1、 2021屆畢業(yè)生畢業(yè)設計說明書 題 目: 恒溫恒濕試驗箱控制系統(tǒng)的設計 院系名稱： 電氣工程學院 專業(yè)班級： 電氣 F0802 學生姓名： 宋海華 學 號： 202148720211 指導教師： 王偉生 教師職稱： 講師 2012 年 5 月 30 日摘 要隨著我國現代農業(yè)的開展和工業(yè)產品研制的需要， 恒溫恒濕試驗箱的應用越來越廣, 生產、科研對它的要求也越來越高。要求它的性能價格比更高, 使用壽命更長, 使用費用更少(省電) , 響應速度更快。近幾年來，我國從國外引進了大批試驗系統(tǒng)，為我國工業(yè)產品的研制和定型發(fā)揮了重要作用，但由于其本身的復雜性，使得試驗箱在運行中出現了許多問題，而且出現了

2、問題不能及時解決，大大延長了試驗周期，影響了產品的研制工作。而產生這些現象的原因是對綜合試驗的工作原理不了解。為此，本文對試驗箱的根本工作原理作出了一些簡要闡述。恒溫恒濕試驗箱是利用一定的方式將箱內的溫度和濕度調節(jié)到給定值，并在該條件下進行實驗，到達實驗反響要求。即能同時施加溫度、濕度應力的試驗箱。簡而言之是指溫度和濕度都能控制在指定范圍內的試驗箱。恒溫恒濕試驗箱主要用于檢測材料在各種環(huán)境下的性能的設備，并可試驗各種材料耐熱、耐寒、耐干、耐濕性能。適合電子、電器、通訊、儀表、車輛、食品、化學、建材、醫(yī)療、航天等制品檢測質量之用。關鍵詞： 恒溫恒濕 試驗箱 單片機控制系統(tǒng) 限溫報警系統(tǒng)Title

3、 The Design of Constant Temperature and Humidity Chamber Control System AbstractWith the development of Chinas modern agriculture and the need of industrial products developed, the applications of the constant temperature and humidity box become more widely. production, scientific research and its i

4、ncreasingly high requirements. higher cost-effective,longer life,less costs (saving) and faster response are required. In recent years,our country has imported a large number of test systems from abroad, which has played an important role in the development of Chinas industrial products and stereoty

5、pes,However, due to its own complexity, making the chamber a lot of problems in the operation,and problems can not be solved promptly, which greatly prolong the test cycle, affecting the product manufacture work. The reason of these phenomena is do not understand the working theory of the comprehens

6、ive test. So, we made some brief description of the basic working theory of the chamber.The constant temperature and humidity box is a box which can adjust the temperature and humidity inside to the setpoint in a certain way,the experiments and the response requirements of the experimental under thi

7、s condition,which can imposed temperature and humidity stress to the chamber at the same time. In short,it is a box which can put the temperature and humidity within a specified range.The constant temperature and humidity chamber is the device that mainly used for the detection performance of materi

8、als in various environments,which Can experiment various materials performance of heat, cold, resistance to dry and moisture . useing for the testing quality of electronic, electrical, communications, instrumentation, vehicles, food, chemical, building materials, medical, aerospace and other product

9、s.Keywords Constant Temperature and Humidity Single Chip Control System Limit Temperature Alarm System目 次 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc326144418 1 緒論 PAGEREF _Toc326144418 h 1 HYPERLINK l _Toc326144419 1.1 文獻綜述 PAGEREF _Toc326144419 h 1 HYPERLINK l _Toc326144420 1.2 課題的主要內容 PAGEREF _Toc326144420

10、h 1 HYPERLINK l _Toc326144421 1.3 課題的研究方案 PAGEREF _Toc326144421 h 1 HYPERLINK l _Toc326144422 2 設計的理論根底 PAGEREF _Toc326144422 h 3 HYPERLINK l _Toc326144423 PAGEREF _Toc326144423 h 3 HYPERLINK l _Toc326144424 2.2 AT89C51單片機系列介紹 PAGEREF _Toc326144424 h 3 HYPERLINK l _Toc326144425 2.3 DS18B20數字溫度傳感器 PA

