基于单片机的温湿度测量电路

目录TOC\o"1-3"\u1绪论 ④输入/输出〔I/O〕引脚P0口、P1口、P2口及P3口(A).P0口〔39脚～22脚〕：P0.0～P0.7统称为P0口。当不接外部存储器与不扩展I/O接口时，它可作为准双向8位输入/输出接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O口时，P0口为地址/数据分时复用口。它分时提供8位双向数据总线。对于片内含有EPROM的单片机，当EPROM编程时，从P0口输入指令字节，而当检验程序时，那么输出指令字节。(B).P1口〔1脚～8脚〕：P1.0～P1.7统称为P1口，可作为准双向I/O接口使用。对于MCS—52子系列单片机，P1.0和P1.1还有第2功能：P1.0口用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2；P1.1用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。对于EPROM编程和进行程序校验时，P0口接收输入的低8位地址。(C).P2口〔21脚～28脚〕：P2.0～P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O接口且寻址范围超过256个字节时，P2口用于高8位地址总线送出高8位地址。对于EPROM编程和进行程序校验时，P2口接收输入的8位地址。(D).P3口〔10脚～17脚〕：P3.0～P3.7统称为P3口。它为双功能口，可以作为一般的准双向I/O接口，也可以将每1位用于第2功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第1功能的输入输出或第2功能。P3口的第2功能如表1所示。表1单片机P3.0管脚含义引脚第二功能P3.0RXD(串行口输入端0〕P3.1TXD〔串行口输入端〕P3.2INT0〔部中断0请求输入端，低电平有效〕P3.3INT1〔中断1请求输入端，低电平有效〕P3.4T0〔时器/计数器0计数脉冲端〕P3.5T1〔时器/计数器1数脉冲端〕P3.6WR〔部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效〕P3.7RD〔部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效〕3.4湿度的调节模块设计1、湿度调节的原理及结构框图当环境的湿度超出我们预先设定的湿度范围时，通过湿度检测电路以及A/D转换，把相应的信号送入主处理器AT89C51中，通过软件的判断，确定当前的湿度值是否在适宜的范围，如果不是，就自动的发出信号，启动湿度调节，例如当相应环境湿度大于预先设定的湿度值时，通过单片机发出信号，经功率驱动放大电路，启动抽风机的工作，减少空气中水蒸气的含量，以到达降低空气湿度的目的；当环境相应湿度小于预先给定的湿度值时，仍然的通过单片机发出信号，经功率放大电路，启动加湿器的工作〔其实也就是一个蒸汽机相关的机械〕，增加空气中的水蒸气，以到达增加空气中湿度的目的。总之，我们所要做的工作就是要使空气湿度保持在我们需要的理想状态。湿度调节电路的设计如图9所示。单片机输出信号单片机输出信号继电器吹风机/蒸汽机电源图9湿度调节的结构框图2、湿度调节硬件结构图图10为湿度控制硬件图，图中采用了两只光电耦合器件、两个继电器、和两只发光二极管。其中光电耦合器件是将处理器〔单片机〕输出的信号转换为继电器的输入信号，而继电器又与吹风机和蒸汽机的电源线相连[11]，这样，处理器输出的信号就可以通过光电耦合电路和继电器电路来控制机械〔吹风机或蒸汽机〕的动作。湿度调节的硬件结构如图10所示。图10湿度硬件控制电路3、湿度调节原理实现本湿度调节电路包含两个方面，一方面就是增加湿度的蒸汽机，也就是用来增加空气湿度的加湿设备，另一方面就是降低湿度的的吹风机，也就是用来减小空气中的湿度，这两个方面合起来，就是实现空气湿度的自动调节。3.5显示模块设计1、LED显示器的介绍LED显示器是由发光二极管组，其结构如下图，其中7个发光二极管按“8〞行排列，用于显示数字，字母等符号，一个发光二级管圆点形状，右下角用于显示小数点，LED显示器共阴极和共阳极两种类型[12]。2、单片机与LED接口在单片机应用系统中LED显示器有动态和静态两种显示方式，所谓的静态显示方式就是需要在显示的字符各段通过连续的电流，动态显示方式就是需要显示的字符断续通过电流，对于动态显示，当需要显示多个字符时轮流给每个字符通以电流，由于轮流的速度很快，发光二极管的余辉以及人的视觉暂留等因素，虽然在同一时刻只有一个显示器通电，但人们看起来都是所有的显示器都稳定的显示。数码管显示原理如图11所示。图11数码管原理图3.6按键模块的设计键盘可分为两类：独立式和矩阵式，本文只用到了独立式键盘，故只对独立键盘作简要说明。=1\*GB3①独立式键盘电路，各个键相互独立，每个按键独立的与一根输入线相连，一根线上的工作状态不会影响其他输入线的工作状态，通过检测输入线的电平状态就可以很容易判断那个按键按下了。=2\*GB3②为中断方式，任何一个按键按下时通过门电路都会向CPU申请中断，在中断效劳程序中读入P1口的值，从而判断是那个键被按下，=3\*GB3③为查询方式，在平时，所有的数据输入线都通过上拉电阻被连接成高电平，当任何一个键被按下时，与之相连的数据输入线将被拉成低电平，要判断是否有键按下，只要用位处理指令即可。4软件的设计及实现1、程序设计及其流程图如图12所示。〔a〕主程序流程图〔b〕A/D转换子程序流图〔c〕显示子程序流程图〔d〕按键子程序流图图12程序设计及流程图2、程序流程图说明程序流程图说明：在本程序的设置中，A/D转换是通过每次转换完成后产生中断来通知处理器，并将转换结果送如处理器的存储器中保存；显示子程序采用单独的子程序，作为主程序的调用子程序，以保证LED管的连续显示。主程序流程图如〔a〕，将键盘查询子程序和显示调用子程序作为它的程序运行的循环环节；A/D转换中断处理程序如程序流程图〔b〕，采用中断处理程序，保持了湿度检测信号的不断及时更新；流程图〔c〕就是显示子程序，它直接通过单片机的端口，不停的送出字位显示和字数的显示；〔d〕就是键盘处理子程序，键盘采用独立键盘，在有键按下时，首先判断那个键按下，然后根据相应的键作出相应的处理，在此程序中，键盘采用的是脉冲式按键方式，按键按下一下，处理器作出一次相应的回应。总结湿度检测技术一直是世界上的一个难题，本文在这里也只能是作出一些简单的探讨。首先系统初始化由传感器读取环境湿度并自身将其转换成数字信号，然后送入51单片机，如果该数据低于预设最低值或高于预设最高值，那么报警电路和控制电路将被接通，起到提醒和控制的作用，并将数据送入51单片机在LCD上显示。如果湿度正常即处于预设范围，那么报警电路和控制电路不会动作，并将数据送入单片机在LCD上显示，之后进入下次的监控流程。以AT89S51单片机为系统的湿度控制系统，可自动检测并显示湿度。可根据要求设定湿度的阈值进行控制，它克服了电子式湿度控制系统电路结构较复杂，控制精度低等特点。系统具有与上位机通信的功能，方便对湿度进行统一的管理，具有很强的实用性。致谢在此次课程设计完成之际，首先，在本课题的设计过程中，我的指导老师栗红霞老师倾注了大量的心血，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在设计过程中，老师给我提供了很多资料和专业知识的指导，借此向栗红霞老师表示最真挚的谢意。除此之外，在课程设计进行当中，我还要感谢我的同学，在我没有思路进行下去的时候，他们帮助我分析电路功能和电路结构，让我找到了切入点，在此深表感谢。感谢他们给予我的无私帮助，正是他们的鼓励和帮助之下，我得以顺利完成了这篇课程设计。最后再一次感谢所有在此次课程设计中曾经帮助过我的老师和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。参考文献[1]李玉忠.中国湿度与水分测量技术的现状[J].分析仪器，2003年第l期：22～23.[2]卢崇考，洲明军，露琳.湿度计量基准与标准传感器世界[J].2000年第6卷第10期

