防灾科技学院
毕业设计
题目基于STC单片机的温湿度控制器的设计与实现
学生姓名学号
系别专业电气工程及其自动化班级
开题时间答辩时间
指导教师职称副教授
基于STC单片机的温湿度控制器的设计与实现
作者
指导老师
摘要电力柜内的电气设备需要一个干燥、凉爽的环境，一些电力设备本身存在较大电阻，一些电磁线圈也在长时间工作之后产生较多的热量，而潮湿的环境容易腐蚀电气设备线路，大大降低了其使用寿命，所以就需要一种能够控制电力柜内温湿度的设备，让电力柜内环境温湿度保持在一个适宜电气设备工作的范围，而电力柜内的温度和湿度监测，通过人工监测电力柜内温湿度误差大，随机性大，无法连续监控也不安全。通过51单片机来监测温湿度并控制继电器通断，除湿器和散热器工作，达到电力柜内降温除湿的目的。使用单片机系统进行电力柜内温湿度监测控制，可以实时监测控制，误差相对比较小，而且直观易懂，通过设置还可以调节温湿度的监测控制范围。降低了电力设备维护成本，也保障人身安全。
关键词：单片机STC89C52、DHT11传感器、温湿度监测控制
Based on the design and implementation of digital temperature controllers and humidity controllers on STC microcontroller
AS a person Che Wenliang
The instructor Xin-gang wang
Abstract In electric cabinet electrical equipment are in need of a dry, cool environment, some electric power equipment itself there is a big resistance, the electromagnetic coil also after work for a long time to produce more heat and humid environment corrosion to electrical equipment, greatly reduce its service life, so they need a way to control devices in electric cabinet temperature and humidity, environmental temperature and humidity inside ark power to keep the scope of the work in a suitable electrical equipment and power incase of temperature and humidity monitoring, through the great error in manual monitoring in electrical cabinet temperature and humidity, randomness, unable to continuous monitoring nor safe. Through the 51 single-chip microcomputer to monitor temperature and humidity and control relay on-off, dehumidifier and radiator, achieve the goal of power rack cooling dehumidification. Using single chip microcomputer system for electrical cabinet temperature and humidity monitoring and control, can be real-time monitoring control, the error is relatively small, and straightforward, by setting the also can adjust temperature and humidity monitoring and control. Reduces the power equipment maintenance costs, and safeguard the personal safety.
Keywords：Microcontroller STC89C51;DHT11 sensor; temperature and humidity monitoring and control
目录
1引言 (1)
1.1课题研究的背景 (1)
1.2课题研究的意义 (1)
2 方案设计 (2)
2.1功能要求 (2)
2.2设计思路 (2)
2.2.1传感器选择 (2)
2.2.2显示器选择 (2)
2.2.3单片机主芯片选择 (3)
2.3总体设计框图 (3)
3 系统硬件设计 (4)
3.1概述 (4)
3.2主控模块设计 (4)
3.2.1STC89C52芯片的简介 (4)
3.2.2STC89C52单片机最小系统 (5)
3.2.3主控模块电路原理图 (6)
3.3DHT11传感器模块设计 (6)
3.3.1DHT11传感器简介 (6)
3.3.2DHT11传感器模块电路设计 (10)
3.41602液晶显示模块设计 (11)
3.4.1 1602液晶显示屏简介 (11)
3.5降温除湿模块的设计 (14)
3.6电源部分的设计 (14)
3.7按键模块的设计 (15)
4 系统软件设计 (15)
4.1LCD1602液晶软件设计 (16)
4.2DHT11温湿度传感器软件设计 (18)
5 系统分析与调试 (19)
5.1PROTUES和KEIL编译器软件简介 (17)
5.2使用PROTUES绘制电路原理图 (17)
5.3使用KEIL编译器写程序 (18)
5.4使用PROTUES电路仿真 (19)
5.5使用STC ISP下载程序 (19)
6 结论与展望 (19)
致谢 (20)
附录A元器件清单 (21)
附录B硬件原理图 (22)
附录C程序清单 (26)
附录D开发板仿真 (22)
附录E 电路实物焊接测试 (22)
附录F PCB板打样 (22)
附录G最终成品 (22)
1 引言
1.1课题研究的背景
电力柜内的温湿度在合适范围内时，不仅安全可靠，而且可大大延长电气设备的使用寿命，节省大量成本。电力柜内温湿度的监测和控制，在智能化设备发展迅速的今天，它已经取代了人工检查，而且人工检查费时、不准确、某些电力设备不适合靠近测量等，所以就需要一种能够监测并控制电力柜内温湿度的设备或者系统以替代电力设备维护人员的人工检查，提高效率而且安全可靠，避免许多不必要的麻烦。温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注。而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了。
