基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)摘要隨著改革開放，堅持科學發(fā)展觀，促進農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，特別是90年代以來，我國的設施園藝事業(yè)得到迅猛的發(fā)展，以花卉為主的作為觀賞的禮品的植物設施栽培在大江南北遍地開花，設施園藝被看作是21世紀最具活力的新產(chǎn)業(yè)。溫室是現(xiàn)代園藝生產(chǎn)所必需的基本設備，用它可有效地控制某些環(huán)境因素，如溫度、光照、濕度、二氧化碳濃度等，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的花卉產(chǎn)品。因此，溫室的產(chǎn)生，可以說是人們與自然界斗爭的一種產(chǎn)物。至今，溫室設施對人類經(jīng)濟生活中的作用和地位越來越明顯，關系越來越密切。溫室是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長創(chuàng)造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊?。本文利用STC89C52單片機設計一個溫室的溫濕度控制系統(tǒng)，對給定的溫濕度進行控制并實時顯示，用來滿足恒溫濕車間控制、大棚溫濕度控制等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域需要，要求溫濕度測量響應時間快、長期穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，具有較高的應用價值。關鍵詞89C52DHT11EEPROM存儲電路LCD1602溫濕度TEMPERATUREANDHUMIDITYCONTROLSYSTEMBASEDONMCUABSTRACTWITHTHEREFORMANDOPENINGUP,ADHERETOTHESCIENTIFICOUTLOOKONDEVELOPMENT,PROMOTETHERAPIDDEVELOPMENTOFAGRICULTURE,ESPECIALLYSINCE90TIME,OURCOUNTRYHORTICULTURALCAREERTOGETSWIFTANDVIOLENTDEVELOPMENT,MAINLYASANORNAMENTALFLOWERGIFTPLANTFACILITYCULTIVATIONINPROTECTEDHORTICULTUREBLOSSOMEVERYWHEREONBOTHSIDESOFTHECHANGJIANGRIVER,ISCONSIDEREDTOBETHEMOSTDYNAMICNEWINDUSTRYINTWENTYFIRSTCENTURYGREENHOUSESISNECESSARYTOPRODUCETHEBASICEQUIPMENTINTHEMODERNHORTICULTURAL,ITCANEFFECTIVELYCONTROLCERTAINENVIRONMENTALFACTORS,SUCHASTEMPERATURE,HUMIDITY,LIGHT,ETC,TOPRODUCEHIGHQUALITYCARBONDIOXIDECONCENTRATIONSOFFLOWERSTHEREFORE,AGREENHOUSE,FORPEOPLEANDNATUREISAPRODUCTOFTHESTRUGGLESOFAR,THEGREENHOUSEFACILITIESFORHUMANECONOMICLIFEFUNCTIONANDSTATUSISMOREANDMOREOBVIOUS,ACLOSERRELATIONSHIPGREENHOUSEISAKINDOFPLANTGROWTHENVIRONMENT,TOBECHANGEDFORPLANTGROWTHTOCREATETHEBESTCONDITIONS,AVOIDCHANGINGSEASONSANDSEVEREWEATHEROUTSIDEOFITSIMPACTTHISPAPERUSESTHESTC89C52SINGLECHIPTODESIGNAGREENHOUSETEMPERATUREANDHUMIDITYCONTROLSYSTEMITCONTROLANDDISPLAYFORAGIVENTEMPERATUREANDHUMIDITYINREALTIME,TOMEETTHECONSTANTTEMPERATUREHUMIDITYWORKSHOPCONTROL,GREENHOUSETEMPERATUREANDHUMIDITYCONTROLININDUSTRIALANDAGRICULTURALPRODUCTIONAREASINNEEDANDTHESYSTEMREQUIREOFTEMPERATUREANDHUMIDITYMEASURINGFASTRESPONSETIME,GOODLONGTERMSTABILITY,STRONGANTIINTERFERENCEABILITY,ANDHASHIGHERAPPLICATIONVALUEKEYWORDS89C52,DHT11,EEPROMMEMORYCIRCUIT,LCD1602，TEMPERATUREANDHUMIDITY目錄引言1第一章緒論211本系統(tǒng)主要功能說明212繪圖及制版軟件選擇213程序編譯軟件選擇2第二章系統(tǒng)總體設計421總體方案設計422硬件的選擇4第三章硬件系統(tǒng)設計631單片機電路6311STC89C52單片機概述6312STC89C52單片機特點6313STC89C52單片機管腳及封裝7314STC89C52單片機系統(tǒng)原理圖932溫濕度傳感器及檢測電路11321傳感器性能說明11322DHT11簡介及電路模塊1133鍵盤與顯示電路13331LCD1602的介紹13332LCD電路模塊15333按鍵輸入控制模塊1534溫濕度上限存儲16341AT24C04芯片簡介16342EEPROM電路設計1735繼電器驅(qū)動電路17351TLP521簡介17352繼電器驅(qū)動電路設計18第四章軟件系統(tǒng)設計1941軟件流程圖1942溫濕度采集及處理框圖2043顯示部分框圖20431LCD初始化20432LCD顯示框圖21第五章結果測試與分析22結論23致謝語24參考文獻25附錄26引言隨著工業(yè)的發(fā)展，需要對溫濕度進行控制的場合越來越多。例如倉庫系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、檔案資料庫、煙草、食品加工等等，溫濕度的高低對其影響很大，如糧倉中的溫濕度過高將會使糧食變質(zhì)；檔案資料庫房中的溫度忽高忽低，紙張纖維熱脹冷縮，使強度降低，濕度過大會使霉菌和害蟲滋長，以致造成資料質(zhì)變。由于溫濕度的控制不當導致的經(jīng)濟損失將讓我們無法估計，為避免受到溫濕度的影響，需要安裝溫濕控制系統(tǒng)減少因溫度和濕度的變化給我們帶來的經(jīng)濟損失。溫濕度是基本的環(huán)境參數(shù)，人們的生活與其息息相關，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要實時測量溫濕度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫濕度的測量，因此研究溫度和濕度的測量方法和裝置具有重要的意義。STC89C52系列單片機是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測控制、機電一體化等方面取得了令人矚目的成果，用其作為溫濕度控制系統(tǒng)的實例也很多1。使用STC89C52單片機能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程的自動控制，而且STC89C52單片機易于學習、掌握，性價比高。單片機芯片的微小體積和極低的成本，可廣泛的嵌入到電子系統(tǒng)、辦公自動化、艦船、個人信息終端及通信產(chǎn)品等方方面面，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。使用STC89C52系列單片機設計溫濕度控制系統(tǒng)，可以及時、精確的反映室內(nèi)的溫度以及濕度的變化2。完成諸如升溫到特定溫度、降溫到特定溫度、在溫度上下限范圍內(nèi)保持恒溫等多種控制方式，在濕度控制方面也是如此。將此系統(tǒng)應用到溫室當中無疑為植被的生長提供了更加適宜的環(huán)境。該系統(tǒng)電路簡單、工作穩(wěn)定、集成度高、調(diào)試方便、測試精度高。第一章緒論11本系統(tǒng)主要功能說明實時測量當前溫度值和濕度值，在液晶屏動態(tài)顯示?？梢燥@示當前允許溫濕度范圍，并在液晶屏顯示。溫度低于溫度下限時，低溫報警燈亮，控制繼電器動作。當溫度高于溫度上限時，高溫報警燈亮，控制繼電器動作。當濕度低于濕度下限時，低濕報警燈亮，控制繼電器動作。當濕度高于濕度上限時，高濕報警燈亮，控制繼電器動作?？梢酝ㄟ^鍵盤調(diào)整溫度上下限和濕度上下限，具體方法是連續(xù)按設置鍵直至溫度下限、溫度上限、濕度下限、濕度上限相應的位置閃爍，再通過UP鍵和DOWN鍵調(diào)整數(shù)值，調(diào)整完畢繼續(xù)按設置鍵進入正常狀態(tài)?？梢员４嬖O置參數(shù)至EEPROM中，具體方法是按保存鍵，此時當前設置參數(shù)存盤，重新上電顯示新的設置值。如果不按保存鍵，所調(diào)整的設置參數(shù)只在此次運行有效，關電后恢復原先設定值。