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1、本科毕业设计题 目 蔬菜大棚温湿度 操纵系统的设计 毕业设计（论文）任务书 题目 蔬菜大棚温湿度操纵系统的设计 专业 电子科学与技术 学号 姓名 要紧内容、大体要求、要紧参考资料等一要紧内容： 1. 检测，选择温度和湿度环境参数进行监控。2. 硬件系统设计 （1）温湿度采样系统； （2）单片机操纵系统； （3）显示系统； （4）报警操纵系统。3. 软件系统设计 （1）单片机系统初始化； （2）对传感器搜集的数据信息进行分析，通过单片机操纵温度和湿度； （3）显示模块和报警操纵模块。二大体要求：1 查阅相关书籍、资料，确信合理的方案。2 详细表达工作原理，和各功能模块。3 采纳温湿度传感器测量大
2、棚内温度和湿度。4 显示模块显示测量的温度和湿度数值。三要紧参考资料： 1 谭浩强单片机课程设计M.北京：清华大学出版社，19892 张毅刚单片机原理及接口技术M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19903 郭天祥新概念51单片机C语言教程M.电子工业出版社，2020完 成 期 限： 指导教师签名： 专业负责人签名： 填 表 日 期： 毕业设计（论文）开题报告课题名称蔬菜大棚温湿度控制系统的设计课题来源教师拟定课题类型BY指导教师学生姓名 学 号专 业电子科学与技术开题报告内容：（调研资料的准备，设计的目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。
3、）一、 调研资料的准备 1、了解选题背景：蔬菜的生长对于温湿度具有一定的要求，因此需要对环境的温度和湿度进行监测和控制。随着科学技术的发展，也要求利用现代化仪器，更方便的测试蔬菜大棚内的温湿度以及控制系统，从而进一步提高蔬菜产量和数量。 2、查阅了相关书籍及参考资料 （1）艾运阶. MCS_51单片机项目教程. 北京：北京理工大学出版社，2012 （2）谭浩强. C语言程序设计（第三版) M. 北京：清华大学出版社，2005 （3）程国钢，陈跃琴，崔荔蒙.51单片机典型模块开发查询手册. 北京：电子工业出版社，2012 （4）白延敏. 51单片机典型系统开发实例精讲. 北京：电子工业出版社，2
4、009二、设计目的、要求 为了更好的利用温室栽培这一高效技术，就必需运用科学的、先进的管理方法，用以对不同种类蔬菜生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。这种自动控制的方法，可以准确的监控与调节温室内的环境，从而提高蔬菜生产产量。1. 采用温湿度传感器测量大棚内温度以及湿度。2. 显示模块显示测量的温度和湿度数值。三、设计思路本设计主要采用由单片机控制的设计方案，主要有传感器、A/D转换器、单片机、电源和显示电路几部分组成。1. 温湿度传感器：传感器是一种可以将重量转化成电量的转换元件，从而可以把温湿度转换成适合于计量求值的信号。2. A/D转换器：A/D转换器是将输入的模拟信息转换成
5、计算机可以识别的数字信息。3. 控制部分：单片机将A/D转换器转换后的数字量进行处理，并送往显示电路显示。 4. 显示单元：使用1602液晶显示屏来显示控制模块送来的数字量，即被测环境温度及湿度。 5. 电源：电源为电路提供直流电源。四、预期成果1. 外文文献翻译、开题报告、文献综述及毕业设计说明书。2. 按设计要求完成实作，实现可以检测并显示室内温湿度数值，当超过设定数值时，系统将发出报警。五、任务完成的阶段内容及时间安排：根据进度要求完成。 六、完成设计（论文）所具备的条件因素1. 学校为我们提供的实验室包括：电子产品组装实验室、单片机室等。2.使用 Keil、protes等软件。 指导教
6、师签名： 日期： 注：课题来源要填写明确（如教师拟定、学生建议、某企事业单位项目等）课题类型：（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究；E制作（作品）（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题；要求（1）、（2）均要填，如AY，BY等。目 录摘要IAbstractII前言III1设计概述1国内外智能操纵系统的进展概况1系统设计背景22系统设计思想33系统硬件设计5单片机模块5单片机的选择5单片机最小系统6温湿度搜集模块7液晶显示模块10 LCD1602概述11 LCD1602大体参数及引脚功能12报警模块13操纵模块13阀值模块144系统软件程序的设计15软件程序设计15仿真软件介绍
