【正文】 來簡單，價(jià)格較低，非常適合做一些設(shè)計(jì)使用。在超過溫度上下限范圍時(shí)通過多種控制方式來實(shí)現(xiàn)溫度的上升或者下降，從而保證在一定范圍內(nèi)的溫度。將系統(tǒng)應(yīng)用到溫室中來控制溫室內(nèi)的一個(gè)溫濕度，無疑為溫室內(nèi)植被生長提供了更加適宜的溫濕度環(huán)境。像溫室大棚種植蔬菜、水果、花卉等，我們能夠用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對溫室的一個(gè)控制，顯而易見會(huì)給我們帶來很大的一個(gè)方便。溫室溫濕監(jiān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)對實(shí)際生產(chǎn)生活非常實(shí)用，可行性很高的一個(gè)設(shè)計(jì)，對學(xué)生在單片機(jī)知識的運(yùn)用上也是非常好的鍛煉課題。在此設(shè)計(jì)中我們選擇了STC89系列的單片機(jī)。如果溫室內(nèi)當(dāng)前的溫度和濕度值超過我們設(shè)定的極限值時(shí)，蜂鳴器會(huì)報(bào)警。對于濕度的控制，也是如此。本課題的設(shè)計(jì)要求是：（1）非常人性化的設(shè)計(jì)。（2）在12864液晶顯示屏上，我們可以看到當(dāng)前的溫度和濕度數(shù)據(jù)。（3）系統(tǒng)不僅可以顯示出來溫室內(nèi)的溫濕度當(dāng)前值。具體操作就是系統(tǒng)會(huì)根據(jù)我們最初設(shè)置的溫濕度限值來判斷是否要啟動(dòng)報(bào)警裝置以及繼電器是否工作以便采取有效方案進(jìn)行調(diào)整溫室內(nèi)的溫濕度?？梢燥@示時(shí)間和年月日。二來也可以很好的知道不同季節(jié)或不同時(shí)間段應(yīng)該要有不同的一個(gè)溫濕度控制要求。在本文中，我們選擇了STC89C52單片機(jī)。在傳感器模塊中，我們選擇的是DHT11智能溫濕度傳感器。這樣可以使我們的系統(tǒng)更加方便、簡潔。采集好的數(shù)據(jù)要傳送給單片機(jī)主控模塊。在溫濕度控制模塊，我們選擇了DHT11這個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器來采集溫室內(nèi)的溫濕度信息，然后將采集到的溫濕度信息傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理，然后再交給12864液晶顯示屏。顯示模塊也就成功完成了。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，我們首先要設(shè)置溫濕度的限值（一個(gè)上限值，一個(gè)下限值）。在這個(gè)系統(tǒng)中無論是溫度還是濕度超過我們所需要的界限值時(shí)，蜂鳴器發(fā)出的聲音是一樣的。控制模塊我們選擇的是用繼電器來實(shí)現(xiàn)我們所要達(dá)到的一個(gè)控制。我們都知道繼電器其實(shí)就是個(gè)開關(guān)的作用。從而控制我們的空調(diào)或者其他設(shè)備工作，用來控制溫濕度的一個(gè)及時(shí)調(diào)整。 大體來說我們的硬件電路還算相對簡單。通過DS1302來顯示一下當(dāng)前時(shí)間和年月日。給溫室內(nèi)工作人員一個(gè)提示和對溫濕度控制的一個(gè)完善。 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）關(guān)于我們的課題“基于單片機(jī)的溫室溫濕度控制系統(tǒng)”具體要求如下: （1） 采用適合的主控芯片單片機(jī)、傳感器以及液晶顯示屏等。（4） 當(dāng)溫濕度不合適的時(shí)候應(yīng)發(fā)出報(bào)警信息；（5） 根據(jù)系統(tǒng)分析的不同結(jié)果，對溫室內(nèi)的溫濕度進(jìn)行控制。