12繪圖及制版軟件選擇根據(jù)系統(tǒng)的功能，我們選用目前最常用而且易學的軟件PROTEL99SE作為工具。PROTEL99SE是當今最為流行的電路設計EDA軟件，是由PROTEL公司開發(fā)的優(yōu)秀EDA軟件，此系列軟件隨著計算機技術的發(fā)展而不斷完善，PROTEL99SE的功能完全能夠滿足一般電路設計的需要，且對計算機的配置要求不是太高3。利用軟件我們可以在個人計算機上輕松完成從對電路的構思到電路原理圖的搭接，從仿真調(diào)試到元器件參數(shù)的確定，一直到所需要的印制電路板圖，并產(chǎn)生制版文件和材料清單。PROTEL99SE軟件使得電路設計變得簡單、快捷，即使是業(yè)余愛好者也可以設計出高質(zhì)量的印制電路板來。13程序編譯軟件選擇在系統(tǒng)中選用我們學過的C語言進行編譯既鞏固學過的知識，又學到新的思路和方法。C語言編寫的程序可移植性好，基本上不做修改就能用于各種型號的計算機和各種操作系統(tǒng)4。為此我們選用KEILUVISION4軟件，它集編輯，編譯仿真等于一體，它的界面友好，易學易用。在調(diào)試程序，軟件仿真等方面具有強大的功能。（1）KEILC51是美國KEILSOFTWARE公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用5。KEIL提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（UVISION）將這些部分組合在一起。2KEIL的UVISION4可以進行純粹的軟件仿真仿真軟件程序，不接硬件電路；也可以利用硬件仿真器，搭接上單片機硬件系統(tǒng)，在仿真器中載入項目程序后進行實時仿真；還可以使用UVISION4的內(nèi)嵌模塊KEILMONITOR51，在不需要額外的硬件仿真器的條件下，搭接單片機硬件系統(tǒng)對項目程序進行實時仿真6。3UVISION4調(diào)試器具備所有常規(guī)源極調(diào)試，符號調(diào)試特性以及歷史跟蹤，代碼覆蓋，復雜斷點等功能。DDE界面和SHIFT語言支持自動程序測試。第二章系統(tǒng)總體設計21總體方案設計本研究設計的溫濕度控制器框圖如圖21所示。DHT11溫濕度傳感器STC89C52單片機外部EEPROM溫濕度上限溫度、濕度數(shù)據(jù)LCD顯示溫濕度值LED報警按鍵輸入控制繼電器圖21溫濕度控制器方框圖圖中STC89C52單片機每2秒鐘從DHT11溫濕度傳感器中讀入溫度和濕度，在液晶屏上即時顯示。液晶屏上同時可以顯示溫濕度上下限值，該上下限設置值保存在外部EEPROM存儲器中，掉電不失，并且可以通過四只按鍵上調(diào)或下調(diào)。當溫度或濕度值超過上下限值時，報警信號點亮相應報警燈。同時該報警信號通過三極管驅(qū)動繼電器，以控制外部風機或加熱器。22硬件的選擇STC89C52系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期1T的單片機，高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快812倍，內(nèi)部集成MAX810專用復位電路。配用全數(shù)字型溫濕度傳感器DHT11，溫度測量范圍0100，濕度測量0RH90RH，可以滿足一般需要7。溫濕度測量響應時間快、長期穩(wěn)定性好。采用先進的專用微處理器芯片STC89C52，可靠性高，抗干擾能力強。配用EEPROM芯片AT24C04，使存儲的溫度上下限和濕度上下限可以掉電永久保存8?？梢酝ㄟ^四個按鍵方便地實現(xiàn)溫濕度上下限的調(diào)整。當溫度或濕度超限后，報警信號點亮相應報警燈。配用三極管和繼電器，可以通過驅(qū)動繼電器打開或切斷風機、加熱器等外部設備。第三章硬件系統(tǒng)設計31單片機電路311STC89C52單片機概述STC89C52系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期1T的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快812倍，內(nèi)部集成MAX810專用復位電路9。312STC89C52單片機特點增強型8051CPU，1T，單時鐘/機器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；工作電壓55V35V（5V單片機）；工作頻率范圍040MHZ，相當于普通8051的080MHZ；用戶應用程序空間4K/8K/16K/32K/64K字節(jié)；片上集成1280字節(jié)RAM；通用I/O口（32/36個），復位后為準雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）；ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器/仿真器。