单片机原理及系统课程设计报告(温度湿度控制系统)

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1、 单片机原理及系统单片机原理及系统课程设计课程设计 专专 业：业： 自动化 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 2012 2012 年年 7 7 月月 1 1 日日 评语： 平时（40） 修改（30） 报告（30） 总成绩 单片机原理及系统课程设计报告 目目 录录 1 引言 . 1 2 方案设计 . 1 2.1 总体方案设计 . 1 2.2 系统组成及框图 . 1 3 硬件电路设计 . 2 3.1 温度测量电路设计 . 2 3.2 湿度测量电路设计 . 2 3.3 按键电路设计 . 3 4 软件设计 3 4.1 主程序流程图 . 3 4.2 温度模块程序设计

2、. 4 4.3 湿度模块程序设计 . 5 4.4 显示子程序设计 . 5 5 总结 . 5 6 参考文献 . 5 7 附录 6 7.1 附录 A . 6 7.2 附录 B . 6 单片机原理及系统课程设计报告 1 1 引言引言 本次课程设计主要基于 AT89C51 单片机，开发环境温度及湿度检测及控制 系统。 该系统采用 AT89C51 单片机作为控制器， DS18B20 作为温度传感器， HS1101 作为湿度传感器。系统主要功能如下： （）对温度、湿度进行测量； （）温度及湿度的显示； （）设定预期温度与湿度值并显示。 关键词：AT89C51，温度及湿度检测，LCD显示。 2 方案设计方案

3、设计 本章从控制系统的总体构成及原理框图对系统进行了总体分析说明，控制系 统组成以后，主要通过控制器、传感器及执行器对控制变量进行分析和处理。 2.1 总体方案设计总体方案设计 本系统采用 AT89C51 单片机作为微处理器，DS18B20 作为温度传感器对温 度进行检测， HS1101 作为湿度传感器与 NE555 组成湿度测量模块， 使用 LM016L 对测得的温度及湿度值进行显示，使用按键对温度及湿度的设定值进行修改。 2.2 系统组成及框图系统组成及框图 系统主要有温度测量模块、湿度测量模块、显示模块、及按键模块。其原理 框图如图 21 所示。 图. 系统组成框图 A T89C51 温

4、度测量 按键 LCD 液晶显示 湿度 单片机原理及系统课程设计报告 2 3 硬件电路设计硬件电路设计 本温度及湿度控制系统使用 AT89C51 作为控制器，用 DS18B20 实现对温度 测测量，用 HS1101 及 NE555 实现的湿度的测量，并采用 LM016L 将采集的的数 据显示。现将系统硬件设计表述如下。 3.1 温度测量电路温度测量电路设计设计 采用 DS18B20 数字温度传感器测量温度， DS18B20 与单片机是单线双向 通信。其连接电路如图 3.1 所示。 图 3. DS18B20 的测温电路（DQ 端接 51 的 P2.7） 3.2 湿度测量电路湿度测量电路设计设计 图

5、 3.2 NE555 测湿电路 HS1101 实际上相当于一个可变电容，它会因外部环境湿度的变化而致使电 容值变化，湿度测量模块采用 HS1101 及 NE555 一起组成，将该 HS1101 置于 NE555 震荡电路中， 将电容值的变化转化为与之呈反比的电压频率信号， 可直接 被计算机采集。 单片机原理及系统课程设计报告 3 表 3.1 等效电容值与相对湿度之间的数值关系 相对湿度 RH（%） 电容值C（PF） 相对湿度 RH（%） 电容值 C（PF） 0 163 60 183 10 166 70 186 20 170 80 191 30 173 90 195 40 176 100 202

6、 50 179 3.3 按键电路设计按键电路设计 系统可以调节设定的温度及湿度值，我们可以通过四个按键来进行实现，前 两个按键选择是温度设定还是湿度设定，后两个按键实现加一和减一操作，设计 电路图如图 3.3 所示。 图 3.3 按键电路 其工作原理如下：当闭合温度控制开关，可以通过“加” 、 “减”按钮来实现 目标温度值的加一或者减一；同理闭合湿度开关，通过“加” 、 “减”按钮来实现 目标湿度值的加一或者减一。而且,当两个开关同时闭合时，可以实现温度和湿 度的同加一或同减一。 4 软件设计软件设计 本章主要对各个功能模块的程序流程进行说明。 4.1 主程序流程图主程序流程图 主程序的主要功能是负责读出并处理 DS18B20 的测量温度值，读出测湿电 路的结果，并将温度及湿度进行实时显示,直到需要退出该系统时结束并退出。 程序流程图如图 4.1 所示 ： 单片机原理及系统课程设计报告 4 N Y 图 4.1 主程序流程图 4.2 温度模块程序设计温度