（6） 系統(tǒng)的一個(gè)完善改進(jìn)，即加入時(shí)鐘芯片，可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的一個(gè)顯示。對于本課題的設(shè)計(jì)，我們的硬件電路組成部分如下：（1） 單片機(jī)主控模塊（2） 溫濕度控制模塊（3） 液晶顯示模塊（4） 矩陣鍵盤模塊（5） 報(bào)警模塊（6） 繼電器控制模塊（7） 時(shí)鐘模塊要想完成溫室內(nèi)的溫濕度自動(dòng)控制，首先必須要有搜集溫濕度信息的模塊。它是個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器。然后單片機(jī)將來自傳感器的溫濕度信息進(jìn)行分析和處理，最終通過12864這個(gè)液晶顯示屏顯示出來。DS1302用來顯示當(dāng)前的一個(gè)時(shí)間和年月日。當(dāng)溫濕度發(fā)生異常的時(shí)候我們就要及時(shí)的采取措施來改善當(dāng)前的這么一個(gè)溫濕度狀態(tài)。所以在這個(gè)系統(tǒng)中我們用幾個(gè)不同顏色LED燈來表示不同的功能行為，如升溫、降溫、加濕、去干等。在這個(gè)設(shè)計(jì)中我們選用繼電器來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。在這里的不同顏色燈代表了不同的行為解決方案。溫濕度在這正常的范圍內(nèi)時(shí)，白色LED燈是始終保持亮的。不同模塊的功能不同，而且每個(gè)模塊都很多不同的實(shí)現(xiàn)方法。在方案的選擇中，不僅僅要實(shí)現(xiàn)方案的高要求、高標(biāo)準(zhǔn)，也要考慮方案的可行性，對環(huán)境的要求以及方案中元器件在市場的價(jià)格，要綜合各種因素選擇最佳的那個(gè)方案，實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比并且經(jīng)濟(jì)可行。在這里我們用SHT11來說明。它是由瑞士研制的。雖然性能很高，但是價(jià)格要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于DHT11的價(jià)格?！?濕度測量精度：177。DHT11是我國生產(chǎn)的。當(dāng)然它也是個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器。所以DHT11的價(jià)格相對較低。DHT11的一些參數(shù)：溫度測量標(biāo)準(zhǔn)： 0℃—50℃濕度測量標(biāo)準(zhǔn)：20%相對濕度—90%相對濕度，溫度測量精度：177。5%RH經(jīng)上述分析，方案一雖然精度更精確、穩(wěn)定性更好，但是價(jià)格極高，在此課題設(shè)計(jì)中不是很經(jīng)濟(jì)。但是它也能實(shí)現(xiàn)我們所需要的功能，滿足設(shè)計(jì)要求，且簡便易行，價(jià)格相對較好。 （a） （b）圖21 LCD12864與LCD1602液晶顯示屏實(shí)物圖（1）方案一：選擇LCD12864液晶。它是一個(gè)點(diǎn)陣型的液晶，屏幕為4行。和它相比，LCD12864可以實(shí)現(xiàn)32（8*4）個(gè)漢字、字符、數(shù)字、圖形顯示，唯一的缺點(diǎn)就是價(jià)格相對來說比較貴。LCD1602是一個(gè)字符型的液晶。只能現(xiàn)實(shí)數(shù)字和字符，不能顯示漢字。綜上述分析，我們這個(gè)系統(tǒng)的顯示模塊最終就選擇了LCD12864液晶顯示屏。而且和LCD1602相比，它可以顯示的字符更多，更美觀?？紤]到LCD12864液晶顯示屏可以顯示更多的信息，于是我們就在這個(gè)課題設(shè)計(jì)中選擇了它。