库房温湿度监测系统设计方案

1 库房温湿度监测系统设计方案 选题背景 防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量 仪。 设计过程及工艺要求 （ 1）基本功能； 检测温度、湿度； 显示温度、湿度； 过限报警。 （ 2）主要技术参数 温度检测范围 ： -+50； 测量精度 ： 湿度检测范围 ： 0%H； 检测精度 ： 5% 显示方式 ： 示； 报警方式 ：三极管驱动的蜂鸣音及红色 亮报警。 用户扩展 ：预留 6 点模拟量输入端，包括 3 路温度采集通道， 3 路湿度采集通道。 2 论文的结构组成 本论文分 为 四 部分 : 绪论：主要阐 库房温湿度监测系统设计对库房储存货物的重要性 ， 应用的广泛性 及 库房温湿度监测系统所需要的基本功能 ，说明主要完成的任务及设计思想，介绍本论文的组成。 第二章：主要介绍 库房温湿度监测系统 硬件原理框图及软件实现方案，并通过比较硬件电路组成部分和软件部分各种实现方案，最终确立最佳方案。 第三章：介绍以单片机 信息处理核心的 库房温湿度监测系统 的硬件设计电路，详细分析各单元的硬件电路，并给出相关电路原理图。 第四章：根据仪器的硬件构成和功能要求，给出相应的软件设计及主要程序流程图 。 2 库房温湿度监测系统设计 总体方案设计 系统硬件电路方案 本设计中， 温湿度监测 的实现是通过 温湿度传感器 采集 库房温湿度 信息输出电压信号，经 号转换 电路 把电压信号转换为数字信号并传入单片机 。然后，经单片机进行处理比较用户通过按键输入的温湿度极限值进行比较。最后由单片机决定是否输出报警信号。 温湿度传感器 A/单片机处理电路 显示电路 按键指令及信息输入 稳压电源电路 报警电路 显示电路 3 图 2 1 温湿度监测系统硬件原理 图 由图 2知 ，硬件电路的基本组成主要包括：温湿度传感器， A/D 转换电路，单片机信息处理电路，报警电路及显示电路，按键指令及信息输入电路。其各部分电路具体功能如下： 1 温湿度传感器：温湿度传感器主要是将物理信号转化为电压信号，电压信号，方便 A/D 芯片的转换，温湿度传感器的精度， 灵敏度、抗干扰能力及安装方式决定了 温湿度传感器的 精度，因此其选型对整个设计具有决定性的作用。 2 A/D 转换芯片电路：按照控制要求，总共需要 4*3*2+1=25 个模拟量输入点，为符合要留余量的控制要求，所以要求有 25 个以上的 模拟量输入点，完成把物理信号转化为数字信号，同时在温湿度传感器精度完成要求的同时只有模数转换芯片的转换精度达到要求才能完成控制任务，因此对 A/D 转换芯片的选型也非常重要。 3 按键指令及信息输入电路：此电路主要完成报警复位、总操作复位/确定（开关液晶背光）、温度极限上调、湿度极限上调、温度极限下调、湿度极限下调等等功能，属于人机交流部分，使整个系统更加合理，人性化。对于整个系统的完善，有至关重要的作用。但由于按键占用 I/ 4 单片机信息处理电路 ：不言而喻，这部分电路对于整个系统而言相当人的大脑，其主要包括了整个单片机（ 51 系列）的最小系统，各个模块电路连接等。当然最主要的是他的软件要正常运行。 5 稳压电源电路：此电路主要为此系统使用 源供电的单元模块提供高质量的 源。 6 报警电路：此电路主要完成当库房温湿度值超过设定值时，发出报警信号，其中包括声响信号和光信号。 7 信息显示电路：显示电路是人机交互平台的重要组成部分，主要可以完成显示实时的温湿度值、设定值、报警提示及报警种类的显示的功能。但根据以往经验，也是整个系统耗电 最高的一个部分，由于其显示 4 信息数量较为简单，所以可以选择较小的显示屏。 考虑到每个模块都可以有多种实现方案，下面通过比较各种方案，来选择最优化的实现方案。 湿度传感器的选择 传感器又称为换能器、变换器等。 温湿度 传感器是 温湿度 测系统中重要的组成部分，其基本功能是将 库房的温度 和 湿度 这样一些物理量 (非电量 )转换成为便于测量的电量。 温湿度 传感器的精度、灵敏度、抗干扰能力及安装方式决定了 温湿度传感器 测量精度，因此其选型对整个设计具有决定性的作用。 目前， 温湿度 信号的测量方式 较多，但在测温方面主要有： 金 属热电阻：温度 /热改变电阻阻值 热电偶：温度 /热量使导体产生温差电动势 半导体热敏电阻：温度 /热量改变电阻阻值 红外释热测温：温度改变红外热辐射 色温法：温度改变金属颜色变化（炼钢） 石英：温度改变石英震荡频率 形变：温度使双金属片弯曲 在测湿度方面主要有： 动态法（双压法、双温法、分流法），双压法、双温法是基于热力学 P、 V、T 平衡原理，平衡时间较长，分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。由于采用了现代测控手段，这些设备可以做得相当精密，却因设备复杂，昂贵，运作费时费工，主要作为标准计量之用，其测量精 度可达 2% H。 静态法（饱和盐法、硫酸法），静态法中的饱和盐法，是湿度测量中最常见的方法，简单易行。