11、GEREF _Toc326144425 h 4 HYPERLINK l _Toc326144426 2.4 KSC-6V濕度傳感器 PAGEREF _Toc326144426 h 4 HYPERLINK l _Toc326144427 2.5 RS-232總線接口芯片 MAX232 PAGEREF _Toc326144427 h 5 HYPERLINK l _Toc326144428 3 硬件電路設計 PAGEREF _Toc326144428 h 6 HYPERLINK l _Toc326144429 3.1 主控模塊設計 PAGEREF _Toc326144429 h 6 HYPERLIN

12、K l _Toc326144430 3.2 硬件系統(tǒng)電路連接設計 PAGEREF _Toc326144430 h 8 HYPERLINK l _Toc326144431 4 PID控制算法 PAGEREF _Toc326144431 h 11 HYPERLINK l _Toc326144432 4.1 PID控制的開展 PAGEREF _Toc326144432 h 11 HYPERLINK l _Toc326144433 4.2 PID控制理論 PAGEREF _Toc326144433 h 11 HYPERLINK l _Toc326144434 4.3 PID控制算法 PAGEREF _

13、Toc326144434 h 12 HYPERLINK l _Toc326144435 5 軟件設計 PAGEREF _Toc326144435 h 14 HYPERLINK l _Toc326144436 軟件設計綜述 PAGEREF _Toc326144436 h 14 HYPERLINK l _Toc326144437 5.2 軟件流程圖 PAGEREF _Toc326144437 h 14 HYPERLINK l _Toc326144438 結論 PAGEREF _Toc326144438 h 19 HYPERLINK l _Toc326144439 致謝 PAGEREF _Toc32

14、6144439 h 20 HYPERLINK l _Toc326144440 參考文獻 PAGEREF _Toc326144440 h 211 緒論1.1 文獻綜述 國內恒溫恒濕試驗箱的狀況對溫濕試驗箱的研究主要集中于制冷和加熱方式選擇、控制精度與測試監(jiān)控、設備的結構等方面，對溫濕箱非穩(wěn)態(tài)溫變過程傳熱特性方面的研究不多，很少研究熱力系統(tǒng)的耦合。對于濕度，現在多已采用溫濕度獨立調節(jié)方式，這樣可防止溫濕度調節(jié)中的互相干擾，現在著重對加/除濕精度控制、選擇加濕方式的研究。對不同加濕方式之加濕能力和加濕效率的比擬，分析對溫濕試驗箱的影響。 未來的恒溫恒濕試驗箱開展方向1、利用計算機仿真技術，與PC機結

15、合，做仿真實驗。提高試驗速度，降低試驗本錢。2、多功能化、智能化，更加平安、精確。雖然現在溫濕箱只能模擬兩種參數，但是將來將重點開展復合式的多功能智能化試驗箱。1.2 課題的主要內容本系統(tǒng)通過DS18B20溫度傳感器、KSC-6V濕度傳感器對試驗箱內溫度、濕度進行檢測，并將溫度、濕度數據送入AT89C51單片機，與預設的溫度、濕度數值進行比照，通過PID控制算法，控制繼電器的通斷，從而控制加熱器、排風機、加濕器、除濕器的工作，從而使恒溫恒濕試驗箱工作于預設的溫度、濕度。溫濕度控制算法精確控制加熱、加濕，以溫濕度誤差最小為優(yōu)化目標。作為工業(yè)控制的主要被控參數的溫度、濕度，已被廣泛采用，如在工業(yè)控

16、制中的各種反響爐、加熱器等。過去多采用常規(guī)的模擬調節(jié)器對溫濕度進行控制，本課題采用了AT89C51單片機對溫濕度實現自動控制。使用單片機對溫濕度進行自動控制，難就難在測量的溫濕度值和單片機輸出的溫濕度值誤差太大，導致無法輸出，利用ATMEL單片機核心程序對其進行編碼，實現溫濕度在一段范圍內的變化，實驗成功控制語言的代碼，并進行燒片，燒片成功后，運行實驗，假設能看到實驗的結果，那么實驗完成。1.3 課題的研究方案溫度、濕度是工業(yè)生產過程中重要的被控參數之一，當今計算機控制技術在這方面的應用，已使溫濕度控制系統(tǒng)到達自動化、智能化，要比以前僅僅使用電子線路的控制效果好太多，可控性更加精確。溫度是一個

