at89c52單片機溫濕度采集控制系統(tǒng)總體方案系統(tǒng)設(shè)計

...wd......wd......wd...摘要溫濕度控制系統(tǒng)早已經(jīng)成為當(dāng)今社會研究的熱門領(lǐng)域之一，同時溫濕度也是現(xiàn)今工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中必須要首先考慮的重要因素之一。因此現(xiàn)今社會生產(chǎn)生活中就迫切需要一種價格廉價、容易操作而且準(zhǔn)確度高的溫濕度控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)設(shè)計就是利用AT89C52單片機對溫濕度參量進展檢測進而實現(xiàn)對溫濕度參量的控制。本系統(tǒng)設(shè)計通過使用AT89C52單片機、DHT11傳感器模塊、LCD1602液晶顯示屏模塊以及二極管閃爍報警模塊。簡單的系統(tǒng)設(shè)計就可以根本上滿足本系統(tǒng)設(shè)計的系統(tǒng)設(shè)計要求。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器負(fù)責(zé)把采集到的溫濕度信號傳送給AT89C52單片機。溫濕度經(jīng)過AT89C52單片機處理，然后AT89C52準(zhǔn)確地把溫濕度信號發(fā)送到LCD1602液晶顯示屏模塊，溫濕度數(shù)據(jù)就可以準(zhǔn)確地顯示到LCD1602液晶屏上面，同時我們可以分別對溫度和濕度設(shè)置上下限，越限二極管閃爍報警。關(guān)鍵詞：AT89C52單片機，DHT11傳感器模塊，1602液晶顯示屏模塊，二極管閃爍報警模塊ABSTRACTTemperatureandhumiditycontrolsystemhasalreadybecomeoneofthemostpopularareasoftoday'ssocialresearch,oneofthefactorsoftemperatureandhumidityisalsotoday'sindustrialandagriculturalproductionlifemustfirstconsiderimportant.Thereforethesocialproductionandlivinganurgentneedforacheap,easyoperationandhighprecisiontemperatureandhumiditycontrolsystem.ThesystemdesignistheuseoftheAT89C52microcontrollertemperatureandhumidityparametersfortestingsoastorealizethecontroloftemperatureandhumidityparameters.ThisdesignbyusingAT89C52microcontroller,theDHT11sensormodule,LCD1602LCDmodulediodeflashingalarmmodule.Simpledesigncanbesubstantiallymeetthedesignrequirementsofthedesign.DHT11digitaltemperatureandhumiditysensorisresponsibleforthecollectedtemperatureandhumiditysignalistransmittedtotheAT89C52microcontroller.TemperatureandhumidityafterAT89C52single-chipprocessing,andthenAT89C52accuratetemperatureandhumiditysignalissenttotheLCD1602LCDdisplaymodule,temperatureandhumiditydatacanaccuratelydisplaytheLCD1602LCDscreenabove,andwecansetupperandlowerlimitsoftemperatureandhumidity,themorelimitingdiodeflashingalarm.Keywords:AT89C52microcontroller,theDHT11sensormodule,1602LCDmodule,diodeflashingalarmmodule目錄5513第1章緒論1163011.1課題研究的背景190361.2課題研究的意義1112621.3課題研究的主要內(nèi)容2107921.4課題研究的工作原理23610第2章系統(tǒng)總體方案系統(tǒng)設(shè)計344512.1功能要求3232562.2系統(tǒng)設(shè)計思路388292.3方案選擇3178412.3.1傳感器選擇方案3315122.3.2顯示器選擇方案455162.3.3單片機主芯片選擇方案473442.4總體系統(tǒng)設(shè)計框圖417789第3章系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計6218803.1概述6190293.2主控模塊系統(tǒng)設(shè)計6290563.2.1ATC89C52芯片的簡介6200083.2.2主控模塊電路原理圖7223723.3DHT11傳感器模塊系統(tǒng)設(shè)計7238163.3.1DHT11傳感器簡介7110773.3.2DHT11傳感器模塊電路系統(tǒng)設(shè)計965263.41602液晶顯示模塊系統(tǒng)設(shè)計983723.4.11602液晶顯示屏簡介9162213.4.21602液晶顯示模塊電路原理圖1122273.5報警模塊11138743.5.1二極管工作原理1130778第4章系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計13207714.1LCD1602液晶顯示模塊系統(tǒng)設(shè)計13312404.2傳感器模塊系統(tǒng)設(shè)計1424364第5章系統(tǒng)分析與調(diào)試1524630第6章結(jié)論與展望177142參考文獻(xiàn)1831711致謝1929834附錄202998附錄A外文文獻(xiàn)208665附錄B硬件原理圖2628398附錄C程序清單27第1章緒論1.1課題研究的背景作為現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中非常重要物理參數(shù)之一的溫濕度，在當(dāng)今的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中，時刻需要我們關(guān)心生產(chǎn)生活場所的它們變化。