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上將微型計(jì)算機(jī)的的基本功能部件如中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、存儲器（隨機(jī)存取存儲器Random Access Memory,RAM和只讀存儲器Read Only Memory,ROM）、輸入接口電路（Input）、輸出接口電路（Output）、定時(shí)/計(jì)算器及終端系統(tǒng)等集成起來，構(gòu)成一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)。我們之所以選擇STC系列的單片機(jī)，主要是因?yàn)樗莫?dú)特之處，它的功耗比較低，并且有著很強(qiáng)的抗干擾能力，而且它與MCS51系列單片機(jī)是完全兼容的。系統(tǒng)主要是由一下幾個(gè)模塊組成的（1） 矩陣鍵盤：用來設(shè)置溫濕度的上下限制。（3） 電源模塊：可以通過USB來給電源供電。（5） 溫濕度采集模塊：用來搜集當(dāng)前的溫濕度即時(shí)信息，然后將其傳送給單片機(jī)。（7） 繼電器控制模塊：用來控制空調(diào)等設(shè)備的工作好好保持溫室內(nèi)的一個(gè)適宜的溫濕度。（9） 單片機(jī)主控模塊：系統(tǒng)的核心，用來分析來自各個(gè)模塊的信息。它是用于在溫室溫濕度信息采集。它可以用來操作數(shù)據(jù)的處理。繼電器控制模塊是用來調(diào)整溫室內(nèi)的溫濕度變化的。所以我們選擇用幾個(gè)有色的LED來代表我們對溫濕度的幾種不同的控制行為。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)我們的這次設(shè)計(jì)，主要是利用單片機(jī)來完成對溫度和濕度的智能控制。對于我們的硬件電路，我們可以分為幾大模塊。STC89C52單片機(jī)是我們所用的主導(dǎo)芯片。然后我們通過I/O口將其他的各個(gè)功能模塊連接到單片機(jī)上，使它們成為一名完整的系統(tǒng)。 STC89C52芯片的簡介圖31 STC89C52單片機(jī)芯片實(shí)物圖圖32 STC89C52單片機(jī)芯片引腳圖STC89C52單片機(jī)是由STC公司研制的。它所具有的特點(diǎn)是性能很好，功耗低，并且它具有8K的系統(tǒng)可編程閃存。STC89C52的一些特點(diǎn)：，其中內(nèi)置RAM和外部RAM分別為一半。圖33 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)如上圖所示，我們知道，這是STC89C52單片機(jī)的一個(gè)最小系統(tǒng)。小到電阻電容的選擇，大到元器件與單片機(jī)的焊接，每個(gè)元件都需要我們慎重選擇，認(rèn)真焊接。,發(fā)現(xiàn)它不太好用,存在很多的問題，有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)程序下載不進(jìn)去的情況,所以現(xiàn)在我們經(jīng)常使用電解電容。國內(nèi)的芯片不是很好用，性能也不是很穩(wěn)定，容易出問題。這里我們介紹兩個(gè)基本板塊。電容值為30pf.在這個(gè)晶振電路中，改變晶振的值就相當(dāng)于改變了單片機(jī)的一個(gè)振蕩周期。（2）復(fù)位電路圖35 復(fù)位電路模塊如圖所示為復(fù)位電路，它是由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)加電后，RST引腳將會(huì)變成是高電平狀態(tài)，用來確定這個(gè)高電平將會(huì)持續(xù)多長時(shí)間的是RC的值。所以RC值要適合，這樣才可以保證一個(gè)可靠的復(fù)位。在此，這樣我們可以獲得一個(gè)非常精確的波特率。 DHT11傳感器模塊設(shè)計(jì) DHT11傳感器簡介圖36 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器實(shí)物圖以及引腳圖DHT11是一個(gè)復(fù)合式的數(shù)字傳感器，它是溫度傳感器和濕度傳感器的集合。它的封裝方式是4針單排引腳，在電路板焊接中很方便。