每個I/O口驅(qū)動能力均可達到20MA，但整個芯片最大不要超過120MA；可通過串口（P30/P31）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；有EEPROM功能；看門狗；內(nèi)部集成MAX810專用復位電路（外部晶體12M以下時，復位腳可直接1K電阻到地）；時鐘源外部高精度晶體/時鐘，內(nèi)部R/C振蕩器；用戶在下載用戶程序時，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時鐘；常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為50V單片機為11MHZ17MHZ；共4個16位定時器，兩個與傳統(tǒng)8051兼容的定時器/計數(shù)器,16位定時器T0和T1，沒有定時器2，但有獨立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器,再加上2路PCA模塊可再實現(xiàn)2個16位定時器；外部中斷I/O口4路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的PCA模塊，POWERDOWN模式可由外部中斷喚醒；通用全雙工異步串行口UART10；工作溫度范圍4085工業(yè)級/075商業(yè)級；封裝PDIP40,PLCC44。313STC89C52單片機管腳及封裝STC89C52單片機有多種封裝形式，本設計中選用40DIP封裝，其管腳定義如圖31所示。圖31STC89C52管腳圖管腳說明VCC供電電壓。GND接地。P0口P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8個TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫“1”時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4個TTL門電流。P1口管腳寫入“1”后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口作為AT89C51的一些特殊功能口，管腳備選功能P30RXD（串行輸入口）P31TXD（串行輸出口）P32/INT0（外部中斷0）P33/INT1（外部中斷1）P34T0（計時器0外部輸入）P35T1（計時器1外部輸入）P36/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P37/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2來自反向振蕩器的輸出11。單片機最小系統(tǒng)如圖32圖32單片機最小系統(tǒng)314STC89C52單片機系統(tǒng)原理圖由STC89C52組成的溫濕度控制器單片機系統(tǒng)原理圖如圖33所示。圖中DATA引腳為溫濕度傳感器單總線引腳，單片機通過該引腳和傳感器通信，讀取溫濕度數(shù)據(jù)。K1、K2、K3、K4為四只調(diào)節(jié)按鍵，分別為設置鍵、上調(diào)鍵、下調(diào)鍵和保存鍵，用以調(diào)整溫濕度上下限值并保存數(shù)據(jù)。L2、L3、L4、L5為四只報警燈，其中L2為低溫報警，L3為高溫報警，L4為低濕報警，L5為高濕報警。圖33單片機系統(tǒng)原理圖32溫濕度傳感器及檢測電路321傳感器性能說明傳感器性能參數(shù)如表31示表31傳感器性能指數(shù)參數(shù)條件MINTYPMAX單位濕度分辨率111RH8BIT重復性1RH精度254RH0505RH互換性可完全互換量程范圍03090RH252090RH502080RH響應時間1/E6325,1M/S空氣61015S遲滯1RH長期穩(wěn)定性典型值1RH/YR溫度分辨率111888BIT重復性1精度12量程范圍050響應時間1/E63630S322DHT11簡介及電路模塊DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性，成本低、相對濕度和溫度測量、超快響應、抗干擾能力強、超長的信號傳輸距離、數(shù)字信號輸出、精確校準。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接?？