例如在現(xiàn)今大型的養(yǎng)殖生產(chǎn)場里面，動物植物的生長繁衍，都和溫濕度脫不開關(guān)系。動物植物只有在最適合的生長條件下，才能更好更快地生長，養(yǎng)殖生產(chǎn)場才能獲取最大的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟效益。隨著科學(xué)技術(shù)的日益進步和科技水平的快速提高，農(nóng)業(yè)的工業(yè)化毫無疑問已經(jīng)成為當(dāng)今世界最具有活力的社會產(chǎn)業(yè)之一。隨著社會的開展以及人們對生產(chǎn)生活自動控制的需求和經(jīng)濟技術(shù)的絕對支持，使的第二次世界大戰(zhàn)以后溫濕度控制系統(tǒng)快速穩(wěn)健地蓬勃開展起來了。所以本次系統(tǒng)設(shè)計對于類似工程具有普遍意義。1.2課題研究的意義AT89C52單片機是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中非常常見用于控制系統(tǒng)設(shè)計的應(yīng)用芯片，同時在大學(xué)期間，在我們的實踐生活中，我們大局部接觸的也是AT89C52這類簡單實用的單片機芯片。用AT89C52單片機作為溫濕度控制系統(tǒng)的例子也很多，主要是因為用AT89C52作為系統(tǒng)設(shè)計的核心可以使制作簡單，而且使系統(tǒng)價格低廉，易于操作。本系統(tǒng)設(shè)計主要使用AT89C52單片機來系統(tǒng)設(shè)計控制進而實現(xiàn)溫濕度的檢測，顯示，上下限報警，本系統(tǒng)設(shè)計中包括單片機最小系統(tǒng)、DHT11傳感器模塊的溫濕度檢測、獨立鍵盤及LCD1602液晶顯示、二極管閃爍報警電路、系統(tǒng)軟件編程系統(tǒng)設(shè)計等局部的系統(tǒng)設(shè)計。本系統(tǒng)設(shè)計預(yù)期的根本功能是能夠準(zhǔn)確地檢測出場所溫度和濕度；LCD1602模塊能夠準(zhǔn)確顯示溫濕度；溫度和濕度超過設(shè)定范圍時能夠報警提醒人們場所的溫濕度變化已經(jīng)不適合場所的溫濕度要求。將本系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用到溫室之類的場所當(dāng)中毫無疑問可以更好地滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活的具體溫濕度要求。本系統(tǒng)設(shè)計可以及時、準(zhǔn)確的反映場所的溫濕度的變化，能夠很好地滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活對溫濕度的控制要求。1.3課題研究的主要內(nèi)容本系統(tǒng)所要完成的任務(wù)是：1.LCD1602能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確的顯示AT89C52采樣溫度值和濕度值。2.DHT11采集溫度及濕度值，AT29C52能夠?qū)HT11輸送過來的采集信息，準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)定值之間的差異，及時的啟動報警裝置〔二極管閃爍〕進展報警，告訴工作人員應(yīng)該采取相對的方案。1.4課題研究的工作原理本系統(tǒng)設(shè)計的最關(guān)鍵局部是對溫度和濕度的采集以及檢測、顯示。主控電路芯片選擇AT89C52單片機，AT89C52單片機的優(yōu)點很多，例如執(zhí)行指令的速度很快，對工作環(huán)境的要求比擬低；溫濕度傳感器模塊我選擇了DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，DTH11傳感器能同時檢測溫濕度的變化，比以前單純分別使用DS12B20檢測溫度，使用濕度傳感器檢測濕度更加方便簡單。根據(jù)電路原理連接好外圍電路。通過DHT11傳感器準(zhǔn)確地檢測出當(dāng)前場所下的溫濕度，并且將所測數(shù)據(jù)信號傳遞給AT89C52單片機進展分析和處理。AT89C52單片機再將所得數(shù)據(jù)發(fā)送給LCD1602液晶屏，LCD1602成功完成顯示。報警模塊采用二極管閃爍報警方式。系統(tǒng)設(shè)計軟件編輯中分別預(yù)先設(shè)置好所需溫度和濕度的限值〔一個上限一個下限〕。通過溫度和濕度的上下限值控制二極管閃爍的報警。假設(shè)溫濕度逾越限值，則二極管閃爍，提醒工作人員此時溫度濕度數(shù)據(jù)已經(jīng)出現(xiàn)異常、需及時調(diào)整來實現(xiàn)場所溫濕度變化，從而實現(xiàn)了對溫濕度簡單控制。整體上來說，本系統(tǒng)設(shè)計主要涉及了溫濕度的測量以及實現(xiàn)對溫濕度的簡單控制。硬件方面有四個模塊，即傳感器模塊、AT89C52單片機主控模塊、LCD1602液晶顯示模塊以及二極管閃爍報警模塊。在硬件方面，制作也相對簡便。第2章系統(tǒng)總體方案系統(tǒng)設(shè)計2.1功能要求1、本系統(tǒng)設(shè)計中通過數(shù)字溫濕度傳感器DHT11采集場所中溫濕度數(shù)據(jù)，即時將采集到的溫濕度信息傳輸給單片機AT89C52；2、本系統(tǒng)設(shè)計單片機AT89C52將收到的溫濕度信號進展分析和處理，同時AT89C52單片機將采集到的溫濕度實時數(shù)據(jù)傳輸給LCD1602液晶顯示屏；3、通過LCD1602液晶屏實現(xiàn)溫濕度的數(shù)據(jù)顯示；4、通過按鍵設(shè)定溫濕度上下限數(shù)值，分別設(shè)置不同的溫濕度，接入二極管，實現(xiàn)越限報警；2.2系統(tǒng)設(shè)計思路本系統(tǒng)設(shè)計中電路總體上分為DHT11傳感器溫濕度采集局部、AT89C52單片機中央處理器局部、LCD1602液晶顯示局部以及二極管閃爍報警局部。本系統(tǒng)設(shè)計以AT89C52單片機最小系統(tǒng)作為核心控制電路，同時控制著DHT11傳感器采集的溫濕度的轉(zhuǎn)換和1602液晶屏的顯示，以及二極管閃爍報警。