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎么樣的呢？它是由下面三個(gè)元件組成的。微控制器的性能很高。 DHT11傳感器模塊電路設(shè)計(jì)圖37 DHT11溫濕度控制模塊電路圖 12864液晶顯示模塊設(shè)計(jì) 12864液晶顯示屏簡介圖38 LCD12864液晶顯示屏實(shí)物圖LCD12864液晶顯示屏分為兩種，帶字符的和不帶字符的。LCD12864是圖形式的液晶顯示儀。所以它比LCD1602更高端，它不僅可以顯示更多的字符和數(shù)字，而且還可以顯示漢字與圖形。12864有很多功能，例如光標(biāo)顯示、睡眠模式、畫面移位等。連接方式有八位并行和串行兩種。蜂鳴器是屬于聲音設(shè)備的電子器件。二、蜂鳴器的分類：（1）按照工作原理來劃分的話1． 電磁式蜂鳴器 2． 壓電式蜂鳴器（2）按照驅(qū)動(dòng)方式劃分的話可以分為有源和無源蜂鳴器兩種類型。2. 只能以一種頻率發(fā)出聲音即單身。無源蜂鳴器1． 不帶振蕩源，一般采用25KHz方波驅(qū)動(dòng)。（3）按照安裝類型不同可以分為貼片行、引線型、插針型、垂直安裝型、面板安裝型等。我們知道單片機(jī)的IO口電流是很小的，但是蜂鳴器的工作電流卻很大，所以我們只靠單片機(jī)的IO口電流來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲是無法實(shí)現(xiàn)的。從而使蜂鳴器發(fā)生報(bào)警。實(shí)際上它屬于一種電子控制器件。它具有輸入回路和輸出回路，又叫做控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)。繼電器在沒有工作的情況下，處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)叫做常開觸點(diǎn)，處于閉合狀態(tài)的靜觸點(diǎn)叫做常閉觸點(diǎn)。銜鐵就會(huì)利用電磁力的吸引作用克服彈簧的拉力吸向鐵芯，從而使得銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（也就是常開觸點(diǎn)）吸合。就這樣銜鐵的不斷吸合斷開，從而達(dá)到電路的閉合和斷開。圖314 繼電器控制系統(tǒng)與單片機(jī)相連電路圖在這個(gè)模塊中，我們用繼電器來控制對我們整個(gè)系統(tǒng)的溫濕度調(diào)節(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)中，繼電器控制的則是空調(diào)或者其他設(shè)備進(jìn)行的這些行為動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生異常時(shí)蜂鳴器報(bào)警。特別是在這個(gè)系統(tǒng)中是如何運(yùn)作的。這時(shí)白燈會(huì)熄滅，有色燈亮。在這個(gè)模塊中，對繼電器的一個(gè)測量是焊接正確電路圖的一個(gè)基礎(chǔ)。測線圈電阻我們可以用數(shù)字萬能表的歐姆檔來測量繼電器線圈的阻值，從而判斷繼電器的線圈是否存在問題。這樣子我們可以測量出哪個(gè)是常開觸點(diǎn)，哪個(gè)是常閉觸點(diǎn)。開始的時(shí)候電壓值要設(shè)置的小一點(diǎn)，然后慢慢地調(diào)高電壓，同時(shí)用一個(gè)電流表測量輸入回路中的電流。知道某個(gè)時(shí)刻繼電器吸合，這個(gè)時(shí)候記下此時(shí)電流表的示數(shù)，同時(shí)記下此時(shí)的電壓值。測釋放電壓、釋放電流和測量吸合電壓和吸合電流一樣，只不過我們要從繼電器吸合開始，不斷地減小電壓值，這個(gè)時(shí)候動(dòng)作要慢，電壓幅度要緩慢降低，以免不準(zhǔn)。和上面的一樣，我們要多次測量求平均值。經(jīng)查閱可知，普通的繼電器釋放電壓是吸合電壓的百分之十到百分之五十。也就低于百分之十，那這個(gè)繼電器就不能使用了。所以我們堅(jiān)決不用這樣的繼電器在電路中。