基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

唐歡+彭森

摘 要：隨著人們生活水平的提高，溫濕度控制已成為當(dāng)今社會(huì)研究的熱門項(xiàng)目。是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中必須考慮的因素。作為最常見的被控參數(shù)。溫度和濕度已經(jīng)不再是相互獨(dú)立的物理量，而應(yīng)在系統(tǒng)中綜合考慮。廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、大棚、花圃、糧倉乃至土壤等各個(gè)領(lǐng)域。而傳統(tǒng)的溫濕度控制則利用濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測量計(jì)和濕度試紙等測試器材。通過人工進(jìn)行檢測。對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫房進(jìn)行通風(fēng)、降溫、去濕等操作。這種人工測試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低。切隨機(jī)性較大。誤差大。因此就需要一種造價(jià)低廉、使用方便且計(jì)算精確的溫濕度控制儀器。利用單片機(jī)對(duì)溫、濕度控制，具有控溫、濕精度高、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低，簡單靈活等優(yōu)點(diǎn)，很好的滿足了工藝要求。本文通過使用STC89C52單片機(jī)、DHT11傳感器模塊、1602液晶顯示屏模塊。簡單明了的實(shí)現(xiàn)的可提要求。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器把采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)。經(jīng)過單片機(jī)的處理。準(zhǔn)確的顯示到液晶屏上。并對(duì)溫濕度設(shè)置上下限。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；DHT11傳感器；1602液晶顯示屏；STC89C52

1 引言

隨著科技的飛速發(fā)展和普及，高性能設(shè)備越來越多，各行各業(yè)對(duì)溫濕度的要求也越來越高。傳統(tǒng)的溫濕度檢測模式是以人為基礎(chǔ)，依靠人工輪流值班，人工巡回查看等方式來測量和記錄環(huán)境狀況信息。在這種模式下，不僅效率低不利于人才資源的充分利用，而且缺乏科學(xué)性，許多重大事故都是由人為因素造成的，人工維護(hù)缺乏完整的管理系統(tǒng)。而問世監(jiān)控系統(tǒng)就可以解決這樣人才資源浪費(fèi)，管理不及時(shí)的問題，這是由于它的智能化設(shè)計(jì)所決定的。故本次設(shè)計(jì)對(duì)于類似項(xiàng)目還具有普遍意義。

2 工作原理

電路總體上分為溫濕度采集部分、中央處理器、顯示模塊以及報(bào)警模塊部分。以STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)作為核心控制電路，控制DHT11傳感器采集的溫濕度的轉(zhuǎn)換，控制1602液晶屏的顯示，。具體顯示內(nèi)容及方式由軟件來完成。采集溫濕度方面由DHT11傳感器來完成，它是一個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器、內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以直接與單片機(jī)相連接。而1602液晶屏是插針式，也可以直接與單片機(jī)相連接。因此不需要手動(dòng)焊接等復(fù)雜的過程。具體步驟是：按照原理圖將傳感器、1602液晶顯示屏分別接入單片機(jī)。通過DHT11傳感器采集當(dāng)前的溫濕度值、再經(jīng)單片機(jī)，將處理后的數(shù)據(jù)傳送到液晶屏上顯示出來。設(shè)置溫度的上下限值。

3 總體設(shè)計(jì)框圖

按照系統(tǒng)功能的具體要求，在保證實(shí)現(xiàn)其功能的然礎(chǔ)上，盡可能降低系統(tǒng)成本。總體設(shè)計(jì)方案圍繞上述思想，初步確定系統(tǒng)的方案如圖1所示。

4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

此次的設(shè)計(jì)主要由3個(gè)大的模塊構(gòu)成，分別是主控模塊、傳感器模塊、LCD液晶顯示模塊，其中主控模塊是此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的核心模塊，主要是指STC89C52芯片，它控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，利用其各個(gè)口分別控制其他模塊，使其他模塊能夠成為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)功能的需要；傳感器模塊用于實(shí)驗(yàn)室實(shí)時(shí)溫濕度的檢測、由于DHT11的數(shù)字一體性，集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換等模塊。直接接單片機(jī)即可。LCD液晶顯示模塊同樣接入單片機(jī)，完成對(duì)單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。

主控模塊采用STC89C52芯片，該芯片與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz 、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、32個(gè)可編程I/O口線 、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符。

DHT11傳感器原件的電路原理圖如圖2所示。

5 結(jié)論

本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終基本上實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)要求。雖然系統(tǒng)還存在一些不足，不過大體能反映出設(shè)計(jì)的目的和要求，與預(yù)期的結(jié)果相差不多。

經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我的理論知識(shí)和動(dòng)手能力有了很大的提高。了解了單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程方法，對(duì)單片機(jī)的工作方式有了很大的認(rèn)知。同時(shí)，對(duì)一些外圍設(shè)備比如傳感器、液晶屏、鍵盤、等有了一定的了解。

溫濕度控制已經(jīng)成為了21世紀(jì)熱門研究話題之一。智能化的控制溫濕度已經(jīng)發(fā)展成為一種必然。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高以及社會(huì)的進(jìn)步。我們不可能一直墨守陳規(guī)，不能在恪守以前利用人力資源來控制溫濕度的方法。不僅浪費(fèi)大量的人力資源、財(cái)力資源，并且控制系統(tǒng)也更加單一化。而采用自動(dòng)控制的辦法、既節(jié)省了人力資源，更體現(xiàn)了與時(shí)俱進(jìn)的思想、世界在進(jìn)步、而這種進(jìn)步就該體現(xiàn)在各個(gè)方面。

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作者簡介

唐歡，邵陽學(xué)院信息工程系電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生。

通訊作者（指導(dǎo)老師）

彭森，邵陽學(xué)院信息工程系教師。