捎糜谂照{(diào)、除濕器、測試及檢測設備、消費品、汽車、自動控制、數(shù)據(jù)記錄器、氣象站、家電、濕度調(diào)節(jié)器、醫(yī)療、其他相關濕度檢測控制。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)12。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。DHT11溫濕度傳感器外型及管腳如圖34所示。其中電源引腳的供電電壓為3555V。傳感器上電后，要等待1S以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間不要發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100NF的電容，用以去耦濾波。DHT11封裝尺寸如圖35所示，方便在PROTEL99SE中做封裝。DHT11的典型應用電路其連接電路簡單，只需要占用控制器一個I/O口即可完成上下位的連接。建議連接線長度短于20時用5K上拉電阻,大于20米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻。圖34DHT11溫濕度傳感器外型及管腳封裝信息，如圖35圖35DHT11的封裝信息DHT11數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式，即單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸13。其數(shù)據(jù)包由5BYTE（40BIT）組成。一次通訊時間最大3MS,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分。一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40BIT，高位先出。數(shù)據(jù)格式如表32表32DHT11數(shù)據(jù)格式濕度溫度校驗整數(shù)8BIT8BIT8BIT小數(shù)8BIT8BIT8BIT33鍵盤與顯示電路331LCD1602的介紹LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。其中字段顯示與LED顯示相似，只要送對應的信號到相應的管腳就能顯示。字符顯示是根據(jù)需要顯示基本字符。系統(tǒng)中采用LCD1602作為顯示器件輸出信息。與傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點，而且不需要外加驅(qū)動電路14，現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應用設計中最常用的顯示器件了。LCD1602可以顯示2行16個漢字。LCD1602引腳圖，如圖36所示圖36LCD1602引腳圖其引腳功能如下RS數(shù)據(jù)和指令選擇控制端，RS0命令狀態(tài)；RS1數(shù)據(jù)Z/W讀寫控制線，R/W0寫操作；R/W1讀操作A背光控制正電源K背光控制地E數(shù)據(jù)讀寫操作控制位，E線向LCD模塊發(fā)送一個脈沖，LCD模塊與單片機間將進行一次數(shù)據(jù)交換DB0DB7數(shù)據(jù)線，可以用8位連接，也可以只用高4位連接，節(jié)約單片機資源VDD電源端VEE亮度控制端（15V）VSS接地端顯示部分采用LCD1602液晶屏進行數(shù)據(jù)顯示，其主要技術參數(shù)為表33液晶屏技術指標表33液晶屏技術指標項目內(nèi)容顯示容量162個字符芯片工作電壓4555V工作電流20MA（50V）模塊最佳工作電壓50V字符尺寸295435（WXH）MM332LCD電路模塊LCD與單片機接口電路如圖38所示。圖38LCD與單片機接口電路333按鍵輸入控制模塊鍵盤輸入控制模塊通過UP鍵和DOWN鍵調(diào)整數(shù)值，調(diào)整完畢繼續(xù)按設置鍵進入正常狀態(tài)，另外也可以通過保存鍵設置參數(shù)存盤，K2、K3、K4、K5分別為設置鍵、上調(diào)鍵、下調(diào)鍵和保存鍵。具體電路設計如圖39圖39按鍵輸入控制模塊電路圖34溫濕度上限存儲溫濕度閾值存儲在EEPROM芯片AT24C04中，并可以通過K1K4按鍵調(diào)節(jié)并保存，其中K2、K3、K4、K5分別為設置鍵、上調(diào)鍵、下調(diào)鍵和保存鍵。341AT24C04芯片簡介AT24C02是由ATMEL公司提供的，I2C總線串行EEPROM，其容量為2KBIT（256B），工作電壓在27V55V之間，生產(chǎn)工藝是CMOS工藝。各引腳功能如下。A2A0器件地址選擇引腳。