但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严，对环境温度的稳定要求较高。用起来要求等很长时间去平衡，低湿点要求更长。特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要平衡 68 小时。 露点法，干湿球法和形形色色的电子式传感器法。露点法是测量湿空气达到饱和时的温度，是热力学的直接结果，准确度高，测量范围宽。计量用的精 5 密露点仪准确度可达 甚至更高。但用现代光 电原理的冷镜式露点仪价格昂贵，常 和标准湿度发生器配套使用。 干湿球法，这是 18 世纪就发明的测湿方法。历史悠久，使用最普遍。干湿球法是一种间接方法，它用干湿球方程换算出湿度值，而此方程是有条件的：即在湿球附近的风速必需达到 s 以上。普通用的干湿球温度计将此条件简化了，所以其准确度只有 57%显低于电子湿度传感器。显然干湿球也不属于静态法，不要简单地认为只要提高两支温度计的测量精度就等于提高了湿度计的测量精度。 综合以上信息，为符合系统设计需要和综合系统造价，以后产品的推广与安装，特选用北京港北中天科技有限公司生产的 列温 湿度传感器。 湿度传感器的参数等相关信息 湿度变送器性能可靠，价格优惠。采用进口瑞士原装温湿测量单元，电路采用数字化处理信号隔离放大，截频干扰设计（抗干扰能力强，防雷击）过压保护，限流保护，等设计其具体参数如下： 温度测量范围： 中间量程任选） 湿度测量范围： 0h 温度测量误差： 湿度测量误差： 3%温度测量漂移： 年飘移量 湿度测量漂移： 常温及低湿状态下，三年 飘移量 1h，高温高湿状态下（ 40， 80年飘移 1% 供电范围： 12 36输出信号： 4 20或 0 5 0 10 防护等级： 采样频率： 2线图： 6 图 2 2 湿度变送器硬件接线图 外形尺寸： 图 2 3 湿度变送器外 观及尺寸 片机型号选择 市场上单片机种类繁多且功能各异，价格也相差很大，现在简单介绍一下我们常用单片机： 片机：是 司的产品 ， 其突出的特点是体积小 ， 功耗低 ， 精简指令集 ， 抗干扰性好 ， 可靠性高 ， 代码保密性好 。 片机：是台湾义隆公司的产品 ， 有很大一部分与 位单片机兼容 ， 且相兼容产品的资源相对比 多 ， 价格便宜 ， 有很多系列可选 ， 但抗干扰较差 。 片机 (51 单片机 )： 司的 8 位单片机有 7 个系列 ， 列 8051 系列单片机相兼容 ， 静态时钟模式 ， 列单片机是增强 构、全静态工作方式 ， 也叫 片机 。 1列单片机 (51 单片机 )： 司的单片机是基于80核的单片机 ， 嵌入了 多种功能 功能 ,这使 51高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求 。 片机：台湾盛扬半导体的单片机 ， 价格便宜 ， 种类较多 ， 但抗干扰较差 ， 适用于消费类产品 。 司单片机 (51 单片机 )：德州仪器提供了 大系列通用单片机 列单片机是 8 位 片机 ， 具有多种存储模式、多种外围接口模式 ； 列单片机是一种超低功耗、功能集成度较高的 16 位低功耗单片机 。 综合以上信息，为满足系统设计需要和综合系统造价，以后产品的推广与安装，特选用 司生产的 列的 单片机 。 片机参数等相关信息 要性能 与 片机产品兼容； 32 个可编程 I/O 口线；三个 16 位定时器 /计数器；八个中断源；全双工 行通道；低功耗空闲和掉电模式；看门狗定时 器；双数据指针。 能特性描述 一种低功耗、高性能 微控制器，具有 8K 在系统可编程 储器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 在系统可编程 得 众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。有以下标准功能： 8k 字节 256 字节 32 位 I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位定时器 /计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。 引 脚结构 8 图 2 4 引脚结构 脚功能介绍 电源 地 ： 是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动8 个 辑电平。对 口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时， 也被作为低 8 位地址 /数据复用。在这种模式下， 有内部上拉电阻。在 程时， 也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电 阻。 ： 是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， 出缓冲器能驱动 4 个 辑电平。