毕业论文-基于51单片机的温湿度检测控制系统.doc

发布时间：2022-06-05 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.17M 资料格式：doc 举报版权申诉

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前言

1.1本文研究的背景及意义

1.2研究现状

1.3本文研究的主要内容

第2章设计任务分析及方案论证

2.1设计过程及其工艺要求设计

2.2设计总体方案及其论证

2.2.1设计总体方案及其论证

2.3器件选定

2.3.1测量部分：温湿度传感器

2.3.2串行接口(单线双向)

2.3.3电气特性

2.3.4性能说明

2.3.5引脚说明

2.3.6应用信息

2.3.7 封装信息

2.4 AT89S51单片机

2.4.1单片机介绍

2.4.2引脚说明：

2.4.3单片机最小系统

2.4.4主要性能特点和优越性

2.5中断系统

2.5.1中断

2.5.2产生中断

2.5.3中断系统有以下4个特殊功能寄存器

2.6复位电路

2.7时钟电路

2.8显示部分：LCD

2.8.1 LCD1602液晶简介

2.8.2 LCD1602主要技术参数

2.8.3引脚功能说明

2.8.4 LCD1602的RAM地址映射及标准字库表

2.8.5指令说明

2.8.6显示设置

2.9本章小结

第3章硬件设计

3.1主控制电路和测温时控制电路

3.2主要模块的电路

3.2.1系统的蜂鸣器电路

3.2.2晶振电路

3.2.3 温湿度设置（按键）电路

3.2.4显示电路

3.2.5传感器电路

3.2.6复位电路

3.2.7电源指示灯电路

3.3硬件实施控制

3.3.1温湿度设置

3.3.2工作指示灯和电源

3.3.3功能按键

3.4设备运行

3.5控制设备：

3.6 本章小结

第4章软件设计

4.1系统流程图

4.2按键流程图

4.3 Protues运行结果

4.4 本章小结

结论

参考文献

附录

东北石油大学本科生毕业设计（论文）摘要本次设计是采用 MSC-51 系列单片机中的 AT89S51 和 DHT11 构成的低成本的温湿度的检测控制系统。单片机 AT89S51 是一款低消耗、高性能的 CMOS8 位单片机，由于它强大的功能和低价位，因此在很多领域都是用它。DHT11 温湿度传感器是一款含有已校准数字输出的温湿度复合传感器，传感器包括一个电阻式感湿原件和一个 NTC 测温元件，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。硬件电路主要包括单片机、温湿度传感器、显示模块、报警器以及控制设备等 5 部分。其中由 DHT11 温湿度传感器及 1602 字符型液晶模块构成系统显示模块；测温湿度控制电路由温湿度传感器和预设温度值比较报警电路组成；用户根据需要预先输入预设值，当实际测量的温湿度不符合预设的温湿度标准时，发出报警信号（蜂鸣器蜂鸣），启动相应控制。软件部分包括了主程序、显示子程序、测温湿度子程序。关键词：AT89S51；DHT11；温湿度传感器

东北石油大学本科生毕业设计（论文） Abstract fast response, Microcontroller AT89S51 is a low consumption, high performance CMOS8 bit microcontroller.Because of its powerful features and low price, so it is used in many areas.DHT11 temperature and humidity sensor is a temperature and humidity combined sensor contains a calibrated digital output, the sensor consists of a resistor in the original sense of wet and a NTC temperature measurement devices.The product has many advantage,such as excellent quality, strong anti-jamming capability . This design is fromed by the AT89S51 in MSC-51 Series and DHT11 constitute which is a low-cost temperature and humidity measurement and control system. The design includes the design of hardware circuit design and system software. a microcontroller, temperature and display module, alarm and control equipment. The 1602-character humidity sensors, LCD module constitute the system display module.The temperature and humidity control circuit by the temperature and humidity sensors and preset temperature alarm circuit.According to the need of pre-enter the default value, when the actual measurement of the temperature humidity does not conform the preset temperature and humidity standards, send the alarm signal the corresponding control. The hardware has Five modules.They are (buzzer will beep), and start The software part includes the main program, the display routines, temperature and humidity subroutine. Key words：Temperature and humidity measurement；Temperature and humidity control；AT89S51 ；DHT11

