基于單片機(jī)的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文最終版含全部源程序

1、天津*大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)姓 名 學(xué) 院 電子與信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 指導(dǎo)教師 職 稱 2014 年 6 月 4 日天津*大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目基于單片機(jī)的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)院名稱電子與信息工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)課題類型生產(chǎn)實(shí)際課題意義溫室溫濕監(jiān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活非常實(shí)用，對(duì)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用非常好的鍛煉課題。本課題研究的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)制作對(duì)溫室內(nèi)溫濕度的監(jiān)督與控制，相當(dāng)于簡(jiǎn)易空調(diào)的制作，了解空調(diào)系統(tǒng)，運(yùn)用原理設(shè)計(jì)制作方案，傳感器獲取外界溫濕度參數(shù)，51單片機(jī)編程控制，實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)；并用仿真軟件對(duì)控制效果進(jìn)行仿真研究

2、。 任務(wù)與進(jìn)度要求2014.2.28-2014.3.10 熟悉設(shè)計(jì)要求，查詢一些專業(yè)知識(shí)，寫開題報(bào)告2014.3.11-2014.3.28 電路設(shè)計(jì)、仿真，采購(gòu)元器件2014.3.29-2014.4.29 焊接電路板，程序編寫2014.4.30-2014.5.10 程序下載調(diào)試、作品修改完善2014.5.11-2014.5.20 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)文稿 ，修改、完善 2014.5.21-2014.6.06 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯主要參考文獻(xiàn)1 陳明熒.8051單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材M. 北京：清華大學(xué)出版社，2003 2 徐新艷.單片機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)踐M. 北京：高等教育出版社，2005 3 吳金戌，沈慶陽，郭

3、庭吉.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M. 北京：清華大學(xué)出版社，2002. 4 王千.實(shí)用電子電路大全M. 電子工業(yè)出版社，2001. 5 馮博琴.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)M. 北京：清華大學(xué)出版社，2004.6 張毅剛.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)M. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004. 7 張淑清，姜萬錄等.單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用M. 國(guó)防工業(yè)出版社，2003. 起止日期2014.03.012014.06.04備注院長(zhǎng) 教研室主任 指導(dǎo)教師 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告表 2014 年 3 月 10 日姓名學(xué)院電子與信息工程專業(yè)電子信息工程班級(jí)題目基于單片機(jī)的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師一、與

4、本課題有關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究情況、課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義：國(guó)內(nèi)外研究情況：智能溫度傳感器是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)（ATE）的結(jié)晶。目前，國(guó)際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測(cè)量屬于90年代興起的行業(yè)。近年來，國(guó)內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了較大的發(fā)展。濕敏傳感器正從簡(jiǎn)單濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展。 主要內(nèi)容：以STC89系列單片機(jī)為核心，通過傳感器采集溫室內(nèi)的溫濕度進(jìn)而啟動(dòng)設(shè)備調(diào)整溫室溫濕度以達(dá)到舒適的環(huán)境。目的和意義：能夠一改以前靠人力控制溫濕度的狀況，徹底地做到溫濕度檢測(cè)和控制的智能化。從而大大提高系統(tǒng)的方便性以及穩(wěn)定性。二

5、、進(jìn)度及預(yù)期結(jié)果：起止日期主要內(nèi)容預(yù)期結(jié)果2014.2.28-2014.3.10 2014.3.11-2014.3.282014.3.29-2014.4.292014.4.30-2014.5.202014.5.21-2014.6.06收集材料，熟悉設(shè)計(jì)要求，寫開題報(bào)告設(shè)計(jì)電路圖，進(jìn)行電路仿真購(gòu)買元器件 ，進(jìn)行電路焊接電路功能與系統(tǒng)完善準(zhǔn)備畢業(yè)答辯能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的顯示采樣溫度值與濕度值。通過采集溫度及濕度值，準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)值與當(dāng)前值之間的差異，及時(shí)的啟動(dòng)報(bào)警裝置（蜂鳴器提示音）進(jìn)行報(bào)警。完成課題的現(xiàn)有條件實(shí)驗(yàn)室的基本儀器，電腦仿真軟件，圖書資料，網(wǎng)絡(luò)資源審查意見指導(dǎo)教師： 年 月 日學(xué)院意見主管

6、領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日天津*大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度檢查記錄 題目基于單片機(jī)的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)院名稱電子與信息工程專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱日 期指 導(dǎo) 記 錄天津*大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱表（設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)生班級(jí)指導(dǎo)教師姓名評(píng)審項(xiàng)目指標(biāo)滿分評(píng)分選題能體現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，題目大小、難度適中；學(xué)生工作量飽滿，能得到較全面訓(xùn)練。10題目與生產(chǎn)、科研等實(shí)際問題結(jié)合緊密。10課題調(diào)研文獻(xiàn)檢索能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)以及從事其它形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案；有分析整理各類信息從中獲取新知識(shí)的能力。15外文應(yīng)用能正確引用