对 口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ 此外， 别作定时器 /计数器 2 的外部计数输入（ 2）和时器 /计数器 2 的触发输入（ 2具体如下表所示。在 程和校验时， 接收低 8 位地址字节。 引脚第二功能： 2（定时器 /计数器 外部计数输入），时钟输出 9 2时器 /计数器 捕捉 /重载触发信号和方向控制） 系统编程用） 系统编程用） 系统编程用） ： 是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， 出缓冲器能驱动 4 个 辑电平。对 口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器 （例如执行 ， 送出高八位地址。在这种应用中， 使用很强的内部上拉发送 1。在使用 8 位地址（如 问外部数据存储器时， 输出 存器的内容。在 程和校验时， 也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 ： 是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， 出缓冲器能驱动 4 个 辑电平。对 口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ 亦作为 殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 程和校验时， 也接收一些控制信号。 引脚第二功能 行输入） 行输出） 部中断 0) 部中断 0) 0（定时器 0 外部输入） 1（定时器 1 外部输入） R(外部数据存储器写选通 ) D(外部数据存储器写选通 ) 复位输入。晶振工作时， 持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完 成后， 输出 96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器 址 8的 可以使此功能无效。 认状态 10 下，复位高电平有效。 地址锁存控制信号（ 访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在 程时，此引脚（ 用作编程输入脉冲。在一般情况下， 晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，冲将会跳过。如果需要，通过将地址为 8 第 0 位置“ 1”，作将无效。这一位置“ 1”， 在执行 令时有效。否则， 被微弱拉高。这个 能标志位（地址为 8第 0 位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 部程序存储器选通信号（ 外部程序存储器选通信号。当 外部程序存储器执行外部代码时， 每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时， 不被激活。 问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 外部程序存储器读取指令， 须接 了执行内部程序指令， 该接 程期间， 接收 12 伏 压。 荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 荡器反相放大器的输出端。 内部资源 6 个中断源：两个外部中断（ 三个定时中断（定时器 0、 1、 2）和一个串行中断。这些中断如图 10 所示每个中断源都可以通过置位或清除特殊寄存器 的相关中断允许控制位分别使得中断源有效或无效。 包括一个中断允许总控制位 能一次禁止所有中断。如表 5 所示， 是不可用的。对于 也是不能用的。用户软件不应给这些位写 1。它们为 列新产品预留。定时器 2 可以被寄存器 的 或逻辑触发。程序进入中断服务后，这些标志位都可以由硬件清 0。实际上，中断服务程序必须判定是否是 活中断，标志位也必须由软件清 0。定时器 0 和定时器 1 标志位 计数溢出的那个周期的 置位。它们的值一直到下一个周期被电路捕捉下来。然而，定时器 2 的标志位 计数溢出 的那个周期的 置位，在同一个周期被电路捕捉下来。 11 部具有看门狗定时器及 3 个 16 位可编程定时器 /计数器。 16位是指他们都是由 16 个触发器构成，故最大计数模值为 1216 。可编程是指它们的工作方式由指令来设置，或者当计数器用，或者当定时器用，并且记数（定时）的范围也可以由指令来设置。这种控制功能是通过定时器方式控制器 完成的。 存储器结构： 件有单独的程序存储器和数据存储器。外部程序存储器和数据存储器都可以 64K 寻址。程序存 储器：如果 脚接地，程序读取只从外部存储器开始。