1.2课题研究的意义
类似的控制在许多方面都有应用。无论是日常生活电器中还是工业设备中都有，在不同场合，系统设计也不同。但基本原理都是一样的。我们可以用这个系统举一反三，研究类似的系统，比如日常生活中的空调温湿度自动监测控制，农业中的大棚内的温湿度监测控制，同样，也可以在飞机，潜水艇，航天器上甚至是生命探测器上进行温湿度的监测控制，该课题应用十分广泛，涉及范围广，特别在智能化设备发展较快的今天，它已经渗透到了我们生活的方方面面，在电力柜内使用该系统，降低运营成本，安全可靠。[1]随着科技的飞速发展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。传统的温湿度检测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下，不仅效率低不利于人才资源的充分利用，而且缺乏科学性，许多重大事故都是由人为因素造成的，人工维护缺乏完整的管理系统。而问世监控系统就可以解决这样人才资源浪费，管理不及时的问题，这是由于它的智能化设计所决定的。
2方案设计
2.1功能要求
1、温湿传感器采集数据；
2、单片机处理数据；
3、温湿度用液晶显示屏显示；
4、设定温度湿度控制范围，其范围可通过按键进行设置；
5、超过设定值时，蜂鸣器报警
2.2设计思路
基于51单片机的电力柜内温湿度监测控制系统由51单片机、传感器DHT11、按键、LCD1602液晶显示器、散热风扇、除湿器、报警蜂鸣器、继电器电路、和电源部分组成。以单片机为温湿度的控制核心，用DHT11温湿度传感器检测电力柜内温度和湿度，LCD1602液晶显示温湿度。当超过温度的上限值时启动降温继电器控制散热风扇进行降温，一直降温到下限值时停止降温。当超过湿度的上限值时启动除湿继电器控制除湿器对电力柜内进行除湿，一直除湿到设置的下限值时停止除湿。温度和湿度的控制设置参数可以通过按键进行设置。设置还包蜂鸣器的开和关。[2]
2.2.1传感器选择
温湿度传感器为DHT11，相比较于DS18B20温度传感器和电阻式氯化锂湿度计或者碳湿敏元件，DHT11传感器集成了温度和湿度的监测模块，可直接可替代两个传感器，简化了电路，编程也方便快捷，所以选用DHT11。
2.2.2显示器选择
采用LCD1602液晶显示，可以显示多种字符，还带背光二极管，界面简洁，接口简单，相比较于使用7段数码管，编程简单，接线也简单，显示内容丰富，可根据需要显示，随着半导体技术的发展，LCD1602液晶显示在许多电子设备上都有其身影。
2.2.3单片机主芯片选择
采用STC89C52单片机作为监测温度和输出控制的核心，功能强大，用其在整个控制系统中，满足了最初的设计需求，功耗低，内部储存足够存储一些程序，而且STC 单片机功能丰富，也适合在后期改进或者增加功能时候使用，市面上出售的单片机STC 系列很多，价格低廉，4块钱一个吗，而且好多电子爱好者都使用其对应的开发板，使用这些开发板让我们最大限度的学习了其功能，让初学者很快上手，所以选择了STC 系类单片机。
2.3总体设计框图
图2.1 系统总设计框架
3系统硬件设计
3.1概述
电路总体上分为51单片机、温湿度传感器DHT11、组合按键、LCD1602液晶显示器、散热风扇、除湿器、报警蜂鸣器、继电器电路、和电源部分。以STC89C52作为核心控制器，继电器控制散热风扇和除湿器，按键设置温湿度范围。
3.2主控模块设计
3.2.1 STC89C52芯片的简介
STC89C52低功耗、高性能，有8K Flash 存储器。制造技术先进，兼容性强。系统程序用keil编程，并用开发板下载，或者ISP下载器下载。电脑软件编程支持，方便快捷，可对相应的接口进行灵活设置，对电路控制，信号的输入输出提供高效而且灵活控制。
3.2.2 STC89C52单片机最小系统
单片机系统电路如下图所示：
图3.1 单片机系统图
STC89C52 单片机的工作电压范围：本次设计使用3节干电池为单片机供电。单片机供电接口为VCC和GND。
开关的通断或者使用复位电路可以让单片机重启。复位按钮可使程序重头开始执行。
晶振频率的大小控制着单片机的工作快慢。晶振和电容组成的振荡电路。[3]
3.2.3主控模块电路原理图
电力柜内DHT11传感器的信号通过单片机读取和处理，并将温湿度数据发给LCD1602液晶显示。完成信息的接收与发送。具体电路如图3-2所示。
图3.2 主控模块原理图
3.3DHT11传感器模块设计
3.3.1 DHT11传感器简介
DHT11是复合传感器，可同时测定温度和湿度，直接取代了单独的温度和湿度传感器。技术先进，运行可靠、稳定。该产品价格低廉。每个DHT11传感器都经过严格校准，并将数据封装入内部芯片中，传感器工作时以这个校准数据为参考标准，再把数据输出。单线制串行接口，连接简单，只有一颗数据线，另外是电源和接地，简化了电路。
体积很小、功耗也低，信号传输距离远，其本身的性质及其特点满足了成千上万的产品设计需求，封装形式多式多样，消费者可根据需求选择所要封装形式的传感器。
DHT11传感器实物图如下3-3所示：
图3.3 DHT11传感器实物图
（1）引脚介绍：
Pin1：(VDD)，电源引脚，供电电压为3~5.5V。
Pin2：（DATA），串行数据，单总线。
Pin3:（NC），空脚，请悬浮。
Pin4（VDD），接地端，电源负极。
（2）接口说明：
图3.4 DHT11典型应用电路
（3）数据帧的描述：
操作流程如下：
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式:8bit温湿度的整数和小数数据
（4）电气特性：VDD=5V，T = 25℃，除非特殊标注
表 3.2 DHT11的电气特性
供电DC 3 5 5.5 V
供电电流测量0.5 2.5 mA
平均0.2 1 mA
待机100 150 uA
采样周期秒 1 次
注:采样周期间隔不得低于1秒钟。
（5）时序描述：
单片机发送测量命令后,传感器从低功耗转换到高速模式,命令结束后,传感器响应,传感器采集一次信号,然后我们可以根据需要选择数据，若没有收到单片机的检测命令，传感器不会采集数据，此时，传感器低功耗待机，等待下次数据检测命令。
通讯过程如下图3-5所示：
图3.5 传感器时序
图3.6 传感器时序
数字0信号表示方法如下图3-7所示：
图3.7 传感器时序
数字1信号表示方法如下图3-8所示
图3.8 传感器信号表示
3.3.2 DHT11传感器模块电路设计
DHT11传感器连接STC89C52收发数据，即数据口。连接传感器的Pin2（单总线，串行数据）。测量距离短，在传感器的Pin2口与电源之间连接一个5K电阻。而传感器的电源端口Pin1和Pin4分别接单片机的VDD和GND端。传感器的第三脚不接。DHT11传感器原件的电路原理图如下3-9所示：
图3.9 DHT11电路原理图
3.41602液晶显示模块设计
