单片机的温湿度自动控制系统.docx

《单片机的温湿度自动控制系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机的温湿度自动控制系统.docx（23页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、毕业设计（论文）题 目：单片机的温湿度自动控制系统III姓 名:侯湘财专 业:机电一体化完成时间:2013年摘要随着现代信息技术的飞速发展，温湿度测量控制系统在工业、农业及人们的 日常生活中具有很大的影响，同时也对传统的人工作业的一个挑战，而基于单片 机的温湿度控制系统对解决这些问题有着非常重大的意义。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温湿度数据采集监控系 统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用数字式温湿传 感器探测环境温湿度的过程，以及实现热电转换的原理过程。在本系统中采用温 度优先模式，循环处理。关键字：89s51LCD12864ADC0809ABSTRACT

2、With the rapid development of modern information technology, temperature and humidity measurement and control system has great impact on the industry, agriculture and peoples daily life, but also on the traditional manual operation of a challenge, and temperature and humidity control system based on

3、 single chip microcomputer to solve these problems is significant.In this paper, combined with the sensor technology development and design of the temperature and humidity data acquisition and monitoring system with single chip microcomputer. In this paper, the practical application of single-chip s

4、ensor theory organic union, describes in detail the process of detecting the environment temperature and humidity using digital temperature and humidity sensor, and the realization of the principle of thermoelectric conversion process. The priority in this system, circulation processing.目录摘要刖言第一章、系统

5、总体分析第二章、软件系统设计3.1系统初始化模块3.2键盘显示模块第三章、硬件系统设计2.1中央控制模块2.2 A/D转换模块2.3 显示模块2.4报警模块第四章、调试方案4.1 软件调试4.2硬件调试方案4.3液晶模块调试4.4报警电路调试结论参考文献-J-刖 言随着科学技术的进展，我国经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越 受到重视，对生活质量的要求显著提高，对各种植被和花卉的需求量也在上升， 这对以种植植被农业为生计的农民是一个机遇，同时也对传统的手工植被种植是 一个挑战，基于单片机的温、湿度控制系统对解决这些问题有着重大突破。单片 机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得成本低性能稳

6、定的这种要求变为可 能。本设计是针对这一问题，设计能够实现温、湿度上下限设定、自动监测、显 示和报警等多功能的温湿度测控系统。种植植被一般都用温室栽培，为了充分的利用好温室栽培这一高效技术，就 必须有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同种类植被生长的各个时期所需 的温度及湿度等进行实时的监控。温湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际 意义，它代表了一类自动控制的方法，而且其应用十分广泛。第一章、系统总体分析1.1总体方案设计本设计是基于单片机对数字信号的高敏感性和可控性、温湿度传感器可以产 生模拟信号，和A/D模拟数字转换芯片的性能，我设计了以at89s51为核心的一 套控制系统，其中包括A

7、/D转换、单片机、复位电路、温湿度检测、键盘及显示、 报警电路、系统软件等部分的设计。图2-1系统总体框图首先，系统启动后，提示用户输入温度的上限与下限的温度值。用户输入之 后，系统自动求出中间值，根据实际温度的情况采取相应的方案。如下所示：下限温度中间温度 上限温度283236如果该时刻的实际温度值低于用户给定的下限温度值时，系统立即启动报警 装置，且系统处于升温状态，直到实际温度达到用户输入的上下限温度的中间值 一定区间内时停止升温。反之，如果实际温度值高于用户设定的上限值时，系统 也会立即启动报警装置，且系统处于降温状态，直到实际温度达到用户输入的上 下限温度的中间值一定区间内时停止降温

8、。选择中间值作为控制参数，防止升温一一降温一一升温的死循环，因为温度 低于下限时会一直升温，可能会导致升温之后温度高于上限值系统又开始降温， 这样系统便一直重复升温一一降温一一升温过程，导致设备在某一个温湿度点附 近频繁的启停，使设备寿命下降，而且没有实际意义。整个系统通过LCD12864给定温湿度的上下限值显示，传感器测量的信号经 信号调理电路处理后再经ADC0809进行模数转换，最后由LCD12864显示出来。 -温度监控：对温室当前温度进行测量，并通过升温或降温措施使温度达到最 佳温度值。-湿度监控：对温室当前湿度进行测量，并通过喷雾或去湿达措施使湿度达到 最佳湿度。-控制处理：当温度、