7、外文文獻(xiàn)，翻譯準(zhǔn)確，文字流暢。5設(shè)計(jì)說明書（論文）設(shè)計(jì)圖紙（插圖）簡(jiǎn)潔、規(guī)范、無差錯(cuò)，設(shè)計(jì)欄目齊全合理，能正確使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)單位。15設(shè)計(jì)說明書（論文）結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，表達(dá)清楚，文字通順，用語正確，基本無錯(cuò)別字和病句，書寫格式符合規(guī)范。15能根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算及處理正確無差錯(cuò)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析準(zhǔn)確。20設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性或?qū)嵱脙r(jià)值。10合計(jì)100意見及建議評(píng)閱人簽名：年 月 日天津*大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考核表學(xué)生姓名學(xué)院名稱電子與信息工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)題目基于單片機(jī)的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)語及成績(jī)：成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

8、答辯委員會(huì)評(píng)語及成績(jī)：成績(jī)：答辯主席（或組長(zhǎng)）簽字： 年 月 日3畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績(jī)：a.指導(dǎo)教師給定成績(jī)b.評(píng)閱教師給定成績(jī)c.畢業(yè)答辯成績(jī)總成績(jī)(a×0.5+b×0.2+c×0.3)摘 要在快速發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，許許多多的、健康的農(nóng)產(chǎn)品都來自于大棚溫室栽培作物。溫室大棚的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,它可以為人類創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和良好的社會(huì)效益。傳統(tǒng)的溫室溫濕度控制是完全靠人工來進(jìn)行控制和測(cè)量的。不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效率低、效果差。現(xiàn)如今，在溫室大棚中，智能的控制系統(tǒng)將直接影響到農(nóng)作物的產(chǎn)量以及生長(zhǎng)情況等等。近些年來，各種各樣的單片機(jī)和傳感器迅速發(fā)展，因此我們可

9、以用這些來使溫室智能控制系統(tǒng)更加完善。本次設(shè)計(jì)是以STC89C52單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，12864智能液晶顯示屏等設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且容易操作的溫室溫濕度控制系統(tǒng)。我們可以通過編程來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室溫濕度的智能控制。當(dāng)溫室內(nèi)的溫度過高時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，繼電器工作，控制空調(diào)來進(jìn)行降溫；反之，則開啟空調(diào)進(jìn)行升溫。對(duì)于濕度的控制亦是如此。通過加濕和干燥進(jìn)行控制。相對(duì)于其他普通的溫室智能系統(tǒng)，此設(shè)計(jì)具有價(jià)格低，性能優(yōu)，安全性高，穩(wěn)定性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過此系統(tǒng)，對(duì)蔬菜大棚內(nèi)的溫濕度進(jìn)行可靠地、有效地控制與檢測(cè)，從而保證大棚內(nèi)的農(nóng)作物在最佳的溫濕度條件下生長(zhǎng)，提高質(zhì)量和產(chǎn)量，以達(dá)到我

10、們想要的結(jié)果。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)STC89C52；矩陣鍵盤；溫濕度傳感器；12864液晶屏顯示；繼電器ABSTRACTIn the rapid development of modern agricultural production, many healthy agricultural products come from the cultivation of crops in hothouses. Hothouses applications have become increasingly widespread. It can create great economic value and

11、social benefits for humans. Traditional greenhouse Temperature and Humidity Control System is entirely by manual control and measurement. Not only time-consuming, but also inefficient and ineffective. Now, in the hothouse, the intelligent control system will directly affect crop yields, growth and s

12、o on. In recent years ,a variety of microcontroller and sensor developed rapidly, so we can use them to make more perfect greenhouse intelligent control system. The design, which is based on STC89C52 microcontroller as the master chip, combined with DHT11 digital temperature and humidity sensors, 12

13、864 Intelligent LCD screen and so on, has a simple structure, and the greenhouse temperature and humidity control system is easy to operate . We can program to achieve the intelligent control of greenhouse temperature and humidity. When the temperature in the greenhouse is too high , the buzzer alar

14、m, and the relay begin to work to control air conditioning for heating ; contrary, the air conditioning is for cooling. The same applies to the humidity, controlled by humidifying and drying. Compared to other common greenhouse intelligent systems, this design has a low price, excellent performance,

15、 high security, stability , and many other advantages. In this control system of the greenhouse temperature and humidity vegetables reliably and efficiently are controlled and tested to ensure the growing of crop s under proper temperature and humidity conditions, where improving quality and product

16、ivity is easy, in order to achieve the results we want.Key words：SCM STC89C52；keyboard；temperature and humidity sensors；12864 LCD display；relay目 錄第一章 緒論11.1課題研究的背景11.2課題的國(guó)內(nèi)外概況11.2.1溫度系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外概況11.2.2濕度控制的國(guó)內(nèi)外概況21.3課題研究的意義31.4課題研究的主要內(nèi)容31.5課題研究的實(shí)現(xiàn)原理4第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)62.1功能要求62.2設(shè)計(jì)思路62.3方案選擇72.3.1傳感器選擇方案72.3.2

17、顯示器選擇方案82.3.3單片機(jī)主芯片選擇方案82.4系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)組成及框圖92.5系統(tǒng)整體電路圖10第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)113.1概述113.2主控模塊設(shè)計(jì)113.2.1 STC89C52芯片的簡(jiǎn)介113.2.2主控模塊電路原理圖123.3 DHT11傳感器模塊設(shè)計(jì)143.3.1 DHT11傳感器簡(jiǎn)介153.3.2 DHT11傳感器模塊電路設(shè)計(jì)153.4 12864液晶顯示模塊設(shè)計(jì)163.4.1 12864液晶顯示屏簡(jiǎn)介163.4.2 12864液晶顯示模塊電路原理圖173.5報(bào)警模塊173.5.1蜂鳴器介紹173.5.2蜂鳴器報(bào)警模塊電路原理圖183.6繼電器控制模塊193.6.1繼電器的