对于 89果 序读写先从内部存储器（地址为 0000H 1始，接着从外部寻址，寻址地址为： 2000H 数据存储器： 256 字节片内数据存储器。高 128 字节与特殊功能寄存器重叠。也就是说高 128 字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分开的。当一条指令访问高于 7地址时，寻址方式决定 问高 128 字节 是特殊功能寄存器空间。直接寻址方式访问特殊功能寄存器（ 。例如，下面的直接寻址指令访问 0）存储单元 #用间接寻址方式访问高 128 字节 如，下面的间接寻址方式中， 容为 0问的是地址 0寄存器，而不是 （它的地址也是 0 #栈操作也是简介寻址方式。高 128 字节数据 可用于堆栈空间。 D 转换芯片的选择以及相关的参数 模数转换芯片主要完成模拟量转换为数字量的功能，方便单片机读取，根据系统要求，此处并不需要高速型的转换芯片 ，因为一般高速高精度 换芯片价格较为昂贵，而低速芯片不但价格便宜且能满足系统要求，像 是一款价格便宜，应用广泛，性能稳定性都经过时间检验的好产品，其主要参数如下： 主要特性 1） 8 路 8 位 A D 转换器，即分辨率 8 位。 12 2）具有转换起停控制端。 3）转换时间为 100 s 4）单个 5V 电源供电 5）模拟输入电压范围 0 5V，不需零点和满刻度校准。 6）工作温度范围为 85 摄氏度 7）低功耗，约 15 内部结构 片型逐次逼近式 A D 转换器 ，它由 8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、 8 位开关树型 D A 转换器、逐次逼近。 硬件引脚图 图 2 5 引脚结构 外部特性 片有 28 条引脚，采用双列直插式封装，如图 13 23 所示。下面说明各引脚功能。 8 路模拟量输入端。 228 位数字量输出端。 3 位地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中的一路 址锁存允许信号，输入，高电平有效。 A D 转换启动信号，输入，高电平有效。 A D 转换结束信号，输出，当 A D 转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 13 据输出允许信号，输入，高电平有效。当 A D 转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于 640 +）、 -）：基准电压。 源，单一 5V。 。 工作过程是：首先输入 3 位地址，并使 ，将地址存入地址锁存器中。此地 址经译码选通 8 路模拟输入之一到比较器。 升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A D 转换，之后 出信号变低，指示转换正在进行。直到 A D 转换完成， 示 A D 转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当 入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 晶屏的选择以及相关的参数 对于液晶显示屏的选择只要满足同时显示实时温度、湿度。可以同时显示设定温度极限值、湿度极限值。报警信息等等，显示信息量不大。众所周知， 液晶屏显示面的大小与其价格成正相关。所以选择一款较小的显示屏就可以完成本系统相关功能。 是一款性价比较高的液晶显示屏，其相关参数如下： 接口信号说明 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 源地 9 据 2 源正极 10 据 3 晶显示偏压 11 据 4 据 /命令选择 12 据 5 R/W 读 /写选择 13 据 6 E 使能信号 14 据 7 据 15 光源正极 8 据 16 光源负极 表 2脚接口说明表 14 第 1脚： 第 2脚： 第 3脚： 正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生 “ 鬼影 ” ，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。 第 4脚： 电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5脚： R/电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 ，当 ，当 。 第 6脚： 晶模块执行命令。 第 7 14脚： 位双向数据线。 第 15脚：背光源正极。 第 16脚：背光源负极。 