將這3個引腳配置成不同的編碼值，在同一串行總線上最多可擴充8片同一容量或不同容量的24系列串行EEPROM芯片。SDA串行數(shù)據(jù)輸入輸出口，是一個雙向的漏極開路結構的引腳，容量擴展時可以將多片24系列的SDA引腳直接相連。SCL串行移位時鐘控制端。寫入時上升沿起作用，讀出時下降沿起作用。WP硬件寫保護控制引腳。當其為低電平時，正常寫操作，高電平時，對EEPROM部分存儲區(qū)域提供硬件寫保護功能，即對被保護區(qū)域只能讀不能寫。GND接地。VCC接5V電壓其管腳定義如圖310所示圖310AT24C02管腳圖342EEPROM電路設計EEPROM存儲電路如圖311所示。圖311EEPROM存儲電路35繼電器驅(qū)動電路當溫濕度數(shù)據(jù)超過正常范圍時，單片機發(fā)出繼電器動作信號。該低電平信號通過光耦TLP521隔離和三極管方法，驅(qū)動繼電器線圈得電，繼電器結點動作15。該結點可以控制空調(diào)、加熱器、抽風機等電器，以控制溫濕度范圍。351TLP521簡介TLP521是可控制的光電藕合器件，光電耦合器廣泛作用在電腦終端機，可控硅系統(tǒng)設備，測量儀器，影印機，自動售票，家用電器，如風扇，加熱器等。電路之間的信號傳輸，使之前端與負載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設計16。東芝TLP5211，2和4組成的砷化鎵紅外發(fā)光二極管耦合到光三極管。該TLP5212提供了兩個孤立的光耦8引腳塑料封裝，而TLP5214提供了4個孤立的光耦中16引腳塑料DIP封裝集電極發(fā)射極電壓55（最小值）經(jīng)常轉(zhuǎn)移的比例50（最小）隔離電壓2500VRMS（最?。?。TLP5211管腳定義如圖312所示圖312TLP521TLP5212TLP5214光藕內(nèi)部結構圖及引腳圖352繼電器驅(qū)動2803工作條件是輸入高輸出地電平，所以你要用低電平控制繼電器，繼電器線圈一端接電源，另一端接2803輸出端，只要給2803輸入端一個高電平，繼電器就會閉合，2803輸入低電平繼電器斷開。電路設計此模塊的功能是與用戶輸入的溫濕度與當前的溫濕度進行比對，當實時溫濕度超越極限時，執(zhí)行動作將實時溫濕度調(diào)整到所需的溫濕度。如溫度高于上限時需要降溫，低于下限時需要升溫。具體電路如圖313所示。圖313繼電器電路第四章軟件系統(tǒng)設計41軟件流程圖本設計軟件主程序流程圖如圖41所示。數(shù)據(jù)初始化定時器初始化顯示初始化進入后臺WHILE循環(huán)溫濕度轉(zhuǎn)換超過閾值嗎有鍵按下嗎按鍵處理溫濕度數(shù)值顯示報警并驅(qū)動繼電器是是否否有轉(zhuǎn)換標志嗎是否圖41主程序流程圖42溫濕度采集及處理框圖溫濕度判斷處理模塊也是系統(tǒng)的核心模塊之一，所謂處理控制模塊，就是對用戶輸入的溫度和濕度與當前溫室內(nèi)的實際溫濕度進行比較，先進行判斷，然后再進行處理，處理模塊是決定系統(tǒng)將要進行什么工作的17。通過與設定的溫濕度進行比較計算，如溫度高于上限時需要降溫，低于下限時需要升溫，同時還要啟動警報等等。具體如圖42所示鍵識別LCD顯示溫濕度采樣更新LCD實時溫濕度顯示控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開始圖42溫濕度采集及處理框圖43顯示部分框圖431LCD初始化LCD有四種基本操作，具體如表41所示。表41LCD與單片機之間有四種基本操作RSR/W操作00寫命令操作（初始化，光標定位等）01讀狀態(tài)操作（讀忙標志位）10寫數(shù)據(jù)操作（要顯示內(nèi)容）11讀數(shù)據(jù)操作（可以把顯示存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)反讀出來）從通電開始延時，先經(jīng)過判忙后再進行功能設置，過一段時間后可以設制顯示狀態(tài)（如設制行、位或陣列）再經(jīng)過延時清屏后才可以設置輸入方式，具體實現(xiàn)過程如圖43所示。圖43LCD初始化流程圖432LCD顯示框圖LCD顯示程序的設計一般先要確定LCD的初始化、光標定位、確定顯示字符后，顯示流程如圖44顯示。圖44LCD顯示框圖第五章結果測試與分析經(jīng)過軟硬件設計、程序調(diào)試、硬件仿真之后，所設計的電路是合乎要求的，所編寫的控制程序是符合要求并能正常運行的，軟硬件也是能夠相匹配協(xié)調(diào)工作的，即設計是能達到設計要求的。