7、16 Proteus简介16 KeilC51编译器简介16整体下载与调试17 USB转串口驱动安装17下载程序17调试185 系统整体设计19结论21致谢22参考文献23附 录24附录1：实物照片24附录2：原理图25附录3：程序编写26附录4：元器件清单31蔬菜大棚温湿度操纵系统的设计摘 要温湿度操纵已成为现今社会研究的热点项目。是农业生产进程中必需考虑的因素，作为最多见的被控参数。此刻国外有很多农场关于温室的智能操纵系统有了必然的应用，但其本钱昂贵，针对国内大棚的特点是不能做到全面的普及。正对这一实际情形，研发一套低价钱、高性能的温室温湿度操纵系统，在咱们国内具有超级普遍的应用前景和实际意
8、义。本文以STC89C52单片机为核心操纵器，结合DHT11电容式数字温湿度传感器，液晶显示屏1602显示和模拟调剂模块，完成电路硬件设计。通过软件编程操纵数据下载到单片机完成温湿度显示、阀值设置。这次设计系统能实现的功能如下：通过四个按键方便地实现温湿度上限的调整，液晶显示屏能实时显示当前环境温湿度。芯片AT24C04使存储的温度上限和湿度上限能够掉电永久保留。当温度或湿度超限后，报警信号点亮相应报警灯。结合三极管和继电器，该信号也能够驱动继电器打开或切断排风扇转动。文中提出了设计方案，讨论了蔬菜大棚温湿度巡回检测与操纵的大体原理，进行了可行性论证。给出了电路图和程序流程图并附有源程序。关键
9、词：传感器；温湿度；单片机；智能操纵DESIGN OF CONTROL SYSTEM IN TEMPERATURE AND HUMIDITY FOR VEGETABLE GREENHOUSEAbstractIn todays social studies, temperature and humiditycontrol has become ahot item.Is a factor that must be consideredin the industrial and agricultural production process.As the controlparametersof th
10、e most common.Now there are a lot of farms for overseas greenhouse intelligent control system has a certain application, but its high cost, according to the characteristics of domestic greenhouse is cant do the comprehensive popularization. Is the actual situation, developed a set of low price, high
11、 performance of the greenhouse temperature and humidity control system, in our country has a very broad application prospects and practical significance. STC89C52 single-chip microcomputer as the core controller, this paper combined with digital temperature and humidity sensor DHT11 capacitance type
12、, LCD display and 1602 simulation adjustment module, complete the design of hardware circuit. Through software programming control data downloaded to the single-chip microcomputer temperature and humidity display, threshold Settings. The design system can realize the function is as follows: through
13、four buttons easily realize the adjustment of the upper limit of temperature and humidity, LCD screen can display the current environmental temperature and humidity in real time. Chip AT24C04 storage limit the maximum temperature and humidity can be permanent when power supply drop. When temperature
