江苏师范大学物电学院课程设计报告课程名称：单片机课程实训题目：温湿度控制专业班级： 11物41学生姓名：易长祥 _学生学号： 11224032日期： 2014年6月指导教师：陈斯物电学院教务部印制指导教师签字：年月日目录目录 (1)摘要 (2)ABSTRACT (2)1绪论 (3)1.1设计目的 (3)1.2设计背景 (3)2 设计方案简述 (4)2.1方案设计 (4)2.2方案设计 (4)3 设计部分 (5)3.1硬件设计 (5)3.1.1MCS08QG8芯片 (6)3.1.2液晶显示模块电路设计 (7)3.1.3蜂鸣器模块电路设计 (7)3.1.4 DHT11温度湿度传感器电路设计 (8)3.2软件设计 (9)3.2.1系统软件设计说明 (9)3.2.2编程语言的选择 (10)3.2.3主程序流程图 (10)3.2.3系统的软硬件的调试 (12)4 设计结果及分析 (13)5 总结 (14)参考文献 (15)附录1 (16)附录2 (17)摘要本文主要以MC9S08QG8单片机为核心,并通过DHT11温湿度传感器的工作原理，实现了对当前环境中温度与湿度的测量，并且通过设置好的湿度的上限、下限的值对当前环境实施监控，超过预警值则实施自动报警。
该系统由温度传感器模块、湿度传感模块和液晶显示模块组成，应用温湿度传感器的工作原理对当前环境实施监控，定时采集数据传送给单片机，单片机根据温湿度传感器采集到的数据进行处理，再将接收的数据显示到12864液晶显示屏上，若是超过预期设置的上限和下限，采用二极管模拟报警，由于制作和组合上的精细，使得本设计显得智能化、实用化。
关键词：单片机（MC9S08QG8）；温度传感器；湿度传感器；12864液晶显示AbstractThe design MC9S08QG8microcontroller core, and through DHT11 temperature and humidity sensor works to achieve in the current environment, temperature and humidity measurements, and a good temperature and humidity by setting the upper limit, lower limit value of the temperature on the current environment implementation of monitoring and humidity, more than the value of implementing an early warning alarm. The system consists of temperature sensor module, humidity sensing module and liquid crystal display module, the application of temperature and humidity sensor works by monitoring the implementation of the current environment, regularly collected data to the microcontroller, microcontroller based temperature and humidity sensor for processing the data collected, and then will receive the data to the LCD screen on the 12864, if more than expected to set the upper and lower limits, the use of diode analog alarm, due to a combination of production and fine, making the design is intelligent, practical.Keywords：single chip（MC9S08QG8）；temperature sensor；humidity sensor；12864 LCD1 绪论1.1设计目的在人类的生活环境中，温湿度扮演着极其重要的角色。
无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度和湿度打着交道。
自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温湿度有着密切的联系。
在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温湿度的因素。
温湿度不但对于工业如此重要，在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。
近年来,我国的设施农业得到了较大发展,温室大棚钟植技术已突破了传统的农作物种植受地域自然环境等诸多因素的限制,对农业生产有重大意义。
但目前我国温室大棚的温湿度测量和设备的操作大多还是由人工来完成,当温室较大时,操作人员的劳动强度很大本温湿度控制系统是以单片机控制为核心, 以瑞士生产的SHT11单片集成温湿度传感器作为温湿度检测元件,初步实现了温室大棚的自动化管理，大大降低了工人的劳动强度。