接下來焊接實用電路，根據(jù)電路原理圖，把相應元器件在電路板上進行合理的布局；布局的原則是本著結構最清晰、走線最簡單、模塊間相互電磁干擾影響最少的原則進行排版布局,焊接完成后，進行硬件調(diào)試，下面實際焊接電路的運行結果圖51所示圖51實物圖結論大學的學習中，畢業(yè)設計是一個很重要的環(huán)節(jié)，是我們步入社會參與社會實踐的很好鍛煉，從最初的選題，開題構思，繪圖，編程，仿真直到完成設計，這中間，查找資料，老師指導，同學交流，編寫程序，直至仿真調(diào)試，以及硬件焊接，每一個過程都是一次成長和對自己的一次的檢驗。本次是基于SDHT11溫濕度傳感器芯片設計的控制系統(tǒng)的畢業(yè)設計，實現(xiàn)了STC89C52RC單片機溫濕度控制系統(tǒng)，通過單片機組成的應用系統(tǒng)來完成對溫度濕度的檢測和控制。在正常情況下，通過SDHT11對溫濕度信息進行采集以及利用LCD進行相關顯示，通過單片機對溫濕度進行采集處理，同時設定相關顯示信息可以通過驅(qū)動繼電器打開或切斷風機、加熱器等外部設備。溫濕度控制系統(tǒng)的軟硬件電路設計、軟件編程調(diào)試、并焊接生成了實物電路板，焊接電路板的過程中，在引腳連接、板子的布局、走線、焊接問題上，進行了深入反復的實踐，培養(yǎng)了我的動手能力和解決實際問題的能力，學到許多課堂上學不到而實際工作中又極其常用的知識。這幾個月的畢業(yè)設計讓我學會的很多，覺得自己學的太少還有很多東西需要認真學習，學無止境，所以要更努力。致謝語此次畢業(yè)設計是在李老師的精心指導及全力支持下完成的。本系統(tǒng)的設計成功與李老師的幫助是密不可分的，再加上自身的努力才能圓滿地完成預期的目標。李老師對新知識，新事物都有自己獨到的理解，這深深的影響了我對學習的態(tài)度，將使我終生難忘。他一絲不茍的工作態(tài)度和認真負責的敬業(yè)精神同樣給了我巨大的收益和鼓舞。這次設計是我和同學合力完成的，在這期間我們相互學習，補充不足，使各自能力得到不斷的提高。我們在設計期間互相督促，才有了這個設計成果，也讓我知道無論是在大學還是以后踏入社會，這種合作精神要一直保留下去。本次的設計使我從中學到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學到的知識運用到我以后的工作中去。在大學的課堂的學習只是在給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應把所學的用到我們現(xiàn)實的生活中去，此次的溫濕度控制系統(tǒng)設計給我奠定了一個實踐基礎，我會在以后的學習、生活中磨練自己，使自己適應于以后的競爭。最后向所有畢業(yè)設計的過程中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W最誠摯的謝意。參考文獻1朱文龍我國智能儀器儀表的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢J黑龍江科技信息,2011,280802李前江自制溫濕度計J電子制作,2012,148533鄧奕PROTEL99SE原理圖與PCB設計M，北京人民郵電出版社,20114譚浩強著C程序設計第三版）M，北京清華大學出版社,20055彭麗萍,顧亞文,顧廣寒基于PROTEUS和KEIL軟件的單片機仿真教學J中國科技財富,2011,102632636程興國，基于PROTEUS和KEIL構建的單片機虛擬實驗室J福建電腦，HTTP/WWWCNKICOMCN/ARTICLE/CJFDTOTALFJDN200901105HTM2009年01月7張冬林，李鑫，戴梅基于DHT11的低成本蠶室溫濕度自動控制系統(tǒng)設計J現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010，（18）14158于博全新射頻EEPROM芯片實現(xiàn)參數(shù)無線讀寫J中國電子商情基礎電子,2010,416169張宏,楊斌,高洪濤52系列單片機構成采集總線介紹N長春工程學院學報自然科學版,2007,2707210張鑫主編單片機原理及應用（第2版）M北京電子工業(yè)出版社，201011凌志浩，張建正編著AT89C52單片機原理與接口技術M北京高等教育出版社,201112張冬林，李鑫，戴梅基于DHT11的低成本蠶室溫濕度自動控制系統(tǒng)設計J現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010，（18）141513葉剛基于SHT11溫濕度測量儀的設計J國外電子測量技術,FOREIGNELECTRONICMEASUREMENTTECHNOLOGY,編輯部郵箱20111214孫俊喜LCD驅(qū)動電路、驅(qū)動程序設計及典型應用M北京人民郵電出版社,200915趙升，高精度溫度濕度測試系統(tǒng)研究D合肥工業(yè)大學碩士研究論文，2005416毛興武,張乃國電子元器件應用J2011年,第13