9、湿度越限时报警，报警的同时也采取相应的解决措施进 行温度和湿度的控制。-动作执行模块：这一模块是在系统把实际环境温湿度值与给定界限值相比较 后，在越限的情况下执行加热/制冷措施或者执行加湿/去湿措施。-越限报警：在温湿度越限时声光报警，当温湿度大于上限值时声音报警的同 时并发出红色灯光，当温湿度低于下限值时声音报警并发出绿色灯光。1.2本系统主要研究内容本系统所要完成的任务是：-人性化的设计。界限温度值及湿度值由用户根据不同植物的各种生长需求通 过键盘输入从显示器显示出来。- 能够随时显示采集温度、湿度值。-通过采集温度、湿度值，准确的判断当前值和预设值之间的差异，并且及时 启动装置进行报警，

10、同时采取相应措施-根据植被在不同时间段内对温、湿度的不同要求，用户可随机更改温、湿度 值，满足需求。第二章系统的硬件设计1元器件的选择2.1.1单片机的选择采用MCS-51系列单片机中的89s51芯片作为核心器件,89s51是一种带4K字节 闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，该器件采用 ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，并且将多功能8位CPU和闪烁存储器 组合在单个芯片中。2.1.2湿度传感器的选择采用数字式温湿度传感器DHT90。该传感器为数字式传感器，采集湿度的 精度是14位，端口少，只需要单片机的一个端口即可驱动，精度较高，除此之 外，该传感器还可以

11、同时采集温度和湿度，并能进行相对湿度补偿，易于应用， 操作简单。2.1.3温度传感器的选择采用数字式温湿度传感器DHT90。该传感器为数字式传感器，可以同时采 集温度和湿度，两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集成变得快 速而简单。2.1.4模数转换器ADC0809ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图所示，它由8 路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近 寄存器、逻辑控制和定时电路组成。-89s51作为中央控制装置，负责中心运算和控制，协调系统各个模块的工作。-四路采样温度信号采样简单平均处理，温度保存为整数。-四路采样湿度

12、信号采样简单平均处理，温度保存为整数。-模数转换器ADC0809:即由模拟信号转换为数字信号。它共有8个模数转换通道。模数的转换共有2种方法。一种是利用INT0中断，当一次转换结束后，ADC0809使INT0产生中断，通知系统转换完毕；另一种使用延时方法，开始转 换后系统延时100微秒等待转换完成。本方案采用延时转换的方法。-键盘显示芯片：采用LCD12864液晶显示器，可以显示四行汉字，每行为16 个字符，八个汉字，这样可进行观察和比较，清晰明了，易于操作，占用的单片 机口线少，可以满足本系统的设计要求。因此在本次设计中的显示部分选用 LCD12864液晶显示器。-风扇：负责系统的降温工作。

13、-加热设备：负责系统的加热工作。-喷雾设备：负责系统的加湿工作。-排潮设备：负责系统的去湿工作。-双色灯，音效模块：负责系统的报警功能。如果当前的温度超过用户设定的 界限值时系统将自动报警，双色灯在74LS273的控制下有规律的闪烁，同时音效 模块发出报警声，通知用户采取相应的措施。2.2系统设计方案的确定综上所述，对本次设计系统的方案选定如下：采用AT89s51作为主控制系统；液 品显示模块LCD12864作为本次系统的显示；DHT90温湿度传感器作为本次系 统温度和湿度的信息采集5。通过论证拟采用的设计方案内容包括以下几点：1. 选择单片机AT89s51作为整个系统的核心器件，发送并及时处

14、理系统信息。2. 传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传 感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无 法实现。本设计选用集成温湿度传感器DHT90O3. 显示电路的设计：设计采用液晶LCD12864进行显示。4. 报警电路的设计：在微型计算机控制系统中，为了安全生产，对于一些重要 的参数或系统部位，都设有紧急状态报警系统，以便提醒操作人员注意，或采取 紧急措施。其方法就是把计算机采集的数据通过计算机进行数据处理、数字滤波 和标度变换，这些已经在软件程序里边处理过，所以显示温湿度即为外界采集的 温湿度，和设定的值比较，如果高于上限值或低于下