17、非線性的對象，具有大慣性的特點，在低溫段慣性較大，在高溫段慣性較小。該溫控對象的傳遞函數形式如下所示： 1.1圖1.1方案框圖AT89C51單片機可以通過數碼管來顯示恒溫恒濕試驗箱內溫度、濕度的實際數值，并可用鍵盤輸入設定值。2 設計的理論根底1976年Intel公司首先推出了可以稱為單片機的MCS-48系列單片微型計算機。它以體積小、功能全、價格低等特點，贏得了非常廣泛的應用，同時一些與單片機有關的其他公司都爭相推出各自的單片機。1978年下半年Motorola公司推出M6800系列單片機，Zilog公司相繼推出Z8單片機系列。1987年Intel公司又宣布了比8096性能高兩倍的CMOS型

18、80C196單片機，1988年推出帶EPROM的87C196單片機?？v觀這短短的20年，已經經歷了4次更新換代，單片機正朝著集成化、多功能、多項選擇擇、高速度、低功耗、擴大存儲容量和加強I/O功能及結構兼容的方向開展。新一代的80C51系列單片機除了上述的結構特性外，其最主要的技特點是向外部接口電路擴展，實現微控制器microcontroller完善的控制功能。2.2 AT89C51單片機系列介紹2.2.1 AT89C51系列的特性和根本組成 本系統(tǒng)采用ATMEL公司生產的AT89系列單片機中的AT89C51。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k bytes的可反

19、復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數據存儲器RAM，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C51單片機可提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合，AT89C51的主要特點有：(l)內部程序存儲器為電擦除可編程只讀存儲器EEPROM，容量8KB，內部數據存儲器容量256字節(jié)，最大尋址空間64KB；(2)AT89C51有40個引腳；三個16位定時/計數器；(3)可利用兩根I/O口線作為全雙工的串行口，有四種工作方式，可通過編程設定；(4；(5)AT89C51有40個引腳；(6)1000次擦寫周期。2.3 數字溫度傳感器 DS18B20 DS18B20簡介

20、DS18B20溫度傳感器，具有微型化、非易失性、上下觸發(fā)門限、低功耗等優(yōu)點。DS18B20采用的是3腳TO-92封裝，形如三極管，測溫范圍為-55+125，在-1085范圍內，精度為0.5?？勺孕性O置溫度報警上限值TH、下限值TL。當DS18B20檢測到溫度值后，自動轉換為數字量，然后保存到存儲器中，與預設的TH或TL比擬，如果測量值超過設定的范圍時，立即發(fā)出報警信號。 DS18B20的工作原理DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數因分辨率不同而不同，且溫度轉換時的延時時間由2s減為750ms。DS18B20測溫原理如下圖。圖中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫

21、度影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給計數器1。高溫度系數晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產生的信號作為計數器2的脈沖輸入。計數器1和溫度存放器被預置在-55所對應的一個基數值。計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當計數器1的預置值減到0時，溫度存放器的值將加1，計數器1的預置將重新被裝入，計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數，如此循環(huán)直到計數器2計數到0時，停止溫度存放器值的累加，此時溫度存放器中的數值即為所測溫度。圖3中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數器1的預置值。2.4 濕度傳感器 濕度和濕度的表示方法濕度指的是空氣

22、中所含的水蒸氣的多少，經常采用相對濕度、絕對濕度、露點表示。絕對濕度指的是在一定的溫度和壓力條件下，單位體積空氣中所含水蒸氣的質量，用符號AH表示。 (2.1)式中 -絕對濕度，單位為；-空氣中水蒸氣質量g;V-空氣的體積 相對濕度指的是被檢測氣體中的水蒸氣的氣壓占該氣體在相同溫度條件下飽和水蒸氣的氣壓的百分比。用符號RH表示。 2.2露點指的是在壓力一定的情況下，將含水蒸氣的空氣冷卻，當降到一定溫度時，空氣中的水蒸氣到達飽和狀態(tài)，開始從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時稱此溫度為結露的溫度，此時的溫度稱為露點，用表示。濕度傳感器選用KSC-6V濕度傳感器，其振蕩器采用CMOS電路，具有線路簡單、工作可靠、制作本