3.4.11602液晶显示屏简介
液晶显示在日常生活的电子设备中都比较常见，最简单的计算器上都有液晶，显示的信息全面而且直观。
LCD1602液晶显示优点：
①显示质量高：恒定发光，无需要不断刷新且不会闪烁；
②数字式接口：可直接与单片机P口连接；
③体积小、重量轻；
④功耗低：整体功耗都比较低
为达到省电和交互方便，我们采用LCD1602液晶显示，其接口电路如下图所示：
图3.10 LCD1602液晶接口电路
LCD1602主要技术参数：
显示容量:16×2个字符
芯片工作电压:4.5—5.5V
工作电流:2.0mA(5.0V)
模块最佳工作电压:5.0V
字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm
1602LCD各引脚接口说明如表1.1所示:
图3.11 写操作时序
图3.12 1602LCD内部显示地址
3.5降温除湿模块的设计
本设计降温模块电路采用NPN型S8550三极管驱动继电器通断控制风扇和除湿器工作，风扇电源为5V开关电源供电，除湿器电源220V市电，蜂鸣器与单片机共用电源。
具体电路图如图所示：
图3.13 继电器工作原理图
3.6电源部分的设计
单片机、传感器、继电器等功耗低的元件采用干电池供电，输出电流稳定，换电池也方便，而散热风扇采用5v开关电源供电，除湿器由于包含发热元件，直接用220v市电。这样使用不同的供电接口，安全可靠。
图3.14电源接口电路
3.7按键模块的设计
系统设置4个按键，分别为S2,S3,S4,S5组成。通过这个四个按键可以设置温湿度上下限，长按可以实现温度和湿度连加和连减的功能，菜单第三项还可设置蜂鸣器开关，可以更快的完成参数的设置。具体电路图如图3-7所示：
图3.15按键模块电路图
4系统软件设计
建立程序流程图，流程图如图4.1所示：
图 4.1 主程序流程图
4.1LCD1602液晶软件设计
软件流程图如图4-2所示：
图4.2 1602液晶显示模块程序流程图
4.2 DHT11温湿度传感器软件设计
DHT11传感器模块的软件流程图如下图所示:
图 4.3 DHT11传感器模块程序流程图
5系统分析与调试
5.1 protues电路仿真和Keil编译器软件
Protues软件是我们常用电路图绘制软件，里面元器件种类丰富，从各种集成芯片到每个小电阻等等，元件库的元件可以让我们随性所欲的选择，其仿真功能可代替一些实物连接，极大的节省了实物测试时间。[6]
Keil是单片机学习者必备的编程软件，其使用的c语言，极大的降低了学习者的门槛，c语言相比较于汇编语言，更容易让初学者上手，短短几个月便可学到许多基本语句，而keil软件编译单片机程序必不可少。当然也可以使用其他c语言编写程序编写，再用keil编译。[7]
5.2使用protues绘制电路原理图
首先我我们打开软件，做单片机系统，首先我们就从选择元件开始，打开软件的元件库，上面输入关键字，便可查找所需元件，我们选择好了元件后，便可以在绘制区域进行电路图绘制，元件可旋转或者颠倒方向，为了使电路图画出来美观而且布线不乱，我们优先选择线比较多的元件连接，并减少连接距离，首先把单片机系统连接完成，再向外扩展元器件，根据设计要求和单片机IO口的功能，我们选择不同的接口连接线路，给需要供电的元器件接上电源和接地，至此，整个电路绘制完成。[8]
图 5.1 Protues软件绘制电路
基于单片机的温湿度计的设计
单片机课程设计 项目名称基于单片机的湿度显示器设计 专业班级通信092 学生姓名 指导教师 2012年12月12日
摘要 温度和湿度是两个最基本的环境参数，人们生活与温湿度息息相关。在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。准确测量温湿度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要。因此，研究温湿度的测量方法和装置具有重要的意义。 随着科技的不断发展，单片机技术已经普及到我们的工作、生活、科研等各个领域。已经成为一种比较成熟的技术。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便等优点，目前已经渗透到我们工作和生活的方方面面。 本论文介绍了一种以AT89C51为主要控制器件，以DHT11为数字温度传感器的新型数字温湿度计。本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。 关键词：温湿度传感器； LCD1602； AT89C51； DHT1 1；
Abstract Temperature and humidity are the two most basic environmental parameters, people's life is closely related with the temperature and humidity. In daily life, industry, medicine, environmental protection, chemical industry, petroleum and other fields, we often need to environment temperature and humidity measurement and control. Accurate measuring temperature and humidity in biological pharmacy, food processing, paper making industries is very important. Therefore, the study of the temperature and humidity measurement method and equipment has important significance. With the continuous development of science and technology, microcontroller technology has spread to our work, life, scientific research, and other fields. Has become a more mature technology. Due to the high level of integration SCM, strong function, high reliability, small volume, low power consumption, easy to use, etc., and has penetrated into our work and all aspects of life. This paper introduces a kind of AT89C51 as the main control device, in order to DHT11 digital temperature sensor for new digital temperature and humidity meter. This design mainly includes hardware circuit design and software design. Keywords:Temperature and humidity sensor; LCD1602; AT89C51; DHT1 1;
