房间温湿度控制系统定稿-(2)汇总.doc

第六届大学生电子设计竞赛初赛房间温湿度控制系统参赛学院：电气与信息工程学院 指导老师：参赛队员及学号： 任吉龙 2011302516 项敏剑 2011302523 钱调整 2011302518目 录摘要 1引言 2一、方案设计 2二、方案选择 22.1传感器选择方案 22.2显示器选择方案 32.3　单片机主芯片选择方案 3三、详细说明及参数计算 43.1 硬件部分 43.1.1硬件设计 53.1.2控制系统 53.1.3测量部分 63.1.4显示部分 83.1.5控制部分 103.2 软件部分 11四、其它功能拓展 124.1 房间灯光控制和调整 124.2 室内空气净化控制 134.3 其它拓展 13五、结论 13六、附件 14房间温湿度控制系统（E题）摘要本设计为基于单片机的温湿度检测控制系统，采用模块化、层次化设计用新型的智能温湿度传感器DHT11，主要实现对温度、湿度的控制，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机STC89C52进行数据的分析和处理，为显示提供信号，显示部分采用字符型LCD1602液晶显示器显示所测温度和湿度值，控制部分采用加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备控制温湿度的高低。

关键词 温湿度 DHT11 单片机 STC89C52 控制 引言 温湿度与人类的生活有着密切的关系室内的温度、湿度不但对人体健康有影响，而且对物品的存放也有影响室内温度、湿度过高，会使衣服发霉、虫蛀，各种食品发霉变质因此，应该经常注意调整，使室内保持适宜的温度和湿度因此我们需要一种造价低廉、使用方便且计算精确的温湿度控制仪器利用单片机对温、湿度控制，具有控温、湿精度高、功能强、体积小、价格低，简单灵活等优点我们可以通过基于单片机的温湿度检测控制系统，采用模块化、层次化设计用新型的智能温湿度传感器，主要实现对温度、湿度的控制，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机进行数据的分析和处理，为显示提供信号，显示部分采用液晶显示器显示所测温度和湿度值，控制部分采用加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备控制温湿度的高低本设计思路要求系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，具有一定的实用价值一、方案设计 设计思路 设计控制器使用单片机STC89C52，数字温湿度传感器使用DHT11，用LCD1602液晶屏实现温湿度显示,用加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备控制温湿度的高低，所以本设计能满足设计任务要求。

基于单片机控制的数字温湿度控制系统，本系统属于多功能温湿度计，可以设置上下报警温湿度，当温湿度不在设置范围内时，可以报警并且进行控制二、方案选择2.1传感器选择方案方案一：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具有独特的单线式接口方式测量范围在—55℃~125℃，—10℃~85℃，误差范围在-\+0.5℃最高精度可达0.0625℃HS1101是电容式湿度传感器可测量相对湿度范围在0%~100%RH误差为-\+2%RH方案二： 选用DHT11作为设计的温湿度检测模块DHT11是一款集成型的数字温湿度一体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可靠性与卓越的长期稳定性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位单片机相连接因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点测量范围20%~90%RH，0℃~50℃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，方案一虽然精度更精确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满足设计要求且简便易行。

可靠稳定具有超高的性价比故选择方案二2.2显示器选择方案 方案一：采用12864液晶显示屏液晶显示模块是128×64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）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：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：采用HJ1602液晶显示屏HJ1602A 是一种工业字符型液晶，能够同时显示16x02 即32个字符16列2行）1602只能显示字母、数字和符号能显示16*2个字符，但寄存器不止32个，有一些显示效果，如字符一个个显示、字符从左到右或从右到左显示等等，显示效果简单总结：在编程使用方面，两者难度差不多，原理差不多，都是写指令、写地址、写数据等等当然12864液晶屏显示更全面、字符更多相比于1602液晶屏、12864能更形象具体的实现显示功能不过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液晶显示屏最便宜的也要四十块钱从造价方面考虑，当然是价格低廉的优先而HJ1602A就是最好的选择。