15、限值则进行报警，否则就作 为采样的正常值，进行显示和控制。本设计采用声光报警电路。温度和湿度任何一个超过设定范围，蜂鸣器均报警。 设计选用二极管的亮灭显示温度或者湿度是否过限，这样便于观察，可以更加直 接的确定是要升降温还是要增减湿度。蜂鸣器报警电路是通过MCS-52的1根口 线经驱动器驱动蜂鸣音报警。第三章、硬件系统设计3.1中央控制模块3.1.1单片机at89s51简介at89s51是一个低功耗，高性能 CMOS 8位单片机，片内含 4k BytesISP（In-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器， 器件采用ATMEL公司的高密度、非易

16、失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令 系统及at89s51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储 单元，40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数 据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中 断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT） 电路，片内时钟振荡器1. AT89S51各引脚功能介绍：P0 口： P0 口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL门电流。当 P1 口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据在储

17、器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。1/AD1MISO/P1.6SCK/P1. 7TKD/P3.1-HI勘装的独卷管脚P1 口：1 口是一个内部提供上T1/PK5 1=收输出4TTL P门电流。15线、P1小管脚写入PO.4/AD4PO. 5/AD5PO. 7/AD7 EA/VPPALE/PEJOG口被外部下拉为曲平时，将输制流，这是由于内 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。1/A9 电PESNP2. 7/A15国电阻炬/位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接 P2.5/Ay 一E

18、,曰1J后？，被由部上拉为高，可用作输入，P1 部上拉的缘故。在FLASHF嶙：P2策一个内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2 口被写“1 ”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为 输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内 部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存 取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对 外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：

19、P3 口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入， 由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口除 了作为普通I/O 口，还有第二功能：P3.0 RXD （串行输入口）P3.1 TXD （串行输出口）P3.2 /INT0 （外部中断0）P3.3 /INT1 （外部中断1）P3.4 T0（T0定时器的外部计数输入）P3.5 T1（T1定时器的外部计数输入）P3.6 /WR （外部数据存储器的写选通）P3.7 /RD （外部数据存储器的读选通）P3 口同时为闪烁编程

20、和编程校验接收一些控制信号。I/O 口作为输入口时有两种工作方式，即所谓的读端口与读引脚。读端口时 实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线，经过某 种运算或变换后再写回到端口锁存器。只有读端口时才真正地把外部的数据读入 到内部总线。89C51的P0、P1、P2、P3 口作为输入时都是准双向口。除了 P1 口 外P0、P2、P3 口都还有其他的功能。RST：复位输入端，高电平有效。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个 机器周期的高电平时间。ALE/PROG:地址锁存允许/编程脉冲信号端。当访问外部存储器时，地址锁 存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程

21、期间，此引脚用于输 入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡 器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的 是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可 在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号，低电平有效。在由外部程序存储器取指 期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效 的/PSEN信号将不出现。EA/VPP:外部程

22、序存储器访问允许。当/EA保持低电平时，则在此期间外部 程序存储器(0000H-FFFFH)，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时， /EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1：片内振荡器反相放大器和时钟发生器的输入端。XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端。3.1.2时钟电路单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的，在单片机的XTAL1和XYAL2两 个管脚接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路，电路中电容器q和 C2对振荡频率有微调作用，通常取(3010)pF石英品体选择

23、6MHz或12MHz都可 以XTAL1AT89S51XTAL230pF12MHz 匚=IH I30pF3.1.3复位电路单片机的RST管脚为主机提供了一个外部复位信号输入口。复位信号是高电 平有效，高电平有效的持续时间为2个机器周期以上。单片机的复位方式可由于 动复位方式完成。电阻、电容器的参考值=10K。、C 1=10uF、C.=0.01uF。F9T-| UTKb i皿匚a wo1KQAT89S513.1.4功能键的设计当一个单片机应用系统的运行需要人工干预时，键盘往往是一种最简单的十 预途径。利用键盘，人们可以很方便的实现向系统输入数据或让系统去执行某一 项命令，在单片机控制系统中，由于其