14、 or humidity transfinite alarm signal light lamp accordingly. Combined with the transistor and relay, the signal can also drive the relay on or cut off the fan rotation. This paper puts forward the design scheme, and discusses the vegetable greenhouses, the basic principle of the temperature and hum
15、idity measurement and control circuit. The circuit diagram and program flow chart are given with the active program.Keywords : Sensor；temperature and humidity；MCU；intelligent control前 言 目前，随着蔬菜大棚数量的迅速增多，人们对其性能要求也愈来愈高。专门是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也愈来愈高。传统的蔬菜大棚只是依托人工来操纵，一样是在棚内悬挂温度计，通过观看温度计的实数，依照以往的体会来判定室内的温
16、湿度。而这种方式费时费力，而且有测控精度低、劳动强度大和测控不及时等短处，容易造成专门大的的损失。这种传统的方式不但大大增加了本钱，浪费了人力物力，而且很难达到预期的功效。因此为了实现高效科学化农业生产并提高农业研究方向的准确性，推动我国农业的快速进展，必需大力进展农业设备与相应的农业技术工程，科学合理地调剂大棚内温度、湿度等环境因素。这就需要研发价钱适中的、自动化程度高，便于治理的自动化操纵设备，提高治理效率，增加蔬菜产量和质量。本文所设计系统是利用价钱廉价的一样电子器件来设计一个参数精度高、操作便利、性价比高的应用于农业种植生产的大棚温湿度测控系统。1设计概述国内外智能操纵系统的进展概况现
17、代社会随着科学技术的进展，尤其是农业方面，更多技术应用于农业，农业技术的研究和开发愈来愈受到重视。众所周知，温室大棚已经成为现代高效经济农业的一个重要组成部份。随着现代操纵技术的快速进展，和运算机网络系统和电子产品的结合性应用，使得现代化农业进展，正走向一种专业化、自动化的进展趋势，这种模式必将是以后农业进展的方向。现代化智能操纵系统是一种智能化治理大棚内部环境的科学系统，这种系统需要相应的感应设备来保证其正常运行，智能操纵系统确实是将科学信息技术运用到农业的表现，通过系统软硬件结合，设定的各类指令，自动化的完成治理工作，不需要大量的人工操作，是一种现代化农业进展的重要便利工具。应用电子运算机
18、和自动操纵技术来实现农业生产和治理的自动化，是现代化农业的重要标志。近几年随着电子信息技术的飞速进展，带来了大棚温室操纵与治理技术方面的一场革命。在农业生产、花卉种植、动植物养殖等方面有着普遍的运用，关于农业生产的产量与质量有着庞大的经济效益与社会效应。温室大棚确实是成立一个模拟适合植物生长的气环境条件，制造一个人工气象环境，来减小温湿度对植物生长的约束。而且温室大棚能够摆脱环境对植物生长的限制，使不同的农作物在不适合生长的季节产出，从而也使得季节的转变对农作物的生长再也不产生过度阻碍。由于温室大棚能带来丰厚的经济效益，因此温室大棚愈来愈普及，而且早已成为农人增收的要紧手腕。现代智能操纵系统能
19、够有效、便利的对温室大棚内部环境操纵，这种系统操纵进程科学治理，能够提高操作的准确性，同时也降低了对农人体力劳动的强度。除此之外，它还能准确、按时、高效的进行温湿度操纵与调剂，能够节省人力、物力，从而能够提高农作物产量。现代化智能温室大棚操纵系统要紧应用于西方先进国家，尤其是美国。但是在我国农业中的利用却不多，同发达国家相较，有着较大的差距。国内即便有些利用的了现代化操纵系统，但一方面由于缺乏足够治理体会、技术，不能制造更多经济效益，另一方面由于它本身价钱昂贵，使得不能在国内普遍推行。结合我国实际情形，只有提高自动操纵系统的智能化，使温室操纵系统加倍智能、方便。采纳廉价的电子产品使其价钱能被广
20、大农人所同意，才能使智能温室大棚操纵系统在农业中有着普遍应用。系统设计背景 本文主若是应用STC89C52单片机来设计的丝瓜大棚温湿度操纵系统。丝瓜是喜温喜光耐热性的作物。可是在排水不良的情形下，结瓜少，瓜身短，瓜茎小，产量低。因此在生产上必需选择适宜丝瓜所适应的生长环境条件。丝瓜种子发芽的适宜温度为2830，3035时发芽迅速，气温高于35时，生长势减弱，乃至显现凋萎而阻碍花蕾和结实，丝瓜生长发育的最适宜适宜温度为2836。丝瓜喜湿、怕干旱，在土壤湿度含水量70%以上的环境下生长最好，低于50%时生长缓慢，空气湿度不该小于52%，在75%85%时，生长速度快、结瓜多，短时刻内空气湿度达到饱和
