基于單片機的溫濕度檢測系統硬件畢業設計-資料下載頁

【導讀】確就會發生許多的生產事故。如化工生產中對溫度的檢測不當就會導致生產效率的降低。和產品質量的下降。而現在所使用的溫濕度檢測系統通常都是精度為1℃或℃的水。銀、煤油或酒精溫度計進行的溫度檢測和用傳統的物理模擬量的方法進行的濕度檢測。容量還比較大，達到熱平衡所需的時間較長，因此很難讀準，并且使用非常不方便。要為現代人工作、科研、生活提供更好的更方便的設施就需要從單片機技術入手，一切向著數字化控制，智能化控制方向發展。本設計是以單片機為核心，測系統，可以接收所測環境的溫度和濕度信號，檢測人員可以通過數碼管顯示的數據，所有的測量操作都可以通過主機控制軟件來實現，溫。片機進行數據處理，經軟件分析處理后送顯示裝置。本系統是硬件設計,可靠性高，結構簡單，實現了對溫濕度的自動調節。一定的時間自動記錄，可用在氣象的觀察方面。

　　

【正文】 輸出電流 （ In） 。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如表 34 所示。 表 34 P3 口引腳的第二功能 引 腳號 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） 0INT （外部中斷 0） 1INT （外部中斷 1） T0（定時器 0 外部輸入） T1（定時器 1 外部輸入） WR （外部數據存儲器寫選通） RD （外部數據存儲器讀選通） RST：復位輸入。晶振工作時， RST 腳持續 2 個 機器周期高電平將使單片機復位。DISRTO 默認狀態下，復位高電平有效。 ALE/ PROG ：控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 Flash 編程時，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調，在每次訪問外部數據存儲器時， ALE 脈沖將會跳過。如果需要，通 過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “ 1” ， ALE 操作將無效。這一位置 “ 1” ，引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數器 T2 的外部計數輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數器 T2的捕捉 /重載觸發信號和方向控制） MOSI（在系統編程用） MISO（在系統編程用） SCK（在系統編程用） 基于單片機的溫濕度檢測系統硬件設計 19 ALE 僅在執行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個 ALE 使能標志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設置對微控制器處于外部執行模式下無效。 PSEN ：外部程序存儲器選通信號（ PSEN ）是外部程序存儲器選通信號。當 AT89S52從外部程序存儲器執行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數據存儲器時， PSEN 將不被激活。 EA /VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接地。 為執行內部程序指令， EA 應該接 VCC。 在 Flash 編程期間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內部時鐘發生電路的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 時鐘電路用于產生時鐘信號，時鐘信號是單片機內部各種微操作的時間基準，在此基礎上，控制器按照指令的功能產生一系列在時間上有一定次序的信號，控制相關的邏輯電路工作，實現指令的功能。復位對單片機來說，是程序還沒有開始執行，是在做準備工作。 RS232C 接口 計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。串行通信本身又分為異步通信與同步通信兩種。RS232C 接口 (又稱 EIARS232C)是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在 1970 年由美國電子工業協會 (EIA)聯合貝爾系統、調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標準。 RS232C 接口標準采用 25 個引腳的連接器 (D 型插座 )。RS232C 規定有 25 根連線。 RS232C 接口的特點 ： （ 1） 接口的信號內容 實際上 RS232C 的 25 條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用 39 條引線。 （ 2） 接口的電氣特性 在 RS232C 中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即 邏輯 “ l” ， 5~15V； 邏輯 “ 0” ， +5~+15V。 噪聲容限為 2V。即要求接收器能識別低至 +3V 的信號作為邏輯 “ 0” ，高到 3V 的信號作為邏輯 “ 1” 。 （ 3） 接口的物理結構 陜西科技大學畢業論文（設計說明書 ） 20 RS232C 接口連接器一般使用型號為 DB25 的 25 芯插頭座，通常 插頭在 DCE 端，插座在 DTE 端 .一些設備與 PC機連接的 RS232C 接口，因為不使用對方的傳送控制信號，只需三條接口線，即 “ 發送數據 ” 、 “ 接收數據 和“ 信號地 ” 。所以采用 DB9 的 9 芯插頭座。 （ 4） 傳輸電纜長度由 RS232C 標準規定在碼元畸變小于 4%的情況下，傳輸電纜長度應為 50 英尺 。 