LCD1602具體顯示內(nèi)容及方式由軟件編寫來完成，采集溫濕度數(shù)據(jù)由DHT11傳感器來完成。DHT11傳感器是一種數(shù)字溫濕度傳感器、其自身帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，所以它可以直接與AT89C52單片機相連接。LCD1602液晶屏是一種插針式顯示屏，也可以直接與AT89C52單片機相連接。因此本系統(tǒng)設(shè)計手動焊接很簡單，也容易操作，不需要打板。本系統(tǒng)設(shè)計焊接具體步驟是：按照原理圖將DHT11溫濕度傳感器、LCD1602液晶顯示屏分別接入T89C52單片機。通過DHT11傳感器把采集當(dāng)?shù)降臏貪穸戎?、輸送給AT89C52單片機，再經(jīng)AT89C52單片機處理，將處理后的數(shù)據(jù)傳送到LCD1602液晶屏上顯示出來,并且接入二極管。我們可以在軟件編寫中設(shè)置溫度的上下限值。實現(xiàn)越限報警。2.3方案選擇2.3.1傳感器選擇方案方案一：利用兩個傳感器分別檢測溫度和濕度值，溫度檢測模塊選用DS18B20溫度傳感器。濕度檢測模塊選用HS1101電容式濕度傳感器。這兩款傳感器都是我們大學(xué)實踐電子設(shè)計中非常常見和常用的傳感器。方案二：檢測溫濕度數(shù)值選用DHT11傳感器作為系統(tǒng)設(shè)計的溫濕度檢測模塊。DHT11傳感器能夠同時對溫度和濕度數(shù)值進展檢測，而且其準(zhǔn)確度能過完全滿足本畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計的精度要求。經(jīng)過上述分析，方案一雖然精度更準(zhǔn)確。卻稍顯復(fù)雜。方案二雖然DHT11傳感器沒怎么使用過，即便不能到達(dá)方案一那么高的精度要求，仍也能滿足系統(tǒng)設(shè)計要求，而且更加簡單，更加容易實現(xiàn)，也更加穩(wěn)定可靠。所以我選擇方案二。2.3.2顯示器選擇方案方案一：采用12864液晶顯示屏。12864液晶顯示模塊自身內(nèi)置8192個中文漢字、128個字符及64X256點陣顯示RAM?？梢燥@示漢字以及圖案。方案二：選擇使用LCD1602液晶顯示屏。LCD1602能夠顯示16列2行,但是只能顯示字母、數(shù)字和符號能顯示16*2個字符，不能顯示漢字。由于LCD1602存放器不止32個，所以軟件編寫可以使字符一個個顯示、字符從左到右或從右到左顯示等等，顯示效果比擬簡單。經(jīng)過上述分析，在編程使用方面，12864液晶顯示屏和LCD1602難度差不多，雖然12864液晶屏可以顯示更多的字符，漢字，乃至圖案，有更多LCD1602不具備的功能。但是LCD1602液晶屏也能實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的要求，而且LCD1602價格比擬廉價，在大學(xué)里我們接觸的比擬多，而12864液晶顯示屏最至少四十塊錢。綜上所述，LCD1602就是最好的選擇。2.3.3單片機主芯片選擇方案對于本系統(tǒng)設(shè)計，由于對單片機的要求不高，只要選取片內(nèi)帶RAM和ROM的單片機即可，AT89C52也是我大學(xué)生活中接觸比擬多的單片機。所以在本系統(tǒng)設(shè)計中選取的是ATMEL公司的AT89C52單片機即可。2.4總體系統(tǒng)設(shè)計框圖按照溫濕度控制系統(tǒng)功能的具體設(shè)計要求，在保證實現(xiàn)其功能的根基上，盡可能降低制作本錢和提高系統(tǒng)設(shè)計的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，該系統(tǒng)設(shè)計方案總體上圍繞上述思想，初步確定系統(tǒng)的方案如圖2-1所示。AT89C52主控模塊DHT11傳感器模塊LCD1602字符液晶模塊報警模塊傳感器與之相連LCD1602字符液晶與之相連圖2-1從圖2-1中可以看出，系統(tǒng)AT89C52單片機處理模塊、LCD1602液晶顯示模塊、DHT11傳感器模塊和二極管閃爍報警模塊組成。在方案系統(tǒng)設(shè)計中，我們應(yīng)該始終遵循簡潔至上的原則，因此我將所有的外圍模塊與AT89C52模塊接口全部采用串行方式。本系統(tǒng)設(shè)計以AT89C52單片機為控制核心，實現(xiàn)溫濕度采集及顯示的根本功能。在系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)時，為了更好地采用模塊化系統(tǒng)設(shè)計法，分步的系統(tǒng)設(shè)計各個單元功能模塊，系統(tǒng)的硬件局部可以分為DHT11傳感器局部、AT89C52單片機控制局部、LCD1602液晶顯示局部和實現(xiàn)二極管閃爍報警局部。第3章系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計3.1概述本次的畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計主要由4個模塊構(gòu)成，分別是AT89C52單片機主控模塊、DHT11傳感器模塊、LCD1602液晶顯示模塊及二極管閃爍報警模塊。其中AT89C52單片機主控模塊是本系統(tǒng)設(shè)計的核心模塊，核心模塊主要是指AT89C52芯片，它控制整個系統(tǒng)的運行，利用AT89C52單片機各個口分別控制其它模塊，使DHT11傳感器，LCD1602液晶顯示器，二極管形成一個穩(wěn)定運行的系統(tǒng)，進而滿足本系統(tǒng)設(shè)計的功能需要；報警模塊主要是指將二極管接入單片機電路。通過對任何時間溫濕度的檢測，并由軟件編寫給定二極管閃爍所需要的溫濕度區(qū)間，即給定二極管閃爍上下限值，實現(xiàn)越限報警；DHT11傳感器模塊主要用于場所的溫濕度的檢測、由于DHT11集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換等模塊，所以DHT11模塊直接接AT89C52單片機即可。LCD1602液晶顯示模塊同樣直接接入AT89C52單片機即可，LCD1602主要的功能就是完成對單片機處理后的數(shù)據(jù)進展顯示。3.2主控模塊系統(tǒng)設(shè)計3.2.1ATC89C52芯片的簡介AT89C52是一款8位微控制器，有8K存儲空間，同時也是我們大學(xué)期間接觸比擬多的單片機。