：14～16.[3]陈沛霖.空气湿度计算中大气压的影响[J].2002年第5期：9～10

.[4]夏方林.一种基于单片机AT89C51的温湿度控制仪的设计[J].工业仪表与自动化装置，1999年第6期：5～7.[5]廖惜春.基于AT89C52的温湿度智能监控系统的实现[J].现代电子技术，2003年第10期：10～12.[6]李竹.简单温控和湿控电路的探讨[J].山西师范大学学报〔自然科学版〕，2003年3月第17卷第1期：2～4.[7]史军勇，冀捐灶，杨宝强.基于AT89C2051的温湿度控制仪[J].电子技术2004年第1期：17～19.[8]唐述宏.单片机构成的环境温湿度实时测控装置设计[J].国外电子元器件，2004年第4期：34～35.[9]丁元杰.单片机原理及应用[M].机械工业出版社，1999.8：40～48.[10]余锡存.单片机原理与接口技术[M].西安电子科技大学出版社，2003.4[11]余永权.单片机在控制系统中的应用[M].电子工业出版，2001.1[12]龚永彬.采用单片机设计温湿度控制仪[J].今日电子，2002年第2期.附录程序设计：〔1〕主程序设计：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPTIMAORG0100MAIN:MOVSP,#40H；给堆栈赋初值MOV20H,#00H；给位存储单元清零MOV71H,#20H；相对湿度初始最小值MOV72H,#80H；相对湿度初始最大值MOV73H,#00H；当前相对湿度存储单元清零MOVTMOD,#01H；MOVTL0,#0BEHMOVTH0,#63HSETBEASETBET0SETBTR0调节子程序：LOP:JNBP3.0,S1；减小初始相对湿度最低值JNBP3.1,S2；增加初始相对湿度最大值JNBP2.4,S3；人为减小湿度JNBP2.5,S4；人为增加湿度LCALLDIS0SJMPLOPS1:SETB01HLCALLDIS1JNBP3.0,S1INC71HMOVA,71HDAAMOV71H,ASJMPLOPS2:SETB02HLCALLDIS2JNBP3.1,S2INC72HMOVA,72HDAAMOV72H,ASJMPLOPS3:LCALLDIS0JNBP2.4,S3SETBP2.6SJMPLOPS4:LACALLDIS0JNBP2.5,S4SETBP2.7MOVA,74HDAAMOV74H,ASJMPLOP中断子程序〔A/D转换〕：TIMA:PUSHPSWPUSHACCMOVTL0,0BEHMOVTH0,63HMOVA,P2ANLA,#0FHMOV73H,APOPACCPOPPSWRETI显示子程序：DIS0:PUSHPSW；保存断点值PUSHACCPUSHDPHPUSHDPLMOVR3,#10HDIS01:JB01H,DIS1；按下S1后，显示70单元内容JB02H,DIS2；按下S2后，显示71单元内容MOV@R1,73HACALLDISPPOPDPLDJNZR3,DIS01POPDPHPOPACCPOPPSWDIS1:MOV@R1,71HACALLDISPDIS2;MOV@R1,72HACALLDISPDISP:MOVR4,#02H；显示子程序MOVA,@R1MOVR5,AACAL