溫濕度控制系統設計

摘 要：本設計是應用單片機作為控制器設計的溫濕度檢測控制系統，該系統完成的主要任務就是實現對環境溫濕度的控制，利用STC89C52單片機來實現溫度和濕度的控制，該系統通過溫濕度傳感器DHT11來完成對溫濕度的檢測；通過液晶顯示器1602模塊實現溫、濕度信息的顯示以及采用四個固態繼電器作為控制溫濕度調節裝置模塊；另外，還利用蜂鳴器進行過閾報警；簡單明了的實現了溫濕度自動控制系統的基本要求。

關鍵詞：傳感器；溫濕度；單片機，智能控制

0引言

溫度、濕度對人類的生產和生活有著密切的關系，同時也是工農業生產中較為常見的基本的控制參數，例如在機械、電氣、鑄造、化工、發電等各類工業中廣泛需要對溫度濕度進行監測與控制；另外，糧倉和大棚當中對溫濕度也有很高的要求。并且隨著人們生活水平的日益提高，人們對自己的生存環境的要求也越來越高。

1系統方案設計

1.1 系統總框圖

該系統硬件方面以STC89C52單片機為核心控制部件，利用液晶顯示器LCD1602實時地顯示溫濕度傳感器DHT11檢測到的溫濕度值，閾值主要是通過集成電路AT24C02存儲，以此來實現斷電保存、過閾產生相應的報警驅動。該控制系統的總體框圖如圖1-1所示。

2 系統硬件電路的設計

2.1系統硬件概述

該溫濕度控制系統主要由六大模塊組成，分別是單片機控制模塊、溫濕度采集模塊、溫濕度信息顯示模塊、獨立鍵盤閾值設置模塊、繼電器驅動模塊、過閾報警模塊組成。

2.2單片機最小系統

STC89C51單片機的時鐘信號一般有兩種方式產生：一種是內部時鐘方式，另外一種是外部時鐘方式。在單片機內部含有一振蕩電路，只要在單片機的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體（簡稱晶振），就構成了自激振蕩器，其可以在單片機內部產生時鐘脈沖信號。

2.3 DHT11傳感器簡介

它利用專用的數字模塊采集技術以及溫濕度傳感器檢測技術，確保產品具有很高的可靠性和很好的的長期工作的穩定性。該傳感器包含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。

2.4 液晶顯示模塊設計

液晶顯示屏LCD1602是一種工業字符型液晶，能夠同時顯示16x02 即32個字符。（16列2行）。主要顯示信息是上面行顯示當前的溫度及濕度，下面行顯示相應的冷、熱、干、濕情況。

2.5繼電器模塊

本系統所采用的電磁型繼電器，如果在線圈兩端得到足夠大的電壓，線圈中就會有電流流過，進而產生電磁效應。

2.6過閾報警模塊

過閾報警部分由蜂鳴器及其外圍電路組成，上電后不發生，當超過閾值的時候，單片機會輸出一個低電平通過PNP三極管來驅動蜂鳴器進行發生報警。

3系統軟件程序的設計

3.1主程序的設計

根據對整個系統設計的要求對軟件程序進行設計。首先需要建立程序框架的總體流程圖，然后對整個設計進行劃分模塊，各個模塊逐一實現其功能，最終再把各個子模塊合理的銜接起來，組成總的程序。其主流程圖如圖3-1所示：

3.2 液晶顯示模塊設計

LCD1602液晶顯示器是一個慢掃描顯示器件，在執行每條指令之前需要確認模塊的忙標志是低電平，以此來表示不忙，那么此指令失效，要顯示字符時需要先輸入顯示字符地址，其目的是要告訴模塊在哪里顯示了字符。

3.3傳感器模塊設計

溫濕度模塊DHT11上電后檢測并記錄當前環境的溫濕度，每隔2S采集一次，將檢測到的溫濕度值傳送給單片機。

結論

本文是以單片機為核心部件的控制系統，經過軟件編程，最終實現了計劃的各項要求，達到了預期效果。很好的反映出了設計的目的和要求。

參考文獻：

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[2] 石東海 單片機數據通信技術？西安電子科技大學出版社？2011

[3] 朱大奇 單片機原理串口及應用？南京大學出版社？2009

[4] 趙佩華 微型計算機原理與組成？西安電子科技大學出版社？2011

[5]謝自美 電子線路設計？華中科技大學出版社？2011

作者簡介：

楊雙義（1987-），男，河南開封人，大學本科，助理實驗師，研究方向：電子電氣。