毕业基于单片机的温湿度检测控制系统编号:毕业论文(设计)题目基于单片机的温湿度监测控制系统设计指导教师学生姓名学号专业教学单位（盖章）二O 年月日毕业论文（设计）开题报告书20 年月日毕业论文（设计）中期检查表院(系)：专业：20 年月日目录摘要 (1)1引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2立题的目的和意义 (1)1.3国内外的研究现状和发展趋势 (1)1.4本系统主要研究内容 (2)2系统总体设计 (2)2.1系统功能设计 (2)2.2系统设计原则 (2)2.3系统的组成和工作原理 (3)3系统硬件设计 (5)3.1单片机系统设计 (5)3.2传感器的设计 (8)3.3液晶显示装置设计 (10)3.4光声报警系统与温湿度控制系统设计 (12)4软件系统设计 (14)4.1初始化模块 (15)4.2温湿度检测模块 (15)4.3温湿度判断控制模块 (15)4.41602液晶显示模块 (16)4.5报警模块 (16)4.6系统整体软件程序 (16)总结 (17)参考文献: (17)谢辞 (17)基于单片机的温湿度检测控制系统设计摘要:本文利用89C51单片机设计一个温室大棚的温湿度检测控制系统，对室内的温湿度进行检测控制并实时显示。
其中温湿度传感器采用AM2301数字温湿度传感器，通过89C51单片机的处理把温湿度值显示在1602液晶上。
并实时判断温湿度值是否满足设定的温湿度范围，若超出设定范围，通过89C51启动温湿度控制系统，达到恒温恒湿的目的。
关键字：89C51；AM2301；1602液晶显示；温湿度控制系统1 引言1.1 课题背景随着经济和社会的不断发展，人们对生活质量要求显著提高。
对植被也要求越来越严格，如何种植出品种优良的植物，一直是人们研究的话题。
而基于单片机的温湿度控制系统对解决这些问题有着非常重大的意义。
以前种植植被一般都用温室栽培，为了充分的利用好温室栽培这一高效技术，就必需有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。
温湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。
而且其应用十分广泛。
1.2立题的目的和意义环境的监测与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。
由于应用的场合不同监测对象的不同，其系统设计也是千差万别。
在实际生活中此类系统有着广泛的应用，室温环境检测系统中温度和湿度是两个重要的显示和分析指标，必须定期抽样检查室温环境温度和湿度，以便采取相应的措施。
89C51单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度检测控制系统的实例也很多。
使用89C51单片机能够实现温湿度全程的自动检测与控制，而且89C51单片机易于学习、掌握，性价比高。
使用89C51型单片机设计温湿度检测控制系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。
完成诸如升温到特定温度、降温到特定温度、在温度上下限范围内保持恒温等多种控制方式，在湿度控制方面也是如此。
将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境。
1.3国内外的研究现状和发展趋势目前国内外的温湿度检测使用的温湿度检测元件种类繁多、应用范围也较广泛加之单片机和大规模集成电路技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。
基于单机片的温湿度监测控制系统的设计研究较少。
随着经济和社会的不断发展，人们对自己的生活环境越来越严格。
特别在温室大棚中，对温湿度要求更为严格。
基于单片机的温湿度监测控制统设计，将对环境的温湿度监测控制系统做详细的设计与实现。
采用高性能的控制芯片89C51，高精度数字温湿度传感器AM2301。
向模块化、高速化、智能化的单片机数据采集系统靠近。
将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境,符合植物的生活环境要求，具有良好的发展前景。
1.4本系统主要研究内容本系统所要完成的任务是：1.4.1人性化的设计。
根据植物的生活需求，把温湿度值控制在一定的范围内。
1.4.2 能够实时、准确的显示采样温度值与湿度值。
1.4.3通过采集温度及湿度值，准确的判断标准值与当前值之间的差异，及时的启动报警装置（包括警报灯的提示功能以及提示音等）进行报警，并采取相应的控制方案。
2 系统总体设计2.1系统功能设计系统要完成的设计功能是：2.1.1 实现对温室大棚温湿度参数的实时采集，测量空间的温度和湿度，由单片机对采集的温湿度值进行循环检测、数据处理、显示，实现温湿度的智能检测。
2.1.2 实现超越数据的及时报警，并启动控制系统，实现温室的目的。
2.1.3 现场检测设备应具有较高的灵敏度、可靠性、抗干扰能力。
要求达到的技术指标：测温范围： 0。
C -60。