18、介紹193.6.2繼電器控制模塊電路原理圖203.7時(shí)鐘模塊223.7.1DS1302時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介223.7.2時(shí)鐘模塊電路原理圖233.8矩陣鍵盤控制模塊243.8.1矩陣鍵盤的簡(jiǎn)介243.8.2矩陣鍵盤控制模塊電路原理圖253.9輔助模塊263.9.1電源總開關(guān)模塊263.9.2電平轉(zhuǎn)換模塊26第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)284.1概述284.2系統(tǒng)初始化模塊304.3串口模塊304.4矩陣鍵盤模塊324.5溫濕度控制模塊334.6報(bào)警模塊與繼電器控制模塊354.7 12864液晶顯示模塊354.8時(shí)鐘模塊（附加功能）36第五章 系統(tǒng)分析與調(diào)試375.1硬件電路的調(diào)試375.2功能模塊的調(diào)試方案3

19、8第六章 總結(jié)41參考文獻(xiàn)42附錄一：外文文獻(xiàn)以及中文翻譯43附錄二：程序52附錄三：系統(tǒng)整體電路圖64附錄四：實(shí)物圖65謝 辭66天津*大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒論1.1課題研究的背景溫濕度與人類的生活發(fā)展密不可分。我國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易在我們經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占了舉足輕重的位置。在我國(guó)，特別是近些年來我們的農(nóng)產(chǎn)品出口量一直保持著增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著世界貿(mào)易的展開，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，在如此的一個(gè)國(guó)際化大趨勢(shì)下，我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展必須通過提高本國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量以及我國(guó)政府各方面政策的支持等戰(zhàn)略來減少貿(mào)易壁壘。蔬菜、水果，水產(chǎn)品等的生長(zhǎng)需要一個(gè)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，這樣才能保證有更大的產(chǎn)量

20、和更好的質(zhì)量。而這樣的一個(gè)適合的環(huán)境，溫度和濕度是兩個(gè)非常重要的指標(biāo)。同時(shí)溫濕度也是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中很關(guān)鍵的工藝參數(shù)。例如電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、石油、化工、生物醫(yī)學(xué)等都需要一個(gè)嚴(yán)格的溫濕度控制。并且改革開放以來，我們的生活水平不斷提高，人們對(duì)生存環(huán)境的要求也愈加苛刻。我們都想要一個(gè)更加適宜更加舒適的環(huán)境。無疑溫濕度也就成為了我們關(guān)注的重要方面。另外，伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速成長(zhǎng)，形形色色的高性能、低功耗設(shè)備愈來愈多，各個(gè)行業(yè)對(duì)溫濕度檢測(cè)的要求標(biāo)準(zhǔn)也愈來愈高。傳統(tǒng)的溫濕度檢測(cè)是以人為核心的。測(cè)量繁瑣復(fù)雜，操作起來極不方便，費(fèi)時(shí)費(fèi)力?，F(xiàn)在我國(guó)各地建立了許多新型的溫室大棚，種植各種反季節(jié)蔬菜、水果、花卉

21、，用來滿足人們?nèi)找鎸?duì)生活的高追求、高標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)不光是溫室內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品，也包括養(yǎng)殖業(yè)，都對(duì)溫濕度有著越來越高的要求。在養(yǎng)殖場(chǎng)里我們可以看到各種牲畜都需要有個(gè)舒適安逸的環(huán)境才能長(zhǎng)得更快。研究溫室內(nèi)溫濕度的控制系統(tǒng)，為溫室提供一個(gè)更好的溫濕度，保證一個(gè)良好的環(huán)境，這樣可以有更多的溫室農(nóng)產(chǎn)品、牲畜供我們使用，使得我們的生活質(zhì)量越來越高。本次設(shè)計(jì)就是針對(duì)溫室內(nèi)的溫濕度進(jìn)行一個(gè)智能控制。1.2課題的國(guó)內(nèi)外概況1.2.1溫度系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外概況（1）國(guó)內(nèi)溫度控制系統(tǒng)的研究和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們對(duì)溫度控制技術(shù)的研究是比較晚的。我們?cè)谡J(rèn)真學(xué)習(xí)了西方發(fā)達(dá)國(guó)家的溫度控制技術(shù)之后，我國(guó)科學(xué)技術(shù)人員不斷地努力進(jìn)取，多次研究試驗(yàn)

22、，才慢慢掌握了微機(jī)控制技術(shù)。但是這項(xiàng)技術(shù)我國(guó)也并不是完全性的了解和掌握。我們的技術(shù)只是局限在對(duì)溫度這個(gè)環(huán)境因子的控制上。根據(jù)控制目標(biāo)的不一樣，溫度控制技術(shù)分為下面兩種：一、 動(dòng)態(tài)溫度跟蹤二、 恒溫溫度控制當(dāng)今世界，常用來控制溫度的一般是智能調(diào)節(jié)器。這類調(diào)節(jié)器在市場(chǎng)上非常多。國(guó)外的調(diào)節(jié)器分辨率和精度都很高，價(jià)格昂貴。國(guó)內(nèi)的調(diào)節(jié)器雖然價(jià)格比較低，但是精度和分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如國(guó)外的，落后很多。所以我們只有在對(duì)溫度要求不是很高的情況下使用國(guó)內(nèi)的調(diào)節(jié)器才能取得比較理想的效果。從技術(shù)上來看，以單片機(jī)為核心又分為：一、 單參數(shù)單回路系統(tǒng)二、 多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)第二類系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中并沒有真正的實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)實(shí)際中有