主要技术参数 显示容量 :162 个字符 芯片工作电压 :作电流 :模块最佳工作电压 :符尺寸 :H) 硬件实物外观 图 2 6 面 15 图 2 7 面 外形尺寸 图 2 8 件尺寸 1602序号 指令 * 3 置输入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开 /关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 F * * 7 置字符发生存贮器地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址 0 0 1 显示数据存贮器地址 9 读忙标志或地址 0 1 数器地址 10 写数到 0 要写的数据内容 11 从 数 1 1 读出的数据内容 表 2制命令表 16 图 2操作时序 图 2操作时序 1602位）过程 延时 15指令 38H（不检测忙信号） 延时 5指令 38H（不检测忙信号） 延时 5指令 38H（不检测忙信号） 以后每次写指令、读 /写数据操作均需要检测忙信号 写指令 38H：显示模式设置 写指令 08H：显示关闭 17 写指令 01H：显示清屏 写指令 06H：显示光标移动设置 写指令 0示开及光标设置 他元件的选择以及相关的参数 本系统除了用到了以上原件，还主要用到了像电阻、电容、晶振、按键、蜂鸣器、二极管、三极管 稳压芯片（ 8 位与非门（ 12此章不再一一介绍。详细应用将在下一章表述。 系统 软件设计方案 在软件设计方面主要注意下列问题： 1，在单片机读取 片数据、转换时，精度一定要 满足系统设计的要求。 2，循环读取 片的转换信息（读取温湿度），读取安装温湿度模块的信息，如果没有安装也要检测，但不能进入软件运算。 3，读取每个温度（湿度）信息后求出平均值，显示在 示屏上。 4，为保证按键操作与信息显示不冲突，在读取案件信息时也要读取温湿度信息。 这样软件设计的流程如下： 18 是 否 否 是 图 2 7 面 在第四章将重点介绍软件的详细过程。 3 库房温湿度监测系统设计硬件 方案设计 系统 电源 电路方案 电源的稳定是整个系统稳定运行的关键，本系统 要求外部 电。温湿度模块用电在本系统取。如图 3 1 电源硬件电路。这里有一个电源指示灯，选用的是红色 电源可为整个系统提供 电源，能完全满足系统要求。 读取温湿度信息 读取按键信息 系统初始化 实时温度值是否大于设定值 报警 提示 报警确认了吗 检测按键 检测按键 19 图 3 1 电源硬件电路图 系统 单片机 电路方案 单片机系统是整个系统的核心，其硬件电路如图 3 2 单片机硬件电路图。51 单片机小系统包括时钟电路、复位电路、电源等，单片机端口 接 10K 欧姆上拉电阻 ，用于 据的信息传送。 有两个作用：第一作为 片的数据传送端，第二作为报警输出端。 为 控制端。 留端口， 片控制端。 图 3 2 单片机硬件电路图 20 系统 按键 电路方案 此系统按键较多，用单片机引脚做按键信息输入是对单片机引脚的浪费，所以本系统设计用 片来采集按键信息，节省了 。因为单片 机运行较快，通过 换省去了按键软件的延时去抖动，按键具体对应数值如下表： 编号 项目 对应电压 对应电阻 运算过程（读出的数值 d） 数值（理想情况下） 引脚说明 1 常态 5V 断开 0=0123456789 a = d/100; b = d/10%10; c = d%10; 分别算出整数位、十分位、百分位，用字符串表现出来 按键 1按下 0V 0欧姆 据 3 按键 2按下 4V 4据 4 按键 3按下 3V 据 5 按键 4按下 据 6 按键 5按下 2V 670欧姆 据 7 按键 6按下 1V 250欧姆 光源正极 表 3 1 按键对应单片机内数据 图 3 3 系统 报警 电路方案 报警电路与 换芯片数据输出电路和报警电路重合，当报警输出时，采用 报警输出 ，再是读取按键信息，之后如果没有进行报警确认或是没有调整设定值。这样节省 又能完成相应功能。具体电路如图 21 图 3 4 系统 示 电路方案 晶显示屏，主要显示用户设定参数，报警提示信息显示，实时温湿度等信息。其硬件电路如下图： 图 3 5 22 4 库房温湿度监测系统设计软件 方案设计 系 统 单片机读取 片信息软件 方案 单片机读取 的信息，首先读取第一个芯片的第一路转换数据，接着的二路，依次向下读取，直到读取完毕，然后将这些信息进行判断（断线、故障），如果读出信息为零或是无效值则将此值省略，然后求平均值，存储。其设计流程如下： 有 无 图 4 1 单片机读取 初 始 化芯片 读取芯片1 数值 数值转换并取平均值 读取芯片 2 数值直到芯片 4 有无效值吗 省去无效值 存入相应寄存器 运行其他程序 23 系统 单片机读取 片按键信息软件 方案 单片机读取 的信息，读到按键部分程序时不参与与其他信息求平均值，而是有独立信息安排，在报警时，不在读取除按键信息外的任何信息，按键分别完成：液晶背光控制、温度上限设定、温度下限设定、湿度上限设定、湿度下限设定和报警人工复位等功能。由于 片的转换精度较高，压作为按键识别的最小精度还是特别保险的，完全有能力完成按键的识别。具体转换方法已在第三章按键部分表 3 1 给出了。 24 是 否 图 4 2 读取 片及按键信息 流程图 初 始化芯片 读取按键数值 间 吗？ 