23、錢低、抗干擾能力強、靜態(tài)功耗低、振蕩電路轉換特性好、雙振蕩器在同一芯片上特性相同等優(yōu)點。濕敏傳感器KSC-6V濕敏探頭的電容隨濕度的變化而變化，引起振蕩電路輸出方波的脈沖寬度發(fā)生相應的變化，經過處理之后輸出電流信號。KSC-6V的電壓濕度特性大致成線性關系，輸出靈敏度約為。 KSC-6V的工作原理KSC-6V濕度傳感器的工作原理主要是物理吸附和化學吸附。感濕層為微型孔狀結構，極易吸附它周圍空氣中的水分子。由于水是導電物質，當感濕層中水分子含量增多時，就會引起電極間電導率的上升。濕度傳感器的感濕層還具有電解質特性，其正離子吸附空氣中水分子的羥基，在外加電壓的作用下，產生載流子移動。這種現象的變化

24、是可逆的，即當空氣中水蒸氣含量減少時，感濕層又會釋放羥基，引起電導率降低。為了不使感濕層因極化而降低感濕靈敏度，使用時應采取交流驅動或脈沖驅動。2.5 RS-232總線接口芯片 MAX232 RS-232接口RS-232接口是個人計算機上的通訊接口之一，主要作用是實現電平間的轉換，現在RS-232接口也經常叫做DB9，所以，在本設計中我們采用的是DB9。3 硬件電路設計恒溫恒濕試驗箱控制系統(tǒng)硬件局部大致可分為：AT89C51單片機、DS18b20溫度傳感器、KSC-6V濕度傳感器、數碼管溫度、濕度顯示電路、限溫報警系統(tǒng)、繼電器控溫系統(tǒng)、繼電器控濕系統(tǒng)等。硬件總體結構如所示：繼電器1繼電器2AT

25、89C51CPU濕度傳感器通信接口RS-232加熱器限溫報警系統(tǒng)溫度傳感器排風機除濕器繼電器4加濕器繼電器3PC機溫度顯示器濕度顯示器圖3.1控制系統(tǒng)原理圖由上述結構框圖可知，以AT89C51單片機為核心的溫濕度控制系統(tǒng)，恒溫恒濕試驗箱的溫濕度由DS18B20溫度傳感器和KSC-6V濕度傳感器檢測。其一，可將恒溫恒濕試驗箱的溫濕度通過顯示器顯示出來。其二，可將設定的溫濕度值與該溫濕度值比擬，假設實測溫度低于設定溫度，繼電器1動作，加熱器開始工作；當溫度高于設定溫度時，繼電器2動作，排風機工作；假設實測濕度低于設定濕度，繼電器3動作，加濕器工作；當濕度高于設定濕度時，繼電器4動作，除濕器工作。并

26、按照它的偏差大小，使用PID控制算法計算，到達對恒溫恒濕試驗箱的溫濕度進行控制的目的。假設實測溫度值大于系統(tǒng)預設的極限平安溫度，保護電路將會動作，從而保護恒溫恒濕試驗箱。3.1 主控模塊設計主控模塊電路由單片機、外部時鐘電路、復位電路、控制系統(tǒng)總電路圖組成。單片機的復位是由外部復位電路來實現的。在單片機的復位引腳RST(9腳)上保持兩個機器周期的高電平就能使AT89C51完全復位。系統(tǒng)時鐘電路設計采用內部方式，AT89C51內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1(19腳)和XTAL2(18腳)分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個放大器與作為反響元件的片外晶體諧振器一起構成一