24、控制对象比较专一，往往需要几个功能键。 对于具有少量功能键的系统，采用相互独立的接口方法，即每个按键接一根输入 线，各键的工作状态互不影响。键盘具有结构简单，使用灵活等特点，因此被广 泛应用于单片机系统。本系统主要是对温室中温湿度进行自动监测和控制，但是为了管理人员的管 理，系统使用键盘来设定温湿度的上下限。本设计采用四个按键，按键的功能如下：S1： S1控制温度上限，设定其上限后，当测量温度超过40C时，则按S1 键，使其保持在35C；S2： S2控制温度下限，设定其下限后，当测量温度低于10C时，则按S2 键，使其保持在20C；S3： S3控制湿度上限，设定其上限后，当测量温度超过70%R

25、H时，则按 S3键，使其保持在60%RH；S4： S4控制湿度下限，设定其下限后，当测量温度低于40%RH时，则按 S4键，使其保持在30%RH。3.1.5温湿度采样模块当将单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号输入通道，由计算机拾取 必要的输入信息。对于测量系统而言，如何准确获得被测信号是其核心任务；而 对测控系统来讲，对被控对象状态的测试和对控制条件的监察也是不可缺少的环 节。传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传 感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无 法实现。工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和 控

26、制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产 的高效率和高质量。3.1.5.1温湿度传感器的概述DHT90是数字温湿度传感器系列中插针型的传感器。此类型传感器把传感元件 和信号处理集成起来，输出全标定的数字信号。传感器包括一个电容性聚合体 测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上与14位的 A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。传感器采用专利的CMOS技术， 确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。因此，该产品具有品质卓越、 响应超快、抗干扰能力强、性价比极高等优点。传感器采用的是原装进口数字 温湿度传感器芯片，引脚插针为标准2.54插针，使用

27、时无需重新校准。传感器 直接与单片机相连，无需其他外部元件。总之，极低的功耗、极高的性价比、卓 越的品质等优点使其成为我们在选择温湿度传感器时的首选。DHT90的基本特 性如下：测湿范围：0100%RH； 测温范围：-40123.8C； 响应时间：温度： 30s，湿度：8s；分辨率：温度：0.01 C，湿度：0.03%RH；重复性：温度：0.1 C 湿度：0.1%RH；测量精度：温度：0.5C 湿度：4.5%RH；安装方式：2.54mm间距插针。3.1.5.2传感器的接口说明PinNameComment1SCK时钟信号2VDD电源3GND地4DATA数据输出DHT90的供电电压为2.4-5.5

28、V,建议供电电压为3.3V。DHT90的串行接口， 在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理；传感器不能按照I2C协 议编址，但是，如果I2C总线上没有挂接别的元件，传感器可以连接到I2C总线 上，但单片机必须按照传感器的协议工作。SCK用于微处理器与DHT90之间的通讯同步。由于接口包含了完全静态逻 辑，因而不存在最小SCK频率。DATA三态门用于数据的读取。DATA在SCK时钟下降沿之后改变状态， 并且仅在SCK时钟上升沿有效。数据传输期间，在SCK时钟高电平时，DATA 必须保持稳定。为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA在低电平。需要一个外 部的上拉电阻（例如：10kQ）将信号

29、提拉至高电平。3.1.5.3硬件连接设计采用数字式温湿度传感器DHT90。它是数字式温度传感器，具有测量精度 高，电路连接简单等特点，传感器仅需要一条数据线进行数据传输，另外SCK 端用于微处理器与DHT90之间的通讯同步，设计中采用AT89S51的P3.7与 DHT90的SCK相连，用P3.6与DATA端相连，Vcc接电源,Vss接地。VCCDHT903.2 A/D转换模块3.2.1 ADC0809 简介逐次逼近型A/D转换器属于直接型A/D转换器，它能把输入的模拟电压直接 转换为输出的数字代码，而不需要经过中间变量。主要由比较器、环形分配器、 控制门、寄存器与。/入转换器组成。ADC080

30、9简介1. ADC0809引脚功能OE：允许输出信号。当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。START：启动信号输入端，START为正脉冲，其上升沿清除ADC0809的内部的各寄存器，其下降沿启动A/D开始转换。-EOC：转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已完成。2. ADC0809内部结构图A/D转换器ADC0809由八路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、D/A转 换器、寄存器、控制电路和三态输出锁存器等组成。其内部结构如图3.2.1所示。启动时钟S路模拟开关地址锁存 与译码图3.2.1ADC0809内部结构3.3显示模块3.3.1 12864LCD液晶显

