智能温湿度器设计报告.docx
- 文档编号:10399624
- 上传时间:2023-02-10
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:1.21MB
智能温湿度器设计报告.docx
《智能温湿度器设计报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能温湿度器设计报告.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
智能温湿度器设计报告
杭州电子科技大学
智能温湿度计
题 目:
智能温湿度计设计
课程名称:
单片机
学 院:
自动化
专业:
电气工程与自动化
年级:
3
学 号:
11931306 1193130711931308
学生姓名:
魏进朝 肖强 王焜
温湿度控制器设计报告
一、功能与特点
●配用全数字型温湿度传感器DHT11,温度测量范围0℃--50℃,湿度测量范围20%RH—90%RH,可以满足一般需要。
若要求更宽测量范围,只需更换温湿度传感器型号,硬件电路及软件程序全兼容。
●温湿度测量响应时间快、长期稳定性好。
●采用先进的专用微处理器芯片STC89C52,可靠性高,抗干扰能力强。
●配用EEPROM芯片AT24C04,使存储的温度上下限和湿度上下限可以掉电永久保存。
●可以通过四个按键方便地实现温湿度上下限的调整。
●当温度或湿度超限后,报警信号点亮相应报警灯。
如果配用三极管和继电器,该信号也可以驱动继电器打开或切断风机、加热器等外部设备。
二、硬件设计
1、设计框图
本研究设计的温湿度控制器框图如图1所示。
图1温湿度控制器方框图
图中STC89C52单片机每2秒钟从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度,在液晶屏上即时显示。
液晶屏上同时显示温湿度上限值,该上限值保存外外部EEPROM存储器中,掉电不失,并且可以通过四只按键上调或下调。
当温度或湿度值超过上限值时,报警信号点亮相应报警灯。
该报警信号可以通过三极管驱动继电器,以控制外部风机或加热器。
2、温湿度传感器器及检测电路
图2DHT11温湿度传感器外型及管脚
DHT11温湿度传感器外型及管脚如图2所示。
其中电源引脚的供电电压为 3.5--5.5V。
传感器上电后,要等待1s 以越过不稳定状态在此期间不要发送任何指令。
电源引脚(VDD,GND)之间可增加一个100nF的电容,用以去耦滤波。
DHT11典型应用电路如图3所示,其连接电路简单,只需要占用控制器一个I/O口即可完成上下位的连接。
建议连接线长度短于20时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻,
图3DHT11典型应用电路
DHT11数字湿温度传感器采用单总线数据格式,即单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。
其数据包由5Byte(40Bit)组成。
一次通讯时间最大3ms,数据分小数部分和整数部分。
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式如表一:
表1DHT11数据格式
3、单片机电路
本设计选用高性能单片机STC89C52,其管脚如图4所示。
图4 STC89C52单片机管脚图
该芯片为52内核8位单片机,兼容Intel等52内核单片机,支持ISP下载,适用于常用检测控制电路。
由STC89C52组成的单片机系统原理图如图5所示。
图中DATA引脚为温湿度传感器单总线引脚,K1、K2、K3、K4为四只调节按键,用以调整温湿度上限值。
L3、L4、L5为三只报警灯,其中L3为超温报警,L4为超湿报警,L5保留给用户定义。
图5单片机系统原理图
4、显示电路
显示部分采用SMC1602液晶屏进行数据显示,其主要技术参数为:
表2液晶屏技术指标
接口信号说明如表3所示。
表3液晶屏接口信号说明
与单片机接口电路如图6所示。
图6 LCD与单片机接口电路
5、温湿度上限存储
温湿度阈值存储在EEPROM芯片AT24C04中,并可以通过K1—K4按键调节并保存,其中K1为温度上限增加,K2为温度上限减小,K3为湿度上限增加,K4为湿度上限减小。
AT24C04是IIC芯片,其电路如图7所示。
图7EEPROM存储电路
6、供电及程序下载电路
本设计采用USB接口供电,电源电压5V。
同时,USB接口通过内含PL2303芯片的转换电路对单片机进行程序编写。
其电路原理如图8所示。
图8供电及程序下载电路
三、软件编程
1、软件流程图
本设计软件主程序流程图如图9所示。
图9主程序流程图
2、主程序
下面介绍main.c主程序编写,其他程序略。
(1)头文件和一些宏定义
#include
#include"1602.h"
#include "dht.h"
#include"2402.h"
(2)管脚定义
sbitLed_qushi=P1^6;ﻩ//去湿灯
