基于单片机的温湿度控制系统设计PPT课件

1 基于单片机的温湿度控制系统设计 2 目录 3 概述 1 课题的背景和现状环境的监测与控制在工业 农业 国防等行业有着广泛的应用 由于应用的场合不同监测对象的不同 其系统设计也是千差万别 在实际生活中此类系统有着广泛的应用 室温环境检测系统中温度和湿度是两个重要的显示和分析指标 必须定期抽样检查室温环境温度和湿度 以便采取相应的措施 89C51单片机是常用于控制的芯片 在智能仪器仪表 工业检测控制 机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果 用其作为温湿度检测控制系统的实例也很多 使用89C51单片机能够实现温湿度全程的自动检测与控制 而且89C51单片机易于学习 掌握 性价比高 使用89C51型单片机设计温湿度检测控制系统 可以及时 精确的反映室内的温度以及湿度的变化 完成诸如升温到特定温度 降温到特定温度 在温度上下限范围内保持恒温等多种控制方式 在湿度控制方面也是如此 4 概述 2 本系统主要研究内容人性化的设计 界限温度值及湿度值能够由用户根据不同的需求由键盘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 通过采集温度及湿度值 准确的判断设定值与当前值之间的差异 及时的启动报警装置 包括警报灯的提示功能以及提示音等 进行报警 同时采取相应的措施调整当前值 如 在检测出当前值高于设定的上限值时 系统会自动执行相应的降温措施 直至温度降到合适温度 5 系统总体分析 1 总体方案设计 6 系统总体分析 2 硬件的选择 1 选用MCS 51系列的89C51为主机 2 温湿度传感器AM2301作为湿度测量装置 负责系统对环境温湿度的测量 3 显示模块采用LCD1602液晶 7 硬件系统设计 1 中央控制模块89C51是Intel公司于80年代初推出的8位嵌入式微控制器 内部数据总线为8位 外部数据总线为8位 它与MCS 96系统中的其它芯片相比 具有性能高 功能全 售价低廉 使用方便 48PINDIP 等优点 由于大的高度集成化已把许多常用的输入检测输出控制通道都制作在同一块硅片上 大大地灵活了外部连线 增强了系统的稳定性并且速度快 时钟12MHz 非常适合于工业环境下安装使用 因此本系统CPU选用89C51芯片 8 硬件系统设计 2 时钟电路和复位电路 9 硬件系统设计 3 温湿度传感器AM2301 10 硬件系统设计 AM2301产品概述AM2301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卓越的长期稳定性 传感器包括一个电容式感湿元件和一个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 每个AM2301传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准 校准系数以程序的形式储存在OTP内存中 传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数 单线制串行接口 使系统集成变得简易快捷 超小的体积 极低的功耗 信号传输距离可达20米以上 使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则 产品为4针单排引脚封装 连接方便 特殊封装形式可根据用户需求而提供 11 硬件系统设计 传感器模块电路 12 硬件系统设计 4 显示模块1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母 数字 符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成 每个点阵字符位都可以显示一个字符 每位之间有一个点距的间隔每行之间也有也有间隔起到了字符间距和行间距的作用 正因为如此所以他不能显示图形 用自定义CGRAM 显示效果也不好 1602LCD是指显示的内容为16X2 即可以显示两行 每行16个字符液晶模块 显示字符和数字 目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的 控制原理是完全相同的 因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶 显示模块由LCD显示构成 显示实时的温湿度和给定的中间温湿度值 其中LCD第一行显示温度的实时值和给定的温度中间值 第二行显示当前湿度值和系统给定的中间的湿度值 13 硬件系统设计 LCD显示器模块电路 14 硬件系统设计 7 动作执行模块电路设计 15 硬件系统设计 8 报警模块 16 软件系统设计 1 LCD1602显示模块 17 软件系统设计 LCD初始化及工作流程 18 软件系统设计 开始 初始化 温湿度检测 单片机处理 LCD显示 范围判断 终止 光声报警 温湿度控制 NO YES 2 总体流程图 19 软件系统设计 3 主程序ORG0100H MAIN MOVR1 10 T0100马上定时溢出计数寄存器R1赋初值10MOVP1 0FFH 所有指示灯灭MOVSP 60H 堆栈指针赋初值60HMOVTMOD 01H T0定时 方式1 软启动MOVTL0 0B0H T0赋初值MOVTH0 3CH MOVIE 82H 开放T0中断SETBTR0 启动T0SJMP 20 软件系统设计 定时 计数器0中断服务程序ORG0200H T0INT DJNZR1 NEXT T0溢出10次 即1s进一次采样处理LCALLADCON 调用温度采样及模数转换子程序LCALLCALCU 调用温度计算子程序LCALLDRVCON 调用驱动控制子程序LCALLMETRICCON 调用十进制转换子程序LCALLDISP 调用数码管显示子程序MOVR1 10 R1重赋值10NEXT MOVTL0 0B0H T0重装初值MOVTH0 3CH RETI 21 软件系统设计 温度采样及模数转换子程序ORG0300H ADCON MOVDPTR 0F0FFH 选通ADC0809通道0MOVA 00H MOVX DPTR A 启动A D转换HERE JNBP3 3 HERE 判断数据转换是否结束 没结束则等待MOVXA DPTR 读取转换后的数据MOV20H A 将从ADC0809中读取的当前温度下热敏电阻上的电压值存于20H单元RET 22 软件系统设计 驱动控制子程序ORG0500H DRVCON MOVA 21H 取出当前温度值CJNEA 30 J1 与上限温度值 30 比较LJMPGO J1 JNCDRV1 若高于上限温度 则输出驱动信号 同时高于上限温度指示灯点亮CJNEA 25 J2 与显现温度 25 比较LJMPGO J2 JCDRV2 弱低于下限温度 则驱动信号停止输出 同时点亮低于下限温度的指示灯LJMPGO DRV1 CLRP1 0 23 软件系统设计 SETBP1 1 CLRP1 2 SETBP1 3 LJMPOVER DRV2 SETBP1 0SETBP1 1 CLRP1 2 SETBP1 3 LJMPOVER DRV2 SETBP1 0 SETBP1 1 SETBP1 1 SETBP1 2 CLRP1 3 24 软件系统设计 LJMPOVER GO CLRP1 1 在下线温度 25 至上限温度 30 之间 则驱动信号保持前面状态 同时温度正常指示灯点亮SETBP1 2 SETBP1 3 OVER RET 25 结论 系统以8051单片机设计了一个温室的温湿度自动控制系统 对实时温湿度进行采样显示 并通过判断其是否越限对其采取相应的措施使其降到或升到合适的范围 整个系统由单片机 温湿度传感器 显示模块 报警器 温湿度调节系统等5部分组成 用户预先输入温湿度报警值到程序中 该值作为系统阈值 温湿度传感器监测值传输给单片机 当单