31、示屏简介显示器是最常用的输出设备，显示电路的设计是必不可少的。对于温湿度测 控系统的设计，显示电路的设计也是不可缺少的。在本设计系统中，不仅要显示 测量的温湿度值，而且还有不同的温湿度报警参数，所以显示器的设计也就是必 要的了。液晶显示模块提供两种界面来连接微处理机：8位串行及并行两种连接方 式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。和LED显示器一样， LCD也有字符型和点阵型两种。字符和数字的简单显示，不能满足汉字和图形 曲线现实的要求；点阵式LCD不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种曲线、 图像及汉字，并且可以实现屏幕上下的滚动、反转、闪烁等功能，用途十分广泛。本设计中的显示器

32、设计采用的是点阵式液晶显示模块。12864lcd是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含 有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为 128x64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。与同类型 的图形点阵液品显示模块相比，不论其硬件电路结构或显示程序都要简洁得多 其基本特性如下：低电源电压：VDD:+3.0-+5.5V；显示分辨率：128x64点；内置汉字字库：提供8192个16x16点阵汉字（简繁体可选）； 内置点阵字符：128个16x8；时钟频率：2MHZ；显示方式：STN、半透、正显；驱动方式：1/32DUTY

33、，1/5BIAS；视角方向：6点；背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/51/10； 通讯方式：串行、并口可选；内置转换电路：DC-DC，无需外加负压；工作温度：0C - +55C，存储温度:-20C - +60C0123-4567891 0-41 31 451 61 71 8-13.3.2LCD12864 引脚说明GND VDD NC RS WR E DB0DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6DB7 PSB NC RST NC LED+LED-图 3.3.2 LCD12864 引脚图LCD12864共20个引脚，其中引脚NC应悬空。由于模块内部接有上电复 位电路，因

34、此在不需要经常复位的场合可以将引脚RST悬空，引脚DB0-DB7为 三态数据线，可用于写入并读取数据。3.4报警模块本设计采用声光报警电路。采用74ls273做声光报警驱动芯片。74LS273 是8位数据/地址锁存器，他是一种带清除功能的8D触发器，下面我介绍一下他 的管脚图功能表等资料(1) .1脚是复位CLR，低电平有效，当1脚是低电平时，输出脚2(Q0)、5(Q1)、 6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部输出 0,即全部复位;(2) .当1脚为高电平时，11(CLK)脚是锁存控制端，并且是上升沿触发锁存, 当11脚有一个上升沿，立即锁存输入脚

35、3、4、7、8、13、14、17、18的电平状 态，并且立即呈现在在输出脚 2 (Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、 16(Q6)、19(Q7)上.CONNECTION DIAGRAM DFP (TOP VIEW)Vcc 5 D? D(. Q6 口 s Ds D4 % CP20191817161514131211J 741s2731234567a9_10_MR. Qq % D| Q 班班GNDLOADING(Note a)PEN NAMESHIGHLOWCPClock (Active HIGH Going Edge) Input 0.5 U.L0.25 U

36、.L.Do- D7BatslnptHs0.5 O.L0.25 U.L.MPMaster Reset (Active LOW) Input0.5 U.L.0.25 U.L.Qo- Q7Register Outputs10 U.L.5 U.L74ls273管脚功能：1D8D为数据输入端，1Q8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用 作8位地址锁存器。3.5控制电路的设计继电器是电子控制器件，通常应用于自动控制电路中。它具有控制系统(又 称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，实际上是用较小的电流去控制较大电 流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 电磁式继

37、电器具有结构简单、工作可靠、坚固耐用、价格便宜等优点。本电路采 用常开继电器组成控制电路。它们分别控制加温设备、降温设备等设备。加温设 备工作原理：当温度低于设定下限温度时，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，则加热装置将进行加热工作，温度上 升。当温度上升到设定范围之内时，置其引脚为高电平，三极管将截止，继电器 不能工作，处于常开状态，加热装置停止工作。降温等其他继电器控制设备原理 与加温设备原理相似。加温设备原理图如图3-5所示。第4章调试4.1软件调试系统软件设计的过程主要分为以下几个步骤：第一步：建立源程序。通过计算机开发系统的编辑软件，按照所要求的