27、個自激振蕩器，外接晶體諧振器以及電容構成并聯諧振電路，接在放大器的反響回路中。本系統(tǒng)電路采用的晶體振蕩器頻率為11.0592MHz。復位電路和時鐘電路如下圖。圖3.2 復位電路和時鐘電路3.2 硬件系統(tǒng)電路連接設計 溫度、濕度檢測、顯示電路圖3.3溫度、濕度檢測、顯示電路圖溫度、濕度檢測分別用DS18B20溫度傳感器、KSC-6V濕度傳感器檢測，DS18B20、KSC-6V都能在現場采集數據，并可將溫度、濕度數據直接轉換成數字量，將數字信號送入AT89C51單片機系統(tǒng)，然后通過顯示電路將數據顯示出來。 繼電器控溫、控濕電路圖3.4繼電器控溫、控濕電路圖當DS18B20、KSC-6V分別采集到溫

28、度、濕度信號后，會將溫度、濕度值傳送給AT89C51單片機。AT89C51單片機獲取采集到的溫度、濕度值，經過處理后得到當前環(huán)境中一個比擬穩(wěn)定的溫度、濕度值，按照已經設定的溫度上限值、下限值，濕度上限值、下限值，然后通過PID控制繼電器的通斷，從而控制加熱器、排風機、加濕器、除濕器的工作，使得恒溫恒濕試驗箱維持在設定的溫濕度。 串口通信接口電路AT8951單片機是TTL電平的，而PC機的串口是RS-232電平的，如果要把51單片機連接到PC機上時，必須在兩者之間加一個電平轉換電路，本系統(tǒng)采用的是RS-232的專用接口芯片MAX232進行轉換。圖3.5串口通信接口電路圖 保護電路保護電路是指對恒

29、溫恒濕試驗箱進行過溫保護的電路，其電路如下圖：圖 保護電路 通過電壓比擬器LM339對DS18B20測得的溫度數值與預設的極限溫度數值進行比擬，假設恒溫恒濕試驗箱的溫度大于預設的極限溫度，因為LM339電壓比擬器特別靈敏(當LM339電壓比擬器的兩個輸入端電壓差超過10mV時，輸出狀態(tài)就從一種狀態(tài)穩(wěn)定地轉換到另一種狀態(tài))，當LM339電壓比擬器的輸出端的輸出為低電平時，該低電平會促使6N315光電隔離器的3號引腳變成低電平，從而使信號RELAY_DRY也變?yōu)榈碗娖剑捎赗ELAY_DRY信號控制繼電器1，使加熱電阻絲的電源斷開，從而保護恒溫恒濕試驗箱。4 PID控制算法4.1 PID控制的開展

30、PID控制技術經歷了氣動式、電動式、液動式三個階段，現今正向著智能化、數字化方向開展。PID控制技術適用于高精度的測量控制系統(tǒng)，它可根據被控對象自動計算出最優(yōu)PID控制參數。PID參數自整定控制儀可選擇外給定控制功能?？扇〈欧糯笃髦苯域寗訄?zhí)行機構。PID外給定控制儀可自動跟隨外部給定值進行控制輸出。實現手動/自動無擾動切換。手動切換至自動時，采用逼近法演算，實現手動/自動的可靠切換。PID外給定控制儀可同時顯示測量信號及閥位反響信號。另外PID顯示控制儀包含數字儀表和模擬儀表，可實現對被控制數值和測量數值進行數字量顯示，并同時對被控制數值和測量數值進行相對模擬量顯示，從而使測量數值更加清晰

31、直觀。因為PID控制技術構造簡單、魯棒性穩(wěn)定性高、參數容易整定，所以，在工業(yè)控制中PID控制技術受到大多數的親賴。統(tǒng)計顯示，采用PID控制技術的工業(yè)控制器有90%以上。4.2 PID控制理論線性控制PID控制器根據實際輸出數值y(t)與給定數值r(t)構成的控制偏差e(t)： 4.1將積分、偏差的比例和微分通過線性組合構成控制量，對被控對象實行控制，所以稱為PID控制。PID控制技術原理如下圖：比例微分積分被控對象r(t)Ye(t)+圖4.1 PID 控制技術工作原理其控制規(guī)律為： 4.2或者寫成傳遞函數的形式為： 4.3式中 ：比例系數：積分時間常數：微分時間常數4.3 PID控制算法作為采