23、很多問題沒有解決。未來還需要我們不斷地努力，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，中國(guó)的溫度測(cè)量控制水平還很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中的工廠化水平。盡管中國(guó)在溫度控制水平上和歐美國(guó)家相差很大。但是近幾年來我國(guó)的溫度控制技術(shù)發(fā)展還不錯(cuò)，正在呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)。（2）國(guó)外溫度系統(tǒng)的研究國(guó)外對(duì)溫度控制技術(shù)的研究相對(duì)較早。在上個(gè)世紀(jì)70年代，國(guó)外首先采用了模擬式的組合儀表，用來采集現(xiàn)場(chǎng)信息并進(jìn)行顯示、記錄和控制。80年代末又出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。如今國(guó)際上正在開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)。當(dāng)今世界，各國(guó)的溫度測(cè)控技術(shù)發(fā)展日益增快，尤其是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，他們正在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

24、化的基礎(chǔ)上逐步走向完全自動(dòng)化、無人化。當(dāng)今世界，國(guó)際上已研究出各種數(shù)字溫度傳感器一系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器是在自動(dòng)測(cè)試技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)這三大技術(shù)的前提下逐步研制出來的。數(shù)字溫度傳感器是由下面幾部分構(gòu)成的，分別為A/D轉(zhuǎn)換器存儲(chǔ)器（或寄存器）信號(hào)處理器溫度傳感器接口電路1.2.2濕度控制的國(guó)內(nèi)外概況（1）國(guó)內(nèi)濕度控制系統(tǒng)的研究自從中國(guó)加入WTO（世界貿(mào)易組織）以后，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的商品遭遇了越來越大的挑戰(zhàn)。各行各業(yè)特別是科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域都迫切需要自動(dòng)控制技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)進(jìn)行更多更好的改造和提升。溫度和濕度是環(huán)境因素中的兩大重要因素。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，嚴(yán)格地控制溫度和濕度可以有效地提高植物的產(chǎn)量和質(zhì)

25、量，給我們帶來更高質(zhì)量的生活。但是過去我們對(duì)溫度和濕度的測(cè)量方法太落后，無法滿足對(duì)溫濕度的很好的智能控制。在食品行業(yè)，也是差不多都是憑經(jīng)驗(yàn)，靠感覺。一般很少有人使用精度極高的濕度傳感器。如今海內(nèi)市場(chǎng)出現(xiàn)了越來越多的濕度傳感器，我們最常見到的就是電容式濕敏元件了。作為一名學(xué)電子的學(xué)生，我們都知道，很多元器件以及儀器儀表的使用都需要一個(gè)嚴(yán)格的環(huán)境。比如溫度、濕度等。不同的環(huán)境給我們帶來的測(cè)量結(jié)果也是不一樣的。所以在測(cè)量濕度的時(shí)候也是一樣的。絕大多數(shù)的濕敏元件只有在一個(gè)合適的溫濕度環(huán)境下才能正常工作。對(duì)于特殊環(huán)境下的測(cè)試，國(guó)內(nèi)包括許多國(guó)外的各種濕度傳感器都很難做到精確的測(cè)量。（2）國(guó)外濕度控制系統(tǒng)的

26、研究。濕度測(cè)量及濕度傳感器產(chǎn)品屬于90年代后才興起的行業(yè)。濕度傳感器主要有電阻式和電容式這兩種。近些年來，國(guó)內(nèi)外在濕度傳感器的研發(fā)領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)步。濕敏傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件走向智能化、集成化和多參數(shù)檢測(cè)。國(guó)內(nèi)外存在的濕度傳感器產(chǎn)品質(zhì)量相差很大，水平不一，價(jià)格也是相差甚遠(yuǎn)。對(duì)于濕度測(cè)量最主要的是濕敏電容技術(shù)，但是這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)還不是很成熟，大部分都是來自國(guó)外的。1.3課題研究的意義單片機(jī)是用于控制的一個(gè)常見芯片，它也是一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)。單片機(jī)有很多的優(yōu)點(diǎn)，比如它體積很小，有著很高的可靠性、很強(qiáng)的功能、我們用起來很靈活方便。單片機(jī)的使用給人們帶來了巨大的方便，使人們的生活更加美好、多姿多彩

27、。在整個(gè)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)是我們控制的核心。單片機(jī)操作起來簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，非常適合做一些設(shè)計(jì)使用。我們這個(gè)系統(tǒng)主要用來采集溫室內(nèi)的溫濕度信息，及時(shí)的反映出溫濕度的變化，以便及時(shí)的對(duì)溫室內(nèi)的溫濕度做出調(diào)整，保證一個(gè)良好的溫濕度環(huán)境。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。對(duì)于濕度的控制也是同樣的道理。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(zhǎng)提供了更加適宜的溫濕度環(huán)境。有些植被必須在某些特定環(huán)境下才可以生長(zhǎng)的很好，這樣的情況下安裝溫濕度裝置對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控就是非常有必要的。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)