38、格式、 语法规定、源程序输入到开发系统中，并存在磁盘上。第二步：在计算机上，利用KILE软件对第一步输入的源程序进行编译，变 为可执行的目标代码。如果源程序有语法错误，则其错误将显示出来，然后返回 到第一步进行修改，再进行编译，直到语法错误全部纠正为止。第三步：在线调试。对于与系统、硬件无联系的程序，可以借助在线调试手 段，发现逻辑错误后，返回到第一步修改，直到逻辑错误纠正为止。对于与系统 硬件紧密相关的程序，则需对软件和硬件同时进行调试，将程序烧入CPU，然 后将CPU插入系统。发现硬件故障后应排除故障，发现逻辑错误后应修改程序， 消除逻辑错误。4.2硬件调试硬件调试主要包括两步：第一步：系

39、统上电之前，先仔细检查线路是否连接正确，并核对元器件的型 号、规格和安装是否符合要求，应特别注意电源系统的检查，以防止电源的短路 和极性错误，并重点检查系统总线是否存在相互之间短路或与其它信号线的短 路。第二步：第一步的调试，只是对系统进行初步调试，可以排除一些明显的故 障，而硬件故障如各个部件内部存在的故障和部件之间连接的逻辑错误）主要是 靠软件和硬件联调来排除。硬件调试和软件调试是不能完全分开的，许多硬件错误是在软件调试中发现 和被纠正的。4.3液晶模块调试液晶显示器是人机界面最关键的部分，能够使我们更加清楚的读取数据。在对显示模块进行调试的过程中发现显示不正常，汉字显示与字符显示不 同，

40、LCD-12864每行可以显示16个字符，8个汉字，汉字不能分半显示，由于 软件编程时，地址分配有误，使得汉字部分无法显示。经过检查，发现问题后， 将地址重新分配，显示部分正确。4.4报警电路调试本次系统设计采用的是声光报警电路。当温度和湿度其中任何值一个过限后， 蜂鸣器都会发出声音。但是在加上控制信号，温湿度过限后，蜂鸣器不报警。蜂 鸣器的控制端口无控制信号输出。经检查发现程序里面蜂鸣器的控制端口电平设 置有误，修改后，蜂鸣器工作正常结论这个设计虽然做的比较简单，很多东西都不是考虑的很细，也有一些没有做 到，鉴于个人水平关系并没有把所有情况都考虑进去。这几个月的毕业设计让我 学会的很多，觉得

41、自己学的太少还有很多东西需要认真学习，本设计特点如下：1. 把传感器技术应用到单片机控制系统中，实现了对环境温湿度的数据采 集、读取等。2. 利用LCD液晶的显示技术完成环境温度、湿度及显示电路的设计。3. 外接了蜂鸣器报警模块，在超过设定温湿度上下限时自动报警。本系统也存在的不足与拓展：1. 设计不足：系统设计中，未能显示实时信息。在一些比较特殊的场合， 有时候需要系统显示出各个时间段，比如，早、中、晚的实时信息。而这个系统 没有此项功能。2. 系统拓展：(1) 本系统可以添加中、短程无线通信模块，使得系统能够在不适合人到达 的地方进行工作，提高了系统的实用性；(2) 本系统可以利用串口与P

42、C机相连接，然后将采集的信息在PC机上进 行处理，进行远程操控。参考文献1 朱定华主编.单片机原理及接口技术实验.北京大学出版社。2 周坚，单片机轻松入门M.北京航空航天出版社。3 何立民主编.MCS-51单片机应用系统设计.北京航天航空大学出版社。4 孙育才.MCS-51系列单片微型计算机及其应用.南京：东南大学出版社。5 公孙茂，马宝匍，孙晨.单片机入口接口实例集.北京航空航天出版社。6 求是科技.PIC单片机典型模块设计和实例导航.人民邮电出版社。7 龙泽明，顾立志，王桂莲，陈光军.MCS-51单片机原理及工程应用，北 京国防工业出版社。.8 胡辉.王晓，戴永成.单片机原理及应用设计.中国水利水电出版社。9 蔡菲娜.单片微型计算机原理和应用。浙江大学出版社。10 单线数字温度传感器资料，武汉力源电子有限公司