数值转换 运行其它程序 设定湿度变量减 1 设定温度变量减 1 设定湿度变量加 1 设定温度变量加 1 液晶背光标志位置位 报警标志位复位 存入变量运行其他程序 25 系统 判断实时温湿度与设定值和报警信息软件 方案 是 否 否 是 否 是 图 4 3 读取 片按键信息 流程图 读出温湿度平均值 初始化 平均值大于上限设定值吗 运行其它程序 示温度（湿度）超过 设定温（湿度）度相关提示信息 平均值小于下限设定值吗 示温度（湿度）低于设定温（湿度）度相关提示信息 报警， 全输出高电平 报警复位或报警条件不存在在了吗 读取按键信息 26 系统 其 剩余部分软件 方案 到显示作用，其刷新频率主要有软件控制，而背光主要又按键控制。其他部分参考附录 1 电路图。 以上叙述了各个模块的软件控制，特别是各个模块要相互配合起来，总起来，为了要达到对案件的实时监视，而还要兼顾读取温湿度值得稳定显示，所以在单片机读取后要经过求平均数的计算，比如取 10 次的平均数显示出来等等。具体软件内容见附录 3 源程序。 总 结 本次课程设计是对所学知识的一次综合性运用。其中包括对模拟电子技术基础、和数字电子技术基础、单片机等知识的运用。从而完成了本次设计。在设计的过程中发现了 自身知识的不足，也发现我们必须具备专业基础知识以外，才能成功的设计出一件合格的东西。这次课程设计收获很多，体会也很深刻，并且对我们所学的东西也产生了浓厚的兴趣。在设计过程中，也学会了很多新的东西，及一些仿真软件的应用，最典型的就是 及与 然最重要的是学到了关于基本电子设计的一些基本方法，同时也加深了对一些常用的电子元件的理解及其基本用法的掌握。除此之外，我觉得在这次设计的过程中，我发现团队精神的重要性，很多时候 一个人的力量是有限的，一个人不可能什么都会，什么都能自己解决，还是有需要他人帮助的时候，我觉得人与人之间的相互帮助很有必要，这样不仅能帮助大家很快的解决问题，还能提高我们每个人的实际水平，也培养了我们的团队合作精神，这些能力对于我们今后的学习和工作都很有帮助。 由于时间关系，本次设计中还有不尽完善之处。希望在以后的学习生涯中不断的完善和改进。 在本次设计过程中遇到不少问题，在王同宏老师和同学的帮助和配合下才顺利的完成了本次课程设计。 27 焦丽娜老师在我们做设计的过程中，给予了我们极大的帮助，不仅从知识方面引导了 我们的设计思路，同时，在人生观上也给了我们不少的启示。在此，我对老师和同学表示深深的谢意。 结束语 致谢 从论文选题到搜集资料，从 提纲的完成 到 正文的 反复修改， 我 经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中 ， 心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。 我要感谢我的 老师 。 他们 为人随和热情，治学严谨细心。从选题、定题 、撰写提纲 ，到论文的反复修改、润色 直至定稿 ，老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导。正是 有了 老师的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才 得以 顺利 完成 。 我还要感谢我的导员老师以及在大学三年中给我们授课的所有老师们，是他们让我学到了很多很多知识，让我看到了世界的精彩，让我学会了做人做事。 最后感谢三年里陪伴我的同学、朋友们，有了他们我的人生才丰富，有了他们我在奋斗的路上才不孤独，谢谢他们。 28 参 考 文 献 1刘福才、刘丰、刘立伟 片机在太阳能热水器智能控制器中的应用。微计算机信息， 1999， 4。 2 王长胤、 文军 单片单板机原理及应用 M 武汉大学出版社， 1993。 3 向奇汝 多功能温度控制器 J 自动化与仪器仪表， 1999 4 何立民 单片机中、高级教程 北京航空航天出版社 1999 5 郭廷玮 太阳能利用和前景 科学普及出版社 1986 6万福君、潘松峰 单片机原理系统设计与应用 科学技术大学出版社 2001 7 潘永雄、沙河、刘向河 电子线路 用教程 西安电子科技出版社 2001 8 何克忠、李伟 计算机控制系统 清华大学出版社 1998 9 周政新 电子设计自动化实践与训练 中国 民航出版社 1998 10丁志刚、李刚民 单片微型计算机原理与应用 1990 29 附件一：电路图 30 附件二：传感器电压对应温度 图解：由 120是现应用传感器的实际量程，而系统要求的测量范围为 50。所以凡是超过要求测量范围的数据全部为报警数据或是非正常（误测量）数据。因此作图如上选择输出电压为 0V5V，而任何范围 的数据都会依照由 h 这条线的斜率进行变化，所以此线的斜率为 1 32，而测量范围最高点对应电压为 90/32=V），测量范围最低点对应电压为 10/32=V），温度为零摄氏度时对应电压为 40/32=V）。因此 换芯片测量电