【正文】 STC12C5A32S2有PDIPLQFP44及LQFP48等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括:單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路、鍵盤輸入、顯示輸出等。圖2—1 控制系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理如圖2—2所示。第2章 自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)主要由以下部分組成：微控制器模塊，傳感器模塊，鍵盤模塊，顯示模塊和功率接口模塊。本設(shè)計(jì)選用市面上常見(jiàn)的時(shí)鐘芯片DS1302的應(yīng)用。這些儀表往往需要采集帶時(shí)標(biāo)的數(shù)據(jù)，同時(shí)一般它們也會(huì)有一些需要保存起來(lái)的重要數(shù)據(jù)，有了這些數(shù)據(jù)，便于用戶后期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察和分析。帶中文字庫(kù)的12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864,內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集。本設(shè)計(jì)需要顯示漢字，所以只有點(diǎn)陣式液晶顯示器符合要求。應(yīng)用當(dāng)中通常是將顯示屏和控制器集成在一塊電路板上，稱為液晶顯示模塊（LCM）。 顯示器選擇液晶顯示器（LCD）的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過(guò)通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫面。鍵盤按組成形式可分為獨(dú)立鍵盤和矩陣鍵盤，獨(dú)立鍵盤與單片機(jī)連接時(shí)，每一個(gè)按鍵都需要單片機(jī)的一個(gè)I/O口。通過(guò)鍵盤可向單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)和控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的人為控制，提高應(yīng)用系統(tǒng)的靈活性。因此本設(shè)計(jì)選用芯片SHT11。瑞士Ssirion公司推出的高度集成的數(shù)字溫濕度傳感器SHT11是其中比較優(yōu)秀的產(chǎn)品。顯然選用比較成熟的數(shù)字式濕度計(jì)，將會(huì)得到比較高的精度和較高的可靠性。 ?濕度校正 校正濕度要比校正溫度困難得多。必須是交流電供電。多數(shù)濕敏元件難以在40℃以上正常工作。采用單片機(jī)軟件補(bǔ)償，或無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葌鞲衅魇潜ＷC不了全范圍的精度的，濕度傳感器溫漂曲線的線性化直接影響到補(bǔ)償?shù)男Ч?，非線性的溫漂補(bǔ)償不出較好的效果，只有采用硬件溫度跟隨性補(bǔ)償才會(huì)獲得真實(shí)的補(bǔ)償效果。 ?濕度傳感器的溫度系數(shù) 濕敏元件除對(duì)環(huán)境濕度敏感外，對(duì)溫度亦十分敏感，~%RH/℃范圍內(nèi)，而且有的濕敏元件在不同的相對(duì)濕度下，其溫度系數(shù)又有差別。在實(shí)際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時(shí)間一長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生老化，精度下降，濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長(zhǎng)期穩(wěn)定性去判斷，一般說(shuō)來(lái)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命是影響濕度傳感器質(zhì)量的頭等問(wèn)題，年漂移量控制在1%RH水平的產(chǎn)品很少，一般都在177。3%RH的精度是比較困難的，通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫（20℃177。5%RH，達(dá)不到這個(gè)水平很難作為計(jì)量器具使用，濕度傳感器要達(dá)到177。濕度傳感器具有如下特點(diǎn)： ?精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性 濕度傳感器的精度應(yīng)達(dá)到177。空氣中的水蒸汽吸附在材料上后，元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化，從而制成濕敏元件。他在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來(lái)了更方便的使用和更令人滿意的效果。 ms和750 ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無(wú)需額外電源。DS18B20是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。其特點(diǎn)是精度高，熱慣性小，響應(yīng)快，輸出負(fù)載能力大（抗電磁干擾能力強(qiáng)），成本較高，溫度適用范圍??；?熱電偶是根據(jù)兩個(gè)不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體在不同的溫度之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的所謂的溫差發(fā)電效應(yīng)產(chǎn)生的傳感器，其并非真正意義上的溫度傳感器，但它對(duì)溫差敏感。目前市場(chǎng)上主要有熱敏電阻、雙金屬片、集成化半導(dǎo)體溫度傳感器和熱電偶四大類。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S,即25萬(wàn)次/秒），針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。