基于单片机的温湿度自动控制系统设计

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基于单片机的温湿度自动控制系统设计

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目  录
摘     要        …………………………………………………………………1
4 I6 ~9 o7 c  _1 F6 Z, Y' w3 XABSTRACT        …………………………………………………………….2
1  温湿度研究的意义和内容        …………………………………………..3
7 I- B- B6 Q4 k' o: \' E1.1   温湿度研究的意义        3
7 p0 p/ ?4 U. Z' [; v- R( N' n1.2   本课题研究的主要内容        3
2  系统元器件选择        …………………………………………………….4
2.1   单片机选择        4
/ h, F. |0 s0 G2.1.1   51系列单片机简介        …………………………………………….4
5 |. Q6 S7 Y2 Y6 W2.1.2   AT89C51和AT89S51的对比        …………………………………..4
2.2  温湿度传感器的选择        6
( P9 p9 T" C% D7 n% G+ s# [0 J2.2.1   串行接口（单线双向）        …………………………………….......7
2.2.2   电器特征        ………………………………………………………8
2.2.3   DHT11接口引脚        ………………………………………………..9
3 {4 F: n- S5 e2.2.4   应用信息        ………………………………………………………9
2.3  LCD1602液晶显示器        10
2.3.1   LCD1602引脚概述..………………………………….………..10
2.3.2   LCD1602技术指标        ………………………….………………..10
2.3.3   LCD1602管脚..………………………………………….…….11
$ d1 N" \& s' D5 F5 q1 ^2.4  继电器        ….12
5 ~& |4 B4 K6 \9 X" A7 \3 系统硬件设计        ………………………………………………………..13
3.1  系统硬件设计总体方案        ………………………………………..13
9 B# J5 @9 d1 j1 \+ Z( }3.2  系统硬件原理简述        ……………………………………………13
3.3  系统硬件运行过程简述        14
8 T0 r5 |# U. F1 i  ~# v3.4  系统模块电路设计        15
2 ~; [  U3 f, i! f3.4.1  电源电路图        ……………………………………………………15
1 }8 W- a( Q- {9 x3.4.2   单片机的最小系统        …………………………………………….15
( r& z: b' s3 j& j% Y7 G; T0 ~2 T3.4.3  LCD1602 液晶显示电路图        ……………………………………..18
- G+ D9 ?+ t4 @2 d8 a4 h' c3.4.4   人机对话设计        …………………………………………………18
$ K( ~2 X' @/ j) A) V3.5   系统控制部分        19
- D, q1 ^' c2 T# ]' s* j' p3.6   24C02数据存储        20
4   软件设计        ……………………………………………………………22
4 {8 W1 y" D% t4.1  主程序流程图        22
4.2    功能实现模块及其流程图        22
  K4 X& N) `0 T4 o9 e+ o& ~- S' T4.3   显示功能模块及其流程图        23
4.4   控制子程序流程图        ……………………………………………..24
; v5 @  y) o! e! a. y5   调试        ……………………………………………………………….24
3 b# q) W8 L. ~( l5.1   硬件调试        25
5.1.1   液晶模块调试        ………………………………………………..25
5.1.2   报警电路调试        ………………………………………………..25
0 R* U% v! l' B/ F& }4 A/ e6   工具简介        ……………………………………………………………26
6.1  PROEUS        26
6.2  protel 软件特点        26
6.3   C语言        26
  d* ?3 L7 B4 F3 w0 L0 o6.3.1   C语言的优点  .………………………………………………..26
6.3.2   C语言的主要缺点        ……………………………………………27
7   结   论        ………………………………………………………………28
致     谢        …………………………………………………………………29
$ V/ d- M0 ]9 u& i- u" e参考文献        ………………………………………………………………30
附录一：系统主程序设计        ………………………………………….32
. N& f0 C2 z5 v. ^附录二：DHT11温湿度监测程序        32
附录三：LCD1602液晶显示程序        40
3 C/ C7 B- u& D3 e; A4 A6 e+ S# {附录四 ：系统原理图        47
附录五：系统实物图        ..........................................................................48

基于单片机的温湿度自动控制系统设计
1 d# C2 P4 Z7 t& n4 U2 \0 Y: i
   摘     要                           
3 U' ?( Q0 P2 J6 X
本设计是专门为温室大棚实现实时温湿度自动控制而设计的系统。该系统具有温湿度上下限设定、自动监测、显示和自动调节等多功能。系统以51系列单片机为控制核心，DHT11传感器为温湿度监测元件，LCD1602液晶显示为显示部分。继电器控制作为控制部分。数字传感器传递温湿度变化信号给单片机，单片机将信号与设定的温湿度上下限对比判断，当温度或湿度超限后，报警信号灯点亮同时相应的继电器吸合。继电器可以驱动打开或切断通风机，抽湿机，报警器等外部设备。
系统设计包括硬件部分和软件部分的设计。硬件设计主要包括温湿度采集模块设计、温湿度显示模块设计、控制模块设计等；画出了温湿度检测电路、显示电路、温湿度控制电路；并购买元件制作了单片机电路板；用C语言设计了系统的软件部分，画出了程序流程图、程序包括主程序设计、DHT11数据采集程序设计、LCD1602显示程序设计。把程序输入制作的单片机电路板，检验了温湿度显示和调整功能。本设计可以实现现对大棚温湿度的自动化控制，提高作物生长环境质量，为设施农业的实现提供保障。
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, c/ s0 O9 J, S& T3 s3 E" @; F关键词：　温湿度控制；单片机 ；DHT11；LCD1602
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1  温湿度研究的意义和内容
2 w0 e  b& D5 Z# t. y7 _植物的生长是在一定的环境中并且其在生长过程中被各种因素影响，其中对植物生长的影响最大的是环境温度和湿度，因此，必须对环境温度和湿度进行监测、控制、调节。随着科技发展人们对生活衣食住行要求越来越越来越丰富，因此蔬菜大棚温湿度的检测对于满足人们绿色生活势在必行。为了满足最适宜植物生长最佳温度和湿度，我们需要研究一种低成本，便于提醒和控制温湿度的装置，用户可以根据不同季节以及植物的需要进行不同的调节，以便达到最佳生长繁殖的环境从而提高作物品质。
1.1温湿度研究的意义
随着城市居民生活节奏的加快以及人民生活水平的不断提高，人们对于亚健康的问题越来越关注，因此对于生活质量以及环境的要求也越来越高，饮食健康要求选用绿色高品质的蔬菜，因此需要对蔬菜生长的温湿度环境进行监测，提供适宜作物生长的大棚环境[1]。
# L! @0 @9 ?  W* f0 R4 I4 `1.2本课题研究的主要内容
本设计包括硬件部分和软件部分设计。本设计的硬件是以51系列单片机为核心、DHT11传感器为监测元件、LCD1602为显示元件构建的单总线多点温湿度监测显示系统。包括单片机主模块设计、传感器采集模块设计、液晶显示模块设计、外围设备电路设计部分。系统软件则是主程序模块、功能实现模块和控制模块。

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shanchang1

系统以51系列单片机为控制核心，DHT11传感器为温湿度监测元件，LCD1602液晶显示为显示部分

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