28、現(xiàn)對(duì)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。我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)系統(tǒng)可以及時(shí)、精確地反映溫室內(nèi)的溫度以及濕度的變化，保證溫室內(nèi)溫濕度的控制要求。溫室溫濕監(jiān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)對(duì)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(duì)學(xué)生在單片機(jī)知識(shí)的運(yùn)用上也是非常好的鍛煉課題。1.4課題研究的主要內(nèi)容本課題的核心在于我們對(duì)溫室內(nèi)溫濕度控制，為溫室提供一個(gè)適宜的溫濕度環(huán)境。在此設(shè)計(jì)中我們選擇了STC89系列的單片機(jī)。溫濕度的采集是這個(gè)設(shè)計(jì)中很重要的模塊，我們要選擇合適的傳感器來采集信息，再將采集到的溫濕度信息及時(shí)有效地傳送給單片機(jī)，然后單片機(jī)處理數(shù)據(jù)后發(fā)送到到液晶顯示屏。如果溫室內(nèi)當(dāng)前的溫度和濕度值

29、超過我們?cè)O(shè)定的極限值時(shí)，蜂鳴器會(huì)報(bào)警。與此同時(shí)單片機(jī)控制繼電器工作，實(shí)現(xiàn)繼電器的開關(guān)閉合，從而控制空調(diào)設(shè)備的啟動(dòng)以來升高（或降低）溫度。對(duì)于濕度的控制，也是如此。通過這樣一個(gè)溫室大棚溫濕度控制系統(tǒng)，確保適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸拳h(huán)境。本課題的設(shè)計(jì)要求是：（1）非常人性化的設(shè)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)上電后，我們可以通過矩陣鍵盤設(shè)置我們所需要的溫濕度限值范圍，用來控制溫室內(nèi)的溫濕度保持在一定的合適范圍內(nèi)。（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)。而且這些數(shù)據(jù)的更新要及時(shí)，可以比較準(zhǔn)確地反映出溫室內(nèi)當(dāng)前的值。（3）系統(tǒng)不僅可以顯示出來溫室內(nèi)的溫濕度當(dāng)前值。同時(shí)，當(dāng)溫濕度值不在我們預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)時(shí)，

30、系統(tǒng)也應(yīng)該自動(dòng)做出調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)我們系統(tǒng)的一個(gè)智能化。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。（4）在這個(gè)設(shè)計(jì)中，我們加了一個(gè)時(shí)鐘的功能?？梢燥@示時(shí)間和年月日。一來方便工作人員及時(shí)的得到時(shí)間的一個(gè)信息。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。1.5課題研究的實(shí)現(xiàn)原理本課題最重要的就是溫濕度采集模塊以及如何將溫濕度的信息顯示出來。在本文中，我們選擇了STC89C52單片機(jī)。在之前的學(xué)習(xí)中我們知道STC單片機(jī)對(duì)工作環(huán)境的要求比較低，但是執(zhí)行指令的速度卻非?？?。在傳感器模塊中，我們

31、選擇的是DHT11智能溫濕度傳感器。該傳感器能夠同時(shí)采集溫度和濕度的當(dāng)前值，它告別了過去要同時(shí)控制溫度傳感器和濕度傳感器兩個(gè)傳感器的測(cè)量，集兩個(gè)傳感器于一身，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的同時(shí)測(cè)量。這樣可以使我們的系統(tǒng)更加方便、簡(jiǎn)潔。這樣我們的溫濕度采集模塊就完成了。采集好的數(shù)據(jù)要傳送給單片機(jī)主控模塊。在多次衡量后，我們最終還是選擇了我們最為熟悉的STC89C52單片機(jī)。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。這樣我們就看到了當(dāng)前的一個(gè)溫濕度值。顯示模塊也就成功完成了。對(duì)于報(bào)警模塊蜂鳴器無

32、疑成為我們的最佳選擇。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）。當(dāng)溫室內(nèi)的當(dāng)前溫濕度值超越我們的限制范圍時(shí)，蜂鳴器會(huì)報(bào)警。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。我們是通過控制部分的指示燈報(bào)警方式來顯示出溫度還是濕度的一個(gè)報(bào)警，以加以區(qū)別?？刂颇K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。當(dāng)溫濕度出現(xiàn)異常時(shí)，繼電器工作。我們都知道繼電器其實(shí)就是個(gè)開關(guān)的作用。當(dāng)不同的情況下，不同繼電器工作，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的一個(gè)閉合。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。在這里我們用的是幾個(gè)不同顏色的LED燈來代表不

33、同的行為，以便有效地調(diào)整溫室內(nèi)的溫濕度，從而實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單控制。 大體來說我們的硬件電路還算相對(duì)簡(jiǎn)單。我們?cè)谶@個(gè)系統(tǒng)中多加了一個(gè)功能就是時(shí)鐘的功能。通過DS1302來顯示一下當(dāng)前時(shí)間和年月日。相當(dāng)于一個(gè)萬年歷，也是對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)完善。給溫室內(nèi)工作人員一個(gè)提示和對(duì)溫濕度控制的一個(gè)完善。工作人員可以及時(shí)的知道不同時(shí)間段內(nèi)溫濕度的一個(gè)變化情況。 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）2.1功能要求關(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。（2） 系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下功能：?jiǎn)纹瑱C(jī)接收來自傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，把