該系列單片機(jī)是單時(shí)鐘/機(jī)器周期的，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)。目前市場(chǎng)上主流的單片機(jī)有Intel公司的MCS系列、Motorola公司的M68HC系列、Microchip公司的PIC系列、以及Philips、Atmel、NEC、STC等公司的產(chǎn)品。 系統(tǒng)主機(jī)選擇計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)各主機(jī)有各自的特點(diǎn)：?PLC專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)，可靠性高，編程容易，功能完善，擴(kuò)展靈活，安裝調(diào)試方便；?工控機(jī)是一種面向工業(yè)控制、采用標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù)和開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算，配有豐富的外圍接口，具有可靠性高，可維修性好，環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，控制實(shí)時(shí)性強(qiáng)，輸入輸出通道完善等優(yōu)點(diǎn)；?單片機(jī)體積小、功能全、價(jià)格低、軟件豐富、面向控制、開(kāi)發(fā)應(yīng)用方便；?DSP采用改進(jìn)型的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊指令，可以用來(lái)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理；?智能調(diào)節(jié)器是一種數(shù)字化的智能儀表，以為處理器或單片微型計(jì)算機(jī)為核心，具有數(shù)據(jù)通信功能，能完成生產(chǎn)過(guò)程1～4個(gè)回路直接數(shù)字控制任務(wù)，在DCS的分散過(guò)程控制級(jí)中得到廣泛應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，通信機(jī)房?jī)?nèi)的溫度由于電器設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)熱而升溫，溫度控制主要是降溫處理；對(duì)濕度的要求是不能過(guò)大，當(dāng)室內(nèi)的濕度較大時(shí)，則要考慮采用排濕處理。第1章? 緒論對(duì)于通信數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，最佳的運(yùn)行環(huán)境是22~24℃，相對(duì)濕度在35%~50%之間，溫度與濕度的大幅變化可能導(dǎo)致敏感設(shè)備不可靠工作，急劇的溫濕度變化甚至可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞。在實(shí)際的運(yùn)用中，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)測(cè)試室內(nèi)多處的溫濕度才能保證室內(nèi)的溫濕度穩(wěn)定，這也就要求系統(tǒng)包括多個(gè)數(shù)字傳感器。值得一提的是，本系統(tǒng)采用友好的人機(jī)接口實(shí)現(xiàn)靈活的機(jī)房溫濕度的自動(dòng)控制，具有良好的可靠性和實(shí)用性，推廣價(jià)值較大。本設(shè)計(jì)介紹一個(gè)通信機(jī)房的自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)研制的實(shí)例。這些環(huán)境因素主要包括建筑、供電和溫濕度的環(huán)境等。安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘 要 IAbstract II插圖清單 V表格清單 VI引言 1 第1章? 緒論 2 系統(tǒng)主機(jī)選擇 2 溫度傳感器選擇 2 濕度傳感器選擇 3 鍵盤選擇 4 顯示器選擇 4 時(shí)鐘芯片選擇 4 第2章 自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 6 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 STC12C5A32S2功能特性 7 時(shí)鐘電路 8 復(fù)位電路 9 測(cè)溫電路設(shè)計(jì) 9 DS18B20的主要技術(shù)特性 9 DS18B20的工作原理及應(yīng)用 11 測(cè)濕電路設(shè)計(jì) 13 SHT11的介紹 13 SHT11的應(yīng)用 15 鍵盤電路設(shè)計(jì) 15 非編碼鍵盤的介紹 16 鍵盤的接口電路 17 顯示電路設(shè)計(jì) 18 12864的概述 18 12864的應(yīng)用說(shuō)明 20 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 22 實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）簡(jiǎn)介 22 DS1302時(shí)鐘芯片應(yīng)用 23 功率接口電路設(shè)計(jì) 24 第3章 自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 26 主程序 26 測(cè)溫程序 27 DS18B20的工作過(guò)程及時(shí)序 27 源程序 29 測(cè)濕程序 31 SHT11的工作原理及流程圖 31 源程序 32 鍵盤程序 35 35 源程序 36 顯示程序 37 12864軟件相關(guān)知識(shí)介紹 37 源程序 40 時(shí)鐘程序 42 DS1320的工作過(guò)程及流程圖 42 源程序 44 第4章 調(diào)試 47 47 48 結(jié)論與展望 50 致謝 51 參考文獻(xiàn) 52 附錄A原理圖 53 附錄B外文文獻(xiàn)及其譯文 55 附錄C主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要 58 附錄D源程序 60 插圖清單圖2—1 控制系統(tǒng)示意圖 6 圖2—2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖 6 圖2—3單片機(jī)引腳圖 7 圖2—4晶振電路圖 9 圖2—5復(fù)位電路圖 9 圖2—6 DS1SB20芯片封裝結(jié)構(gòu)圖 10 圖2—7 DS1SB20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 10 圖2—8 RAM及EEPROM結(jié)構(gòu)圖 11 圖2—9 DS18B20與單片機(jī)的連接 13 圖2—10 SHT11的實(shí)物圖 14 圖2—11 SHT11的引腳圖 14 圖2—12 SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15 圖2—13 SHT11與單片機(jī)的連接 15 圖2—14 電壓變化圖 16 圖2—15 鍵盤與單片機(jī)的連接 17 圖2—16 12864與單片機(jī)的連接 22 圖2—17 DS1302引腳圖 23 圖2—18 DS1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 24 圖2—19 DS1302與單片機(jī)的連接 24 圖2—20空調(diào)和排濕器的功率接口電路圖 25 圖3—1 主程序軟件總流程圖 26 圖3—2 單總線處理次序 27 圖3—3 DS18B20的測(cè)溫程序流程圖 27 圖3—4 初始化時(shí)序 28 圖3—5 寫時(shí)序 28 圖3—6 讀時(shí)序 29 圖3—7 SHT11的軟件流程圖 32 圖3—8 矩陣鍵盤的軟件流程圖 35 圖3—9 12864的軟件流程圖 40 圖3—10 幀的格式及讀/寫時(shí)序圖 43 圖3—11 DS1302的軟件流程圖 44 圖4—1 程序KEIL調(diào)試 47 圖4—2 通過(guò)宏晶電子公司的下載軟件下載hex文件 48 圖4—3 LCD12864顯示信息 48 圖4—4 顯示溫濕度及日歷信息 49 55 表格清單表2—1 DS18B20ID編碼 11 表2—2 存儲(chǔ)格式 12 表2—3 各位的定義 12 表2—4 設(shè)置分辨率 12 表2—5 串行接法 18 表2—6 并行接法 19 表2—7 模式列表 20 表2—8 使能端信號(hào) 20 表2—9 字符顯示對(duì)應(yīng)關(guān)系 21 表2—10 地址映射 21 表3—1 SHT11命令集 31 表3—2 清除顯示狀態(tài) 37 表3—3 顯示開(kāi)/關(guān) 37 表3—4 進(jìn)入點(diǎn)設(shè)定 37 表3—5 游標(biāo)或顯示移位控制 37 表3—6 功能設(shè)定 38 表3—7 設(shè)定CGRAM地址 38 表3—8設(shè)定DDRAM地址 38 表3—9 讀取忙標(biāo)志和地址 38 表3—10 寫數(shù)據(jù)到RAM 38 表3—11讀出RAM值 38 表3—12 地址歸位 38 表3—13 設(shè)置顯示起始行 39 表3—14 設(shè)置頁(yè)地址 39 表3—15 設(shè)置列地址 39 表3—16 狀態(tài)檢測(cè) 39 表3—17 寫顯示數(shù)據(jù) 39 表3—18 讀顯示數(shù)據(jù) 39 表3—19 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字格式 42 表3—20 DS1302內(nèi)部主要寄存器分布表 42 引言隨著電信業(yè)的高速發(fā)展，眾多的通信樞紐、中繼站和基站的建設(shè)像雨后春筍一樣在各地出現(xiàn)。通信機(jī)房是設(shè)備安裝和運(yùn)行的重要場(chǎng)所，提供各種設(shè)備長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的外部條件。供電是設(shè)備運(yùn)行安全的首要因素，受到人們的關(guān)注；然而保持適于設(shè)備工作的溫濕度的環(huán)境的重要性和技術(shù)方法經(jīng)常被人們忽視。該系統(tǒng)主要是基于單片機(jī)的，運(yùn)用最新的數(shù)字溫度和濕度傳感器對(duì)溫度和濕度進(jìn)行測(cè)量，并且最終根據(jù)系統(tǒng)控制的原則來(lái)控制空調(diào)和排濕器的開(kāi)啟或者關(guān)閉，從而控制溫度和濕度處于一個(gè)理想的范圍內(nèi)。然而，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)仍然有很多的不足之處，比如僅用了一個(gè)溫度傳感器和濕度傳感器，這只能控制室內(nèi)某一處的溫濕度。還有系統(tǒng)結(jié)果也尚未調(diào)試出來(lái)，程序中肯定還有錯(cuò)誤存在，需要繼續(xù)調(diào)試。因而，保持適宜的溫濕度的環(huán)境對(duì)保證設(shè)備的可靠工作是非常重要的。這兩種出處理方法主要是選用空調(diào)設(shè)備，并以排濕器加以輔助?？紤]成本、開(kāi)發(fā)周期、應(yīng)用等方面，在本次設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)來(lái)作為控制系統(tǒng)主機(jī)。本設(shè)計(jì)選用宏晶公司生產(chǎn)的帶有看門狗功能的STC12C5A60S2系列單片機(jī)作為微控制器。指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度要快8到12倍。 溫度傳感器選擇溫度傳感器是檢測(cè)溫度的器件，其種類最多，應(yīng)用最廣，發(fā)展最快。?熱敏電阻（其中分正溫度和負(fù)溫度特性兩類），其根據(jù)電阻材料隨溫度的變化而影響材料的電阻率隨之相應(yīng)變化的原理實(shí)現(xiàn)溫度傳感的，其特點(diǎn)是工作溫度范圍廣，成本低、但線性差，誤差較大，適用于溫控精度要求不高的場(chǎng)合；?雙金屬片通常是將兩片不同的金屬疊在一起，根據(jù)不同金屬的熱膨脹率的差異，導(dǎo)致雙金屬機(jī)構(gòu)產(chǎn)生于溫度變化相對(duì)應(yīng)的形變的原理做成的，其特點(diǎn)的溫度范圍大，但精度極低；?集成化半導(dǎo)體溫度傳感器是由硅二極管和運(yùn)算放大器組成的，是三端器件，其根據(jù)硅二極管正向壓降隨溫度的升高而線性降低的原理，由于線性降低的線性精度雖然良好，但變化值微小，所以要通過(guò)運(yùn)算放大器線性放大，