AT89C52單片機的內(nèi)部構(gòu)造，引腳，指令與MCS-51系列單片機根本一樣。AT89C52的40引腳如圖3-1所示。圖3-1AT89C52引腳排列圖3.2.2主控模塊電路原理圖AT89C52單片機主程序模塊主要任務(wù)是通過對DHT11傳感器采集到信號的讀取，然后AT89C52單片機將得到的數(shù)據(jù)信號進展分析和處理，然后AT89C52再將處理后的信號發(fā)送給LCD1602液晶顯示模塊，同時AT89C52單片機連接二極管，控制著報警系統(tǒng)。如圖3-2所示。圖3-2AT89C52模塊電路原理圖3.3DHT11傳感器模塊系統(tǒng)設(shè)計3.3.1DHT11傳感器簡介DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款4針單排引腳封裝的傳感器模塊。DHT11傳感器主要應(yīng)用于場所溫濕度的檢測，性能穩(wěn)定可靠。DHT11傳感器主要由一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件組成，DHT11傳感器引腳可以直接與AT89C52直接相連接。該傳感器連接十分方便，所以利用該傳感器制作本系統(tǒng)設(shè)計可以使系統(tǒng)制作變得十分簡單。DHT11傳感器實物圖如下3-3所示：圖3-3DHT11傳感器實物圖〔1〕引腳介紹：Pin1：(VDD)，電源引腳，供電電壓為3~5.5V，供電電壓5V即可。Pin2：〔DATA〕，串行數(shù)據(jù)，單總線。Pin3:〔NC〕，空腳，懸浮即可。Pin4〔VDD〕，接地端，接電源負(fù)極。〔2〕接口說明：如果連接線長度短于20米，則應(yīng)該加上5K上拉電阻,大于20米時根據(jù)實際情況來選擇適宜阻值的上拉電阻。如圖3-4所示圖3-4DHT11典型應(yīng)用電路〔3〕數(shù)據(jù)幀的描述：DATA的主要任務(wù)是用于AT89C52單片機與DHT11傳感器之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)形式,單次通訊時間4ms左右,數(shù)據(jù)既有整數(shù)局部也有小數(shù)局部。〔4〕電氣特性：通常情況下VDD=5V，除非特別注明。如圖3-5所示。表3-5DHT11的電氣特性參數(shù)條件Mintypmax單位供電DC355.5V供電電流測量0.52.5mA平均0.21mA待機100150uA采樣周期秒1次注:采樣周期間隔不得低于1秒鐘。3.3.2DHT11傳感器模塊電路系統(tǒng)設(shè)計DHT11傳感器和AT89C52單片機連接十分簡單，只用加上5K的上拉電阻即可。利用AT89C52單片機的P2.0口與DHT11傳感器數(shù)據(jù)口P2相連用來發(fā)收串行數(shù)據(jù)。同時傳感器的電源端口P1和P4分別接單片機的VDD和GND端。傳感器的第三腳懸浮放置。DHT11傳感器原件的電路原理圖如圖3-6所示：圖3-6DHT11電路原理圖3.41602液晶顯示模塊系統(tǒng)設(shè)計3.4.11602液晶顯示屏簡介LCD1602能夠同時顯示32個字符〔16列2行〕。一般1602字符型液晶顯示器實物如圖3-7和3-8所示：圖3-7液晶屏正面圖3-8液晶屏反面〔1〕1602LCD的RAM地址映射以及標(biāo)準(zhǔn)字庫表LCD1602液晶模塊里面的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了160個不同的字符圖，但是沒有漢字，12864液晶模塊可以顯示漢字。我們是通過指令編程來實現(xiàn)LCD1602的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作等操作的〔1為高電平，0為低電平〕。1602內(nèi)部顯示地址如圖3-9所示：圖3-91602內(nèi)部顯示地址3.4.21602液晶顯示模塊電路原理圖圖3-101602顯示模塊3.5報警模塊3.5.1二極管工作原理圖3-11二極管工作原理圖在對我們所要系統(tǒng)設(shè)計的課題有了整體的了解之后，需要先建設(shè)程序框架的流程圖，對整個系統(tǒng)設(shè)方案分模塊，逐個模塊實現(xiàn)其功能，最終把各個子模塊合理的連接起來，構(gòu)成總的程序。主程序首先要對整個系統(tǒng)進展初始化，然后將采集到的溫濕度指令傳給系統(tǒng)的主流程圖如圖3-12所示〔以溫度為例〕：開場開場初始化延時溫濕度測量1602顯示數(shù)據(jù)判斷溫度溫度低于26℃高于30℃二極管閃爍二極管閃爍完畢圖3-12主程序流程圖第4章系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計4.1LCD1602液晶顯示模塊系統(tǒng)設(shè)計LCD1602液晶顯示模塊可與AT89C52直接接口的。軟件流程圖如圖3-13所示：開場開場LCD初始化延時設(shè)第一行顯示位置顯示第一行內(nèi)容設(shè)第二行顯示位置顯示第二行內(nèi)容圖4-11602液晶顯示模塊程序流程圖4.2傳感器模塊系統(tǒng)設(shè)計DHT11傳感器使系統(tǒng)設(shè)計更加省時省力。DHT11傳感器模塊的軟件流程圖如以下列圖3-14所示給DHT11上電給DHT11上電延時保持高電平檢測記錄信號輸出低電平延時輸出低電平數(shù)據(jù)輸出完畢信號圖4-2DHT11傳感器模塊程序流程圖第5章系統(tǒng)分析與調(diào)試本系統(tǒng)設(shè)計是在KeilC環(huán)境下開發(fā)的，KeilC軟件支持C語言的編程及調(diào)試，運用方便，是做C語言畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計者的首選。KeilC程序運行如圖5-1,5-2所示圖5-1keilC運行圖圖5-2程序燒錄運行圖在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對其進展演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對應(yīng)的接口，完成供電及下載。開場供電后、稍等幾秒后LCD1602液晶屏能正常顯示當(dāng)前溫濕度了之后，觀察當(dāng)前溫濕度的變化。我們可以用手捂住DHT11傳感器，令其溫度的顯示超標(biāo)，測試能否到達(dá)報警。