溫濕度控制器-開(kāi)題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告專(zhuān) 業(yè)： 應(yīng)用電子 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 課題名稱(chēng)： 基于51單片的溫濕度控制器 指導(dǎo)教師： 論文起止日期： 2014.5.20-2014.8.5 一、 引言改革開(kāi)放以來(lái)，人們對(duì)生活質(zhì)量要求顯著提高，對(duì)美麗的植被和花卉的需求量也急劇上升，這對(duì)以種植植被為生計(jì)的園林工人是一個(gè)機(jī)遇，同時(shí)也對(duì)傳統(tǒng)的手工植被種植是一個(gè)挑戰(zhàn)，而基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)對(duì)解決這些問(wèn)題有著非常重大的意義。前種植植被一般都用溫室栽培，為了充分的利用好溫室栽培這一高效技術(shù)，就必需有一套科學(xué)的，先進(jìn)的管理方法，用以對(duì)不同種類(lèi)植被生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期所需的溫度及濕度等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。溫濕度控制對(duì)于單片機(jī)的應(yīng)用具有一定的實(shí)

2、際意義，它代表了一類(lèi)自動(dòng)控制的方法。而且其應(yīng)用十分廣泛。8051單片機(jī)是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制、機(jī)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(shí)例也很多。使用8051單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程的自動(dòng)控制，而且8051單片機(jī)易于學(xué)習(xí)、掌握，性價(jià)比高。使用8051型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度控制系統(tǒng)，可以及時(shí)、精確的反映室內(nèi)的溫度以及濕度的變化。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(yīng)用到溫室當(dāng)中無(wú)疑為植被的生長(zhǎng)提供了更加適宜的環(huán)境。二、 項(xiàng)目概述總體來(lái)說(shuō)，本次設(shè)計(jì)主要涉及了溫濕度的測(cè)量、顯示以

3、及實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單控制。硬件方面有五個(gè)模塊，即單片機(jī)主控模塊、傳感器模塊、LCD1602液晶顯示模塊、報(bào)警模塊以及閾值設(shè)置模塊。其中主控模塊已經(jīng)給出，我們只需適當(dāng)增加驅(qū)動(dòng)電路即可。傳感器模塊使用的是DHT11數(shù)字溫濕度傳感器。通過(guò)DHT11檢測(cè)出當(dāng)前環(huán)境下的溫濕度，將所測(cè)數(shù)據(jù)交給AT單片機(jī)進(jìn)行分析和處理，并分別存入不同數(shù)組以便顯示時(shí)候用。其中，為了顯示穩(wěn)定，本系統(tǒng)每間隔5s采集一次數(shù)據(jù)送入單片機(jī)。1602液晶顯示模塊就是實(shí)現(xiàn)溫濕度檢測(cè)值和閾值的顯示。其分兩行顯示，上邊一行顯示濕度，下邊顯示溫度值，兩行的末尾兩位是閾值顯示位，正常工作的時(shí)候可以通過(guò)按鍵將其隱藏，需要調(diào)節(jié)閾值時(shí)，再顯示出來(lái)方便調(diào)整，相對(duì)構(gòu)

4、建了比較友好的人機(jī)交互。小燈報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)值超過(guò)閾值的時(shí)候相應(yīng)顏色的燈亮報(bào)警。本系統(tǒng)采用的是不同顏色的led燈，實(shí)際可以換成繼電器驅(qū)動(dòng)電機(jī)、加熱器等，因此無(wú)論溫度還是濕度超出范圍led會(huì)進(jìn)行報(bào)警提示。提醒工作人員此時(shí)溫度濕度數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常、需及時(shí)調(diào)整，及時(shí)啟用升溫器、加濕器、降溫風(fēng)扇以及噴霧器來(lái)有效的調(diào)整實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫濕度。閾值設(shè)置模塊通過(guò)四個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)閾值設(shè)置功能的。使得在不同環(huán)境下設(shè)置閾值提供了極大的方便，不需要每次都在程序里改動(dòng)然后再燒錄，省去了復(fù)雜的過(guò)程。STC89C52單片機(jī)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(shí)顯示。液晶屏上同時(shí)顯示溫濕度上限值，該上限值保存