卷第12期495517杜深慧溫濕度監(jiān)測裝置的設計與實現(xiàn)D華北電力大學碩士論文，200412附錄INCLUDEINCLUDE“1602H“INCLUDE“DHTH“INCLUDE“2402H“/定義三個LED燈SBITL2P13SBITL3P14SBITL4P15SBITL5P16SBITKEY_SETP32/設置鍵SBITKEY_UPP33/加鍵SBITKEY_DOWNP34/減鍵SBITKEY_SAVEP35/保存鍵SBITRELAYP20/定義標識VOLATILEBITFLAGSTARTRH0/開始溫濕度轉(zhuǎn)換標志VOLATILEBITFLAGKEYPRESS0/有鍵按下/定義溫濕度傳感器用外部變量EXTERNU8U8FLAG,KEXTERNU8U8COUNT,U8TEMPEXTERNU8U8T_DATA_H,U8T_DATA_L,U8RH_DATA_H,U8RH_DATA_L,U8CHECKDATAEXTERNU8U8T_DATA_H_TEMP,U8T_DATA_L_TEMP,U8RH_DATA_H_TEMP,U8RH_DATA_L_TEMP,U8CHECKDATA_TEMPEXTERNU8U8COMDATAEXTERNU8COUNT,COUNT_RU16TEMPS16TEMPERATURE,HUMIDITYS16IDATATH,TL,HH,HL/溫度上限和濕度上限CHARPSAVEU8KEYVALUE,KEYSET,KEYSAVE,KEYUP,KEYDOWN/定義變量U16RHCOUNTERU8FLAGSET,HIDE/數(shù)據(jù)初始化VOIDDATA_INITRHCOUNTER0L21L31L41TH40TL20HH85HL20KEYVALUE0KEYSET1KEYSAVE1KEYUP1KEYDOWN1FLAGSET0HIDE0/定時器0初始化VOIDTIMER0_INITET01/允許定時器0中斷TMOD1/定時器工作方式選擇TL00X06TH00XF8/定時器賦予初值TR01/啟動定時器/定時器0中斷VOIDTIMER0_ISRVOIDINTERRUPT1USING0TL00X06TH00XF8/定時器賦予初值RHCOUNTER/設閃爍標志IFRHCOUNTER400HIDE0ELSEHIDE1/每2秒鐘啟動一次溫濕度轉(zhuǎn)換IFRHCOUNTER800FLAGSTARTRH1RHCOUNTER0/存入設定值、VOIDSAVE_SETTINGPSAVECHAR/地址低位對應低8位，高位對應高8位WRTEEPROM0,PSAVE/存溫度上限值TH低8位DELAY500PSAVEWRTEEPROM1,PSAVE/存溫度上限值TH高8位DELAY500PSAVECHARWRTEEPROM2,PSAVE/存溫度下限值TL低8位DELAY500PSAVEWRTEEPROM3,PSAVE/存溫度下限值TL高8位DELAY500PSAVECHAR/地址低位對應低8位，高位對應高8位WRTEEPROM4,PSAVE/存濕度上限值HH低8位DELAY500PSAVEWRTEEPROM5,PSAVE/存濕度上限值HH高8位DELAY500PSAVECHARWRTEEPROM6,PSAVE/存濕度下限值HL低8位DELAY500PSAVEWRTEEPROM7,PSAVE/存濕度下限值HL高8位DELAY500/載入設定值、VOIDLOAD_SETTINGPSAVECHARPSAVERDEEPROM0PSAVERDEEPROM1PSAVECHARPSAVERDEEPROM2PSAVERDEEPROM3PSAVECHARPSAVERDEEPROM4PSAVERDEEPROM5PSAVECHARPSAVERDEEPROM6PSAVERDEEPROM7IFTL99|TL99|TH99|HL99|HH4FLAGSET0L1602_CHAR1,12,TL/1048L1602_CHAR1,13,TL1048L1602_CHAR1,15,TH/1048L1602_CHAR1,16,TH1048L1602_CHAR2,12,HL/1048L1602_CHAR2,13,HL1048L1602_CHAR2,15,HH/1048L1602_CHAR2,16,HH1048BREAKCASE2/加鍵按下IFFLAGSET1/設TLIFTL0TLL1602_CHAR1,12,TL/1048L1602_CHAR1,13,TL1048IFFLAGSET2/設THIFTH0THL1602_CHAR1,15,TH/1048L1602_CHAR1,16,TH1048IFFLAGSET3/設HLIFHL0HLL1602_CHAR2,12,HL/1048L1602_CHAR2,13,HL1048IFFLAGSET4/設HHIFHH0HHL1602_CHAR2,15,HH/1048L160