經(jīng)過測試，本系統(tǒng)設(shè)計完全可行，進而實現(xiàn)了對溫度的簡單控制。當(dāng)然濕度控制原理跟溫度一樣。第6章結(jié)論與展望本系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終根本上實現(xiàn)了各項要求。雖然本系統(tǒng)設(shè)計還存在某些缺乏，比方溫濕度測量不夠準(zhǔn)確。不過本系統(tǒng)大體能反映出系統(tǒng)設(shè)計的目的和要求，與預(yù)期的結(jié)果相差不多。經(jīng)過幾個月的奮斗，從確定題目，到后來查找資料，理論學(xué)習(xí)，實驗編程調(diào)試，這一切都使我的理論知識和動手能力有了很大的提高。學(xué)會了對一項設(shè)計如何系統(tǒng)設(shè)計：首先，要分析需要系統(tǒng)設(shè)計的系統(tǒng)要實現(xiàn)什么功能，需要什么器件；然后，針對系統(tǒng)設(shè)計購置相應(yīng)的硬件，選用硬件時不僅要選用經(jīng)濟的，更重要的是如何能更準(zhǔn)確更方便的完成系統(tǒng)的要求；再次，對各個硬件的軟件實現(xiàn)要弄清楚，如何更好的實現(xiàn)各個硬件的協(xié)調(diào)，更好的通過主控制器件實現(xiàn)硬件的功能。最后，通過各種測試與調(diào)試，讓系統(tǒng)設(shè)計更好的完成系統(tǒng)要求。但此系統(tǒng)設(shè)計中也存在一定的缺乏，就比方說對濕度的控制方面，由于溫度時刻都在發(fā)生著變化。而濕度的變化又大體上取決于溫度。因而對于濕度的控制有點困難。參考文獻(xiàn)[1]陳明熒.8051單片機課程系統(tǒng)設(shè)計實訓(xùn)教材[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003．[2]徐新艷.單片機原理、應(yīng)用與實踐[M].北京：高等教育出版社，2005．[3]吳金戌，沈慶陽，郭庭吉.8051單片機實踐與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.[4]王千.實用電子電路大全[M].電子工業(yè)出版社，2001.[5]馮博琴.微型計算機原理與接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.[6]張毅剛.MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.[7]劉坤.51單片機應(yīng)用系統(tǒng)典型模塊開發(fā)大全[M].中國鐵道出版社，2011[8]郭天祥.51單片機C語言教程[M].電子工業(yè)出版社，2010.[9]黃俊.電力電子技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2009.致謝畢業(yè)在即，而畢業(yè)論文則是畢業(yè)前的最后一環(huán)，也是非常重要的一環(huán)。為期幾個月的畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計過程中，馮翼教師給與了我很大幫助，無論是從實習(xí)期間的懵懂狀態(tài)，再到硬件系統(tǒng)設(shè)計以及畢業(yè)論文的完成后的略有小成，我都會有深深的感慨。在做畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計的過程中，是馮翼教師給我指明了思路，包括硬件采購，電路連接以及軟件程序系統(tǒng)設(shè)計等，都給我提供了相當(dāng)大的幫助。在此，特意對馮翼教師表示深深感謝。同時還要對學(xué)校表示感謝，是學(xué)校給我們提供了一次難能可貴的時機。還有學(xué)校從硬件方面也對我們能幫助很大，大大的方便了我們完成畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計?？傊瑹o論是從教師還是到學(xué)校。本次畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計過程中我受到了很大的幫助和啟發(fā)。沒有你們，我的畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計就堅持不下來。感謝你們，有了你們，我受益匪淺。附錄附錄A外文文獻(xiàn)IntroductionstoPIDControllersandIntelligentIndustrialautomationlevelhasbecomeameasureofprofessionsmodernizationlevelisanimportantsymbol.Atthesametime,thedevelopmentofthetheoryofcontrolalsoexperiencedtheclassicalcontroltheoryandmoderncontroltheoryandintelligentcontroltheoryofthreephaseautomaticcontrolsystemcanbedividedintotheopenloopcontrolsystemandclosed-loopcontrolsystem.Acontrolsystemincludingthecontroller,sensors,actuators,andtransmitterinputandoutputinterface.Theoutputafteroutputinterface,actuators,addtothecontrolsystem,Controlsystem,theaccused,thetransmitter,throughaftersensorinputinterfacetocontroller.Differentcontrolsystem,itssensorsandactuators,thetransmitterisnotthesame.Atpresent,thePIDcontrolandcontrollerorintelligentinstrumenthasmanyPIDcontrollerintheengineeringpractice,theproductshavebeenwidelyapplied,thereareallsortsofPIDcontrollerproducts,companiesaredevelopedwithPIDparameterself-settingfunctionofintelligentregulator(intelligentregulator),includingthePIDcontrollerisadjustedbyintelligentautomaticadjustmentorcalibration,theadaptivealgorithmisproposedtorealize.HaverealizedusingPIDcontrolpressure,temperature,flow,liquidlevelcontroller,canrealizePIDcontrolfunctionoftheprogrammablelogiccontroller(PLC),andcanrealizePIDcontrolPCsystem,etc.PIDcontrollerscanbestand-alonecontrollers(alsocalledsingleloopcontrollers),controllersinPLCs,embeddedcontrollers,orsoftwareinVisualBasicorC#computerprograms.PIDcontrollersareprocesscontrollerswiththefollowingcharacteristics:_Continuousprocesscontrol_Analoginput(alsoknownas“measurement〞or“ProcessVariable〞or“PV〞)_Analogoutput(referredtosimplyas“output〞)_Setpoint(SP)_Proportional(P),Integral(I),and/orDerivative(D)constantsExamplesof“continuousprocesscontrol〞aretemperature,pressure,flow,andlevelcontrol.forexample,controllingtheheatingofatank.Forsimplecontrol,youhavetwotemperaturelimitsensors(onelowandonehigh)andthenswitchtheheateronwhenthelowtemperaturelimitsensorturnsonandthenturntheheateroffwhenthetemperaturerisestothehightemperaturelimitsensor.Thisissimilartomosthomeairconditioning&heatingthermostats.Incontrast,thePIDcontrollerwouldreceiveinputastheactualtemperatureandcontrolavalvethatregulatestheflowofgastotheheater.ThePIDcontrollerautomaticallyfindsthecorrect(constant)flowofgastotheheaterthatkeepsthetemperaturesteadyatthesetpoint.Insteadofthetemperaturebouncingbackandforthbetweentwopoints,thetemperatureisheldsteady.Ifthesetpointislowered,thenthePIDcontrollerautomaticallyreducestheamountofgasflowingtotheheater.Ifthesetpointisraised,thenthePIDcontrollerautomaticallyincreasestheamountofgasflowingtotheheater.LikewisethePIDcontrollerwouldautomaticallyforhot,sunnydays(whenitishotteroutsidetheheater)andforcold,cloudydays.Intelligenceandintelligentsystemscanbecharacterizedinanumberofwaysandalonganumberofdimensions.Therearecertainattributesofintelligentsystems,commoninmanydefinitions,whichareofparticularinteresttothecontrolcommunity.Inthefollowing,severalalternativedefinitionsandcertainessentialcharacteristicsofntelligentsystemsarefirstdiscussed.Abriefworkingdefinitionofintelligentsystemsthatapturestheircommoncharacteristicsisthenpresented.Inmoredetail,westartwitharathereneraldefinitionofintelligentsystems,wediscusslevelsofintelligence,andweexplaintherolefcontrolinintelligentsystemsandoutlineseveralalternativedefinitions.Wethendiscussdaptationandlearning,autonomyandthenecessityforefficientcomputationalstructuresinntelligentsystems,todealwithcomplexity.Weconcludewithabriefworkingcharacterizationfintelligent(control)systems.Westartwithageneralcharacterizationofintelligentsystems:Anintelligentsystemhastheabilitytoactappropriatelyinanuncertainenvironment,wherenappropriateactionisthatwhichincreasestheprobabilityofsuccess,andsuccessisthechievementofbehavioralsubgoalsthatsupportthesystem’sultimategoal.Inorderforaman-madeintelligentsystemtoactappropriately,itmayemulatefunctionsofivingcreaturesandultimatelyhumanmentalfaculties.Anintelligentsystemcanbeharacterizedalonganumberofdimensions.Therearedegreesorlevelsofintelligencethatcanemeasuredalongthevariousdimensionsofintelligence.Ataminimum,intelligencerequiresheabilitytosensetheenvironment,tomakedecisionsandtocontrolaction.Higherlevelsofntelligencemayincludetheabilitytorecognizeobjectsandevents,torepresentknowledgeinaorldmodel,andtoreasonaboutandplanforthefuture.Inadvancedforms,intelligencerovidesthecapacitytoperceiveandunderstand,tochoosewisely,andtoactsuccessfullyunderlargevarietyofcircumstancessoastosurviveandprosperinacomplexandoftenhostilenvironment[.Intelligencecanbeobservedtogrowandevolve,boththroughgrowthinomputationalpowerandthroughaccumulationofknowledgeofhowtosense,decideandactincomplexandchangingworld.PID控制器和智能簡介工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。同時，還對控制理論的開展經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三階段，自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個控制系統(tǒng)包括控制器，傳感器，制動器，和發(fā)射器輸入輸出接口。輸出接口，輸出驅(qū)動器后，添加到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，被控制系統(tǒng)，發(fā)射機，通過傳感器輸入接口后控制器。不同的控制系統(tǒng)，其傳感器和執(zhí)行器，發(fā)射器是不一樣的。在目前，PID控制，控制器或智能儀器已在許多PID控制器工程實踐，該產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，公司以智能PID參數(shù)自整定功能的開發(fā)調(diào)節(jié)器〔智能調(diào)節(jié)器〕，包括PID控制器是通過智能自動調(diào)整調(diào)整或校正，提出了實現(xiàn)自適應(yīng)算法。實現(xiàn)了利用PID控制壓力，溫度，流量，液位控制器，能實現(xiàn)PID控制功能可編程邏輯控制器〔PLC〕，并可實現(xiàn)PID控制的PC系統(tǒng)等。PID控制器可以獨立的控制器〔也被稱為單回路控制器〕，控制器在PLC，嵌入式控制器，或軟件在VisualBasic或C#計算機程序。PID控制器具有以下特征的過程控制器：_連續(xù)過程控制_模擬輸入〔也被稱為“測量〞或“過程變量〞或“PV〞〕_模擬輸出〔簡稱為“輸出〞〕_設(shè)定點〔SP〕_比例〔P〕，積分〔I〕，和/或微分〔D〕常數(shù)這種控制的例子，比方說控制箱加熱。簡單的控制，你有兩個溫度限制傳感器〔一個低一高〕，然后切換加熱器時低溫度限制傳感器翻開然后翻開加熱器關(guān)閉當(dāng)溫度上升到高溫度限制傳感器。這類似于大多數(shù)家庭的空調(diào)及供暖恒溫器。相反，PID控制器將接收輸入的實際溫度控制PID控制器自動地找到正確的〔常數(shù)〕的氣體，保持溫度穩(wěn)定在設(shè)定熱水器的流動。相反的溫度跳躍的兩個點之間的來回，溫度保持穩(wěn)定。如果設(shè)定值降低，PID控制器就會自動降低流動的氣體的量加熱器。如果設(shè)定值升高，PID控制器就會自動增加的氣體的量流向加熱器。同樣，PID控制器將自動熱，陽光明媚的日子〔當(dāng)它是熱外加熱器〕和寒冷，多云的日子。智能與智能系統(tǒng)的特點可以在許多方面和沿在下面的，幾種不同的定義和本質(zhì)特征它們的共同特點是提出了。在更多的細(xì)節(jié)，我們從一個很一般智能系統(tǒng)的定義，討論了智能的水平，和我們解釋的作用在智能系統(tǒng)的控制和輪廓的幾種可供選擇的定義。我們再討論關(guān)鍵詞和學(xué)習(xí)，自主性和高效的計算構(gòu)造的必要性智能系統(tǒng)，以應(yīng)對復(fù)雜性。我們的結(jié)論與一個簡短的工作特性F智能〔控制〕系統(tǒng)。我們開場與智能系統(tǒng)的一般特性：一個智能系統(tǒng)在不確定環(huán)境下的適當(dāng)行為的能力，在那里適當(dāng)?shù)男袆?，從而增加成功的概率，成功的行為目?biāo)，支持系統(tǒng)的最終目標(biāo)的全面實現(xiàn)。為了一個人工智能系統(tǒng)，采取適當(dāng)?shù)男袆樱梢阅７律畹纳锕δ芎妥罱K人類的心智。智能系統(tǒng)可以持續(xù)沿的維數(shù)。有學(xué)位或情報，可以沿各維度的測量水平的情報。至少，智能需要他能夠感知周圍環(huán)境，做出決定和控制作用。高水平的智力可能包括識別物體和事件的能力，知識表示在世界模型，原因和對未來的方案。在先進的形式提供，智力能力覺察到并理解，明智的選擇，行動成功大的各種情況下，生存在一個復(fù)雜的、常常是充滿敵意的環(huán)境繁榮。智能可以觀察到的增長和開展，通過在計算功率和通過對如何感覺知識積累增長，決定復(fù)雜不斷變化的世界。