由于 RS232C 接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四點 : （ 1） 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與 TTL 電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與 TTL 電路連接。 （ 2） 傳輸速率較低，在異步傳 輸時，波特率為 20KbPs。 （ 3） 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。 （ 4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為 50 英尺，實際上也只能用在 50 米左右。 在檢測系統 中，下位機處理過的數據通常都需要不斷地傳給上位機，而上位機也要不斷往下位機發送命令，控制下位機的工作進程。單片機有一個全雙工的串行通訊口，所以單片機和計算機之間可以方便地進行串口通訊。進行串行通訊時要滿足一定的條件，電腦的串口是 RS232 電平的，而單片機的串口是 TTL 電平的，兩 者之間必須有一個電平轉換電路，可以采用專用芯片 MAX232 進行轉換。 數碼管的顯示 數碼管在儀器儀表中主要是顯示單片機的輸出數據、狀態等，因而，作為外圍典型器件，數碼管顯示是反映系統輸出和操縱輸入的有效器件。數碼管具備數字接口，可以很方便的和單片機系統連接 。數碼管的體積小、輸出內容的器件重量輕，并且功耗低，是一種理想的顯示單片機數據在單片機系統中有著重要的作用。 8 段數碼管屬于 LED 發光器件的一種。 LED 發光器件一般常用的有兩類 :數碼管和點陣。 8 段數碼管又稱為 8 字型數碼管，分為 8 段 ： A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 P10 根管腳，每一段有一根管腳。其中 P 為小數點。數碼管常用的有另外兩根管腳為一個數碼管的公共端，兩根之間相互連通。 基于單片機的溫濕度檢測系統硬件設計 21 4 系統的硬件設計和連接 主控模塊 采用 AT89S52 單片機作為系統的控制器。 P0 口控制數碼管顯示溫度和濕度值。實現濕度模擬電壓量轉換為數字量便于單片機處理。鍵盤控制采用 ~ 口 ，溫度采集采用的是 ， 濕度 采集采用 的 是 ，原理如下圖 41 所示 : X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 S 5 2C13 0 p FC33 0 p FD11 N40 0 1C44 .7 u FR11 0 kX1CR Y S T A L 圖 41 AT89S52 單片機各引腳功能 顯示模塊 系統采用動態顯示方式驅動 6 個數碼管工作，其 中 4 個數碼管用來顯示溫度值， 2個用來顯示檢測到的濕度值。用 P2 的輸入端來選擇位碼．單片機的 P0 口控制數碼管的斷碼。如檢測到的溫度與濕度發生變化時，數碼管即會發生相應的變化，起到實時顯示功能，電路如圖 42。 Q2P N51 3 8Q3P N51 3 8Q4P N51 3 8Q5P N51 3 8Q6P N51 3 8Q7P N51 3 8R 2 01 0 kR 2 11 0 kR 2 21 0 kR 2 31 0 kR 2 41 0 kR 2 51 0 k 圖 42 現實模塊連接電路 光電耦合 陜西科技大學畢業論文（設計說明書 ） 22 光電偶合器件（簡稱光耦）是把發光器件（如發光二極體）和光敏器件（如光敏三極管）組裝在一起，通過光線實現耦合構成電 —光和光 —電的轉換器件 。 溫度和濕度采集模塊 DS18B20 溫度傳感器與單片機的連接 DS18B20 數字溫度傳感器，可以直 接將被測溫度轉化為串行數字信號供微機處理，通過簡單的編程實現 9 位的溫度讀數。并且多個 DS18B20 可以并接到多個地址線上與單片機實現通信。由于每一個 DS18B20 出廠時都刻有唯一的一個序列號并存入其 ROM中，因此 CPU 可用簡單的通信協議就可以識別，從而節省大量的引線和邏輯電路。下圖為與單片機的連接。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 S 5 2 DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0R54 .7 kC33 0 p FD11 N40 0 1C44 .7 u FR11 0 kX1CR Y S T A LR 1 01 0 0 kB U Z 1B UZ Z E R 圖 44 DS1820 溫度傳感器與單片機的連接 濕度信號采集的設計 濕度的檢測方法，一般采用濕敏元件檢測，分為濕敏電阻和濕敏電容兩種情況。基于本次設計，采用了 HIH3610相對濕度傳感 器它是一 種熱固聚脂電容式傳感器。在電路構成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。如何將電容的變化量準確地轉變為計算機易于接受的信號，常用兩種方法 ： 一是將該濕敏電容置于運放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所產生的正弦波電壓信號經整流、直流放大、再 A/D轉換為數字信號 ； 另一種是將該濕敏電容置于 555振蕩電路中，將電容值的變化轉為與之呈反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集。電路連接圖如圖 44所示。 基于單片機的溫濕度檢測系統硬件設計 23 R41 0 kV C 1HI H36 1 0R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U55 5 5R25 7 6 kR64 9 .9 kR79 0 9 kR81k65412U3O P T O CO UP L E R NP NR91k 圖 44 濕度傳感器與單片機的連接 輸出驅動的設計 將繼電器接到單片機 AT89S52 的 、 口，開關輸出控制加濕或者除濕裝置電路，單片機將采集到的溫濕度數字量與預設的基準上下限進行運算比較處理后，從、 口輸出驅動電磁繼電器，對溫濕度裝置進行調節，以及電源通斷等控制。驅動電路與單片機的連接電路如圖 45 所示。當檢測的濕度值高于設定的濕度值范圍時 ，單片機