毕业设计（论文）-基于AT89C51单片机室内温湿度测控系统设计.doc

学号： xxxxxxxxxx 基于基于AT89C51单片机室内温湿度测控系统设计单片机室内温湿度测控系统设计 学院名称： 物理与电子工程学院 专业名称： 电子信息工程 年级班别： 2011级电子班 姓 名： XXX 指导教师： XXX 2015年5月 XXXXX大学 本科毕业论文 河南师范大学本科毕业论文 基于AT89C51单片机室内温湿度测控系统设计 摘要摘要 文章主要从软件和硬件两个部分来实现室内温湿度的检测和控制，通过相匹配的温度和 湿度传感器向AT89C51单片机传输数据,经过单片机处理数据向加湿和加温设备下达指令，实 现室内温度和湿度的控制。 其中，AT89C51单片机作为整个系统的核心部件用于接收、处理由传感器采集到的信息 ，然后发送指令到液晶显示模块、报警模块以及操作模块。本文选用的传感器是DHT11传感 器，作为信息采集模块的核心，把当时采集的电信号传输到AT89C51单片机处理，显示模块 选用的是LCD1602液晶显示屏，该显示屏可以接收由单片机传输的指令信号显示对应信息， 报警模块是由双色LED以及蜂鸣器设计组成的，本系统对温度和湿度设置有阈值，若当前湿 度和温度超出或者低于设定阈值，该模块LED灯会显示相对应的颜色，并且蜂鸣器启动发出 声音。论文附有系统硬件设计框图并对硬件的工作原理进行详细描述。并具体描述LED液晶 显示屏、温湿度传感器、以及AT89C51单片机等器件参数和端口的介绍。 关键词：关键词：AT89C51单片机；DHT11温湿度传感器；数据采集；声光报警系统；LCD1602显示 河南师范大学本科毕业论文 I Indoor temperature and humidity measurement and control system design based on AT89C51 Abstract Article mainly from the two parts of hardware and software to realize the detection and control of indoor temperature and humidity, by matching the temperature and humidity sensor to transmit data to AT89C51, through single chip microcomputer processing data issued instructions to the humidifying and heating equipment, realize the control of indoor temperature and humidity. Of AT89C51 single chip microcomputer as the core component of the whole system used to receive and process the information collected by the sensors, and then send instruction to the liquid crystal display module, alarm module and operation module.This article chooses the sensor DHT11 sensor, which is the core of the information acquisition module, the collection of electrical signal transmission to AT89C51 processing at the time, display module selects the LCD1602 LCD display, the display can receive by the single chip microcomputer instruction signals corresponding to information