34、得到的溫度和濕度值通過液晶顯示屏顯示出來，完成溫濕度數(shù)據(jù)顯示；（3） 溫濕度的限值是可以通過電路板上的矩陣鍵盤來進(jìn)行設(shè)置和修改，以便隨時(shí)做出調(diào)整。（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(duì)溫室內(nèi)的溫濕度進(jìn)行控制。在本課題中也就是進(jìn)行升溫、降溫、加濕、去干的一個(gè)操作。（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。方便工作人員對(duì)時(shí)間的一個(gè)把握以及系統(tǒng)本身功能的一個(gè)完善。2.2設(shè)計(jì)思路對(duì)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

35、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。綜合考慮各方面的要素，我們選取DHT11來作為這個(gè)模塊的芯片。它是個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器。將DHT11采集到的溫濕度信息傳送給主控模塊，在這個(gè)課題中我們將單片機(jī)作為我們的主控模塊。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。LCD12864液晶顯示屏能夠顯示4行的漢字，為了增加我們系統(tǒng)的一個(gè)功能，我們又加了個(gè)時(shí)鐘芯片DS1302。DS1302用來顯示當(dāng)前的一個(gè)時(shí)間和年月日。對(duì)于溫室里的一個(gè)液晶顯示器來說，這樣子信息更加充足，人們能夠得到更多的相關(guān)信息，以便更好地控

36、制溫濕度。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)。但是在我們的這個(gè)課題中不可能買個(gè)空調(diào)或者加濕器等，也沒必要。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。如何來控制這些動(dòng)作的發(fā)生呢。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。如果溫室內(nèi)的當(dāng)前溫度或者濕度超過我們最初設(shè)置的這個(gè)溫濕度限值時(shí)，我們通過編程來控制不同的繼電器去工作，然后不同的電路導(dǎo)通，使得不同顏色LED燈亮。在這里的不同顏色燈代表了不同的行為解決方案。不同情況下，蜂鳴器都會(huì)響，然后不同的燈亮。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。而那些

37、溫濕度的范圍以及如何控制繼電器、蜂鳴器等的工作都通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)。2.3方案選擇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。但是我們?cè)趯?shí)際運(yùn)用中，要選擇最優(yōu)的方案來進(jìn)行我們的課題設(shè)計(jì)。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(duì)環(huán)境的要求以及方案中元器件在市場(chǎng)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。2.3.1傳感器選擇方案（1）方案一：選擇溫濕度傳感器SHT10或者溫濕度傳感器SHT11 作為溫度檢測(cè)模塊。在這里我們用SHT11來說明。SHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一體化的。它是由瑞士研制的。它的核心部件采用的是濕敏電容，所以

38、精度和穩(wěn)定性都很高。雖然性能很高，但是價(jià)格要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于DHT11的價(jià)格。SHT11的一些參數(shù)：溫度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：-40+123.8； 濕度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：0100%RH； 溫度測(cè)量精度： ±0.4 濕度測(cè)量精度：±3.0%RH（2）方案二：選擇DHT11作為溫濕度檢測(cè)模塊的傳感器。DHT11是我國(guó)生產(chǎn)的。它是一款集成型的傳感器。當(dāng)然它也是個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器。它采用了濕敏電阻這個(gè)核心部件，濕敏電阻的穩(wěn)定性不好，但是成本很低。所以DHT11的價(jià)格相對(duì)較低。在我們這個(gè)設(shè)計(jì)中對(duì)溫濕度要求不是很高，所以可以采用這個(gè)傳感器作為采集溫濕度的元件。DHT11的一些參數(shù)：溫度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)： 050濕度測(cè)量標(biāo)

39、準(zhǔn)：20%相對(duì)濕度90%相對(duì)濕度，溫度測(cè)量精度：±2 濕度測(cè)量精度：±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)。方案二雖然沒有方案一可以實(shí)現(xiàn)那么高精度高穩(wěn)定性的一個(gè)測(cè)量。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(jiǎn)便易行，價(jià)格相對(duì)較好。具有非常好的的性價(jià)比，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性很高所以故選擇方案二即用DHT11作為溫濕度采集模塊的傳感器。2.3.2顯示器選擇方案 （a） （b）圖2-1 LCD12864與LCD1602液晶顯示屏實(shí)物圖（1）方案一：選擇LCD12864液晶。LCD12864液晶顯示屏的構(gòu)成是：1）行驅(qū)動(dòng)器；2）

40、列驅(qū)動(dòng)器；3）128*64全點(diǎn)陣液晶顯示器。它是一個(gè)點(diǎn)陣型的液晶，屏幕為4行。LCD1602僅僅可以顯示數(shù)字和字符，不能顯示中文漢字。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(duì)來說比較貴。（2）方案二：選擇LCD1602液晶。LCD1602是一個(gè)字符型的液晶。它的屏幕有2行。只能現(xiàn)實(shí)數(shù)字和字符，不能顯示漢字。和方案一相比價(jià)格相對(duì)便宜。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。這是因?yàn)長(zhǎng)CD12864液晶顯示屏不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示漢字、圖形。而且和LCD1602相比，它可以顯示的字符更多，更美