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
第一章引言 1.1 课题背景 在现代工业现场，随着科技的进步和自动化发展，温、湿度监测系统在某些行业中要求越来越高，特别是在大中型仓库管理系统中，由于温湿度过高或过低引起的仓库储藏物本身的水分过高或连续的高湿天气将导致储藏物新陈代谢加快而放出热量，放热引起的温升又是代谢进一步加剧以至发霉变质，因此仓库必须重视对空气温湿度精确的而又方便的实时监测，长期以来，由于受经济条件限制，我国仓库环境较差，而且管理落后。 仓库管理的重点之一就是要合理布置测温点，经常检查温度变化，以便及时发现储藏物发热点，减少损失。然而，堆积物的热传递又是那样的缓慢，使人感知极差，需要管理人员经常进入闷热、呛人的仓库内观察温、湿度，不断进行翻仓、加湿、通风和降温设备来控制温湿度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。这种繁重的体力劳动，不仅对人体有极大的伤害，而且不科学、不及时。所以，仓库储藏物虫蛀、霉变的情况时有发生。 我国的储藏物现均集中存放在地方或国家的仓库中。按照国家储藏物保护法，必须定期抽样检查粮食的温、湿度，以确保储藏质量。这就迫切需要温湿度监控系统来控制仓库。 本课题即以上述问题为出发点，设计仓库温、湿度监控系统，该系统不仅能采集仓库内的温、湿度值，而且能够迅速做出相应的处理，并将数据及处理结果显示给用户，并储存数据以方便以后的对比研究。 1.2 仓库温、湿度控制技术的国内外研究状况 近年来，由于超大规模集成电路技术、网络通信技术和计算机技术的发展，是监控系统在工农业生产等领域得到广泛引用，因此，仓库温、湿度监控技术的研究在软、硬件等方面都得到了一定的发展。 1.2.1 硬件技术 早期仓库温湿度检测主要采用温度计量算法，它是将温度计放入特定的插杆中，根据经验插入仓库的多个测温点，工作人员定期拔出读数，决定采取相应的措施。这种方法由于温度计精度、人工读数的人为因素等原因，温度检测不仅速度慢而且精度低，抽样不彻底，局部粮食温度过高不易被及时发现，局部粮食发霉变质引起大面积坏掉的情况时有发生。 随着科技的发展，温、湿度检测系统有了很大的改善和提高，系统在布线上采用矩阵式布线技术，简化了数据采集部分的线路；在传感器方面应用了热电偶、半导体等器件；在数据传输方面减少了传输线的根数，采用串行传输方式，他可对仓库的各个测试点进
基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
毕业设计 论文题目:温度自动控制系统的设计 院(部)名称:电气信息工程学院学生姓名: 专业: 学号 : 指导教师姓名: 论文提交时间: 论文答辩时间: 学位授予时间:
摘要 随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。阐述了以AT89C52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。主要组成部分：AT89C52单片机、温度传感器、显示电路、温度控制电路。它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。而且设有超温报警程序。测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，大幅提高了被控温度的技术指标。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测与温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。 关键词：温度自动控制，AT89C52，DS18B20，PID
ABSTRACT With the development of science and technology, temperature is used to be controlled parameter in industrial production. Controlling controlled parameter by microcontroller has been main trend in today's society. This paper introduces the design of digital temperature measurement and automatic control system .It consists of AT89C52 microcontroller, temperature sensor, show circuit and temperature control circuit. It is able to display and set temperature in real-time. The purpose is to achieve the control of temperature. Besides, it has over- temperature alarm program. Tests show that this design not only controls temperature conveniently and simply but also improve the technical indicators of controlled temperature greatly. With as the core of microcontroller, this design achieves the control of temperature. Temperature signal is collected by temperature chip DS18B20 and transmitted to microcontroller in the form of digital signal. This paper introduces the hardware of the system including temperature detection and temperature control circuit. Microcontroller achieves the purpose of temperature control by processing sign correspondingly. KEY WORDS:automatic temperature control, AT89C52 , DS18B20, PID