transfer, alarm module is composed of double color LED and buzzer design, the system of temperature and humidity setting threshold, if the humidity and temperature exceeds or is lower than set threshold, the module LED will display the corresponding color, start and buzzer sound.Paper attached to the system hardware design block diagram and working principle of hardware are described in details.And description LED LCD screen, the device parameters such as temperature and humidity sensors, and AT89C51 and port is introduced. Key words: AT89C51;The data collection;LCD1602 display;Sound and light alarm system;DHT11 temperature and humidity 河南师范大学本科毕业论文 II 目目 录录 摘要.I ABSTRACT.II 前 言 .1 1 绪论.2 1.1 课题背景 .2 1.2 课题研究的意义 .2 1.3 国内外的研究现状和发展趋势 .3 1.4 系统主要研究内容 .4 2 系统总体设计和方案.5 2.1 系统功能要求 .5 2.2 系统设计思路 .5 2.3 系统设计以及工作框图 .5 2.3.1系统的组成.5 2.3.2系统的工作原理.6 3 系统硬件.8 3.1 AT89C51单片机 .8 3.1.1 AT89C51单片机介绍.8 3.1.2 AT89C51引脚简单介绍.9 3.2 DHT11传感器模块系统 .10 3.2.1 DHT11传感器简介.10 3.2.2 DHT11传感器电路系统.11 3.3 1602液晶显示系统 .12 3.3.1 1602液晶显示屏简介.12 3.3.2 LCD1602液晶显示电路原理图.13 3.4 光声报警系统和温湿度控制系统 .14 3.4.1 光声报警系统.14 3.4.2 温湿度控制系统.15 4 系统软件设计.16 4.1 初始化模块 .16 4.2 DHT11传感器系统的软件设定 .17 4.3 LCD1602液晶显示系统的软件设定 .18 4.4 报警模块 .18 5 总结.20 参考文献.21 致谢.22 附录.23 河南师范大学本科毕业论文 0 前 言 智能时代的到来，越来越多家庭享受到智能化带来的便利。当然人们也越来越更加关注 自身身体健康的指标，其中居家环境对于每一个人又都息息相关，因而居家环境健康指标也 越来越被人们所追捧，温度与湿度是人们避无可避的话题。人们也想了各种智能化的方式来 改善起居生活中的温湿度指标，尤以单片机为控制核心的最小系统是人们最好的选择方式， 因为其，简单、成本低、已于搭建、以及维护更换器件也非常简便。 本文就是基于51单片机的基础上设计的一款温湿度测控系统，以来服务居家生活中，温 湿度环境指标的控制。 文章主要分为四大部分来分析研究温湿度测控系统。第一部分讲述社会关于温湿度理解 程度以及温湿度简介。第二部分主要讲系统的框架，分为控制模块、传感器采集信号模块、 报警模块以及温湿度调控模块。第三部分主要介绍硬件设备的参数接口等都做了详细介绍。 第四部分从软件部分简单阐述系统的流程。 河南师范大学本科毕业论文 1 1 绪论 1.1 课题背景 随着时代的发展，科技的进步，越来越多的人更青睐于享受科技时代带来的成果。当然 的温度和湿度测控系统越来越多的被应用于各个领域，小到实验室的局部小环境的布置，大 到生态系统的模拟可实现性，甚至打个比方我们把全球看做一个居室的话，温度和湿度在其 中一样起着非常重要的作用。 