32、樣控制系統(tǒng)的計算機控制，由于其只能按照采樣時刻偏差數值演算控制量。因此4.2式不可直接使用，必須進行離散化處理。設為采樣周期，令眾多采樣時刻點代表不同的時間，用累加求和的方式近似替代積分，用一階后向差分的方式近似替代微分，方程做如下變換： 4.4 4.5 4.6本系統(tǒng)采用的是增量式的PID控制算法，其程序流程圖如下列圖所示。輸入并采樣r(k)，y(k)入口計算偏差e(k)= r(k)-y(k)計算u(k)= 存 u(k) 以備輸出參數序號調整 e(k-1) e(k-2) e(k) e(k-1)返回圖 4.2 增量式PID控制算法程序流程圖5 軟件設計本系統(tǒng)的軟件局部由主程序流程圖、DS18B2

33、0、KSC-6V實現溫度、濕度轉換和溫度、濕度數值讀取流程圖和顯示流程圖三局部組成。5.2 軟件流程圖 主程序流程圖系統(tǒng)的主程序流程圖如下列圖所示，當有信號輸入時，主程序啟動，進行初始化操作，之后進行溫濕度數據采集、傳送，并將采集到的溫濕度數值與預設的溫濕度數值進行比擬，假設溫度低于設定溫度，那么繼電器1動作，控制加熱絲工作；假設溫度高于設定溫度，繼電器2動作，限溫報警系統(tǒng)發(fā)出警告，同時排風扇啟動；假設濕度低于設定濕度，那么繼電器3動作，加濕器工作；假設濕度高于設定濕度，繼電器4動作，除濕器工作。DS18B20溫度傳感器數據讀取模塊初始化開始溫度值傳送比擬設定溫度值與實際溫度值PID控制運算模

34、是否小于？繼電器1NY繼電器2排風機加熱電阻圖 5.1 主程序流程圖先對DS18B20溫度傳感器進行初始化處理，然后采集數據，并將數據傳送給單片機，經PID控制運算，與設定的溫度值進行比擬，假設實際溫度小于設定溫度，繼電器1動作，加熱電阻工作，再次采集溫度，如此不斷循環(huán)，當實際溫度大于設定溫度時，繼電器2動作，排風機工作，溫度傳感器再次采集溫度，傳送、比擬，直至到達設定的溫度范圍。溫度傳感器DS18820、AT89C51單片機、8位數碼管間數據傳輸如下圖：DS18820檢測移位讀入單片機單片機送數據到P2數據鎖存到74LS138動態(tài)顯示圖5.2 數據傳輸流程圖DS18820先進行檢測，并將數據

35、移位讀入單片機，單片機將數據傳送給P2，數據鎖存到74LS138中，通過74LS138動態(tài)顯示。KSC-6V濕度傳感器數據讀取模塊初始化開始濕度值傳送比擬設定濕度值與實際濕度值PID控制運算模是否小于？繼電器3NY繼電器4除濕器加濕器圖 5.3 主程序流程圖先對KSC-6V濕度傳感器進行初始化處理，然后采集數據，并將數據傳送給單片機，經PID控制運算，與設定的濕度值進行比擬，假設實際濕度小于設定濕度，繼電器3動作，加濕器工作，再次采集濕度，如此不斷循環(huán)，當實際濕度大于設定濕度時，繼電器4動作，除濕器工作，濕度傳感器再次采集濕度，傳送、比擬，直至到達設定的濕度范圍。KSC-6V濕度傳感器、AT8

36、9C51單片機、8位數碼管間數據傳輸如下圖：KSC-6V檢測移位讀入單片機單片機送數據到P2數據鎖存到74LS138動態(tài)顯示圖5.4 單片機數碼管數據傳輸流程圖KSC-6V濕度傳感器先進行檢測，并將數據移位讀入單片機，單片機將數據傳送給P2，數據鎖存到74LS138中，通過74LS138動態(tài)顯示。令數據傳輸位DQ=0延時600us拉高DQ=1延時30usDQ=flag, 返回flag拉低DQ=0移位讀出數據結束圖5.5 單片機74LS138數據流程圖 顯示流程圖 主要是通過對傳輸信號進行顯示后，給操控人員提供提示，以到達為本系統(tǒng)提供對溫度、濕度數據的顯示和監(jiān)控的目的。串行口初始化向緩沖區(qū)送數據

