温湿度控制系统设计

摘 要：本设计是应用单片机作为控制器设计的温湿度检测控制系统，该系统完成的主要任务就是实现对环境温湿度的控制，利用STC89C52单片机来实现温度和湿度的控制，该系统通过温湿度传感器DHT11来完成对温湿度的检测；通過液晶显示器1602模块实现温、湿度信息的显示以及采用四个固态继电器作为控制温湿度调节装置模块；另外，还利用蜂鸣器进行过阈报警；简单明了的实现了温湿度自动控制系统的基本要求。

关键词：传感器；温湿度；单片机，智能控制

0引言

温度、湿度对人类的生产和生活有着密切的关系，同时也是工农业生产中较为常见的基本的控制参数，例如在机械、电气、铸造、化工、发电等各类工业中广泛需要对温度湿度进行监测与控制；另外，粮仓和大棚当中对温湿度也有很高的要求。并且随着人们生活水平的日益提高，人们对自己的生存环境的要求也越来越高。

1系统方案设计

1.1 系统总框图

该系统硬件方面以STC89C52单片机为核心控制部件，利用液晶显示器LCD1602实时地显示温湿度传感器DHT11检测到的温湿度值，阈值主要是通过集成电路AT24C02存储，以此来实现断电保存、过阈产生相应的报警驱动。该控制系统的总体框图如图1-1所示。

2 系统硬件电路的设计

2.1系统硬件概述

该温湿度控制系统主要由六大模块组成，分别是单片机控制模块、温湿度采集模块、温湿度信息显示模块、独立键盘阈值设置模块、继电器驱动模块、过阈报警模块组成。

2.2单片机最小系统

STC89C51单片机的时钟信号一般有两种方式产生：一种是内部时钟方式，另外一种是外部时钟方式。在单片机内部含有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），就构成了自激振荡器，其可以在单片机内部产生时钟脉冲信号。

2.3 DHT11传感器简介

它利用专用的数字模块采集技术以及温湿度传感器检测技术，确保产品具有很高的可靠性和很好的的长期工作的稳定性。该传感器包含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。

2.4 液晶显示模块设计

液晶显示屏LCD1602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）。主要显示信息是上面行显示当前的温度及湿度，下面行显示相应的冷、热、干、湿情况。

2.5继电器模块

本系统所采用的电磁型继电器，如果在线圈两端得到足够大的电压，线圈中就会有电流流过，进而产生电磁效应。

2.6过阈报警模块

过阈报警部分由蜂鸣器及其外围电路组成，上电后不发生，当超过阈值的时候，单片机会输出一个低电平通过PNP三极管来驱动蜂鸣器进行发生报警。

3系统软件程序的设计

3.1主程序的设计

根据对整个系统设计的要求对软件程序进行设计。首先需要建立程序框架的总体流程图，然后对整个设计进行划分模块，各个模块逐一实现其功能，最终再把各个子模块合理的衔接起来，组成总的程序。其主流程图如图3-1所示：

3.2 液晶显示模块设计

LCD1602液晶显示器是一个慢扫描显示器件，在执行每条指令之前需要确认模块的忙标志是低电平，以此来表示不忙，那么此指令失效，要显示字符时需要先输入显示字符地址，其目的是要告诉模块在哪里显示了字符。

3.3传感器模块设计

温湿度模块DHT11上电后检测并记录当前环境的温湿度，每隔2S采集一次，将检测到的温湿度值传送给单片机。

结论

本文是以单片机为核心部件的控制系统，经过软件编程，最终实现了计划的各项要求，达到了预期效果。很好的反映出了设计的目的和要求。

参考文献：

[1] 余永权 单片机在控制系统中的应用？电子工业出版社？2009

[2] 石东海 单片机数据通信技术？西安电子科技大学出版社？2011

[3] 朱大奇 单片机原理串口及应用？南京大学出版社？2009

[4] 赵佩华 微型计算机原理与组成？西安电子科技大学出版社？2011

[5]谢自美 电子线路设计？华中科技大学出版社？2011

作者简介：

杨双义（1987-），男，河南开封人，大学本科，助理实验师，研究方向：电子电气。