(答辯PPT)基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)設計資料教材.ppt

1、基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)設計,指導教師：,專業(yè)：測控技術與儀器 學生： 學號：,目錄,概 述,1、課題的背景和現狀 改革開放以來，人們對生活質量的要求顯著提高，對美麗的植被和花 卉的需求量也急劇上升，這對以種植植被為生計的園林工人是一個機遇， 同時也對傳統(tǒng)的手工植被種植是一個挑戰(zhàn)，而基于單片機的溫濕度控制系 統(tǒng)對解決這些問題有著非常重大的意義。 種植植被一般都用溫室栽培，為了充分的利用好溫室栽培這一高效技 術，就必須有一套科學的，先進的管理方法，用以對不同種類植被生長的 各個時期所需的溫度及濕度等進行實時的監(jiān)控。溫濕度控制對于單片機的 應用具有一定的實際意義，它代表了一類自動控制的方法，而且

2、其應用十 分廣泛。,概 述,3、本系統(tǒng)主要研究內容 人性化的設計。界限溫度值及濕度值能夠由用戶根據不同植被的各種生 長需求由鍵盤輸入并通過顯示器顯示。能夠實時、準確的顯示采樣溫度值 與濕度值。通過采集溫度及濕度值，準確的判斷設定值與當前值之間的差 異，及時的啟動報警裝置（包括警報燈的提示功能以及提示音等）進行報 警，同時采取相應的措施調整當前值。如：在檢測出當前值高于設定的上 限值時，系統(tǒng)會自動執(zhí)行相應的降溫措施，直至溫度降到合適溫度。 根據植被在不同時間段內對溫濕度的不同要求，用戶可隨機更改溫度及 濕度值，以滿足用戶不同的需求。,概 述,2、立題的目的和意義 使用8051型單片機設計溫濕度控

3、制系統(tǒng)，可以及時、精確的反映溫室內的溫度以及濕度的變化。完成諸如升溫到特定溫度、降溫到特定溫度、在溫度上下限范圍內保持恒溫等多種控制方式，在濕度控制方面也是如此。將此系統(tǒng)應用到溫室、當中無疑為植被的生長提供了更加適宜的環(huán)境。,系統(tǒng)總體分析,1、總體方案設計,系統(tǒng)總體分析,2、硬件的選擇 （1）選用MCS-51系列的89C51為主機。 （2）傳感器AD590作為溫度測量裝置，負責系統(tǒng)溫度的測量。 （3）濕度傳感器HS1100作為濕度測量裝置，負責系統(tǒng)對環(huán)境濕度的測量。 （4）模數轉換器ADC0809：即由模擬信號轉換為數字信號。 （5）鍵盤顯示芯片：用8729識別鍵盤。,硬件系統(tǒng)設計,1、中央控

4、制模塊 89C51是Intel公司于80年代初推出的8位 嵌入式微控制器（內部數據總線為8位，外部 數據總線為8位），它與MCS-96系統(tǒng)中的其它 芯片相比，具有性能高、功能全、售價低廉、 使用方便（48PINDIP）等優(yōu)點。由于大的高 度集成化已把許多常用的輸入檢測輸出控制 通道都制作在同一塊硅片上，大大地靈活了外 部連線，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且速度快（時 鐘12MHz），非常適合于工業(yè)環(huán)境下安裝使用 。因此本系統(tǒng)CPU選用89C51芯片。,硬件系統(tǒng)設計,2、時鐘電路和復位電路,硬件系統(tǒng)設計,3、鍵盤識別模塊 8279使Intel公司為8位微處理器設計的通用鍵盤/顯示器接口芯片，其功能主要體