5、外外部EEPROM存儲(chǔ)器中，掉電不失，并且可以通過(guò)四只按鍵上調(diào)或下調(diào)。當(dāng)溫度或濕度值超過(guò)上限值時(shí)，報(bào)警信號(hào)點(diǎn)亮相應(yīng)報(bào)警燈。該報(bào)警信號(hào)可以通過(guò)三極管驅(qū)動(dòng)繼電器，以控制外部風(fēng)機(jī)或加熱器。溫濕度傳感器器及檢測(cè)電路：圖2 DHT11溫濕度傳感器外型及管腳DHT11溫濕度傳感器外型及管腳如圖2所示。其中電源引腳的供電電壓為 3.5-5.5V。傳感器上電后，要等待 1s 以越過(guò)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(gè)100nF 的電容，用以去耦濾波。 DHT11典型應(yīng)用電路如圖3所示，其連接電路簡(jiǎn)單，只需要占用控制器一個(gè)I/O口即可完成上下位的連接。建議連接線長(zhǎng)度短于2

6、0時(shí)用5K上拉電阻,大于20米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電阻，圖3 DHT11典型應(yīng)用電路DHT11數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式，即單個(gè)數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（40Bit）組成。一次通訊時(shí)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)格式如表一：表1 DHT11數(shù)據(jù)格式單片機(jī)電路：本設(shè)計(jì)選用宏晶公司高性能單片機(jī)STC89C52，其管腳如圖4所示。圖4 STC89C52單片機(jī)管腳圖該芯片為52內(nèi)核8位單片機(jī)，兼容Intel等52內(nèi)核單片機(jī)，支持ISP下載，適用于常用檢測(cè)控制電路。顯示電路：顯示部分采用SMC 16

7、02液晶屏進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，其主要技術(shù)參數(shù)為：表2 液晶屏技術(shù)指標(biāo)接口信號(hào)說(shuō)明如表3所示。表3 液晶屏接口信號(hào)說(shuō)明溫濕度上限存儲(chǔ)：溫濕度閾值存儲(chǔ)在EEPROM芯片AT24C02中，并可以通過(guò)4按鍵調(diào)節(jié)并保存。三、實(shí)施方案本研究設(shè)計(jì)的溫濕度控制器框圖如圖所示。圖1 溫濕度控制器方框圖功能與特點(diǎn)配用全數(shù)字型溫濕度傳感器DHT11，溫度測(cè)量范圍0-50，濕度測(cè)量范圍20%RH90%RH，可以滿足一般需要。若要求更寬測(cè)量范圍，只需更換溫濕度傳感器型號(hào)，硬件電路及軟件程序全兼容。溫濕度測(cè)量響應(yīng)時(shí)間快、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。采用先進(jìn)的專(zhuān)用微處理器芯片STC89C52，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。配用EEPROM芯片AT2

8、4C04，使存儲(chǔ)的溫度上下限和濕度上下限可以掉電永久保存?？梢酝ㄟ^(guò)四個(gè)按鍵方便地實(shí)現(xiàn)溫濕度上下限的調(diào)整。當(dāng)溫度或濕度超限后，報(bào)警信號(hào)點(diǎn)亮相應(yīng)報(bào)警燈。如果配用三極管和繼電器，該信號(hào)也可以驅(qū)動(dòng)繼電器打開(kāi)或切斷風(fēng)機(jī)、加熱器等外部設(shè)備。四、實(shí)施計(jì)劃2016.4.20-2016.5.10方案設(shè)計(jì)、修改與仿真2016.5.12-2016.5.16上機(jī)調(diào)試2016.5.18-2016.5.22論文撰寫(xiě)、修改并完成2016.6.10-2016.6.15論文答辯五、參考文獻(xiàn)1蔡菲娜. 單片微型計(jì)算機(jī)原理和應(yīng)用M。杭州：浙江大學(xué)出版社，20032周堅(jiān)，單片機(jī)輕松入門(mén)M.北京：北京航空航天出版社，2002.3孫育才MCS51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用M.南京：東南大學(xué)出版社，2004. P2314公孫茂，馬寶匍，孫晨單片機(jī)入口接口實(shí)例集M.北京：北京航空航天出版社，2002. P1205求是科技.PIC單