智能型实验室温湿度控制器设计.doc

1、 本科生毕业论文(设计)智能型实验室温湿度控制器设计院系名称姓名学号专业指导教师 年4月25日摘要现如今对于温度和湿度的控制已成为人类研究的热门项目，同时也是工、农业生产过程中必须考虑的因素。因此温度和湿度已经不再是相互独立的物理量，而应该在整体中综合考虑。温湿度控制器广泛应用于实验室、粮仓、大棚乃至土壤等各个领域。传统的温湿度控制主要通过人工进行检测，这种人工测试的方法不仅费时费力、效率低，而且随机性、误差性都比较大。因此就需要一种造价低廉、使用方便并且计算准确的温湿度控制仪器。利用单片机对温以及湿度的控制，具有控温、湿精度高、功能强、体积小、价格低，简单灵活等优点，很好的满足了人类的要求。

2、本设计通过使用AT89S52单片机、DHT11传感器模块、1602液晶显示屏模块以及报警模块。简单明了的实现了课题的要求。DHT11数字温湿度传感器把采集到的温湿度数据传递给单片机。经过AT89S52单片机的处理，准确的显示到液晶屏上，并对温湿度设置上下限，超限就会报警。关键词：AT89S52单片机；数字式温湿度传感器；1602液晶显示屏；报警器 AbstractThe temperature and the humidity control have become a popular project in todays social studies. Is the industry and

3、farming production process must be considered the factors. As the important common is accused of parameters. Temperature and humidity is no longer the independent of each other physical quantities, and in the overall system should be considered.It is Widely used in laboratory, flower bed,awning, oth

4、er fields, and granaries and soil. However the traditional temperature and humidity control is use of humidity table, humidity dipstick test equipment, double metal type gauge and hair humidity table. Through the artificial testing. Not in keep with the demand of the temperature and humidity supply

5、to wet operation, ventilation, cooling. This artificial testing time-consuming, the work piece ratio is low. Cut large probabilistic. Error. For that reason the need a cheap , easy to use and the accurate temperature and to control instruments. Therefore Using a single microcomputer to control the t

6、emperature and the humidity, temperature control, wet with accurate and power function, small volume, advantages, low price, such as simple quick-response, meet the technological requirements.This article adopt the use of AT89S52 microcontroller, 1602 LCD screen module, alarm module and DHT11 sensor

7、 module. Simple and manifest implementation to achieve the article of demanding. DHT11 digital temperature and humidity sensors to the collect of temperature and humidity data to the STC89C52 microcontroller. The processing of unitary chip. Exact displayed on the LCD panel. As well as the temperatur

8、e and humidity on the set range. The limit alarm.Keywords: AT89S52 Single chip，DHT11 sensor，1602 LCD screen，Alar目录1 引言51.1 选题的背景51.2选题的意义51.3课题研究的主要内容51.4课题研究的工作原理62系统总体方案的设计72.1功能及要求72.2本设计的思路72.3本设计的基本内容与模块组成82.3.1基本内容82.3.2温湿度控制器系统的模块组成83系统硬件设计103.1概述103.2主控模块设计103.2.1 AT89S52芯片的简介103.2.2主控模块电路的原

9、理图133.3温湿度检测电路133.4温湿度上限存储电路153.5显示电路153.6 DHT11传感器模块电路163.7按键及报警电路173.8供电及程序下载电路194软件部分204.1概述204.2程序流程204.3 主程序的相关内容214.3.1程序的相关定义214.3.2 main()函数225结论与展望25参考文献26致 谢27 1 引言1.1 选题的背景随着人类科学技术的飞速的发展，人类社会已经取得了巨大的飞跃！在人们居家生活、工农业的生产、环境保护、气象、国防、科技研发、航天等部门，对环境中的湿度、温度经常需要进行测量和控制, 在及时准确地达到目标温度和湿度信息也变得尤为重要。现今

10、社会越来越多的实验操作都要求在及其严格的环境条件下完成，然而温度和湿度是实验室的最基本的环境条件，也是对实验影响不可忽视的因素之一。人们传统的方法是使用毛发湿度表、湿度试纸、双金属式测量计和温度表等测试器材，通过人工进行检测，对于不符合温度和湿度要求的空间进行降温、去湿或者换气等工作这种人工的测试方法不但费时间费体力、效率低，而且测试的温度和湿度误差比较大，随机性也相对较大。近些年,温度和湿度测控的领域发展十分迅速, 伴随着数字技术的快速发展,温度和湿度的测量及控制芯片也相应的登上了历史性的大舞台, 已经能够在工业、农业等各个领域中广泛的应用。如今温湿度控制器通过单片机主导控制已经实现了对周围