41、觀。在我們的這個(gè)課設(shè)中，加入了時(shí)鐘的功能?？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。2.3.3單片機(jī)主芯片選擇方案單片機(jī)（Single-Chip-Microcomputer）又稱為單片微型計(jì)算機(jī)、微控制器。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(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器Random Access Memory,RAM和只讀存儲(chǔ)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

42、，構(gòu)成一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)。在本課題設(shè)計(jì)的溫濕度測(cè)控系統(tǒng)中，我們采用的是主控芯片是STC系列的單片機(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MCS-51系列單片機(jī)是完全兼容的。除此之外它內(nèi)置有 MAX810 專用復(fù)位電路，而且能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離升級(jí),也有廉價(jià)，基于這種種的優(yōu)點(diǎn)，我們選擇我們最常用的STC 系列單片機(jī)來作為我們課題所用的芯片。2.4系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)組成及框圖系統(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。（2） 電平轉(zhuǎn)換模塊：方便電腦與系統(tǒng)的連接，以便能夠順利下載程序。（3） 電源模塊：可

43、以通過USB來給電源供電。（4） 液晶顯示模塊：用來顯示溫濕度實(shí)時(shí)信息以及當(dāng)前的時(shí)間，日歷。（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)。（6） 蜂鳴器報(bào)警模塊：當(dāng)異常發(fā)生時(shí)發(fā)生警報(bào)聲，以提醒工作人員。（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。（8） 時(shí)鐘模塊：提供時(shí)間和年月日。（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。其系統(tǒng)原理圖如下圖所示：圖2-2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 2.5系統(tǒng)整體電路圖圖2-3 系統(tǒng)整體電路圖DHT11是一個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器。它是用于在溫室溫濕度信息采集。這個(gè)系統(tǒng)是以STC89C5

44、2單片機(jī)為核心的。它可以用來操作數(shù)據(jù)的處理。而LCD12864是用來呈現(xiàn)當(dāng)前時(shí)間和溫濕度信息的。繼電器控制模塊是用來調(diào)整溫室內(nèi)的溫濕度變化的。在這里，考慮到實(shí)際情況，我們也不可能用個(gè)制冷器、空調(diào)、加濕器，不太實(shí)際。所以我們選擇用幾個(gè)有色的LED來代表我們對(duì)溫濕度的幾種不同的控制行為。包括升溫、降溫、加濕、去干。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1概述我們的這次設(shè)計(jì)，主要是利用單片機(jī)來完成對(duì)溫度和濕度的智能控制。硬件系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中是基礎(chǔ)，也是軟件設(shè)計(jì)的重要支撐和依據(jù)，根據(jù)上面的討論，我們最終選擇的是STC89C52這個(gè)單片機(jī)就可以滿足我們對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)的全部要求。對(duì)于我們的硬件電路，我們可以分為幾大模

45、塊。其中主控模塊是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中心模塊。STC89C52單片機(jī)是我們所用的主導(dǎo)芯片。它是用來控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行的，起到了核心領(lǐng)導(dǎo)的作用。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)。下面分別對(duì)它們進(jìn)行一個(gè)具體的介紹。3.2主控模塊設(shè)計(jì)3.2.1 STC89C52芯片的簡(jiǎn)介圖3-1 STC89C52單片機(jī)芯片實(shí)物圖圖3-2 STC89C52單片機(jī)芯片引腳圖STC89C52單片機(jī)是由STC公司研制的。它是一個(gè)8位的CMOS微控制器。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。在一個(gè)單芯片，STC89C52之所以可以為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)

46、提供高度靈活的、超有效的解決方案，是因?yàn)樗?8位CPU具有智能的在系統(tǒng)可編程閃存的功能。STC89C52的一些特點(diǎn)：1.512byte的RAM，其中內(nèi)置RAM和外部RAM分別為一半。除此之外，它還有8K字節(jié)的閃存，內(nèi)置4KB的EEPROM ；21個(gè)外部中斷，32位I / O線；3.EEPROM不是ROM，也不是RAM；4.最大工作頻率35MHz時(shí)， 6T/12T可選；51個(gè)看門狗定時(shí)器，全雙工串行口。3.2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖圖3-3 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)。其中包括了復(fù)位電路（10uF電解電容電容,10K 電阻）、晶

47、振電路、電源電路（5V穩(wěn)壓電源）.在焊接單片機(jī)最小系統(tǒng)的時(shí)候，我們會(huì)遇到各種各樣的問題。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。不管是電阻還是電容我們都要選擇質(zhì)量好的。我們現(xiàn)在大都選擇電解電容.以前經(jīng)常使用的是瓷片電容,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。并且電平轉(zhuǎn)換芯片最好使用國(guó)外的品牌。國(guó)內(nèi)的芯片不是很好用，性能也不是很穩(wěn)定，容易出問題。在這里我們選擇了MAX232作為我們的電平轉(zhuǎn)換芯片。這里我們介紹兩個(gè)基本板塊。即兩個(gè)支撐單片機(jī)最小系統(tǒng)運(yùn)行的基本板塊：（1）晶振電路（又叫振蕩電路）圖