sbitLed_jiangwen=P1^5;ﻩ//降温灯
sbitLed_shengwen=P1^4;ﻩ//升温灯
sbitKey_TH1= P3^2;
sbitKey_TH2=P3^3;
sbitKey_HH1 =P3^4;
sbitKey_HH2 =P3^5;
(3)常量、变量定义
//定义标识
volatilebit FlagStartRH =0;//开始温湿度转换标志
volatilebitFlagKeyPress=0;//有键按下
//定义温湿度传感器用外部变量
externU8U8FLAG,k;
externU8 U8count,U8temp;
externU8U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;
externU8 U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp;
externU8U8checkdata_temp;
extern U8 U8comdata;
externU8count,count_r;
U16temp;
S16temperature,humidity;
S16idataTH, HH;//温度上限和湿度上限
char* pSave;
U8keyvalue, keyTH1, keyTH2,keyHH1,keyHH2;
U16RHCounter;
(4)各子程序
//数据初始化
voidData_Init()
{
RHCounter=0;
Led_qushi=1;
Led_jiangwen=1;
Led_shengwen = 1;
TH=40;
HH=85;
keyvalue= 0;
keyTH1=1;
keyTH2= 1;
keyHH1=1;
keyHH2 = 1;
}
//定时器0初始化
void Timer0_Init()
{
ET0=1; //允许定时器0中断
TMOD= 1; //定时器工作方式选择
ﻩTL0 =0x06;
ﻩTH0=0xf8; //定时器赋予初值
ﻩTR0=1; //启动定时器
}
//定时器0中断
voidTimer0_ISR(void)interrupt 1 using0
{
TL0=0x06;
TH0=0xf8; //定时器赋予初值
ﻩ//每2秒钟启动一次温湿度转换
RHCounter++;
if(RHCounter>=1000)
{
FlagStartRH =1;
RHCounter=0;
}
}
//存入设定值、
voidSave_Setting()
{
pSave=(char*)&TH;//地址低位对应低8位,高位对应高8位
wrteeprom(0,*pSave);//存温度上限值TH低8位
DELAY(500);
pSave ++;
wrteeprom(1,*pSave);//存温度上限值TH高8位
DELAY(500);
pSave =(char*)&HH;
wrteeprom(2,*pSave);ﻩ //存湿度上限值RH低8位
DELAY(500);
pSave ++;
wrteeprom(3, *pSave); //存湿度上限值RH高8位
DELAY(500);
}
//载入设定值、
voidLoad_Setting()
{
pSave= (char *)&TH;
*pSave++=rdeeprom(0);
*pSave= rdeeprom
(1);
pSave =(char*)&HH;
*pSave++=rdeeprom
(2);
*pSave=rdeeprom(3);
if((TH>99)||(TH<0))TH= 40;
if((HH>99)||(HH<0))HH =85;
}
voidKeyProcess(uintnum)
{
switch(num)
{
case 1:
if(TH<99)TH++;
ﻩL1602_char(1, 15,TH/10+48);
L1602_char(1,16, TH%10+48);
break;
ﻩcase2:
if (TH>1)TH--;
ﻩL1602_char(1,15,TH/10+48);
L1602_char(1,16, TH%10+48);
ﻩbreak;
ﻩ case 3:
ﻩif(HH<99)HH++;
L1602_char(2,15,HH/10+48);
L1602_char(2, 16,HH%10+48);
ﻩ break;
case 4:
if (HH>1)HH--;
L1602_char(2,15, HH/10+48);
L1602_char(2,16,HH%10+48);
ﻩ break;
ﻩdefault:
ﻩ break;
}
Save_Setting();
}
(5)main()函数
voidmain()
{
U16i,j, testnum;
EA=0;
Timer0_Init(); //定时器0初始化
Data_Init();
EA =1;
L1602_init();
ﻩL1602_string(1,1,"WelcometoT&H");
L1602_string(2,1," ControlSystem!