37、查斷碼送顯示結束開始圖5.6系統(tǒng)的顯示流程圖 DS18B20、KSC-6V實現溫度、濕度轉換和溫度、濕度數值讀取流程圖DS18B20、KSC-6V實現溫度、濕度轉換和溫度、濕度數值讀取流程圖，用于系統(tǒng)的溫度、濕度轉換和溫度、濕度數值的讀取。初始化 DS18B20、KSC-6V傳感器開始應答脈沖發(fā)起 Skip Rom命令發(fā)起 Convert T命令延時1秒等待溫度、濕度轉換完成應答脈沖發(fā)起Read Scratchpad命令讀取溫濕度數值NNYY圖5.7 DS18B20、KSC-6V實現溫度、濕度轉換和溫度、濕度數值讀取流程圖結 論在工業(yè)生產和日常生活中，對溫度、濕度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度

38、、濕度在一定范圍內變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對系統(tǒng)的快速性要求不高。本文簡單分析了單片機溫度、濕度控制系統(tǒng)，并按照有關要求完成了單片機溫濕度控制系統(tǒng)的設計，設計中以DS18B20溫度傳感器、KSC-6V濕度傳感器、AT80C51單片機、PID控制為核心內容。其中，DS1820溫度傳感器、KSC-6V濕度傳感器可以直接將采集的溫度數值、濕度數值以數字量傳送到51單片機中，方便、簡單。恒溫恒濕試驗箱控制系統(tǒng)的設計令我受益匪淺。對常見的芯片有了更加深刻的認識，雖然在電路設計中遇到許多問題，比方元器件的選擇要考慮芯片的功能、性價比、元器件的擺放位置等，但是經過多個方案的取舍終于能夠設計出較為完整的電路。

39、在設計過程中，我也學會了很多新的東西，PROTEL軟件繪制電路原理圖和PCB圖，以及一些仿真軟件的應用。本次畢業(yè)設計，鍛煉了我以前所學的專業(yè)根底知識數字模擬電路，C語言，自動控制原理等，當然最重要的是學到了關于根本電子設計的一些根本方法，同時也加深了對一些常用的電子元件的理解及其根本用法的掌握。解決實際問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計標準以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，豐富了經驗。盡管畢業(yè)設計內容繁多，但我的收獲卻更加豐富，各種專業(yè)軟件Protel 99 SE，Microsoft Office Visio 2007等都是隨著設計的不斷深入而不斷熟悉并學會應用的。和老師的溝通

40、交流更使我對設計有了新的認識，同時也對自己提出了更高的要求。致 謝歷時三個多月的畢業(yè)設計終于結束了，在畢業(yè)設計中，我查閱了與本課題相關的大量資料，并認真分析，積極思考，終于完成了畢業(yè)設計。本設計在王偉生老師、鄭曉真老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，他們嚴肅的治學態(tài)度，嚴謹的指導精神深深地感染和影響著我，在此次設計中我耳濡目染、受益匪淺，在此向王老師、鄭老師表示深深的感謝！知識的積累是一點一點來的，能夠完本錢次課題設計任務，也得益于其他老師平時的講授，是他們教我學會了一些專業(yè)知識和運用這些知識的能力，在此向電氣工程及自動化專業(yè)的全體老師表示由衷的謝意。感謝你們四年來的辛勤栽培！同時，我對身邊的

41、同學也表示深深的感謝，他們對我的設計及論文中某些觀點提出的修改建議對我而言具有很強的指導意義。 通過這次的設計使我認識到還有很多我們需要掌握的知識在等著我去學習，活到老學到老，大學生涯的終結并不意味著我對知識的向往與追求的終結，在以后的工作和學習中要保持一種活到老學到老的精神狀態(tài)。此外，我從本次設計中也學到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實踐的轉化，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根本的專業(yè)及理論知識，而我們應把所學的用到我們的現實生活中去，學以致用，這才是我們學習的根本目的。最后，衷心地感謝在百忙之中參加評閱設計和指導辯論的各位老師！參 考 文 獻1