21、时，仍可正常地生长发育。在瓜类中以丝瓜最耐湿，开花结果盛期要求温度更高，在酷热的夏秋只要不缺水肥，开花结果就会一直很旺盛。一样在温湿度适宜，风较小的天气是最有利于丝瓜的生长。丝瓜也有专门大的经济价值。丝瓜中含有丰硕的能避免皮肤老化，能增白皮肤等成份，能够使皮肤洁白、细嫩。故丝瓜汁有“美人水”之称。除此之外，还有专门大的药用价值，古籍记载 ，丝瓜具有清热化痰、行血脉等功效。这次设计的温湿度的操纵系统要紧包括以下几个方面：感应环境温湿度，判定温湿度是不是异样；假设感应到的温湿度异样，报警灯发出报警；同时相应的操纵设备工作，如本次设计利用继电器和排风扇组成的操纵系统；除湿设备工作后，单片机系统判定异
22、样是不是处置完毕；和假设异样处置完毕，解除报警。本次设计确实是利用价钱廉价的一样电子器件来设计一个参数精度高，操作便利、性价比高的应用于农业种植生产的丝瓜大棚温湿度测控系统。2系统设计思想在传统的温湿度测控系统中,往往只是采纳模拟技术进行设计。传感器采纳热电阻、热电偶等模拟器件。温湿度测控系统还需要额外加补偿电路，电路安装复杂，价钱昂贵,而且必需通过A/D转换后才能够被微处置器识别和处置，如此就可能会显现一些错误或误差，例如引线误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题，从而阻碍到测控系统的精准性，阻碍整个系统的稳固性能。随着科学技术的不断提高，更多的科学技术应用到现代化农业中，
23、温湿度测控系统也正在朝着集成化、智能化、自动化的方向进展。现代农业的进展，尤其是蔬菜大棚的推行，也要求要有现代化设施来操纵棚内温湿度等含量，便于自动化治理。但是目前应用于温室大棚的温湿度测控系统大多数采纳模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机等组成的传输系统。这种温湿度度搜集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆，才能把传感器搜集的信号送到搜集卡上，这种系统本钱高。同时线路上传送的都是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大。本次设计系统是采纳STC89C52单片机和DHT11的低本钱的温湿度测控系统。系统要紧包括系统硬件的设计和系统软件的设计。硬件电路要紧包括单片机、显示模块、
24、报警灯、温湿度传感器、按键、排风扇等六部份，系统显示模块由DHT11温湿度传感器及LCD1602字符型液晶模块组成，该电路系统简单、工作稳固、集成度高、调试方便，具有必然的有效价值，很容易在现代化农业中推行实施。这次设计系统的一大特点是能够通过下位机中的按键输入温湿度的上限值和预置值，温湿度传感器能够将环境中检测的温湿度非电量参数转化成电量信号，再将这些信号进行处置，然后送至下位机中的单片机，单片机读取数据将数据送到缓冲区内，通过进LCD1602行实时显示，同时与预先设定的参数值进行比较处置；同时能够依照比较的结果对执行机构发出相应的信号，并通过继电器的操纵对相应的设备如排风扇进行操作，以保证
25、大棚的温湿度范围能够在预置的范围内，调剂大棚内温湿度状态。系统采纳数据处置模块（STC89C52单片机）、信息搜集模块（DHT11温湿度传感器）、液晶显示模块、设置模块、报警模块、调控模块设计而成。数据处置模块是采纳微处置器芯片STC89C52，其靠得住性高，抗干扰能力强，来完成温湿度数据的搜集、运算和逻辑操纵的功能。温湿度搜集模块利用的是DHT11数字温湿度传感器，温度测量范围050，湿度测量范围20%RH90%RH。能够知足一样的检测需要,它利用单总线方式，接口简单，而且无需另外校准。分辨率为8Bit，完全能够知足日常环境温湿度的检测要求。假设要求更宽测量范围，只需改换温湿度传感器型号，硬
26、件电路及软件程序全兼容。配用EEPROM芯片AT24C04，使存储的温度上限和湿度上限能够掉电永久保留。能够通过四个按键方便地实现温湿度上限的调整。当温度或湿度超限后，报警信号点亮相应报警灯。该信号也能够通过三极管驱动继电器打开或切断风机、加热器等外部设备。其系统原理设计框图如下图：图中STC89C52单片机每2秒就会从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶屏上即时显示。液晶屏上同时显示温湿度上限值，该上限值保留外部EEPROM存储器中，掉电不失，而且能够通过四只按键上调或下调。当温度或湿度值超过上限值时，报警信号点亮相应报警灯。该报警信号能够通过三极管驱继电器，以操纵外部风机或加热器