辽宁工业大学《组态软件》实训（论文）题目：粮仓温度监控系统 院（系）：软件学院 专业班级：软件工程111班 学号： 学生姓名： 指导教师：任国臣 教师职称：副教授 起止时间：2012-06-11至2012-06-25
课程设计（论文）任务及评语
目录 第1章课程设计的方案4 1.1 概述4 1.2 系统组成总体结构5 第2章课程设计内容6 2.1 确定系统I/O点参数6 2.2 用户界面窗体层次规划7 2.3主窗口组态10 2.4其他操作窗口组态11 2.5系统脚本程序编辑12 第3章课程设计总结16 参考文献17
第1章课程设计的方案 1.1 概述 题目的意义: 粮食在存储期间，由于环境、气候和通风条件等因素的变化，粮仓内的温度或湿度会发生异常，这极易造成粮食的腐烂或发生虫害。同时粮仓中的粮食储存质量还受到粮仓中气体、微生物以及虫害等因素的影响。 针对粮食存储的特殊性，粮仓监控系统一般以粮仓和粮食的温度和湿度为主要检测参数，粮仓内气体成分含量为辅助参数。 系统功能介绍: 在本系统中，温湿度监测点主要为仓库内环境的温湿度值和粮食的温湿度值，分布在各个测点的温湿度控制器将采集到的温度和湿度的信息进行处理，利用RS454总线将温湿度的信息送给485转232的转换器，接到上位计算机服务器上进行显示，报警，查询。 监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储，然后将其设定的报警值想比较，若实测值超出设定范围，则通过屏幕显示报警或语音报警，并打印记录。 与此同时，监控中心可向现场检测仪发出控制指令，检测仪根据指令控制风扇等设备进行降温除湿，以保证粮食存储质量。 监控中心也可以通过报警指令来启动现场检测仪上的声光报警装置，通知粮库管理人员采取相应的措施来确保粮食存储安全。系统可24小时运行，长期稳定检测温湿度的变化，实现无人职守智能化管理。
单片机课程设计报告 题目：基于单片机的温湿度仪表设计 班级：智能科学与技术1201班
学生姓名：文波 学号：120407130 指导教师：朱建光 成绩： 工业大学 摘要 温度和湿度是两个最基本的环境参数，人们生活与温湿度息息相关。在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。准确测量温湿度在生物制药食品加工、造纸等行业更是至关重要。因此，研究温湿度的测量方法和装置具有重要的意义。 随着科技的不断发展，单片机技术已经普及到我们的工作、生活、科研等各个领域。已经成为一种比较成熟的技术。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便等优点，目前已经渗透到我们工作和生活的方方面面。 本设计STC89C52为主要控制器件，以DHT11为数字温度传感器的新型数字温湿度计。本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。
目录 第一章目标及主要任务 (3) 第二章硬件设计 (3) 2.1系统设计方案 (3) 2.2 STC89C52介绍 (4) 2.3 DHT11数字传感器介绍 (5) 2.4电路设计 (7) 第三章软件设计 (11) 3.1 系统软件主程序流程 (11) 3.2 DHT11数据采集流程 (13) 第四章结论与调试 (13)
附录（程序清单） (14) 参考文献 (22) 第一章目标及主要任务 在本次课程设计中，为实现对温湿度的检测与显示，主要利用以STC89C52为核心构架硬件电路，DHT11温湿度传感器采集环境温度及湿度信息(温度检测围：0℃至+50℃。测量精度：2℃.；湿度检测围：20%-90%RH检测精度：5%RH)，数码管直接显示温度和湿度(显示方式：温度：两位显示；湿度：两位显示)；同时利用C语言编程实现温湿度信息的显示功能。 扩展功能：可设置温湿度报警值，温湿度超过设置的响应报警值，会发出报警信号。 第二章硬件设计 2.1 系统设计方案
组合式空调机组温湿度控制方案说明 、设计概述 本控制系统便于提高HVAC设备的性能和工作人员的工作效率。该系统控制 器独立运行，保证自动控制过程的安全、可靠性；PID控制方式提供了良好的 控制精度和调节特性，特别适合于暖通空调系统控制。系统提供了消防信号联锁及报警、压差报警，风机启动连锁等多重保护措施，保证系统的安全运行。 本系统使用和操作极为简便，控制灵活方便。用户可通过直观的显示监测和控 制空调设备，方便的修改温湿度控制设定值，实时监测运行数据。 二、监视及控制内容 1 ?空调箱温湿度控制原理： 1）温湿度控制 DDC控制器采样回风温T和回风湿度H在DDC内部与设定点比较，其差值 △ T和厶H经比例积分PI控制模块计算后输出调节值至调节压缩机、电加 热、加湿器输出，保持室内温度湿度稳定。当回风温度高于设定点温度，控制器输出信号给压缩机启动，降低室内温度。当回风温度低于设定点温度，控制器输出信号给电加热，使其逐级打开，使室内温度升高。当湿度高于设定湿度时，控制器输出信号给压缩机，使其打开，降低温度除湿。 当湿度低于设定湿度时，控制器输出信号给加湿器，让其打开，增大加湿量，保持室内湿度稳定。 2）故障报警 空调机有任何不正常状态，系统均视为故障讯号，并立即报警，报警包括：温度超限报警、湿度超限报警、风机状态异常报警、滤网阻塞报警等。 3）联锁控制 压缩机、电加热、加湿器与风机连锁控制：在冬季和夏季运行模式下，风机 启动后，压缩机、电加热、加湿器即根据需要动作，然后根据回风温度、湿度要求
打开或者关闭，在正常关机情况下，自控系统在接到关机信号后，关闭电加热、加湿器、压缩机。 机组启停连锁控制： 空调自控系统在得到风机运行状态反馈信号的情况下，根据回风温湿度要求开启电加热、压缩机、电加湿等。 一旦空调系统故障报警，空调自控系统自动关闭电加热、电加湿、压缩机，关闭风机，当压缩机有任何故障，也将关闭压缩机，并显示报警原因，停止其工作。 4）控制参数显示和设定： 空调机各状态参数在就地DDC控制器上显示出来,参数包括：回风温 度、湿度，面板温度设定输入（也即面板输出到控制器的温度设定信号）、 面板湿度设定输入（也即面板输出到控制器的湿度设定信号）。 另也可对所有DDC控制器的DO和A0点进行超驰控制，实现对所有不同设备的手动控制。