48、3-4 晶振電路模塊晶振模塊如圖所示，它是由一個(gè)晶振和兩個(gè)電容組成。晶振值為11.0592MHZ，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。所以我們?cè)诤附拥臅r(shí)候可以選擇用插針焊接，這樣就可以把晶振插在插針上，當(dāng)我們需要其他晶振時(shí)可以直接更換晶振，而不需要再變更電路了。（2）復(fù)位電路圖3-5 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。我們?cè)诤茉缫郧熬蛯W(xué)過，電容兩端的電壓是不能突變的。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(zhǎng)時(shí)間的是RC的值。經(jīng)典的的52單片機(jī)是在高電平保持兩個(gè)機(jī)器周期后被復(fù)位的，也就是被重

49、置了。所以RC值要適合，這樣才可以保證一個(gè)可靠的復(fù)位。電容和電阻的取值是多種多樣的，可根據(jù)不同振蕩電路的不同要求來確定。在此，我們選擇的晶振數(shù)值為11.0592MHz，這樣我們可以獲得一個(gè)非常精確的波特率。在串口通信的場(chǎng)合是很方便的。3.3 DHT11傳感器模塊設(shè)計(jì)3.3.1 DHT11傳感器簡(jiǎn)介圖3-6 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。它應(yīng)用專用的模塊采集技術(shù)和數(shù)字式溫濕度傳感器技術(shù)，用來確保其產(chǎn)品具有卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和高可靠性。它的封裝方式是4針單排引腳，在電路板焊接中很方便。DHT11是一個(gè)單一的串行接口，它

50、可以使系統(tǒng)集成變得非常簡(jiǎn)單而快速的。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。它們分別電阻元件為、NTC溫度元件、8位微控制器。微控制器的性能很高。DHT11的優(yōu)點(diǎn)是：（1） 尺寸小，功耗低；（2） 反應(yīng)速度極快，很強(qiáng)的抗干擾能力，高性價(jià)比；（3） 信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，高達(dá)20米以上；（4） 品質(zhì)優(yōu)良，使其成為即使在更苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合也是一個(gè)最佳的選擇；（5） DHT11是單線串行接口。3.3.2 DHT11傳感器模塊電路設(shè)計(jì)圖3-7 DHT11溫濕度控制模塊電路圖3.4 12864液晶顯示模塊設(shè)計(jì)3.4.1 12864液晶顯示屏簡(jiǎn)介圖3-8 LCD12864液晶顯

51、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。我們用的是帶字符的這種。LCD12864是圖形式的液晶顯示儀。它有128*64的點(diǎn)陣模塊，內(nèi)部帶有192個(gè)中文漢字、128個(gè)字符及16*16(256)點(diǎn)陣顯示RAM。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液晶顯示屏可以能夠和CPU直接相連，我們可以加個(gè)上拉電阻在和單片機(jī)相連，這樣可以增加它的驅(qū)動(dòng)能力。12864有很多功能，例如光標(biāo)顯示、睡眠模式、畫面移位等。除此之外它還有兩種界面可以用來連接微處理器。連接方式有八位并行和串行兩種。3.4.2 12864液晶顯示模塊電路

52、原理圖圖3-9 LCD12864液晶顯示屏與單片機(jī)連接的電路圖3.5報(bào)警模塊3.5.1蜂鳴器介紹圖3-10 蜂鳴器實(shí)物圖一、蜂鳴器的介紹：蜂鳴器是一體化結(jié)構(gòu)的，它采用的是直流電壓供電。蜂鳴器是屬于聲音設(shè)備的電子器件。因此它被廣泛的應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。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。表3-1 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的對(duì)比類型區(qū)別備注有源蜂鳴器1. 內(nèi)帶振蕩源，采用直流信號(hào)DC驅(qū)動(dòng)。2. 只能以一種頻率發(fā)出聲音即單身。多出振蕩電路，價(jià)格較高一點(diǎn)。無源蜂鳴器1 不帶振蕩源，一般采用2-5KH

53、z方波驅(qū)動(dòng)。2 加一定頻率電流發(fā)聲且可改變頻率發(fā)出不同聲音。（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。3.5.2蜂鳴器報(bào)警模塊電路原理圖圖3-11 蜂鳴器報(bào)警模塊與單片機(jī)相連電路圖在這個(gè)系統(tǒng)中，三極管是用來作為驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲的。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。所以我們要利用三極管來增大驅(qū)動(dòng)電流。從而使蜂鳴器發(fā)生報(bào)警。3.6繼電器控制模塊3.6.1繼電器的介紹圖3-12 繼電器實(shí)物圖圖3-13 蜂鳴器內(nèi)部原理圖繼電器就是一個(gè)自動(dòng)開關(guān)。實(shí)際上它屬于一種電子控制器件。它的

54、控制原理就是用較小的物理量去控制較大的物理量，然后控制銜鐵的吸合、斷開，從而控制電路的通斷，以此保證電路的安全，起到了自動(dòng)調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換電路和智能化控制的作用。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)。電磁繼電器是由銜鐵，觸點(diǎn)，鐵芯，簧片和線圈等構(gòu)成的。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)。繼電器的工作原理：當(dāng)我們?cè)诰€圈兩端加上一定的電壓時(shí)，這個(gè)時(shí)候線圈中會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁感應(yīng)。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。只要線圈斷電了，那么電磁鐵的吸引力也就消失了，銜鐵就會(huì)通過彈簧的反作用力返回到原來的位置，使得動(dòng)觸點(diǎn)和之前的靜觸點(diǎn)（也就是常閉觸點(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。這樣就實(shí)現(xiàn)了開關(guān)的作用