27、。图 系统原理设计3系统硬件设计单片机模块3.1.1单片机的选择方案一：AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS型8位单片机，该单片机械件是采纳ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，能够兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处置器( CPU )与Flash存储单元，功能壮大。其片内的8K程序存储器是FLASH工艺的，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时刻也大大缩短。关于写入单片机内的程序还能够进行加密，这又专门好地爱惜咱们的劳动功效。第二，AT89C52目前的售价比8031还低，市场供给也很充沛。AT89C52能够组成真正的单片机最小应用系统，缩小系统
28、体积，增加系统的靠得住性，降低系统的本钱。只要程序长度小于8K，四个I/O口全数提供给用户。可用5V的电压编程，而且擦写时刻仅仅需要l0ms。而且AT89C51芯片能够提供三级程序存储器加密，提供了简捷而又靠得住的加密手腕，能够完全保证程序或系统不被仿造。PO口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。方案二：STC89C52系列单片机的指令系统和AT89C52系列的完全兼容，但实际操作起来却存在很多问题：（1）AT89C52不带ISP下载，可是要用下载器才行，STC89C52能够用USB转串口下载，下载软件能够到STC厂家网上去下。（2）STC单片机执行指
29、令的速度专门快，大约是AT的330倍。尽管快是好事，可是如此一来，在AT上好使的程序在STC上不必然好用，最典型的例子确实是那些对时序有严格要求的模块，用STC时注意得加长延时，大约是AT的1030倍就差不多，这一点能够通过调实验证。（3）STC89C52单片机对工作环境的要求比较低，电压低于5伏时仍然能够正常工作，乃至3伏到4伏之间都还能够工作，但是如此的环境下AT确信不行，因此当一个系统用STC单片机好用，但用AT的单片机不工作时，直接查最小系统，看单片机的供电是不是正常。比较这两种方案，由于在学校期间学过数字电路、单片机原理、C语言程序设计，综合考虑单片机的各部份资源和作为学生能够取得的
30、资源，通过对照这次设计要求，我选择用STC系列芯片完成。而且学校也提供了相应的硬件操作平台，实际操作起来比较方便，故本系统选择STC89C52单片机作为主控芯片。足够本设计运行，且价钱廉价，下载程序方便。3.1.2单片机最小系统单片机最小系统主若是由电源、复位、振荡电路和扩展部份等部份组成。关于一个完整设计来讲，首要问题确实是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳固靠得住性是系统平稳运行的前提和基础。这次最小系统中的电源供电模块电源是通过运算机的USB供词给，固然也可利用外部稳固的5V电源供电模块供给。振荡电路（时钟电路）最重要的是STC89C52单片机正常工作需要的时钟电路提供一个稳固的工
31、作频率。一样情形下，依照STC89C52单片机时钟周期的要求，回路需要选用频率为12MHz的晶振。内部有一个用于组成振荡器的高增益反相放大器，此放大器的输入和输出端别离是引脚XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2端口接上时钟电源即可组成时钟电路，此系统设计中采纳内部时钟产生方式。在XTAL1和XTAL2两头跨接晶振，与内部的反相器组成稳固的自激振荡器。其发出的时钟脉冲直接送入单片机内按时操纵部件。电容对频率有微调作用。单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。当在STC89C52单片机的RST引脚引入高电平并维持2个机械周期时，单片机内部就执行复位操
32、作（假设该引脚持续维持高电平，单片机就处于循环复位状态）。复位电平持续两个机械周期以上时复位有效。复位电平的持续时刻必需大于单片机的两个机械周期。其数值能够由RC电路计算出时刻常数。复位电路是由上电复位和按键复位两部份组成。上电复位：STC89系列单片为高电平复位，通常情形下在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时刻的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，那个电阻和电容的典型值为10K和10uF。按键复位：按键复位确实是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由
33、于电容的充电，会维持一段时刻的高电平来使单片机复位。如图为单片机最小系统原理。图 单片机最小系统原理温湿度搜集模块方案一：选用DS18B20温度传感器作为温度检测模块。DS18B20是一线式数字温度传感器。它具有独特的单线式接口方式。测量范围在-55125，-1085，误差范围在-+。最高精度可达。HS1101是电容式湿度传感器。可测量相对湿度范围在0%100%RH。方案二：选用DHT11作为设计的温湿度检测模块。DHT11是一种集成型的数字温湿度一体传感器。DHT11采纳的是数字模块搜集技术与温湿度传感技术，这两项技术确保产品具有较高的靠得住性与稳固性。传感器是由一个电阻式感湿元件和一个NT