基于单片机的湿度传感器设计 一系统方案 1.1系统功能 本文设计的湿度传感器应具备以下功能： （1）能够感受环境中的湿度变化。 （2）能够将环境中的湿度变化转化为电信号。 （3）系统能够对采集到的湿度信号进行分析处理。 （4）能够将环境中的湿度以相对湿度的形式显示出来便于观察记录。 （5）系统反应快、灵敏度高、稳定性好，具有一定的抗干扰能力。 （6）电路简单，操作方便、性价比高、实用性强。 根据系统功能要求，湿度传感器系统图包含以下模块： 信号采集模块信号处理存储模块信号显示模块 图1.1湿度传感器系统框图 1.2系统组成模块 1.2.1信号采集模块设计 本设计为智能式湿度传感器的设计，信号采集模块主要是用于测量环境中湿度变化，并将湿度变化转变成电信号的变化。因此，我们需要一个湿度传感器。和测量范围一样，测量精度同是传感器最重要的指标。每提高—个百分点．对传感器来说就是上一个台阶，甚至是上一个档次。因为要达到不同的精度，其制造成本相差很大，售价也相差甚远。 生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。如中、低温段(0一80％RH)为±2％RH，而高湿段(80—100％RH)为±4％RH。而且此精度是在某一指定温度下(如25℃)的值。如在不同温度下使用湿度传感器．其示值还要考虑温度漂移的影响。众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。温度每变化0.1℃。将产生0.5％RH的湿度变化(误差)。使用场合如果难以做到恒温，则提出过高的测湿精度是不合适的。因为湿度随着温度的变化也漂忽不定的话，奢谈测湿精度将失去实际意义。所以控湿首先要控好温，这就是大量应用的往往是温湿度—体化传感器而不单纯是湿度传感器的缘故。多数情况下，如果没有精确的控温手段，或者被测空间是非密封的，±5％RH的精度就足够了。因此在本次设计中选用DHT11温湿传感器作为本次设计湿度采集模块。 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的
1设计的意义 最近几年来,随着科技的飞速发展,单片机领域正在不断的走向社会各个角落,还带动传统控制检测日新月异更新。在实时运作与自动控制的单片机应用到系统中,单片机如今就是作为一个核心部件来使用,仅掌握单片机方面知识就是不够的,还应根据其具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。“单片机原理及应用课程设计”就是电子类专业的学科基础科,它就是继“汇编语言程序设计”,“接口技术”等课程之后开出的实践环节课程。 与此同时,现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。由于温度与湿度不管就是从物理量本身还就是在实际人们的生活中都有着密切的关系,例如:冬天温度为18至25℃,湿度为30%至80%;夏天温度为23至28℃,湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内,室温为19至24℃,湿度为40%至50%时,人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响,最适宜的室温度应就是工作效率高。18℃,湿度应就是40%至60%,此时,人的精神状态好,思维最敏捷。所以,本课程设计就就是通过单片机驱动LCD1602,液晶显示温湿度,通过此设计,可以发现本设计有一定的扩展性,而且可以作为其她有关设计的基础。
2设计原理 2、1设计目标 2.1.1基本功能 检测温度、湿度 显示温度、湿度 过限报警 2.1.2主要技术参数 温度检测范围: -30℃至+55℃ 测量精度: ±2℃ 湿度检测范围: 20%-90%RH 检测精度:±5%RH 显示方式: 温度:四位显示湿度:四位显示 报警方式: 三极管驱动的蜂鸣器报警 2、2设计原理 温湿度监测系统要满足以下条件:温湿度监测系统能完成数据采集与处理、显示、串行通信、输出控制信号等多种功能。由数据采集、数据调理、单片机、数据显示等4个大的部分组成。该测控系统具有实时采集(检测粮库内的温湿度)、实时显示(对监测到的进行显示)、实时警报(根据监测的结果,超出预设定的值的进行蜂鸣警告)的功能。 传感器就是实现测量首要环节,就是监测系统的关键部件,如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉与转换,一切准确的测量与控制都将无法实现。工业生产过程的自动化测量与控制,几乎主要依靠各种传感器来检测与控制生产过程中的各种参量,使设备与系统正常运行在最佳状态,从而保证生产的高效率与高质量。 一般温湿度控制系统中的温湿度测量均采用热敏电阻与湿敏电容,这种传统的模拟式温湿度传感器一般都需要设计信号调理电路并经过复杂的校准与标定过程,因此测量精度难以保证,且在线性度、重复性、互换性等方面也存在一定问
大棚温湿度自动控制系统设计 摘要：本设计是基于STC89C52RC单片机的大棚温湿度自动控制系统，采用SHT10作为温湿度传感器，LCD1602液晶屏进行显示。SHT10使用类似于I2C总线的时序与单片机进行通信，由于它高度集成，已经包括A/D转换电路，所以使用方便，而且准确、耐用。LCD1602能够分两行显示数据，第一行显示温度，第二行显示湿度。这个控制系统能够测量温室大棚中的温度和湿度，将其显示在液晶屏LCD1602上，同时将其与设定值进行对比，如果超出上下限，将进行报警并启动温湿度调节设备。此外，还可以通过独立式键盘对设定的温湿度进行修改。通过设计系统原理图、用Proteus软件进行仿真，证明了该系统的可行性。 关键词：STC89C52RC，SHT10，I2C总线，独立式键盘，温湿度自动控制 Abstract: This design is an automatic temperature and humidity controller for greenhouses, with the STC89C52RC MCU being its main controller. It uses the SHT10 as the temperature and humidity sensor, and the LCD1602 to display the messages. The SHT10 uses a timing sequence much like the I2C to communicate with the micro-controller. Because it’s a highly integrated chip, it already includes an analog to digital converter. Therefore, it’s quite convenient to use, and also accurate and durable. The LCD1602 can display two lines of messages, with the first line for temperature and the second line for humidity. The design can measure the temperature and humidity in a greenhouse, and then display it on a LCD1602. Meanwhile, it compares the data with the set limit. If the limit is exceeded, then the system will send out a warning using a buzzer and activate the temperature and humidity controlling equipment. Besides, the set limit can be modified with the independent keyboard. Through schematic design and Proteus simulation, the feasibility of this design has been proved. Keywords: STC89C52RC, SHT10, I2C bus, independent keyboard, temperature and humidity control