论文主要讲的是家庭居室中温度和湿度的调控系统，人生活在地球上，恰当的温度和湿 度是离不开的，但是，人们往往会很容容易忽视这个对身体健康非常重要的问题。 1.2 课题研究的意义 （1）温度与健康生活 温度和人们的生活是密不可分的，人们也总在试图找到并规定各个领域中的最合适温度 值。 35到38的水温与我们身体内环境的温度非常相近，这个温度范围是我们洗澡的最合适 的温度。 40到45是我们晚上洗脚时候的最合适的水温，因为在这种温度的刺激下，我们体内的 血管小循环会被最大适度的舒张，减轻脑部的压力，促进我们的良好的睡眠。 70到80是我们泡茶的最合适的水的温度，用这种温度泡出来的茶水，使我们感觉起来 会是色、香、味俱全的感觉。 那么，我们的室内最佳温度达到那一种状态才会是最合适的呢？答案是18到20。况且这一 温度是我国北方的春季平均温度，有“温暖如春”的说法。 当室内温度低于或高于这种最佳室温时，人们往往就会感觉到冻手冻脚，工作效率就会 降低，还可能会大汗淋漓，并且头脑发昏。我们知道室内环境装饰的一个很主要内容，就是 用一切方法来创造或保持室内最佳温度。 （2）湿度与健康生活 空气湿度顾名思义当然是指空气中水分含量的程度，相对湿度是我们常常用来研究湿度 。相对湿度指的是在同一立方空气中所含有的水汽的含量与同温下饱和水蒸气的含量的比值 。研究表明我们感觉的最舒服的最佳相对湿度居室内湿度为为49到51%，如果相对湿度过低 或者过高时，都会对我们产生不舒服的感觉。 在冬天，我国北部居住的人们往往会采取生火烧炕或者是选择暖气来保温，这样的话我 河南师范大学本科毕业论文 2 们室内的温度会被这些外在的情况下温度升高，但是这样的话室内相对湿度往往会降得很低 。尤其是像在北京等这样的一线大城市，都会集中供暖，这样的温室下，相对湿度往往会因 为这种因素低至10%以下。我们在这种环境下居住时，易患呼吸道类的疾病并且还会会出现 唇裂、口干、流鼻血等这样的季节性现象。因为这是纤毛粘膜覆盖的鼻子内部、呼吸道、肺 部在这种湿度下，湿度低于40%时，纤毛运动会变得非常缓慢，这样灰尘粘在粘膜上不能够 自动净化，就会刺激我们的喉咙咳嗽，病菌不利于被排除，从而导致呼吸道疾病的发生。 另外，因为相对湿度较低，人体表皮的水分含量也会大量的散失，从而导致人们皮肤松 弛下降，就会加速皮肤衰老，严重的时候造成表皮干皮粗糙，细胞脱落等这样严重的现象， 在这种情况下我们的皮肤的抗菌能力就会下降。我国南方妇女皮肤非常好，细嫩、光润，最 主要原因之一就是南方相对湿度高。 相对湿度过低，还能导致木质材料中的水分的散失，这样能引起木质家具的变形、损坏 ；提琴、钢琴等对湿度要求很高的高的乐器更是不能够正常的使用；在这种情况下档案、文 物图书更是容易引起脆化、变形。那么相对湿度过高呢？又会引起室内的家具、衣物等织物 的发霉、电子器件会引起短路；壁纸、地毯发生静电的现象，甚至能够诱发火灾。 经测定，专家认为的室内最佳湿度如下： 居室环境：4070%RH 最有利防病、治病环境：4055%RH 要达到上述的标准湿度，靠传统方法，在室内地面洒水和养鱼、盆景增湿的办法，显然 是不够的。选择合适的加湿器来进行人工增湿，就不只再是可能，而是一种必须。 1.3 国内外的研究现状和发展趋势 目前国内外使用的温湿度检测元件种类各种各样，应用范围也很广泛，再者单片机以及 大规模集成电路技术不断改进情况下，就出现了高可靠性和高性能的这样的单片数据采集系 统1。人们开始意识到生活环境对于自身健康的重要性，尤其是家居生活中对温湿度要求更 为认真。基于单片机的温湿度监控系统设计，会对室内温湿度监控系统做系统的设计和实现 。采用高性能的控制芯片AT89C51，高精度数字温湿度传感器DHT11。向高速化、智能化、模 块化的单片机数据采集系统靠近。会对室内温湿度得到很好地控制，符合人类的生活环境需 求，具有良好的发展前景。 河南师范大学本科毕业论文 3 1.4 系统主要研究内容 (1)根据设计原理搭建好硬器件组建。根据DHT112传感器准确地检测室内温湿度，并将 所测数据信号传递给处理器进行分析和处理。AT89C51单片机3根据所得数据发送指令到温 度和湿度发生器。 (2)报警系统设计。系统设计之初，设置室内温湿度阈值，当室内温湿度超过设置阈值 （最低值和最高值），温湿度传感器向单片机传输数据后，单片机通过端口控制LED4灯闪 烁以及蜂鸣器报警，这样能够更客观的实时掌控室内温湿度现状。 河南师范大学本科毕业论文 4 2 系统总体设计和方案 2.1 系统功能要求 (1)实现对室内温湿度参数的实时采集，单片机能准确处理由温湿度传感器传输的数据 ，进行分析、处理、并发送信号到显示，报警系统。 (2)实现报警系统的准确报警，能清楚地提醒主人操作温湿度发生装置系统。 (3)实现数据的可观测性，温湿度传感器监测数据以及单片机反馈的相应的报警信息能 够易于人为地读取。 (4)实现手动按键设置温湿度上下限数值，实现越限报警。 2.2 系统设计思路 系统设计中电路分为四大部分，AT89C51单片机作为中央处理器部分、DHT11温湿度传感 器温湿度采集部分、LCD1602液晶显示屏显示部分、二极管闪烁报警部分。系统设计以AT89C 51单片机为核心的最小系统作控制电路，同时控制着1602液晶屏的显示和DHT11传感器采集 的温湿度的处理，以及二极管闪烁报警。温湿度数据采集由DHT11传感器完成，LCD1602液晶 显示屏的显示由软件编写来实现。DHT11传感器是一种自身带有模数转换功能的数字温湿度 传感器，能很好地和AT89C51单片机直接对接使用。LCD1602液晶屏是插针式5显示屏（后面 会有详细介绍），和AT89C51单片机也能直接对接使用。本系统设计实现的大致步骤是：按 照原理图将、DHT11温湿度传感器、接入AT89C51单片机。DHT11传感器通过电信号把采集到 的实时温湿度值，输送到AT89C51单片机，AT89C51单片机处理处理后，把有效数据传送到LC D1602液晶屏6,并且接入二极管闪烁系统提示报警。 2.3 系统设计以及工作框图 2.3.1系统的组成 以51单片机为控制核心，采用温湿度测量以湿度传感器作为测量元件，构成智能温湿度 测控系统。可分为显示电路，温湿度测量电路，温湿度声控制系统，光报警电路，见图2.1 选用的主要器件有：AT89C51、温湿度传感器DHT11，LCD1602液晶显示模块，降温风扇装置 ，升温加热器装置，増湿喷雾器装置，除潮除潮器装置，LED灯，蜂鸣器报警装置等78。 河南师范大学本科毕业论文 5 图2.1 系统模式图 2.3.2系统的工作原理 本系统以AT89C51单片机为核心，数据的收集、处理、下达指令都通过51单片机。数据 采集通过智能数字温湿度传感器DHT11完成；通过单片机把采集的数据显示在LCD1602上；当 采集的数据如果超出设定范围时，那么蜂鸣器实时报警，并且就会显示红灯提示。在整个系 统51单片机采用C语言编程。 室内温湿度控制系统是以AT89C51单片机作为核心控制装置，负责数据运算和控制，协 调各个模块的系统工作。 (1)风扇负责室内的降温工作。 (2)加热设备负责室内加热工作。 (3)喷雾设备负责室内的加湿工作。 (4)排潮设备负责室内的去湿工作。 (5)LED灯，报警模块负责报警功能。如果当前的温湿度在用户设定的阈值之外系统将自 动报警，LED灯在单片机的控制下有规律的闪烁，同时蜂鸣器发出蜂鸣声，用户就会采取相 应的措施。整个系统工作流程图如下图2.2所示。 LCD 1602 液晶 显示 屏 AT89C51 单片机 DHT11 传感器 LED报 警系 统 温湿 度控 制系 统 河南师范大学本科毕业论文 6 不符合 符 合 图2.2 系统工作流程图 温湿度数据 LED 液晶显示 温湿度 控制系统 报警 不报警 51单片机 判断 河南师范大学本科毕业论文 7 3 系统硬件 3.1 AT89C51单片机 3.1.1 AT89C51单片机介绍 作为设计系统的核心，单片机的挑选尤其重要。其性能的好坏直接关系到整个系统的好 坏，对系统的功能实现和扩展都有着很大的影响。在众多单片机的种类中，51系列的单片机 ，很容易作为教学材料，以及学生设计智能系统的核心单片机，其中较为常见的是ATMEL公 司的AT89S52和AT89C51单片机，而作为该系统设计需要的AT89C51单片机，内部有4KRM内存 ，是flash工艺的，这样，我们使用特定的编译器9就可以轻易地擦除和改写单片机，片内 存在有128字节的RAM10。