溫濕度測控系統(tǒng)設計答辯演講稿課件

溫濕度測控系統(tǒng)設計

專業(yè)自動化

答辯人

指導教師：王春俠

主要內容1設計過程及工藝要求2系統(tǒng)硬件設計3系統(tǒng)軟件設計4系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調5結束語緒論

近年來，我國的設施農業(yè)得到了較快的發(fā)展，溫室大棚技術已經突破了傳統(tǒng)的農作物種植受地域和自然環(huán)境的限制，從傳統(tǒng)農業(yè)向以優(yōu)質、高產、高效為目的的現代農業(yè)轉化的新階段。溫濕度作為工農業(yè)生產的主要環(huán)境參數，為了保證農作物快速生長，在現代農業(yè)中，我們采用先進的控制技術，對溫室大棚內的環(huán)境實行自動檢測和和實時控制

，從而實現人為控制植物生長環(huán)境，為優(yōu)質，高產的農作物生產提供可能，同時也大大降低了工人的勞動強度。為解決上述問題，本次課題設計出了溫濕度測控系統(tǒng)，它以單片機為核心，采用溫濕度測量，控制，報警等技術，以溫濕度傳感器作為測量元件，最終結合硬件與軟件，實現了對溫室大棚的自動檢測、報警及通風降溫、加溫加濕處理。

2系統(tǒng)硬件設計本次設計是基于STC89C52單片機的溫濕度測控系統(tǒng)的設計，是硬件與軟件的結合。STC89C52報警模塊溫度控制濕度控制溫度檢測濕度檢測溫濕度顯示鍵盤設置2.1單片機最小系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為系統(tǒng)的主控制器。單片機系統(tǒng)的擴展是以基本最小系統(tǒng)為基礎的，最小系統(tǒng)包括晶體振蕩時鐘電路和復位電路，其電路圖如下圖所示。2.2溫濕度檢測電路設計2.2.1溫度檢測

溫度檢測采用Dallas半導體公司生產的數字式傳感器DS1820，它支持“一線總線”接口。2.2.3DS18B20基本應用電路

(1)

DS18B20寄生電源供電方式

如下圖所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號線上汲取能量。

(2)

DS18B20的外部電源供電方式在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時I/O線不需要強上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。

2.3濕度檢測濕度傳感器HS1101是電容式濕度傳感器，具有不需校準的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，響應時間短，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路HS1101的實物和符號圖如下。HS1101電容傳感器，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。其中，充放電時間為T1充電=C（R1+R2）Ln2T2放電=CR2Ln2因而，輸出的方波頻率為(假設此時的電容為180pf)f=1/(t2放電+t1充電)=1/[C（R1+2R2）Ln2]=1/(180pf*1291*ln2)=6208HZ濕度D=t1/T=(R1+R2)/(2R1+R2)=(620+51)/(1240+51)=52%可見，空氣對濕度通過TLC555測量電路就轉變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號，表2-1給出了其中的一組典型測試值。

表2-1空氣濕度與電壓頻率的典型值%RH0102030405060708090100HZ73517224710069766853672866006468633061866033

濕度隨電容變化響應曲線

2.5顯示電路及鍵盤設置液晶顯示器以顯示質量高、數字式接口、體積小、重量輕、功耗低等特點，受到用戶的青睞。LCD12864液晶顯示模塊是128×64點陣型液晶顯示器，可顯示各種字符及圖形，與CPU直接接口，具有8位標準數據總線、6條控制線及電源線。計算機系統(tǒng)中的鍵盤按其連接方式的不同，可以分為非矩陣式鍵盤和矩陣式鍵盤兩類。本系統(tǒng)由于功能的需要，系統(tǒng)在單片機P1口連接一個接4×4矩陣鍵盤，來完成溫度濕度控制參數的設定。

2.7系統(tǒng)總的硬件圖3系統(tǒng)的軟件設計

本次設計的軟件程序包括：系統(tǒng)主程序、溫度采集子程序、濕度采集子程序等。

（1）主程序流程圖（2）溫度子程序（3）濕度子程序（1）主程序流程圖開始溫濕度傳感器初始化讀18B20值、顯示讀HS1101值、顯示溫濕度超上限？溫濕度超下限？報警紅燈亮藍燈亮黃燈亮綠燈亮濕度YESNONO返回濕度YES溫YES溫YES關閉T0計算濕度值開始定時T0,計數T1計數？讀取濕度顯示濕度NOYES4軟硬件聯(lián)調4.1傳感器調試濕度信息采集模塊調試：在使用濕度傳感器HS1101前需對555震蕩電路進行搭建，確定電路連接無誤后，將HS1101接入電路，接下來開始對電路電阻進行確定，按照曾經設計電路的經驗，我先對R1取51K，R2取510K,測量555振蕩器輸出頻率，與濕度與電壓頻率的典型值表進行比對，看是否合適。用這種方法經多次測試，最終確定電阻R1取51K，R2取620K,R4取1M。4.2液晶模塊調試

液晶顯示器是人機界面最關鍵的部分，能夠使我們更加清楚的讀取數據。顯示內容為：ucharcodeL11[]={"溫濕度測控系統(tǒng)"};ucharcodeL13[]={“電氣工程系自控072班孔克考宋凱"};ucharcodeL21[]={"溫度:30.0度"};ucharcodeL22[]={"濕度:40.0%"};uchartable[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};在對顯示模塊進行調試的過程中發(fā)現顯示不正常，漢字顯示與字符顯示不同，LCD-12864每行可以顯示16個字符，8個漢字，漢字不能分半顯示，由于軟件編程時，地址分配有誤，使得漢字部分無法顯示。經過檢查，發(fā)現問題后，將地址重新分配，顯示部分正確。4.3報警電路調試本次系統(tǒng)設計采用的