内蒙古大学鄂尔多斯学院2011级自动化专业学年论文 引言 目前我国土地沙漠化日益严重，所以在沙漠种植植物，防沙固土便显得很重要。但是，沙漠植物的存活率一直很低，在沙漠种植植物，如果存活不了，那么既不能改善环境，又浪费了人力物力资源。沙漠植物存活的环境由多个因子组成，如温度、光照、湿度及二氧化碳浓度等。时下，我国沙漠环境控制目前仍靠人工经验来管理，严重影响了沙漠植物生产的效益，阻碍了环境的发展进度，因此，采用先进的人工智能技术，科学、合理地控制影响植物的环境因子，通过计算机控制设备进行环境控制，以便给植物生长创造一个最佳的环境条件，既做到防沙固土，同时又改善了环境，这对沙漠环境施行自动检测和控制是非常必要的。沙漠设施的关键技术是环境控制，主要是温湿度的控制，其目的是提高控制及作业精度。温湿度控制仪的发展相当迅速，近几十年内，由于电子行业的迅速发展和集成电路和高集成电路的产生，控制仪走向微型化、多功能化。温湿度传感器在工农业生产、气象、环保、医学等领域得到越来越广泛的应用。温湿度控制仪目前普遍采用的方案： 方案：采用集温湿度传感器于一体的 SHT11 芯片为主要芯片的控制仪。由于传统的模拟式湿度传感器（方案一）一般不仅要设计信号调理电路，还要经过复杂的校准和标定过程，其测量精度难以保证。而SHT11是瑞士Sensiri-on公司生产的具有二线串行接口的单片全校准数字式新型相对湿度和温度传感器，可用来测量相对湿度、温度和露点等参数，具有数字式输出、免调试、免标定免外围
内蒙古大学鄂尔多斯学院2011级自动化专业学年论文 电路及全互换的特点。该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术融合，为开发高集成度、高精度、高可靠性的温湿度测控系统提供了解决方案。
粮仓粮库环境 温湿度综合监控管理系统 设 计 方 案 目录 第一部分：概述 (1) ................................................................................................................................. 粮食仓储概述 (03) (2) ................................................................................................................................. 粮仓粮库环境温湿度监控系统应用背景.. (04) (3) ................................................................................................................................. 粮仓粮库环境综合监控管理系统.............................. 04 第二部分：系统组成结构 ?上位管理主机 (05) ?数据通讯部分 (05) ?现场控制监测点 (05)
第三部分：控制模式 ?控制方式......................................... 06 第四部分：功能特点 (1)粮库环境温湿度监测 (07) (2)Q、CQ浓度监测？ (07) (3)数据存储功能 (07) (4)设备联动控制功能 (08) (5)防火自动报警功能 (09) (6)现场报警功能 (09) (7)远程传输和网络管理功能 (09) 第五部分：监测软件数据平台 (1)友好的用户登陆管理界面 (10) (2)实时历史、曲线报表数据分析 (10) (3)多种形式的报警功能 (11) (4)远程控制 (11) (5)监控终端 (11) 第一部分：概述
编号： 审定成绩：毕业设计（论文） 设计（论文）题目：基于单片机的温湿度检测 学院名称：自动化学院 学生姓名： 专业：测控技术与仪器 班级： 学号： 指导教师： 答辩组负责人： 填表时间：2011 年5月
摘要 随着科学技术的快速发展，人类社会取得了很大的进步。在生活、工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境中的温湿度进行测量及控制。本检测仪采用技术成熟的DHT11和 DS18B20作为测量湿度和温度的传感器的一个智能化的温湿度测量装置。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。控制芯片采用技术成熟，价位低廉的STC89C51单片机。LED显示电路,报警电路都由STC89C51单片机控制。最后设计了检测仪各个功能部分的软件程序。由本设计课题做成的温湿度检测系统结构简单、价格便宜、量程宽，具有较高的可靠性、安全性及实用性。 【关键词】STC89C51单片机 DHT11数字温湿度传感器DS18B20温度传感器LED显示