5、現在二個方面：接收來自鍵盤的輸入數據并作預處理；數據顯示的管理和數據顯示器的控制。單片機采用8279管理鍵盤和顯示器，可減少軟件程序，減輕負擔，且顯示穩(wěn)定，程序簡單。8279可適應各種鍵盤和顯示器的不同工作方式,這是由于8279內的各功能塊的工作是可程控的，用戶可根據自己的要求,利用向8279寫命令字的方法對8279的工作方式等進行編程。,硬件系統(tǒng)設計,4、溫濕度采樣模塊 AD590是電流型溫度傳感器， 通過對電流的測量可得到所需要的 溫度值 。,硬件系統(tǒng)設計,5、濕度采樣,濕度傳感器HS110,硬件系統(tǒng)設計,5、濕度采樣,放大器LM224,硬件系統(tǒng)設計,6、濕度采樣電路設計,硬件系統(tǒng)設計,7

6、、逐次逼近式A/D轉換模塊,硬件系統(tǒng)設計,8、顯示模塊 顯示模塊由LED顯示和LCD顯示構成，其中8位數碼管顯示用戶給定的溫濕度上下限值，前四位數碼管顯示溫度上下限值，后四位顯示濕度的上下限值，LCD1602液晶顯示用于操作提示，同時也顯示實時的溫濕度和給定的中間溫濕度值。其中LCD第一行顯示溫度的實時值和給定的溫度中間值，第二行顯示當前濕度值和系統(tǒng)給定的中間的濕度值。,硬件系統(tǒng)設計,8、顯示模塊 LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。,硬件系統(tǒng)設計,9、LED簡介 LED是單片機應用系統(tǒng)中一種常見的輸出設備，通常使用的是七段顯示。 這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。 以共陰極為例：顯示個位“

7、4” a 送 0 d、e 送 0 b、c、f、g 則送 1 gnd 送 0 則立刻顯示4。 它由8個發(fā)光二極管（7段和一個小數點）構成，可用來顯示09，A、B、 C、D、E、F、G(小數點)。在數碼管中，若把各二極管的陰極連接在一起稱為 共陰極數碼管；若把各二極管的陽極連接在一起，則稱為共陽極數碼管。在本 系統(tǒng)中采用共陰極數碼管。,硬件系統(tǒng)設計,10、 LCD1602的顯示操作,硬件系統(tǒng)設計,10、 LCD1602的顯示操作,硬件系統(tǒng)設計,10、 LCD1602的顯示操作,硬件系統(tǒng)設計,10、 LCD1602的顯示操作,硬件系統(tǒng)設計,10、 LCD1602的顯示操作,硬件系統(tǒng)設計,10、 LC

8、D1602的顯示操作,硬件系統(tǒng)設計,11、動作執(zhí)行模塊 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。,硬件系統(tǒng)設計,12、電路設計,硬件系統(tǒng)設計,13、報警模塊,軟件系統(tǒng)設計,1、系統(tǒng)初始化模塊,軟件系統(tǒng)設計,2、鍵盤顯示模塊,軟件系統(tǒng)設計,3、采樣轉換模塊,軟件系統(tǒng)設計,4、溫濕度控制模塊 溫濕度判斷控制模塊也是 系統(tǒng)的核心模塊之一，所謂判 斷控制模塊，就是對用戶輸入 的溫度和濕度

9、與當前溫室內的 實際溫濕度進行比較，先進行 判斷，然后再進行控制，控制 模塊是決定系統(tǒng)將要進行什么 工作的。如溫度高于上限時需 要降溫，低于下限時需要升溫， 同時還要啟動警報等等。,軟件系統(tǒng)設計,4、溫濕度控制模塊,結 論,系統(tǒng)以8051單片機設計了一個溫室的溫濕度自動控制系統(tǒng)，對實時溫濕度進行采樣顯示，并通過判斷其是否越限對其采取相應的措施使其降到或升到合適的范圍。 整個系統(tǒng)由單片機、溫濕度傳感器、顯示模塊、報警器、溫濕度調節(jié)系統(tǒng)以及鍵盤等6部分組成。用戶預先輸入溫濕度報警值到程序中，該值作為系統(tǒng)閾值。溫濕度傳感器監(jiān)測值傳輸給單片機，當單片機比較監(jiān)測到的數值超出所設定閾值時，驅動蜂鳴器報警，并為溫濕度調