C测温精度：+0.5。
C测湿范围：0-100%RH测湿精度：+2.5%RH2.2系统设计原则要求单片机系统应具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点。
2.2.1可靠性高可靠性是单片机系统应用的前提，在系统设计的每一个环节，都应该将可靠性作为首要的设计准则。
提高系统的可靠性通常从以下几个方面考虑：使用可靠性高的元器件；设计电路板时布线和接地要合理；对供电电源采用抗干扰措施；输入输出通道抗干扰措施；进行软硬件滤波；系统自诊判断功能等。
2.2.2操作维护方便在系统的软硬件设计时，应从操作者的角度考虑操作和维护方便，尽量减少对操作人员专用知识的要求，以利于系统的推广。
因此在设计时，要尽可能减少人机交换接口，多采用操作内置或简化的方法。
同时系统应配有现场故障自动诊断程序，一旦发生故障能保证有效地对故障进行定位，以便进行维修。
2.2.3性价比单片机除体积小、功耗低等特点外，最大的优势在于高性能价格比。
一个单片机应用系统能否被广泛使用，性价比是其中一个关键因素。
因此，再设计时，除了保持高性能外，尽可能降低成本，如简化外围硬件电路，在系统性能和速度允许的情况下尽可能使用软件功能取代硬件功能等。
2.3系统的组成和工作原理2.3.1系统的组成以单片机为控制核心，采用温湿度测量，通信技术，控制技术等技术，以温湿度传感器作为测量元件，构成智能温湿度测量控制系统。
可分为温湿度测量电路，显示电路，声光报警电路，温湿度控制电路，见图2.1选用的主要器件有：AT89C51，温湿度传感器AM2301，1602LCD显示模块，降温装置风扇，升温装置加热器，増湿装置喷雾器，除潮装置除潮器，红绿LED灯，报警装置蜂鸣器等[1][2]。
图1系统的组成2.3.2系统的工作原理本系统以单片机Atmel89C51为核心，数据采集、传输、显示、报警都要通过单片机。
数据采集通过单总线的智能数字温湿度传感器AM2301完成；通过单片机把采集的数据显示在1602LCD上；当采集的数据超出给定范围时，有蜂鸣器实时报警，并显示红灯提示，并进行相应的控制处理。
在整个系统中采用了AM2301单总线技术，单片机采用C语言编程。
·温室温湿度控制系统是以89C51单片机作为中央控制装置，风扇，加热设备，加湿设备，排潮设备等· 89C51作为中央控制装置，负责中心运算和控制，协调系统各个模块的工作。
·风扇：负责系统的降温工作。
·加热设备：负责系统的加热工作。
·喷雾设备：负责系统的加湿工作。
·排潮设备：负责系统的去湿工作。
·双色灯，报警模块：负责系统的报警功能。
如果当前的温度超过用户设定的界限值时系统将自动警，双色灯在单片机的控制下有规律的切换，同时报警模块发出报警声，通知用户采取相应的措施。
系统工作流程图见图2图2系统的工作原理图3 系统硬件设计3.1单片机系统设计经过上面的总体方案和实施措施的讨论后可以开始着手硬件系统的设计，硬件系统是应用系统的基础、软件系统设计的依据根据总体功能和性价比及其运行速度等因素的考虑，选用MCS-51系列的89C51为主机，满足上面的要求而且设计方便，不需要再存储扩展。
3.1.1 AT89C51单片机MCS-51系列单片机主要包括基本型产品8031/8051/8751(对应的低功耗型80C31/80C51/87C51和增强型产品8032/8052/8752。
虽然他们是8位的单片机，但是具有品种全、兼容性强性能价格比高等特点且软硬件应用设计资料丰富齐全，已为我国广大工程技术人员所熟悉和掌握。
在20世纪80年代和90年代，MCS-51系列单片机是在我国应用最为广泛的单片机机型之一。
中央微处理器 AT89C51： AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89C51设计和配置了振荡频率，并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU 暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PDIP、TQFP 和PLCC等三种封装形式。
AT89S51单片机综合了微型处理器的基本功能。
按照实际需要，同时也考虑到设计成本与整个系统的精巧性，所以在本系统中就选用价格较低、工作稳定的AT89C51单片机作为整个系统的控制器[3]。
图3 AT89C51单片机实物图CPU 运算器控制器数据存储器RAM看门狗定时器P1串行口P0P2程序存储器4KBFlash ROM特殊功能寄存器（SFR）定时器/计数器16位两个P3中断系统XTAL XTAL图4 AT89C51 单片机的片内硬件组成结构3.1.2 AT89C51引脚简单介绍总线型 非总线型图5 89C51的引脚封装40个引脚按其功能可分为如下3类：电源及时钟引脚——VCC 、VSS ；XTAL1、XTAL2。
控制引脚——PSEN 、ALE/PROG 、EA/VPP 、RST 。
I/O 口引脚——P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O 口的外部引脚[4]。