基于單片機(jī)at89s51的溫濕度控制儀_薛玲.pdf

1、檢測與儀表化工自動化及儀表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:在對國內(nèi)外同類產(chǎn)品分析研究的基礎(chǔ)上作者設(shè)計了一種基于單片機(jī)控制的溫濕度控制儀從硬件和軟件兩方面設(shè)計并實現(xiàn)了對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)計方法。最后通過系統(tǒng)軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試實現(xiàn)了溫濕度信號檢測與控制達(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:TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號: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、濕度計來采集溫度和濕度通過人工加熱、加濕、通風(fēng)和降溫設(shè)備來控制溫濕度這樣不但控

3、制精度低、實時性差而且操作人員的勞動強(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)中對溫濕度的要求較高由于溫度過高或過低引起的元器件失效或由于環(huán)境濕度過高而引起的事故時有發(fā)生對系統(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。所以實施對溫度的監(jiān)控也日顯重要。針對這一情況作者結(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)原理圖其中時鐘電路部分主要是為了保證計算機(jī)的正常工作并使內(nèi)部各功能電路必須在該時鐘信號的第

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)生時鐘其時鐘電路原理如圖2所示。圖2時鐘電路原理圖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)計采用了獨(dú)立式非編碼44鍵盤是每個按鍵獨(dú)立地占用一條數(shù)據(jù)輸入線當(dāng)某一按鍵閉合時相應(yīng)的IO線變?yōu)榈碗娖竭@樣通過鍵盤上的高低電平來檢測有無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)位剛上電時電容兩端沒有電壓三極管不導(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RESET電壓降低最后三極管飽和RESET點(diǎn)的電壓只是三級管的飽和壓降0.3V左右至此完成復(fù)位復(fù)位時間是電容充電時間[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態(tài)掃描法實現(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給出合適的時鐘脈沖后由Q0～Q7輸出點(diǎn)亮相應(yīng)位段。有四個數(shù)碼管具體哪一個選通由51單片機(jī)P0.0～P0.3發(fā)出選通信號DIS0～DIS3來選擇。測量數(shù)據(jù)在顯示時需轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制BCD碼。本設(shè)計采用軟件動態(tài)掃描實現(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)定值時需要通過繼電器