这样单片机读写速度会很快，优点很多，所以选择该款单片机作 为系统设计的核心。 Intel公司在80年代初推出的AT89C51单片机是内部有8位数据总线11，外部有8位数据 总线8位嵌入式微控制器，它与其它系列芯片相比，有功能全、性能高、使用方、便售价低 廉等优点。在工业应用方面AT89C51有许多明显的特点，它不仅具有强大的8位总线外围拓展 功能，而且在数据处理方面还有8位微机的快速功能。由于随着集成芯片技术12的精尖，已 经实现把所有把许多常用的输出输入检测控制通道制作在同一块硅片上，极大地灵活了外部 连线，加强了系统的稳定性，并且速度快（时钟1312MHz），很适合在工业环境下使用。因 此本系统CPU选用的是AT89C51芯片。 AT89C51单片机的引脚是40双列直插式的封装结构。AT89C51系统的CPU中的主要组件有 ：寄存器控制器、特殊的功能寄存器（SFR）、高速寄存器阵列、算术逻辑单元（RALU）。 它与外部通讯通过存储器和特殊功能这样的寄存器SFR，控制器进行的。AT89C51系统的CPU 的主要特色是重量轻、售价低、体积小、抗干扰能力强、使用方便等特点。此外，通过SFR 还可以直接控制它的A/D、PWM、I/O、串行端口等部件有效运行。 CPU内部的两条总线寄存器阵列和一个控制单元和EALU连接起来。这两条总线是：8位的 数据总线14（D-BUS）和16位的地址总线（A- BUS）。数据总线仅在RALU与寄存器阵列或SFR之间传送数据，地址总线用作数据的传送的地 址总线或用作与寄存器的控制器连接的多路复用地址/数据总线15。CPU对片内RAM访问是通 过寄存器R1,R0间接访问的和直接访问。 AT89C51工作时所需的时钟可采用芯片内部的振荡器还可通过其XTALL输入的引脚由外部 输入。其工作的频率为612MHz的。在本系统中我们采用的频率11.0592MHz。51单片机实物 河南师范大学本科毕业论文 8 (图3.1（a）)以及引脚图（图3.1（b）。 (a) (b) 图3.1 AT89C51单片机实物和引脚图 3.1.2 AT89C51引脚简单介绍 40个引脚按功能可以分为如下3类： 电源、时钟引脚VCC、VSS；XTAL1、XTAL2。 控制引脚PSEN、ALE/PROG、EA/VPP、RST。 I/O端口的引脚P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚。 总线型 非总线型 I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPD P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 XTAL1 VSS VCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 RST P3.0/RXD P3.1/TXD XTAL2 XTAL1 P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 GND VCC P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1/AIN1 P1.0/AIN0 P3.7 注：类似的还有Philips公司的 87LPC64，20引脚 8XC748/750/（751），24引脚 8X749（752），28引脚 8XC754，28引脚 等等 80C51/89C51 89C2051 河南师范大学本科毕业论文 9 图3.2 89C51的引脚封装16 3.2 DHT11传感器模块系统 3.2.1 DHT11传感器简介 DHT11数字的温湿度传感器是4针单排一款引脚封装的传感器模块。主要应用于场所范围 内温湿度的检测，优点是性能可靠稳定。DHT11传感器主要由一个NTC测温元件和一个电阻式 感湿元件组成，DHT11传感器的引脚可以直接与AT89C51相连接。该传感器外部连接方式非常 简便，因此利用该传感器设计本系统能够简化外部链接，易于操作可实时性强。 