34、C测温元件组合而成，并与一个高性能8位单片机相连接。具有品质卓越、响应较快、抗干扰能力强、稳固性高等优势。测量范围20%90%RH，050。测温精度为-+2，测湿精度为-+5%RH。完全符合本次毕业设计的要求。经上述分析，方案一尽管精度更精准，却稍显复杂。方案二即便不能实现方案一的高精度测量。却也能知足设计要求。且简便易行、靠得住稳固。具有超高的性价比，因此选择方案二。传统的温湿度传感器需要处置的是模拟信号，容易受到外界环境和温漂的影 响 ，造成测量精度较低和靠得住性较差；另外，温室内除装有测量温湿度的传感器外，还需多个传感器、放大器和信号传输线。这些都将使得系统安装和保护的难度增大，从而使故
35、障率增大。选用数字型温湿度传感器DHT11，其最大的优势确实是将传感器检测信息的功能和微处置器的信息处置功能有机地结合在一路。采纳的是线制串行接口，使得系统集成变得简易便利。超小的体积、极低的功耗，信号的传输距离可达20米以上，在很多条件下能够选择它作为传感器，除此之外它采纳的是使4针单排引脚封装，连接方便，其成为各类应用乃至最为苛刻的应用处合的最正确选那么。数字型温湿度传感器的特点是直接输出数字量。将温度感测 、湿度感测 、信号变换 、A/D 转换和加热器等功能都集成到一个芯片上，DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，具有靠得住性高与稳固性高的特点，被普遍的应用日常生活中
36、。DHT11通过二线数字串行接口来访问，因此硬件接口电路超级简单。DHT11温湿度数字传感器采纳的是4针单排引脚封装，传感器通电后，需要等待1s，这是因为需要越过不稳固的状态，在此期间不需发送指令，电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF的电容，用以去耦滤波。DHT11实物图如图：图 DHT11实物DHT11传感器模块的软件流程如下图：图 DHT11传感器模块程序流程DHT11的技术参数如下：供电电压： DC；输出：单总线数字信号；测量范围：湿度2090%RH，温度050；测量精度：湿度5%RH，温度2；分辨率：湿度1%RH，温度1；互换性：可完全互换;长期稳固性：1%RH/年；本次
37、设计采纳温湿度传感器DHT11。它具有测量精度高，电路连接简单等特点。具体接口如下：引脚1：VDD 供电3 DC；引脚2：DATA 串行数据,单总线；引脚3：NC 空脚,请悬空；引脚4：GND 接地,电源负；有一点必需注意，在引脚2在接单片机时，同时要在数据线接一上拉电阻，接到电源上。DHT11典型应用电路如以下图所示，连接电路简单，仅需要占用操纵器一个I/O口即可完成上下位的连接。一样建议连接线长度短于20时用5K上拉电阻,大于20米时依如实际情形利用适合的上拉电阻。 图 DHT11温湿度传感器外型及管脚 DHT11数字湿温度传感器采纳单总线数据格式，即单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。
38、其数据包由5Byte（40Bit）组成。一次通信时刻最大3ms,数据分小数部份和整数部份。一次完整的数据传输为40bit，高位先出。 液晶显示模块方案一：采纳12864液晶显示屏。液晶显示模块是12864点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）和64X256点阵显示RAM（GDRAM）。可与CPU直接相接，提供两种界面来连接微处置机：8位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。方案二：采纳LCD1602液晶显示屏。LCD1602 是一种工业字符型液晶，能够同时显示16x02 即32个字符
39、。LCD1602只能显示字母、数字和符号能显示16*2个字符，但寄放器不止32个，有一些显示成效，如字符一个个显示、字符从左到右或从右到左显示等等，显示成效简单。总结：在编程利用方面，二者难度差不多，原理差不多，都是写指令、写地址、写数据等等。固然12864液晶屏显示更全面、字符更多。相较于1602液晶屏、12864能更形象具体的实现显示功能。只是 1602 液晶屏也能实现设计的要求。网上买比较廉价，最低的六块钱左右。而12864液晶显示屏最廉价的也要四十块钱。从造价方面考虑，固然是价钱低廉的优先。而LCD1602确实是最好的选择。3.3.1 LCD1602概述显示器利用最多的是发光二极管显示
