基于單片機(jī)的倉庫恒溫恒濕監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：目前，單片機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代智能控制的一種價格實(shí)惠的處理芯片。在基于單片機(jī)的倉庫恒溫恒濕監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計中，采用高性能的控制處理器STC89C51單片機(jī)、DS18B20溫度傳感器和濕度傳感器及一些電子元器件組成，該設(shè)計不僅適用于倉庫，也可用于溫室大棚等場所的溫濕度實(shí)時監(jiān)控和智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。

關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī)；DS18B20溫度傳感器；濕度控制

中圖分類號：TP273；TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）01-0073-02

The Design of Real-time Measurement and Control Device for

Environment Temperature Based on Single Chip Microcomputer

ZHU Wenming LI Hui

（Department of Electrical Engineering， Shaoyang University，Shaoyang Hunan 422000）

Abstract： At present， the single chip computer has become a kind of affordable processing chip of modern intelligent control. Based on the experimental design of constant temperature and humidity monitoring system based on the warehouse in the high performance control processor of STC89C51 microcontroller， DS18B20 temperature sensor and humidity sensor and some electronic components， the design is not only suitable for real-time monitoring and intelligent warehouse， can also be used in greenhouse and other places of the temperature and humidity control system.

Keywords： STC89C52 single chip microcomputer；DS18B20 temperature sensor；humidity control

伴隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，人們生活水平也在不斷提高，所需要的物質(zhì)質(zhì)量也隨之提高。環(huán)境溫濕度的測量和控制是現(xiàn)代各個行業(yè)廣泛應(yīng)用的智能控制技術(shù)。隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過單片機(jī)對被控對象進(jìn)行控制日益成為今后自動控制領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計思想

該設(shè)計采用STC89C51RC單片機(jī)來進(jìn)行程序的執(zhí)行、信號的處理、結(jié)果的顯示反饋。①因使用環(huán)境的不同需要在程序中設(shè)定溫濕度上限和下限的溫濕度的值，也可以通過按鍵模塊實(shí)現(xiàn)。②使用濕度傳感器和溫度傳感器感應(yīng)并采集當(dāng)前環(huán)境的溫濕度并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)接收數(shù)字信號后開始進(jìn)行信號分析處理，最后在液晶屏上顯示用戶想要的結(jié)果。

系統(tǒng)框圖使設(shè)計更加結(jié)構(gòu)化，本次課題的系統(tǒng)大體框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)

中央微處理器STC89C51RC單片機(jī)是一種半導(dǎo)體芯片，其是功耗低、性能較高的8位單片機(jī)。STC89C51RC單片機(jī)有40個引腳、5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷。其是將控制器和各類模塊集成在一個芯片上的體系。STC89C51RC設(shè)計和配置了振蕩頻率，并可通過軟件設(shè)置省電模式。

單片機(jī)的封裝方式有許多種，本次設(shè)計主要展示PDIP和PLCC兩種，如圖2所示。

2.2 溫度采集模塊

DS18B20（見圖3）采用的是數(shù)字化傳感器，將采集的信號以不同電壓的方式傳輸?shù)絊TC89C51RC單片機(jī)的MCU中進(jìn)行信息處理翻譯成人們看得懂的十進(jìn)制數(shù)值。此外，DS18B20采用的是耐熱性和防水性高的膠進(jìn)行封閉[1]。

2.3 溫度顯示部分設(shè)計

溫度的顯示方式有8位數(shù)碼管或者液晶顯示屏兩種。本設(shè)計采用的是LCD液晶顯示屏（英文名字為Liduid crystal display），該LCD液晶顯示屏可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器103的阻值調(diào)節(jié)顯示屏的亮度，該顯示屏還能根據(jù)使用者需要來設(shè)置使用者需要顯示的地方顯示出規(guī)定好的各類字符和漢字。

當(dāng)為顯示屏上電后，該顯示屏不會像數(shù)碼管的二極管那樣自身發(fā)光，該顯示屏是通過促使其他粒子發(fā)光[2]。液晶顯示屏具有體積小、使用方便、功耗低等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在測控及其各個領(lǐng)域。LCD顯示屏的顯示通信格式如表1所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

該設(shè)計是以STC89C51單片機(jī)為控制核心，將溫濕度傳感器所測得的數(shù)據(jù)發(fā)送給STC89C51RC單片機(jī)進(jìn)行信息處理。在程序中，通過編寫數(shù)據(jù)處理程序，將傳感器發(fā)送給單片機(jī)的高低電平信號翻譯處理成使用者能夠理解的十進(jìn)制數(shù)，并且顯示在LCD液晶屏上。當(dāng)顯示的溫度數(shù)值達(dá)到設(shè)定的上限或者下限時（見表2），單片機(jī)會給報警系統(tǒng)發(fā)出信號，且單片機(jī)會做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)性操作（整體流程設(shè)計如圖4所示）[3]。

4 系統(tǒng)調(diào)試及其成果

在本設(shè)計的軟硬件雙重調(diào)試過程中，通過對軟件程序和硬件電路的不斷修改才能使該裝置按照該實(shí)驗(yàn)所制定的目標(biāo)測量和控制相應(yīng)環(huán)境的溫濕度。

5 總結(jié)

本設(shè)計的操作系統(tǒng)簡單，且各模塊的功能都能達(dá)到對應(yīng)的需求。特別是感溫電路的簡捷給本系統(tǒng)減少了巨大的工作量。單片機(jī)與其單總線的控制方式為系統(tǒng)提供了較多便利。將環(huán)境的大致溫度和測溫系統(tǒng)綜合在一起，可以開發(fā)出許多更新穎的測溫裝置。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳碧.基于AT89S52溫度測控系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2011.

[2]劉旭.基于51單片機(jī)的倉儲溫度采集測控系統(tǒng)設(shè)計[J].科技信息，2011（18）：142-144.

[3]龔燕飛，聶宏林.環(huán)境溫濕度實(shí)時測控裝置的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程，2016（14）130-132.