ABSTRACT With the development of science and technology, human society has achieved great progress! In the life that occupy the home, industry, agriculture, national defense, weather, environmental protection and scientific research departments, such as aerospace, often need to the environment humidity and temperature measurement and control. The detector of an intelligent humidity measuring device. The Detector adopts the technology DHT11 and DS18B20 as measuring the humidity and temperature sensor and temperature sensor. Each DHT11 sensors are accurate calibration of humidity in calibration. It uses a dedicated digital modules and acquisition of temperature and humidity sensor technology to ensure that products with high reliability and excellent long-term stability。Detector chip adopt mature technology, powerful, price cheap popular STC89C51. LED display circuit, alarm circuit controlled by STC89C51. Finally the design of the system software program each function. By this design task to make the temperature and humidity of the detection detector structure is simple, cheap price, wide range, high reliability, safety and practicality. 【Key words】STC89C51 DHT11 DS18B20 LED
引言 目前我国土地沙漠化日益严重，所以在沙漠种植植物，防沙固土便显得很重要。但是，沙漠植物的存活率一直很低，在沙漠种植植物，如果存活不了，那么既不能改善环境，又浪费了人力物力资源。沙漠植物存活的环境由多个因子组成，如温度、光照、湿度及二氧化碳浓度等。时下，我国沙漠环境控制目前仍靠人工经验来管理，严重影响了沙漠植物生产的效益，阻碍了环境的发展进度，因此，采用先进的人工智能技术，科学、合理地控制影响植物的环境因子，通过计算机控制设备进行环境控制，以便给植物生长创造一个最佳的环境条件，既做到防沙固土，同时又改善了环境，这对沙漠环境施行自动检测和控制是非常必要的。沙漠设施的关键技术是环境控制，主要是温湿度的控制，其目的是提高控制及作业精度。温湿度控制仪的发展相当迅速，近几十年内，由于电子行业的迅速发展和集成电路和高集成电路的产生，控制仪走向微型化、多功能化。温湿度传感器在工农业生产、气象、环保、医学等领域得到越来越广泛的应用。温湿度控制仪目前普遍采用的方案： 方案：采用集温湿度传感器于一体的 SHT11 芯片为主要芯片的控制仪。由于传统的模拟式湿度传感器（方案一）一般不仅要设计信号调理电路，还要经过复杂的校准和标定过程，其测量精度难以保证。而SHT11是瑞士Sensiri-on公司生产的具有二线串行接口的单片全校准数字式新型相对湿度和温度传感器，可用来测量相对湿度、温度和露点等参数，具有数字式输出、免调试、免标定免外围电路及全互换的特点。该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术融合，为开发高集成度、高精度、高可靠性的温湿度测控系统提供了解决方案。
目录 1. 整体设计 (1) 设计要求及框图 (1) 元器件的选择 (2) 单片机的选择 (2) 温度传感器的选择 (2) 显示模块的选择 (2) 系统设计方案的确定 (2) 2. 系统的硬件设计 (4) 单片机的最小系统 (4) 温湿度传感器 SHT11 (4) LCD 显示--LCD1604 (5) LCD1604的连接电路 (5) LCD1604的连接电路 (5) 报警电路的设计 (6) 控制电路的设计 (7) 3. 软件系统设计 (8) 软件设计的整体思想 (8) 程序流程图设计 (8) 4. 调试 (10) 软件调试 (10) 硬件调试 (10) 液晶模块调试 (11) 报警电路调试 (1) 结论 (13) 致谢 (14) 参考文献 (14) 附录 (16) 附录A：系统电路图 (16)
摘要：本文提出的粮仓温、湿度测控系统采用AT89C51单片机为测控核心,以“一线式”数字温度传感器DS18B20和电容式湿敏传感器HS1100/HS1101为温、湿度数据采集部件，通过PC机作为人机接口，实现了远程数据采集与测控指令参数的设置。具有界面友好、控制灵活、硬件系统集成度高、电路简单、功能强、性能可靠、成本低等特点。本系统解决了传统温、湿度测试器材及人工去湿、降温的诸多弊端。并可实现多点温、湿度参数的测量与控制。 关键词：AT89C51;DS18B20;HS1100/HS1101;PC机;人机接口 Abstract :The paper develops a temperature and humidity controlling system for grain depot .The system is based on a chip microprocessor AT89C51,uses one-line type digitaltemperature sensor DS18B20 and the capacitance humidity sensor HS1100/HS1101 to collect humiture data,realizes the collecting of remote data as well as the setting of measuring and controlling order parameter.The system has the following advantages:its interface is friendly,it is controlled easily,its hardware system is integrated highly,the circuitry is simple,its function is strong,it has good performance,the cost is lower and so on.The system settles many defects of traditional humiture testing equipments as well as manual dewetting and cooling.Meanwhile,the system realizes the measuring and controlling of multiple-point humiture parameters. Keywords: AT89C51;DS18B20;HS1100/HS1101;PC; personal digital assistant(PDA)