附錄B硬件原理圖附錄C程序清單主程序#include<reg52.h>//52單片機頭文件#include<dht11.h>//溫濕度傳感器DHT11頭文件#include<lcd_1602.h>//液晶屏1602頭文件uchari,key_flag;ucharset_temp_H_shi,set_temp_H_ge;//設(shè)定溫度的變量ucharset_temp_L_shi,set_temp_L_ge;//設(shè)定溫度的變量ucharset_humi_H_ge,set_humi_H_shi;//設(shè)置濕度的變量ucharset_humi_L_ge,set_humi_L_shi;//設(shè)置濕度的變量signedcharset_temp_H=38,set_temp_L=8;//溫度上限賦值38，溫度下限賦值8signedcharset_humi_H=78,set_humi_L=48;//濕度上限賦值78，濕度下限賦值48sbitk1=P3^2;//定義按鍵K1sbitk2=P3^3;//定義按鍵K2sbitk3=P3^4;//定義按鍵K3sbitk4=P3^5;//定義按鍵K4/////////////////////////延時函數(shù)/////////////////////////////voiddelay(ucharx){uchara,b;for(a=0;a<20;a++){for(b=x;b>0;b--);}}/////////////////////////顯示溫度和濕度//////////////////////////voiddisp_t_h(){write_cmd(0x8c);write_dat(tab_lcd_num[ds3]);//顯示溫度十位write_cmd(0x8d);write_dat(tab_lcd_num[ds4]);//顯示溫度個位write_cmd(0xcc);write_dat(tab_lcd_num[ds1]);//顯示溫濕度十位write_cmd(0xcd);write_dat(tab_lcd_num[ds2]);//顯示溫濕度個位}///////////////////////開機顯示////////////////////////////////////voiddisp_start(){for(i=0;i<16;i++){write_cmd(0x80+i);write_dat(tab_t[i]);//溫度}for(i=0;i<16;i++){write_cmd(0xc0+i);write_dat(tab_h[i]);//濕度}}///////////////////////掃描按鍵////////////////////////////////voidkey_scan(){if(k1==0)//按下K1{//設(shè)置溫度上限////////////////////////////////if(key_flag==0)//按鍵標(biāo)志0{write_cmd(0x01);//清屏write_cmd(0x80);//顯示位置第一行第一列for(i=0;i<13;i++)write_dat(tab_set_temp_H[i]);//顯示SETTEMPERATURE字符while(k4==1)//按下K4{if(k2==0)//按下K2{while(k2==0);set_temp_H++;//設(shè)置溫度數(shù)值加if(set_temp_H==100)//到100，清0set_temp_H=0;}if(k3==0)//按下K2{while(k3==0);//松手檢測set_temp_H--;//設(shè)置溫度數(shù)值減if(set_temp_H==0)//到0，加為100set_temp_H=100;}set_temp_H_ge=set_temp_H%10;//計算設(shè)置溫度個位set_temp_H_shi=set_temp_H/10;//計算設(shè)置溫度十位write_cmd(0xc6);write_dat(tab_lcd_num[set_temp_H_shi]);//顯示設(shè)置溫度個位write_cmd(0xc7);write_dat(tab_lcd_num[set_temp_H_ge]);//顯示設(shè)置溫度十位}delay(200);}//設(shè)置溫度下限////////////////////////////////if(key_flag==1)//按鍵標(biāo)志1{write_cmd(0x01);//清屏write_cmd(0x80);//顯示位置第一行第一列for(i=0;i<13;i++)write_dat(tab_set_temp_L[i]);//顯示SETTEMPERATURE字符while(k4==1)//按下K4{if(k2==0)//按下K2{while(k2==0);set_temp_L++;//設(shè)置溫度數(shù)值加if(set_temp_L==100)//到100，清0set_temp_L=0;}if(k3==0)//按下K2{while(k3==0);//松手檢測set_temp_L--;//設(shè)置溫度數(shù)值減if(set_temp_L==0)//到0，加為100set_temp_L=100;}set_temp_L_ge=set_temp_L%10;//計算設(shè)置溫度個位set_temp_L_shi=set_temp_L/10;//計算設(shè)置溫度十位write_cmd(0xc6);write_dat(tab_lcd_num[set_temp_L_shi]);//顯示設(shè)置溫度個位write_cmd(0xc7);write_dat(tab_lcd_num[set_temp_L_ge]);//顯示設(shè)置溫度十位}}////設(shè)置濕度上限///////////////////////////////////////////////////if(key_flag==2)//按鍵標(biāo)志2{write_cmd(0x01);//清屏write_cmd(0x80);//顯示位置第一行第一列for(i=0;i<13;i++)write_dat(tab_set_humi_H[i]);//顯示SETHUMIDITY字符while(k4==1){if(k2==0){while(k2==0);set_humi_H++;//設(shè)置濕度數(shù)值加if(set_humi_H==100)set_humi_H=0;}if(k3==0){while(k3==0);set_humi_H--;//設(shè)置濕度數(shù)值減if(set_humi_H==0)set_humi_H=100;}set_humi_H_ge=set_humi_H%10;//計算設(shè)置濕度個位set_humi_H_shi=set_humi_H/10;//計算設(shè)置濕度十位write_cmd(0xc6