基于單片機(jī)at89s51的溫濕度控制儀_薛玲.pdf

1、檢測(cè)與儀表化工自動(dòng)化及儀表201037(7):66～69ControlInstrumentsinChemicalIndustry基于單片機(jī)AT89S51的溫濕度控制儀薛玲a孫曼a張志會(huì)b夏莉麗a魏希文a(四川大學(xué)a.電氣信息學(xué)院b.制造科學(xué)與工程學(xué)院成都610065)摘要:在對(duì)國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品分析研究的基礎(chǔ)上作者設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)控制的溫濕度控制儀從硬件和軟件兩方面設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫濕度的精確控制該控制系統(tǒng)主要采用AT89S51、LED顯

2、示器、SHT11等芯片并對(duì)其組成以及硬件電路進(jìn)行了詳細(xì)的介紹闡述了溫濕度控制系統(tǒng)的工作原理以及設(shè)計(jì)方法。最后通過(guò)系統(tǒng)軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試實(shí)現(xiàn)了溫濕度信號(hào)檢測(cè)與控制達(dá)到了預(yù)期要求。關(guān)鍵詞:溫濕度控制單片機(jī)SHT11中圖分類號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10003932(2010)070066041引言溫、濕度控制廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中人們通常使用溫度計(jì)、濕度計(jì)來(lái)采集溫度和濕度通過(guò)人工加熱、加濕、通風(fēng)和降溫設(shè)備來(lái)控制溫濕度這樣不但控

3、制精度低、實(shí)時(shí)性差而且操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大。即使有些用戶采用半導(dǎo)體二極管作為溫度傳感器但由于其互換性差效果也不理想[1]。在某些行業(yè)中對(duì)溫濕度的要求較高由于溫度過(guò)高或過(guò)低引起的元器件失效或由于環(huán)境濕度過(guò)高而引起的事故時(shí)有發(fā)生對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行造成影響甚至危及到系統(tǒng)局部及操作人員的安全。所以實(shí)施對(duì)溫度的監(jiān)控也日顯重要。針對(duì)這一情況作者結(jié)合微電子技術(shù)和AT89系列單片機(jī)技術(shù)研制了一種穩(wěn)定性高、成本低的溫濕度控制儀[2]。2系統(tǒng)組成及工作原理這

4、種基于單片機(jī)控制的溫濕度控制儀的控制系統(tǒng)工作原理如圖1所示。該溫度控制儀的控制系統(tǒng)不以PC上位機(jī)作為數(shù)據(jù)處理器而是直接以單片機(jī)作為其控制系統(tǒng)的核心部件其硬件電路以AT89S51為核心并配以鍵盤、LED顯示器、繼電器等元件。其中硬件電路部分主要由時(shí)鐘電路、上電復(fù)位電路、595引腳電路、鍵盤接口電路、LED顯示電路以及繼電器接口電路組成[3]。圖1系統(tǒng)原理圖其中時(shí)鐘電路部分主要是為了保證計(jì)算機(jī)的正常工作并使內(nèi)部各功能電路必須在該時(shí)鐘信號(hào)的第

5、7期薛玲等.基于單片機(jī)AT89S51的溫濕度控制儀67在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件內(nèi)部振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩故該系統(tǒng)使用的是內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘其時(shí)鐘電路原理如圖2所示。圖2時(shí)鐘電路原理圖3.2鍵盤接口電路按鍵連接方式有兩種:獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤本次設(shè)計(jì)采用了獨(dú)立式非編碼44鍵盤是每個(gè)按鍵獨(dú)立地占用一條數(shù)據(jù)輸入線當(dāng)某一按鍵閉合時(shí)相應(yīng)的IO線變?yōu)榈碗娖竭@樣通過(guò)鍵盤上的高低電平來(lái)檢測(cè)有無(wú)按鍵被按下讀入相應(yīng)的數(shù)值鍵盤輸入的是溫濕度

6、的閥值鍵盤接口電路如圖3所示。圖4繼電器接口電路3.5復(fù)位電路復(fù)位電路采用了高電平復(fù)位剛上電時(shí)電容兩端沒(méi)有電壓三極管不導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)RESET被R45拉至高電平隨著電容充電的進(jìn)行兩端電壓逐漸升高直到三極管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)R45有電流流過(guò)RESET電壓降低最后三極管飽和RESET點(diǎn)的電壓只是三級(jí)管的飽和壓降0.3V左右至此完成復(fù)位復(fù)位時(shí)間是電容充電時(shí)間[7]。復(fù)位電路如圖5所示。圖3鍵盤接口電路3.3LED顯示接口電路顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)四

7、位數(shù)碼管的數(shù)值顯示以減少硬件電路[6]。由SHT11測(cè)得的溫濕度的值經(jīng)其自身所帶的AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放在內(nèi)存單元中由51單片機(jī)的P3.5串行輸入到595595給出合適的時(shí)鐘脈沖后由Q0～Q7輸出點(diǎn)亮相應(yīng)位段。有四個(gè)數(shù)碼管具體哪一個(gè)選通由51單片機(jī)P0.0～P0.3發(fā)出選通信號(hào)DIS0～DIS3來(lái)選擇。測(cè)量數(shù)據(jù)在顯示時(shí)需轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制BCD碼。本設(shè)計(jì)采用軟件動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能。3.4繼電器接口電路當(dāng)溫度或濕度高于或低于設(shè)定值時(shí)需要通過(guò)繼電器