42、余永權.ATMEL89 系列單片機應用技術M.北京:北京航天航空大學出版社,2021：31-36.2 劉士光,包長春.溫室大棚多功能測控儀的智能化自校方法J .農業(yè)工程學報, 2021,16(3):135-137.3 劉士光.基于拓撲結構的農業(yè)設施遠程測控系統(tǒng)的設計J.農業(yè)機械學報,2006,37(1):101-103.4姚天任數字信號處理M.武漢：華中理工大學出版社，1987 。5閻石數字電子技術根底M.北京：高等教育出版社，1998 6黃俊，王兆安電力電子變流技術M.北京：機械工業(yè)出版社，2000 7 尤小鋒. 濕熱環(huán)境試驗室加濕方式的選擇J. 環(huán)境技術，2006，1：1315.8 王京暉

43、. 超低溫試驗箱的設計研制及實驗分析J. 制冷學報，2007，4：711.9 郭慶堂，吳進發(fā). 實用制冷工程設計手冊K. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004，4.10 駱新豐. -100170超上下溫試驗箱的性能及設計特點J. 制冷學報，2000，4：4548.11 沈榮林. 恒溫恒濕箱的溫濕度調節(jié)方法J. 環(huán)境技術，1994，1：4244.12 劉乙木. 提高氣候試驗設備溫濕度控制精度的方法J環(huán)境技術，1994，1：2224.13 劉士光，包長春. 新型恒溫恒濕箱測控系統(tǒng)的設計與研究J. 農業(yè)工程學報，2001，175：102104.14 李兆堅. 環(huán)境實驗室圍護結構不穩(wěn)定傳熱特性分析J.環(huán)

44、境技術，1992，2：51215 李兆堅. 環(huán)境室傳熱特性研究J. 制冷學報，1994，3：17 21.16 張祉佑，石秉三. 制冷及低溫技術下冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，1981：3743.17 高青，王珂. 隔熱室體傳熱系數和蓄熱系數的非溫態(tài)測量J. 計量學報，1997，1：3841.18 陳謀義. 氣候試驗箱的加濕方法J. 環(huán)境技術，1999，176：1823.19 杜利勞，李新. 環(huán)境模擬試驗箱設計與控制技術J. 陜西環(huán)境，1999，63：911.20 陳延慶，何飛月. 高精度節(jié)能型恒溫恒濕自控系統(tǒng)的研制J. 上海造紙，1991，222：26.21 羅文廣，陳工. 濕熱試驗箱微機測控

45、系統(tǒng)的設計J. 微計算機信息，1998，145：3436.22 殷瑞珍. 微機控制高精度恒溫恒濕測試室J. 機電設備，1991，1：3133.23 TRIESKDY. Refrigeration System for an Environmental Test Chamber：SCI. United States，NO US6，536，518B2P.20033.24 LEE J M，KIL H A. Development of Randon Calibration Chamber at KRISSJ. Applied Radiation Isotopes，2004，61 2：237-241.

46、25 GARCIA D F，CAMPOS A M，AGUILAR A. Automatic Auditing of the Quality of Environmental Simulation Tests in the Aerospace IndustryJ. Computers in Industry，2000，421：112.26 TROBEC L M，BORUT Z. Fuzzy Control for the Illuminationand Temperature Comfort in a Test ChamberJ. Building and Environment，2005，40

47、12：16261637.27 Andy. I/O System Monitors，Controls Test Chamber EnvironmentJ. Control Solutions International，2003，76 7：24.28 FOURNIER M T. Controller for an Environmental Test Chamber：United States，NO. US6，023，985P. 20001.29 Suzuki Kenichi. Air Conditioner for Constant Temperature and Humidity Chamb

48、er：Japanese，NO. 2003130399AP.20038.附錄A控制電路總圖內部資料，請勿外傳！9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5p

49、Dx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpE

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51、K!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxG89AmUE9

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60、8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz84!z89Amv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx