【正文】 本科 畢業(yè)論文 基于單片機(jī)數(shù)字溫濕度控制器的設(shè)計(jì) 年 月 日臨沂師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 1 摘 要 適宜的溫、濕度是人類及一切動(dòng)植物生存生長所必需的兩個(gè)最基本的環(huán)境參數(shù)，在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，溫度和濕度的監(jiān)測與控制有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的測試溫度和濕度的方法是通過一定的測試儀器人工逐點(diǎn)進(jìn)行檢測，這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低且誤差大。本文介紹的檢測裝置不僅具有可以自動(dòng)檢測溫度和濕度的功能，而且還可以通過鍵盤選擇需要檢測點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道進(jìn)行顯示，報(bào)警調(diào)節(jié)等功能。不僅提高了傳統(tǒng)溫度和濕度的檢測性能，而且還可以改變初始 值對(duì)室內(nèi)或者生產(chǎn)環(huán)境的溫濕度進(jìn)行控制，也可以使用于溫濕度要求較高的場所，例如實(shí)驗(yàn)室，生產(chǎn)車間，倉庫等使用都非常方便。該測控系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，配合溫度和濕度傳感器，以及相關(guān)的電路組成。可以接收所測環(huán)境的溫度和濕度信號(hào)，檢測人員可以通過儀器的數(shù)碼顯示數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境的溫度和濕度情況。所有的測量操作都可以通過主機(jī)控制軟件來實(shí)現(xiàn)。由溫度和濕度傳感器得到的測量信號(hào)，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過一定的放大通過 A/D 轉(zhuǎn)換送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)軟件分析處理后送顯示裝置， CPU 根據(jù)檢測到的溫度和濕度結(jié)果，判斷溫度， 濕度是否在界定的范圍內(nèi)，由此啟動(dòng)系統(tǒng)的報(bào)警，并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，直到溫度和濕度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)為止。 關(guān)鍵詞 ： 溫度；濕度；單片機(jī)；傳感器 臨沂師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 2 臨沂師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 3 目 錄 1 概述 ............................................................ 4 2 硬件部分的設(shè)計(jì) ................................................... 6 AT89S52單片機(jī)及其晶振電路 .......................................................................................................................6 功能特性描述 ..........................................................................................................................................6 AT89S52晶振連接電路 ..........................................................................................................................9 看門狗復(fù)位電路 ............................................................................................................................................ 10 溫度信號(hào)采集模塊 ........................................................................................................................................ 14 DS18B20芯片簡介 ............................................................................................................................... 14 DS18B20的溫度測量 ........................................................................................................................... 14 溫度報(bào)警信號(hào) ....................................................................................................................................... 15 溫度傳感器的登記 .............................................................................................................................. 16 DS18B20的通信協(xié)議 ........................................................................................................................... 16 DS18B20與單片機(jī)的接口電路 .......................................................................................................... 17 濕度的信號(hào)采集模塊 .................................................................................................................................... 18 HIH3610 相對(duì)濕度傳感器 ................................................................................................................. 18 HA17358F 運(yùn)算放大器 ......................................................................................................................... 20 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ........................................................................................................................................ 21 鍵盤與顯示電路 ............................................................................................................................................ 23 LED 顯示電路設(shè)計(jì) ............................................................................................................................... 23 鍵盤的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................... 25 輸出驅(qū)動(dòng)接口電路 ........................................................................................................................................ 26 3 軟件程序設(shè)計(jì) .................................................... 27 主程序流程圖 ................................................................................................................................................ 27 定時(shí)器中斷服務(wù)程序流程圖設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 28 T0中斷服務(wù)子程序 ............................................................................................................................. 28 T1中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) ......................................................................................................................... 29 DS18B20子程序流程圖 ................................................................................................................................ 31 看門狗程序流程圖的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................... 32 A/D 轉(zhuǎn)換子程序流程圖 ................................................................................................................................ 34 臨沂師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 4 1 概述 環(huán)境條件中的溫濕度指標(biāo)是許多工作場合的重要參數(shù)，不論是倉庫管理、圖書保存還是工業(yè)測量與計(jì)量檢定，都需要符合操作規(guī)定的溫濕度環(huán)境條件。而溫濕度也是最不易保障的指標(biāo)，針對(duì)這一情況，研制可靠且實(shí)用的溫濕度控制器顯得非常重要。 常用 溫 濕度傳感器的非線性輸出及一致性較差，使 溫 濕度的測量方法和手段相對(duì)較復(fù)雜，且給電路的調(diào)試帶來很大的困難。傳統(tǒng)的溫濕度測量多采用模擬小信號(hào)傳感器，不僅信號(hào)調(diào)理電路復(fù)雜，且溫濕度值的標(biāo)定過程也極其復(fù)雜，并需要使用昂貴的標(biāo)定儀器設(shè)備 。因此對(duì)于溫濕度控制 器的設(shè)計(jì)有著很大的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)意義， 本文以單片機(jī)為核心，配合 hih3610 大信號(hào)線性電壓輸出濕度傳感器和 ds18b20 數(shù)字溫度傳感器研制出一種多 功能 智能溫濕度測試儀，該儀器具有測量精度高、硬件電路簡單、 并能很好的進(jìn)行顯示 、 并能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)溫濕度的閉環(huán)控制 (PID) ， 可測試 不同環(huán)境 溫濕度 的 特點(diǎn)。 對(duì)于濕度的測試本人 采用 honeywell公司的線性電壓輸出濕度傳感器 hih3610研制出一種測試精度高，能測試多點(diǎn)溫濕度，且可與上位機(jī)通信的溫濕度智能測試儀。該測試儀可實(shí)現(xiàn)溫濕度的多點(diǎn)自動(dòng)測量，為溫濕度測量自動(dòng)化奠定了良好 的基礎(chǔ)。 在本設(shè)計(jì)中單片機(jī)是系統(tǒng)的控制核心，所以單片機(jī)的性能關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的好壞。因此單片機(jī)的選擇，對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及功能的擴(kuò)展有著很大的影響。單片機(jī)種類很多，在眾多 51 系列單片機(jī)中，較為常用的是 ATMEL 公司的 AT89C51 和 AT89S52 單片機(jī)， AT89C51 片內(nèi) 4KROM 是 Flash 工藝的，使用專用的編程器自己就可以隨時(shí)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行電擦除和改寫，片內(nèi)有 128 字節(jié) 的 RAM。而 AT89S52 含有在系統(tǒng)可編程的 Flash 存儲(chǔ)器，片內(nèi)有 8K 閃存， RAM 的容量也較 AT89C51 大，為 256 字節(jié)。顯然這種單 片機(jī)優(yōu)點(diǎn)更多，開發(fā)時(shí)間也大為縮短。因此，在本次設(shè)計(jì)中選用了 ATMEL 公司的 AT89S52 單片機(jī)。 在本設(shè)計(jì)中，溫度信號(hào)的采集為模擬信號(hào)，而單片機(jī)接收的為數(shù)字信號(hào)，因此需要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，在需要進(jìn)行多路 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，目前常采用多通道 A/D 轉(zhuǎn)換器，如 A