2.3　单片机主芯片选择方案方案一：AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS型8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大其片内的4K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，开发时间也大大缩短写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护我们的劳动成果再者，AT89C51目前的售价比8031还低，市场供应也很充足AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本只要程序长度小于4K，四个I/O口全部提供给用户可用5V电压编程，而且擦写时间仅需lOmsAT89C51芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制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：STC89C51系列单片机的指令系统和AT89C51系列的完全兼容，但实际操作起来却存在很多问题：（1）AT89C51不带ISP下载，要用下载器才行，STC89C52可以用你的USB转串口下载，下载软件可以到STC厂家网上去下。

2）STC单片机执行指令的速度很快，大约是AT的3-30倍，尽管快是好事，但这样一来，你在AT上好使的程序在STC上不一定好用，最典型的例子就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10—30倍就差不多，这一点自己调试就知道了3）STC单片机对工作环境的要求比较低，电压低于5伏时仍然正常工作，甚至3伏到4伏之间都还可以工作，然而这样的环境下AT肯定不行了，所以当一个系统用STC单片机好用，但用AT的单片机不工作时，直接查最小系统，看单片机的供电是否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分资源和作为学生能够获得的资源，经过对比此次设计要求，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STC为更合理的选择三、详细说明及参数计算3.1 硬件部分设计图如图3-1所示 测量部分 控制系统控制部分显示部分图3-1 总体设计框图3.1.1硬件设计主机与主要部件的选择：根据总体功能和性价比及其运行速度等因素的考虑，选用MCS-51系列的STC89C52为主机，满足上面的要求而且设计方便，不需要再存储扩展。

数据存储片内设有128B，外部有8279的256B，而由于存入的数据是随时更新的且不计小数位，存入 8个16进制数字，其总共需要的容量只有16B，已经够用外部模温度、湿度采样，选用DHT11能够满足要求系统各部件的连接方式和原理图请见附件： DHT11和单片机之间用单总线传输，DHT11的数据口与单片机的P1^7相连液晶显示器的RS,RW和E分别与单片机的P2^5,P2^6,P2^7相连，数据输入口DB0-DB7分别与单片机P00-P07口相连设置按键、按键加、按键减、确认刷新按键分别的单片机的P2^0，P2^1，P2^2，P2^3相连单片机P1^3，P1^5分别为温度超过或低于上下限控制脚， P1^4，P1^6分别为湿度超过或低于上下限控制脚控制脚通过控制加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备，调节温度及湿度3.1.2控制系统STC89C52单片机简介 STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以编程(S系列的才支持编程)其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本 8052单片机的引脚功能MCS-51系列单片机一般采用40个引脚，双列直插式封装，用HMOS工艺制造，其外部引脚排列如图3-2所示其中，各引脚的功能为：8052单片机的引脚⑴ 主电源引脚Vcc（40脚）：接＋5V电源正端Vss（20脚）：接电源地端一般Vcc和Vss间应接高频去耦电容和低频滤波电容⑵控制信号线RST/VPD（9脚）：复位信号输入端，复位/掉电时内部RAM的备用电源输入端ALE/ （30脚）：地址锁存允许/编程脉冲输入用ALE锁存从P0口输出的低8位地址；在对片内EPROM编程时，编程脉冲由此输入图3-2 STC89C52外部引脚图 PSEN/ （29脚）：外部程序存储器读选通信号，低电平有效。

EA/VPP（31脚）：访问外部存储器允许/编程电压输入EA为高电平时，访问内部存储器；低电平时，访问外部存储器对片内EPROM编程时，此脚接21V编程电压⑶多功能I/O口引脚8052单片机设有4个双向I/O口（P0、P1、P2、P3），每一组I/O口线都可以独立地用作输入或输出口[4]3.1.3测量部分测量所用仪器是数字温湿度传感器DHT113.1.3.1 DHT11简介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可靠性与长期的稳定性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位单片机相连接因此该产品具有。