东北石油大学本科生毕业设计（论文）目录前言 ............................................................... 1 1.1 本文研究的背景及意义 ........................................... 1 1.2 研究现状 ....................................................... 1 1.3 本文研究的主要内容 ............................................. 1 第 2 章设计任务分析及方案论证 ........................................4 2.1 设计过程及其工艺要求设计 ....................................... 4 2.2 设计总体方案及其论证 ........................................... 4 2.3 器件选定 ....................................................... 5 2.4 AT89S51 单片机 ................................................ 11 2.5 中断系统 ...................................................... 15 2.6 复位电路 ...................................................... 16 2.7 时钟电路 ...................................................... 17 2.8 显示部分 ...................................................... 18 2.9 本章小结 ...................................................... 26 第 3 章硬件设计 ..................................................... 27 3.1 主控制电路和测温时控制电路 .................................... 27 3.2 主要模块的电路 ................................................ 28 3.3 硬件实施控制 .................................................. 33 3.4 设备运行 ...................................................... 35 3.5 控制设备： .................................................... 36 3.6 本章小结 ...................................................... 38 第 4 章软件设计 .................................................... 39 4.1 系统流程图 .................................................... 39

东北石油大学本科生毕业设计（论文） 4.2 按键流程图 .................................................... 41 4.3 PROTUES 运行结果 ................................................42 4.4 本章小结 ...................................................... 43 结论 .............................................................. 44 参考文献 ............................................................ 45 附录 .............................................................. 47

东北石油大学本科生毕业设计（论文）前言 1.1 本文研究的背景及意义粮库已经被广泛的运用，是存储粮食的一个重要方式。是粮食仓库的简称，是粮食仓储企业习惯称谓，属于全民所有制企业，是我国粮食企业的一个重要组成部分，由粮食部门统一管理，担负着国家粮食储备、地方粮食储备、粮食流通的主渠道作用，其主要任务是完成粮食的接受、保管和调运输送等粮食流通诸环节。在不同季节内，尤其是不利于存储食物的季节内进行的一种保护措施。因此研究温湿度的控制非常有必要，它可以进一步优化储存控制方式，提升水平。 1.2 研究现状我国地大物博，各地的自然环境条件不同，所以在不利于存储粮食的自然环境中，具有可调节温湿度的可控粮库更能够创造适宜存储的条件，中国各地经济水平和发达水平有比较大的差异，所以研制出又具有实用价值并且采用最低的成本达到最好的效果是非常有必要的，既节约了人力亲自检查，又节约制造成本，不会对贫困地区造成经济负担，又避免了能源和经济浪费 [1] 。本系统所要完成的任务是： ①人性化的设计。界限温度值及湿度值能够由用户根据不同被储存的粮食的存储需求输入并通过显示器显示，能够实时、准确的显示采样温度值与湿度值。 ②通过采集温度及湿度值，准确的判断标准值与当前值之间的差异，看是否符合标准值，及时的启动报警装置（包括警报灯的提示功能以及蜂鸣等）进行报警，并采取相应控制温湿度的方案。 1.3 本文研究的主要内容一、首先我们必须了解温湿度控制对储存粮食的重要性，其次我们才能够对此作出更好的判断，以求更好的解决用户所需要的问题。二、温湿度的监测和控制是我们研究的主要内容。数字化温湿度检测的方法 1