DHT11传感器实物图如下3.3所示： 图3.3 DHT11传感器实物图 （1）引脚介绍： 引脚1：(VCC)，电源引脚，参考供电电压35.5V，供电电压5V即可。 引脚2：（DATA），单总线，串行数据。 引脚3:（NC），空脚，悬置就行。 河南师范大学本科毕业论文 10 引脚4：（VDD），接地端，连接电源负极。 （2）接口说明 ： 如果连接线长度在合适范围内，我们需要加上5K的上拉电阻17,比较长的话则根据实际情况 我们需要就要增加上合适的拉电阻来调整电路数据参数的漂移特性18。如图3.4所示 图3.4DHT11典型应用电路 （3）数据帧19的描述： DATA的主要任务是采用单总线数据形式使AT89C51单片机和DHT11传感器之间能够同步以及交 换信号,单次交换时间4ms左右,数据不仅有整数部分还有小数部分。 （4）电气特性：一般情况下VDD=5V，除非特别注明。如表1.1所示。 表1.1 DHT11的电气特性20 参数条件 Mintypmax 单位 供电 DC355.5V 供电电流测量 0.52.5mA 平均电流平均 0.21mA 供电时间待机 100150uA 采样周期秒 1 次 注:采样周期间隔不得低于1s钟。 3.2.2 DHT11传感器电路系统 DHT11传感器和AT89C51单片机连接非常简单，我们需要增加一个5K的上拉电阻。利用DH T11传感器的P2数据口和AT89C51单片机的P2.0端口的连接发收串行数据。传感器的P1、P4电 源端口分别与单片机的VDD和GND端口连接。传感器的第三脚悬空放置。DHT11传感器的电路 的原理图如图3.5所示： 河南师范大学本科毕业论文 11 图3.5 DHT11的电路原理图 3.3 1602液晶显示系统 3.3.1 1602液晶显示屏简介 LCD1602显示屏能够同时显示有32字符（16列2行）。 实物如图3.6所示： 图3.6 实物液晶显示屏 （1）LCD1602的RAM的地址映射和标准字库表 LCD1602液晶模块的字符发生存储器本身存储就有160个不同字符图，但是并没有汉字。 我们是通过软件编程来实现显示屏LCD1602的读写、屏幕的操作的（0为低电平，1为高电 河南师范大学本科毕业论文 12 平）。 LCD1602的 内部显示地址如下图3.7所示： 图3.7 1602内部显示地址 3.3.2 LCD1602液晶显示电路原理图 河南师范大学本科毕业论文 13 图3.8 LCD1602显示模块 3.4 光声报警系统和温湿度控制系统 3.4.1 光声报警系统 系统采用LED双色灯作为光报警的提示灯，如果系统检测的数据符合我们初始化设定的 要求数值时，LED灯始终就是显示绿灯；如果系统检测的数据不符合初始化时设定的要求时 ，LED灯转化为红色灯示警；系统还采用蜂鸣器作为声报警装置 ，如果系统检测的数据符合初始化设定的要求时，那么蜂鸣器就不会报警提示；如果系统检 测的数据不符合初始化设定的数据要求时，那么蜂鸣器就会发出声音报警提示。如下图3.9 所示 河南师范大学本科毕业论文 14 图3.9光声报警系统电路图 3.4.2 温湿度控制系统 系统温湿度控制系统主要组成部分有：加热器 、除潮器、风扇、喷雾器。当系统检测到的数据不符合设定的要求时，启动相应设备来达到 室内温湿度的适度。 (1)风扇负责室内的降温工作。 (2)加热设备负责室内加热工作。 (3)喷雾设备负责室内的加湿工作。 (4)排潮设备负责室内的去湿工作。 河南师范大学本科毕业论文 15 4 系统软件设计 系统的软件系统作为系统执行的驱动，设计也很重要，我们从下面几个模块介绍该设计 所需要的软件设计方面。其中包括了DHT1温湿度传感器驱动系统、LCD1602显示屏驱动系统 、温湿度检测以及报警驱动系统。系统总体驱动设计思路流程图如下图4.1所示 YES NO 图4.1总驱动流程图 4.1 初始化模块 系统的初始化主要作用就是能够完成系统初始化的功能并且设定可以系统的初始工作条 件，可以看出系统的初始化部分内容包括以下部分： （1）AT89C5151单片机的初始化和其元件引脚的定义。 （2）LCD1602液晶显示屏的显示数据的初始化和其工作条件。 