40、器( LED )和液晶显示器( LCD )。由于它们都具有结构简单、耗电少、价钱低廉、接口简单、寿命长等优势，被普遍应用于智能仪表场合，尤其是单片机系统中大量应用。LCD以其功耗低、视觉范围广等特点也被普遍应用。关于温湿度测控系统的设计而言，显示电路的设计也是不可缺少的。在本设计系统中，不仅需要显示测量的温湿度值，而且还要显示不同的温湿度报警参数，显示模块的设计是十分必要的。考虑到本设计的特点(工作温湿度、显示行列数、光线等因素)，设计当选用的是LCD1602显示器。该显示器的大屏幕显示具有显示清楚、视觉范围广、价钱低等优势。LCD1602分为带背光和不带背光两种，基操纵器大部份为HD4478
41、0，带背光的比不带背光的厚，是不是带背光在应用中并无不同。利用的单片机系统液晶显示器作为输出设备具有以下优势:由于液晶显示接收信号中的每一个点保留后的颜色和亮度，恒定的光，而不是作为一个阴极射线管(CRT)显示需要不断刷新新的亮点。因此，液晶显示器显示成效好、质量高。液晶显示器都是数字式的，接口与单片机系统相接加倍稳固，从而使得操作加倍便利。 LCD1602显示器主若是由显示屏上的电极操纵液晶分子状态，通过液晶分子的组合来达到显示的目的，显示特性比以往的显示器高，性价比也比较高。 相对来讲，液晶显示器内部的电极和驱动IC是要紧的功耗来源，因此耗电量比其它显示器要小得多。3.3.2 LCD160
42、2大体参数及引脚功能LCD1602技术参数如下：显示容量：162个字符；芯片工作电压：；工作电流：；模块工作电压：；字符尺寸：(WH)mm；LCD1602引脚说明：第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对照度调整端，接正电源时对照度最弱，接地时对照度最高，对照度太高时会产生“鬼影”，利历时能够通过一个10K的电位器调整对照度。第4脚：RS为寄放器选择，高电平常选择数据寄放器、低电平常选择指令寄放器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平常进行读操作，低电平常进行写操作。当RS和R/W一起为低电平常能够写入指令或显示地址，当RS为低电平R/W为高电平常能够读忙信
43、号，当RS为高电平R/W为低电平常能够写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平变成低电平常，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。与单片机接口电路如下图。图 LCD与单片机接口电路液晶显示的原理主若是利用液晶的物理特性，由电压对其显示区域进行有效操纵，上电就会显示出来，也能够显示出设定的图形及其文字与字母。液晶显示器的特点：厚度比较薄、能够被大规模集成电路直接驱动、能够便利的实现全彩色显示，近些年来，它已经被普遍应用在笔记本电脑、数码摄像机、电话移动通信等领域。电路中液晶接口如下图：图 1602显示模块报警模块该模块主若是结合
44、温湿度搜集模块，通过搜集模块部份搜集的信息转化电信号，经单片机系统处置后，进入显示模块。所测温湿度与该参数上下限给定值进行比较，若是高于上限值或低于下限值那么报警灯亮，不然就作为正常的采样值，进行显示和操纵。温湿度传感器搜集来的温湿度与单片机设定的温湿度值相较较。报警电路中加了两个发光二极管，一个与单片机的连接，另一个与单片机的连接，只要其中任何一个过限，报警灯就会亮。当温度大于设定值，其中一只二极管发光；当湿度大于设定值，另一只发光二极管亮。两个发光二极管的颜色不同，如此能够通过颜色的不同来判定是温度超出范围仍是湿度超出范围，如此以来是操作者比较方便治理与判定。单片机IO引脚输出的电流较小，
45、因此需要增加一个电流放大的电路，即通过三极管来放大驱动报警灯（不同颜色的发光二极管）。操纵模块继电器是电子操纵元器件，通常被应用于自动操纵电路中。它具有操纵系统(又称输入回路)和被操纵系统(又称输出回路)，本质上是用较小的电流去操纵较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调剂、平安爱惜、转换电路等作用。本电路采纳常开继电器组成操纵电路，本次设计只是降低温室数值。降温设备工作原理：当温度高于设定上限温度时，与单片机连接的引脚将送入低电平，三极管将导通，继电器有电流通过将吸合，那么降温装置将进行降温工作，使温度降低。当温度下降到设定范围之内时，置其引脚为高电平，三极管将截止，继电器停止工作，
46、处于常开状态，降温装置停止工作。降温等其他继电器操纵设备原理与加温设备原理相似。 阀值模块温湿度阈值存储在EEPROM芯片AT24C02中，并能够通过K1K4按键调剂并保留，其中K1为温度上限增加，K2为温度上限减小，K3为湿度上限增加，K4为湿度上限减小。AT24C02是IIC芯片，其电路如下图：图 AT24C02的芯片引脚4系统软件程序的设计软件程序设计软件的设计是本次设计中最重要的环节之一，是这次设计的重点，软件设计将直接阻碍本次设计的测控系统可否成功。与硬件设计相对应，软件设计也是采纳的模块化程序设计的方式，模块包括主程序模块，初始化参数设置模块，读出温湿度子程序、按键处置子程序、LCD1602显示子程序等。系统进行