东北石油大学本科生毕业设计（论文）为一旦环境中的温湿度发生变化时，湿度传温度感器和湿度传感器随着温湿度的变化而变化，然后将变化的电阻通过转换电路和转换信号检测为与之对应变化的电压，然后把模拟电压信号由 A/D 转换器转换为数字信号并送入到单片机中，对采集到的信号单片机进行滤波处理并通过查表得到实际测量的湿度值，之后通过单片机的各外部接口电路显示该温湿度值。三、该系统通过按钮设定最适宜的温度和湿度，传感器向中央控制系统输送监控信号，超过预设值的话，蜂鸣器就会报警提醒，控制温、湿度的设备即可作出调整，回到正常范围内，系统正常运行。四、根据各种不同粮食的适宜温度进行温室温度调节，若低于下限温度则采取升温措施，通常采取电热增温和火力增温等，电热增温比较方便。若高于上限温度则采取降温措施，通常通过水管降温和风扇降温，风扇降温比较方便；为满足粮库不同种类粮食对湿度的要求，可以在地上、台阶、盆壁洒水，还可以在空中悬挂湿布，以增加水分的蒸发，最好的办法是设置自动喷雾装置，自动调节湿度。如果湿度过大，容易导致植被过于潮湿，发生腐烂，可采用烘干技术，加快水分流失，保持被存储粮食的干燥。为满足对于不同粮食的储存方式和需求，我们可以随时对温、湿度进行调节，对于不利情况能够及时的作出显示，并能够采取相应的措施提醒用户进行调整，以达到最适宜的温湿度。 2

东北石油大学本科生毕业设计（论文）第 2 章设计任务分析及方案论证本章详细介绍了本次设计的主要任务，以及对于所要实现的内容加以分析，同时详细的介绍了主要元器件的选择，以及各自的特性。 2.1 设计过程及其工艺要求设计一个以单片机为核心的温湿度控制系统，需要实现的功能为： ①能够准确的显示当前的温度以及湿度。温度检测的范围 0℃-60℃，测温精度：±2℃；湿度检测范围 20%-100%RH，测湿精度：±5％RH。 ②能够自主调节当前需要温度以及湿度的预设温湿度值，在系统上面有调节按钮，可随时根据需要增加或者减少预设值。 ③一旦发现超过了预设值，蜂鸣器蜂鸣报警，控制设备立即启动，立即调控温湿度。 ④报警方式为三极管驱动的蜂鸣音报警。 ⑤系统的显示方式均为四位显示，采用 LCD 显示。 2.2 设计总体方案及其论证 2.2.1 设计总体方案及其论证本设计要实现的功能是：实时显示当前环境的温湿度，并且允许用户设定温湿度标准值，当环境温湿度超过或低于标准值时，系统会以蜂鸣器鸣响的方式进行报警提示，并且控制设备自启动，待达到标准值时，蜂鸣器停止鸣响，控制设备停止运行，系统正常工作，工作指示灯亮。（1）温度监控：对温室温度进行测量和控制并反映在显示器上。（2）湿度监控：对温室湿度进行测量和控制反映在显示器上。（3）显示：LCD 就地显示此时此刻温湿度值，摆放在生产现场用于显示当前的温湿度。依据功能设定，本系统主要分为以下三个模块：（1）温湿度采集模块（2）数据处理模块 4

东北石油大学本科生毕业设计（论文）（3）用户交互模块其中温湿度采集模块使用的是 DHT11 数字温湿度传感器，它使用单总线方式，接口简单，而且无需另外校准。分辨率为 8bit，完全能够满足日常环境温湿度的检测要求。数据处理模块使用的是 AT89S51 单片机，其完成温湿度数据的采集、运算和逻辑控制的功能。用户交互模块主要由按键、1602 点阵液晶、蜂鸣器和控制器构成。其中按键用于用户设定温湿度准确值，1602 用于数据显示，蜂鸣器用于提示用户，控制器用于调节控制不符合要求的温、湿度。按照系统的设计功能所要求的，温湿度监控系统原理图如下图 2.2.1 所示：温湿度传感器 LCD 温、湿度显示单片机蜂鸣器键盘控制装置（制冷、加热、加湿、除湿）图 2-2-1 温湿度监控系统原理图单片机作为主控制器，主要负责处理由温湿度传感器送来数据，并把处理好的数据送向显示器模块，数据温湿度传感器主要用来采集周围的环境参数，并把所采集到得数据送向单片机，按键电路主要是用来完成单片机的复位操作和温湿度初始值的设定。蜂鸣器电路就是用三极管来实现的，用来判断周围的温度或者湿度是否超出设定数值，控制设备等候指令，当蜂鸣器响起，温、湿度不在标准范围内，控制设备自行启动，直到温、湿度正常，显示电路主要用来显示当前的温湿度 [10] 。 2.3 器件选定将单片机用作测控系统时，总要有被测信号输入通道，由计算机拾取必要的 5

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