判断 数据 程序开始 硬件初始化 温湿度数据 报警 温湿度控制 LCD显示 单片机运算 程序结束 河南师范大学本科毕业论文 16 4.2 DHT11传感器系统的软件设定 温湿度的检测模块是负责完成湿度和温度信号的采集并且对信号进行数模转换处理21 。然后再把处理完成后的数据发送给51单片机，单片机经过处理之后，发出一系列相关指令 。温湿度传感器是作为整个系统的核心组件之一，它的精准度会直接影响到整个系统可实施 性。由于温湿度传感器DHT11精度高，安全性好，性价比高，因此本系统使用的传感器是DHT 11数字式温湿度用来采集居室内温湿度22。DHT11传感器软件流程图如图4.2所示 图 4.2 DHT11传感器模块程序流程图 4.3 LCD1602液晶显示系统的软件设定 显示模块，LCD1602液晶显示装置，通过与单片机的交流，及时接收来自单片机核心的 指令，显示指令内容。 检测记录信号 延时 DHT11 传感器通电 输出低电平 数据输出 输出低电平 延时 信号结束 保持高电平 河南师范大学本科毕业论文 17 LCD1602液晶显示模块可与AT89C52直接接口的。软件流程图如图4.3所示 图4.3 LCD1602液晶显示系统程序流程图 4.4 报警模块 本设计的报警系统的设计会有两种形式同时警示，LED闪烁相关的颜色同时蜂鸣器也会 发出蜂鸣声。若果LED闪烁不同颜色，这样就可以根据颜色的不同来可以实施相应的操作。L ED灯是由51单片机控制的2个双色LED灯组成，其转换规律为： （1）系统温湿度值超出设定的阈值范围时候，LED红色灯亮。 （2）统温湿度值在设定的阈值范围时候，LED绿色灯亮。 如果LED灯显示红灯闪烁时候，那么蜂鸣器也同时就会响起。报警LED灯是2个双色的LED 灯，分别有红色和绿色两种颜色。报警灯需要2根外端数据线，被51单片机控制。预期实现 开始 51单片机 接口 显示屏初始化 延时 设置温度显示 内容 设置湿度显示 内容 河南师范大学本科毕业论文 18 的功能使双色LED灯能由程序精准的控制颜色的闪烁，系统上电时，本系统会进行实时采样 ，并且由单片机收集到的数据计算出温湿度值与设定温湿度阈值之间的区别，当前温湿度如 果低于用户设定下限阈值温湿度值，那么说明当前温湿度过低，本系统会自动启动红色警报 灯，随后开始加温増湿，一直加到所需温湿度值警报灯变成绿色。相反的，当前的温湿度高 于用户设定的上限阈值温湿度值，那么说明当前温湿度过高，本系统也会自动启动警报灯变 为红色，并且开始降温减湿，一直降到所需温湿度值时警报灯变为绿色。 报警系统的程序流程需要判断温度和湿度的值，然后根据初始化的数据来控制警报系统 是否驱动。程序设计流程如下图所示 图 4.4报警系统程序设计流程 判断 温湿度 程序开始 初始化 延时 设置温湿度数据 温湿度 高于 阈值 低于 阈值 LED闪烁、蜂鸣器 发出声音 程序结束 河南师范大学本科毕业论文 19 5 总结 智能时代的发展，我们日常生活中各种各样的常用事物，就会越来越多被智能化。必不 可少的，智能家居这种与我们生活密不可分的智能化产物，理所当然的会被营造出来。本文 就是利用了以单片机为核心设计的系统的温湿度测控系统，简单、经济、可行性高。其中的 温湿度传感器、液晶显示屏，在市场上就有着各种各样的型号可供大家选择，替换方便、省 时；报警系统的构建需要我们利用好单片机引脚与LED和蜂鸣器的联结；搭建完成整体系统 ，我们通过系统显示模块以及报警模块及时反馈出来的信息，就可以利用家居中，相应的加 温，加湿装置，来随时控制室内温湿度。正是因为整个系统的搭建并不复杂，能够很好地得 到推广。 河南师范大学本科毕业论文 20 参考文献 1林国汉.基于单片机的温度控制系统设计J.微计算机信息，2009(25):21-24. 2陈杰.传感器与检测技术M.北京：高等教育出版社，2002. 3唐桃波, 陈玉林.基于AT89C51的智能无线安防报警器 J.电子设计应用，2012(25):91-112. 4胡辉，王晓，戴永成.LED原理及应用设计M.北京：中国水利水电出版社, 2005. 5 Atmel. 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