1.2设计背景随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，温室环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展，并且必将以其优异的性能价格比，逐步取代传统的温湿度控制措施.但是，目前应用于温室大棚的温湿度检测系统大多采用模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机等组成的传输系统。
这种温湿度度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和拆卸繁杂，成本也高。
同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大。
为了克服这些缺点，本文参考了一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于温室大棚的的设计方案。
本文介绍的温湿度测控系统就是基于单总线技术及其器件组建的。
该系统能够对大棚内的温湿度进行采集，利用温湿度传感器将温室大棚内温湿度的变化，变换成数字量，其值由单片机处理，最后由单片机去控制液晶显示器，显示温室大棚内的实际温湿度，同时通过与预设量比较，对大棚内的温度进行自动调节，如果超过我们预先设定的湿度限制，湿度报警模块将进行报警。
这种设计方案实现了温湿度实时测量、显示和控制。
该系统抗干扰能力强，具有较高的测量精度，不需要任何固定网络的支持，安装简单方便，性价比高，可维护性好。
这种温湿度测控系统可应用于农业生产的温室大棚，实现对温度的实时控制，是一种比较智能、经济的方案，适于大力推广，以便促进农作物的生长，从而提高温室大棚的亩产量，以带来很好的经济效益和社会效益。
2 设计方案简述2.1方案设计温湿度的测量模块经过温湿度传感器DHT11采集数据，再通过QG8单片机对其内部数字进行分析后，将其数值送到12864液晶模块上进行显示，本系统可以设定温度范围0~50摄氏度，最小区分度为一度，设定湿度范围为20%-90%RH，最小区分度为1%RH。
其优点在于DHT111.湿温度传感器的一体化结构能相对的同时对相对湿度和温度进行测量。
2.数字信号输出，从而减少用户信号的预处理负担。
3.单总线结构输出有效的节省用户控制器的I/O口资源。
并且，不需要额外电器元件。
4.独特的单总数据传输线协议使得读取传感器的数据更加便捷。
5.全部校准。
编码方式为8位二进制数。
6.40bit 二进制数据输出。
其中湿度整数部分占1Byte，小数部分1Byte；温度整数部分1Byte，小数部分1Byte。
其中，湿度为高16位。
最后1Byte为校验和。
7.卓越的长期稳定性，超低功耗。
8.4引脚安装，超小尺寸。
9.各型号管脚完全可以互换。
2.2方案设计根据设计要求确定了系统的总体方案，整个系统由单片机、温湿度传感器、显示模块、报警器、温湿度调节系统组成。
用户预先输入温湿度报警值到程序中，该值作为系统阈值。
温湿度传感器监测值传输给单片机，当单片机比较监测到的数值超出所设定阈值时，驱动蜂鸣器报警，并为温湿度调节系统提供控制信号，实现自动控制。
图 2-1 DHT11电路连接图单片机发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集，如果没有接收到单片机发送来的信号，DHT11不会主动进行温度采集，采集数据后转换到低速模式。
湿度测量范围1%～99%；最小进步为1%；3 设计部分3.1 硬件设计单片机是整个系统的控制中枢，它指挥外围器件协调工作，从而完成特定的功能。
硬件实现上采用模块化设计，每一模块只实现一个特定功能，最后再将各个模块搭接在一起。
这种设计方法可以降低系统设计的复杂性。
系统电路原理图如图2所示。
本系统主要硬件设计包括电源电路、复位电路、LCD 显示电路以及温湿度传感器电路。
3.1.1．MCS08QG8芯片图3-1 MC9S08QG8的16管脚分配AT89S52中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为该反向放大器的输入端和输出端。
这个反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。
外接石英晶体(或陶瓷谐振器)及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。
对外接电容C1、C2虽然没有十分严格的要求,但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性。
如果使用石英晶体,电容应该使用30pF。
还可以使用外部时钟。
这种情况下,外部时钟脉冲接XTAL1端,即内部时钟发生器的输入端, XTAL2应悬空。
图3-2 MC9S08QG8最小系统3.1.2液晶显示模块电路设计LCD12864液晶部分图3-3 12864液晶显示下位机显示部分采用的是12864液晶显示，系统中采用的液晶使用ST7920控制器，5V电压驱动，带背光，内置8192个16*16点阵、128个字符（8*16点阵）及64*256点阵显示RAM（GDRAM），与外部CPU接口采用并行和串行两种控制方式。
为了实现快速处理数据，系统中12864液晶采用并行控制方式，为了节约I/O端口对液晶控制线进行了适当删减。
与单片机接口用了十根线，其中八根数据线，两根控制线，分别为数据/命令选择端和使能信号接口，串/并选择位直接接高表示使用并行控制方式，充分节约了单片机的I/O资源。
这部分设计液晶屏显示，包括显示温度、显示湿度以及设置温湿度上下限值。