");
ﻩ//延时
ﻩfor(i=0;i<1000;i++)
for (j=0;j<1000;j++)
{;}
//清屏
ﻩL1602_string(1,1," ");
L1602_string(2,1," ");
L1602_string(1,1,"Tem:
CTH:
");
L1602_string(2,1,"Hum:
%HH:
");
//载入温度上限和湿度上限设定值
Load_Setting();
ﻩL1602_char(1, 15, TH/10+48);
ﻩL1602_char(1,16,TH%10+48);
ﻩL1602_char(2, 15,HH/10+48);
L1602_char(2,16,HH%10+48);
ﻩwhile
(1)
{
//温湿度转换标志检查
ﻩif(FlagStartRH ==1)
ﻩ{
ﻩ TR0 =0;
testnum=RH();
ﻩﻩFlagStartRH=0;
ﻩﻩﻩTR0=1;
//读出温湿度,只取整数部分
ﻩﻩhumidity= U8RH_data_H;
ﻩtemperature=U8T_data_H;
//显示温湿度
ﻩﻩL1602_int(1,5,temperature);
ﻩ L1602_int(2,5,humidity);
ﻩ}
ﻩﻩ//温湿度控制
ﻩif (temperature>TH)Led_jiangwen=0;
elseLed_jiangwen= 1;ﻩﻩﻩ //降温
ﻩif(humidity >HH)Led_qushi=0;
ﻩelseLed_qushi=1;ﻩﻩ//去湿
ﻩﻩ
//键盘查询,在弹起时响应
if ((Key_TH1)&&(keyTH1==0)){FlagKeyPress = 1;keyvalue= 1;}
elseif ((Key_TH2)&&(keyTH2==0)){FlagKeyPress=1;keyvalue=2;}
elseif((Key_HH1)&&(keyHH1==0)){FlagKeyPress= 1;keyvalue=3;}
elseif ((Key_HH2)&&(keyHH2==0)) {FlagKeyPress=1;keyvalue=4;}
ﻩﻩif(FlagKeyPress==1)
ﻩﻩ{
KeyProcess(keyvalue);
FlagKeyPress=0;
}
if(!
Key_TH1)keyTH1=0;
ﻩelsekeyTH1= 1;
if(!
Key_TH2)keyTH2 =0;
ﻩelsekeyTH2=1;
if (!
Key_HH1) keyHH1=0;
ﻩelsekeyHH1=1;
if(!
Key_HH2) keyHH2=0;
ﻩelsekeyHH2 =1;
}ﻩ
}
四、下载与调试
提供例程在uVision4环境下编译,如果是其他版本uVision,只需将所有.c和.h 文件拷贝至新建项目,重新编译即可。
当编译生成.hex文件后,就可以下载并进行调试了。
1、USB转串口驱动安装
打开USB驱动文件夹下的PL2303_Prolific_DriverInstaller_v130.exe安装文件,按提示安装USB转串口驱动程序。
安装完成后,插入USB下载线后,在[开始]-[控制面板]-[打印机和其他硬件]-[设备管理器],在“端口”分支下有(ProlificUSB-to-SerialCommPort(COMX)。
X表示串口号,如果没有说明USB转串口驱动没有安装,须重新安装。
记住括号里的COM口号。
图10 成功安装USB转串口驱动示意图
2、下载程序
打开STC单片机下载软件文件夹,点击运行STC_ISP_V481.exe程序,出现如下界面。
图11 下载软件
正确选择MCU 类型,COM口(与刚才安装的COM号一致),最高波特率和最低波特率都选2400bps或者1200bps(下载线内PL2303芯片所限,没办法!
),并打开正确的.hex数据文件。
点击“Download/下载”按纽,窗口出现提示:
Chinese:
正在尝试与MCU/单片机 握手连接...
Connection isfailure.Youcantry:
1.GiveyourMCU Power OnReset.
2.Stopoperation, then re-selectCOMPort.
3.BecausePLCC-DIP/PQFP-DIPSockettrace toolong.
4.UpdatetheSTCISP.exe version.
5.Ifstillerror,yourMCUFirmwareis error
or null.
Chinese:
连接失败,请尝试以下操作:
1.在单片机停电状态下,点下载按钮,再给单片机上电
2.停止下载,重新选择RS-232串口,接好电缆
3.可能需要先将P1.0/P1.1短接到地
4.可能外部时钟未接
5.因PLCC、PQFP转换座引线过长而引起时钟不振荡,请
调整参数
6.可能要升级电脑端的STCISP.exe软件
7.若仍然不成功,可能MCU/单片机内无 ISP系统引导码,
或需退回升级,或MCU 已损坏
8.若使用USB 转 RS-232串口线下载,可能会遇到不兼容
的问题,可以让我们帮助购买兼容的USB转RS-232
串口线
仍在连接中,请给MCU 上电...
按下电路板上的电源按纽,保证其有个失电至上电的过程,则窗口显示开始烧录芯片。
3、运行
下载完成后程序自动运行,或重上电后程序正常运行。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智能 温湿度 设计 报告
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)