功耗帶RAM的時(shí)時(shí)鐘芯片，可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)。LCD12864顯示電路，發(fā)光報(bào)警，繼電器電路都由STC89C52單片機(jī)控制。為了提高系統(tǒng)的抗干擾性能，對(duì)濕度，溫度的檢測(cè)采用了硬件抗干擾和軟件抗干擾的綜合方法。最后設(shè)計(jì)了系統(tǒng)各個(gè)功能部分的軟件程序。由本設(shè)計(jì)課題做成的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、量程寬，具有較高的可靠性、安全性及實(shí)用性。關(guān)鍵字:STC89C52,DS18B20, DS1302, RHT11,溫濕度控制ABSTRACT With the rapid development of science and technology, human society has achieved great progress! In the life that occupy the home, industry, agriculture, national defense, environmental protection and scientific research departments, such as aerospace, often need to the environment humidity and temperature measurement and control. The design of an intelligent humidity measuring the application systems. The system adopts the technology DHT11 and DS18B20 as measuring the humidity and temperature sensor. temperature signal from the bus line digital temperature sensor DS18B20 provided, DS18B20 in 55℃～+125 ℃ range resolution of the inherent temperature ℃.Control system chip adopt mature technology, powerful, price cheap popular DHT11 sensors are accurate calibration of humidity in calibration. In the form of calibration coefficient of the program memory, OTP store in the sensor signal detection in the internal process to call this calibration factor. Wire system, system integration serial interface bees is a chip with read access memory which can accurate time such as year, month, week and day. LCD12864 display circuit and light alarm circuit controlled by STC89C52. The system can be designed to provide a stable working voltage of power supply circuit. Finally the design of the system software programs each function. By this design task to make the temperature and humidity of the detection system structure is simple, cheap price, wide range, high reliability, safety and practicality. Keywords: STC89C52, DS18B20, DS1302, Temperature and humidity control目 錄第1章 概 述 1 課題研究背景 1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 1 系統(tǒng)基本方案 1 2 5第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 6 數(shù)字溫濕度檢控器的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 檢測(cè)模塊的硬件設(shè)計(jì) 6 時(shí)鐘模塊的硬件設(shè)計(jì) 14 鍵盤(pán)輸入模塊的硬件設(shè)計(jì) 17 顯示模塊的硬件設(shè)計(jì) 18 報(bào)警輸出執(zhí)行模塊的硬件設(shè)計(jì) 25第3章 溫濕度檢控器設(shè)計(jì)的調(diào)試 27 27 軟件檢測(cè)調(diào)試 27 液晶LCD12864顯示器檢測(cè)調(diào)試 27 時(shí)鐘芯片DS1302檢測(cè)調(diào)試 27 溫度傳感器DS18B20檢測(cè)調(diào)試 28 溫濕度傳感器DHT11檢測(cè)調(diào)試 28 按鍵部分檢測(cè)調(diào)試 28 報(bào)警測(cè)試檢測(cè)調(diào)試 28 調(diào)試結(jié)果 28總 結(jié) 30致 謝 31參考文獻(xiàn) 32附錄1:系統(tǒng)硬件原理圖 33附錄2:元件清單 35第1章 概 述 課題研究背景隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，人類(lèi)社會(huì)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在居家生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、科研、航天等部門(mén)，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境中的溫度和濕度進(jìn)行測(cè)量和控制，尤其是對(duì)一些倉(cāng)庫(kù)，對(duì)溫濕度的檢測(cè)與控制問(wèn)題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題，單片機(jī)具有處理能強(qiáng)、運(yùn)行速度快、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在溫濕度測(cè)量與控制方面，控制簡(jiǎn)單方便，測(cè)量范圍廣，精度較高，組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。本文設(shè)計(jì)了一種基于STC89C52單片機(jī)的溫濕度測(cè)量和控制裝置，能對(duì)環(huán)境溫濕度進(jìn)行測(cè)量，并能根據(jù)溫濕度給定值給出上下限，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)環(huán)境溫濕度的目的。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求本系統(tǒng)采用數(shù)字傳感器DS18BDHT11對(duì)溫濕度進(jìn)行檢測(cè)，把檢測(cè)到的溫濕度送到單片機(jī)，采用單列七按鍵對(duì)溫濕度進(jìn)行設(shè)定分別為溫度上下限，濕度上下限設(shè)定及加減1，通過(guò)實(shí)時(shí)溫濕度與設(shè)定的溫濕度進(jìn)行比較，如果不符合要求，通過(guò)發(fā)光二極管報(bào)警。同時(shí)由繼電器控制調(diào)節(jié)裝置的開(kāi)斷來(lái)調(diào)節(jié)溫濕度，來(lái)達(dá)到我們實(shí)際的要求。用DS1302時(shí)鐘芯片做時(shí)間模塊部分。LCD12864顯示當(dāng)前溫度濕度值以及時(shí)間。 系統(tǒng)基本方案根據(jù)題目要求系統(tǒng)模塊分可以劃分為：溫濕度采集模塊，鍵盤(pán)輸入模塊，顯示電路模塊，報(bào)警調(diào)節(jié)模塊及主控制器模塊組成，系統(tǒng)的框圖如圖11所示。為實(shí)現(xiàn)各模塊的功能，分別做了幾種不同的設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了論證。1）控制器模塊根據(jù)題目要求，控制器主要用于對(duì)溫濕度測(cè)量信號(hào)的接受和處理、控制繼電器來(lái)控制外設(shè)對(duì)象以滿足設(shè)計(jì)要求、控制顯示電路對(duì)溫濕度值實(shí)時(shí)顯示以及控制鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度值的設(shè)定等。對(duì)控制器的選擇有以下三種方案：控制器模塊鍵盤(pán)輸入模塊檢測(cè)模塊報(bào)警輸出執(zhí)行模塊顯示模塊時(shí)鐘模塊圖11 系統(tǒng)基本模塊方框圖方案一：采用FPGA作為系統(tǒng)控制器。FPGA功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可應(yīng)用EDA軟件仿真、調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。FPGA采用并行的I/O口方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制核心。由溫度傳感器送來(lái)的溫度信號(hào)，經(jīng)FPGA程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理，控制報(bào)警裝置動(dòng)作。但由于本設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)處理的速度要求不高，F(xiàn)PGA的高速處理的優(yōu)勢(shì)得不到充分體現(xiàn)，并且其成本偏高，引腳較多，硬件電路布線復(fù)雜。方案二：采用模擬運(yùn)算放大器組成PID控制系統(tǒng)。對(duì)于溫濕度控制是足夠的。但要附加顯示、溫度設(shè)定等功能，要附加許多電路，稍顯麻煩。方案三：采用宏晶公司的STC89C52作為系統(tǒng)控制器。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)?；谝陨戏治鰯M訂方案三，用STC89C52作為控制核心，對(duì)溫濕度采集和實(shí)時(shí)顯示以及報(bào)警調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制。2）報(bào)警輸出執(zhí)行模塊根據(jù)題目，要對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)然溫度濕度過(guò)高時(shí)，通過(guò)控制部分對(duì)環(huán)境溫度濕度進(jìn)行處理，讓其自然冷卻。達(dá)到理想要求。由于對(duì)報(bào)警的要求不是很高，原因是當(dāng)報(bào)警發(fā)生后控制部分立刻進(jìn)行調(diào)節(jié)，考慮到簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)，我們選擇有發(fā)光二極管進(jìn)行