DS1302時(shí)鐘芯片可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年的功能，并且當(dāng)一個(gè)月小于31天時(shí)它可以自動(dòng)調(diào)整，具有閏年補(bǔ)償功能?！?。 圖317 DS1302內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成圖DS1302時(shí)鐘芯片可以用于記錄數(shù)據(jù)，尤其是記錄一些具有非常特殊意義的數(shù)據(jù)，它能夠記錄下數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的那個(gè)時(shí)刻。圖318 DS1302時(shí)鐘模塊與單片機(jī)相連電路圖DS1302與單片機(jī)的相連如圖所示，其中，電阻值均為10K。由電路圖我們可以看出，DS1302只需要三個(gè)IO口就可以和單片機(jī)項(xiàng)相連了。圖319 4*4矩陣鍵盤實(shí)物圖矩陣鍵盤就是一系列的按鍵按照一定的規(guī)則排列起來，組成一個(gè)鍵盤組，然后將其連接在單片機(jī)外圍設(shè)備上。而且它還要占用很多的IO口，造成單片機(jī)IO口的使用可能不夠用。圖320 4*4矩陣鍵盤與單片機(jī)相連電路圖把許許多多的按鍵有規(guī)則地組合到一起，就構(gòu)成了矩陣鍵盤。每個(gè)按鍵的的原理其實(shí)就是個(gè)機(jī)械式的觸點(diǎn)開關(guān)，它的主要作用就是為了把實(shí)際電路中的電路通斷轉(zhuǎn)換為我們電氣的邏輯關(guān)系1和0.如圖所示，就是我們這個(gè)電路中的矩陣鍵盤。總共有16個(gè)按鍵。極大地方便了我們外圍結(jié)構(gòu)與單片機(jī)的相連。下面介紹兩種常用的矩陣鍵盤的掃描原理：（1）行掃描法要判斷出是否有按鍵按下，我們需要先將矩陣鍵盤的4個(gè)行線置0，然后分別檢測4個(gè)列線的電平值，當(dāng)列線中有0電平時(shí)，那么被按下的按鍵出現(xiàn)在這個(gè)0電平列線所對應(yīng)的四個(gè)按鍵中。當(dāng)判斷出有按鍵按下的時(shí)候怎么判斷是哪個(gè)按鍵被按下了呢？從1步驟中我們只能判斷出按鍵出自低電平列線所對應(yīng)的4個(gè)按鍵之一。然后檢測那個(gè)列線，看是否為低電平。（2）高低電平翻轉(zhuǎn)法其實(shí)這個(gè)方法和行掃描法所用的原理基本上是一樣的。當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，低四位中會(huì)有一位由1變成0，而高四位不變。然后讓P0口的高四位為1，低四位為0。這個(gè)時(shí)候可以確定按鍵的行位置。原理相對來說比較簡單，是我們很常見的模塊。在此我們就不做詳細(xì)的介紹了。這一章我們重點(diǎn)介紹我們課題的軟件設(shè)計(jì)。它需要我們有一個(gè)很好地思維模式，細(xì)心地態(tài)度。軟件的開發(fā)主要包括以下幾個(gè)步驟：圖41 軟件開發(fā)流程圖以上是軟件開發(fā)流程。每一個(gè)階段都是可以接在前面階段之后的。一個(gè)好的用戶設(shè)計(jì)一定要文件齊全，注釋適當(dāng)、豐富，易于調(diào)試和維護(hù)。圖42 程序總體結(jié)構(gòu)示意圖在了解了我們所要設(shè)計(jì)的課題之后，我們需要把握住整體的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的主要功能是完成系統(tǒng)初始化模塊的初始化和設(shè)置系統(tǒng)的工作狀態(tài)，初始化部分包括以下幾個(gè)方面：系統(tǒng)總開關(guān)打開之后，我們的LCD12864液晶顯示屏上會(huì)顯示四行文字。這個(gè)時(shí)候我們可以設(shè)置系統(tǒng)的溫濕度限值范圍。再設(shè)置的是溫度的最低值，接著是濕度的最高值、最低值。就這樣系統(tǒng)的一個(gè)初始化算是