11、环境的温度和湿度的测量。其中以各种型号的单片机为主要控制单元,温度和湿度传感器为主要的检测器件,实现对温度和湿度的测量、显示和控制,并利用单片机之间的通信功能,将所采集到的温度、湿度值在液晶显示屏上显示出来,同时伴随着数字技术的日益发展,使得温度和湿度控制进入了一个全新的数字化的智能控制领域,不仅使他的应用更加的广泛性, 而且更加的全面性。1.2选题的意义本设计使用的是AT89S52型单片机设计智能型实验室温湿度控制系统，可以及时和精确的反映出了实验室内的温度以及湿度的变化。完成例如升温到指定的温度、降温到指定的温度，加湿到指定的湿度、降湿指定的到的湿度。在温度和湿度的上下限范围内保持恒温和恒

12、湿等多种的控制方式。将这种系统应用到温室当中无疑是为植被的生长提供了更加适宜的环境条件。对于这些大棚种植和花圃、花卉的栽培，必须在某些特定环境下安装湿度、湿度装置对其进行检测和控制。本系统可以及时和准确的反映出了实验室的温度以及湿度的变化，能够更好的满足对温湿度控制的要求。1.3课题研究的主要内容本设计所要完成的任务是：人性化的设计。使界限温度值和湿度值能够依据用户根据不同植物的生长需求用键盘输入并且通过显示器显示出来。能够及时、准确的显示出来采样的温度值与湿度值。通过采集的温度、湿度值，准确的判断出来标准值与当前值之间的差别，因而及时的启动报警系统进行报警，并采取相应的措施方案。使它能够根据

13、环境在不同的时间段内对温湿度不同要求，用户可以随机人为的更改温度值和湿度值，以满足用户各种的需求。1.4课题研究的工作原理该设计最关键的部分就是对于温度和湿度的采集、检测以及显示。电路主控芯片是使用AT89S52单片机。该单片机执行指令的速度相当的快，对工作环境的要求也不是很高；我选择了DHT11数字式温湿度传感器作为传感器模块。告别了以前只是单独的测量温度和湿度的方式，这样更加简别，更加方便。连接好外围电路以后，通过DHT11能够准确的检测出来当前环境下的温度和湿度，并且很快将所测的数据交给AT89S52单片机进行快速的分析和处理。再将所得到的数据由AT89S52单片机发送给1602液晶显示

14、屏，从而成功完成显示。使用蜂鸣器的报警方式来作为控制模块。首先提前设置好所需的温度及湿度的上限值和下限值，然后将蜂鸣器接入到电路中。通过温度和湿度的上限值和下限值来控制蜂鸣器的报警系统。若跨跃出了上下限值，就能实现蜂鸣器的鸣响。但是需要我们注意的是温度超标以及湿度超标需要设置成两种不同的鸣响方式，目的用来区别（温度超越限和湿度超越限蜂鸣器的领域方式必须是不一样的）。目的是提醒工作人员当前的温度和湿度数据出现了异常、需要及时的调整，及时的启用升温器或者降温风扇、加湿器或者喷雾器来有效的调整此刻实验室内的温湿度。从而简单的实现了温湿度的控制目的。总的来说，本次设计主要涉及到了温湿度的测量以及实现了

15、温湿度的简单控制。硬件方面主要分为四个模块：一是传感器模块，二是AT89S52单片机主控模块，三是LCD1602液晶显示模块，四是报警模块，从硬件制作方面来看。此设计也相对简便。原理也相对清晰、连线也相对方便，不需要其他的焊接等技术。给硬件的制作带来了及其的便捷。2系统总体方案的设计2.1功能及要求1、通过DHT11数字式温湿度传感器对温湿度数据进行采集，并及时传输给AT89S52单片机；2、AT89S52单片机将接收到的信号进行分析和处理，并将接收到的温湿度实时数据传送到1602液晶显示屏；3、通过1602LCD液晶显示器来完成温湿度的数据显示； 4、通过给定温度湿度上限和下限数值，设置不同的温湿度，然后接入到蜂鸣器，以此实现越限报警；2.2本设计的思路电路总体上分为四个部分：温湿度采集部分、中央处理器部分、显示模块部分以及报警模块部分。系统总体方框图如图2-1。DHT11温湿度传感器AT89S52单片机52单片机