仓库温湿度检测系统设计

1、毕业设计（论文）题目 仓库温湿度检测系统的设计 院 别 电气工程学院 专 业 生产过程自动化技术 班 级 过控11-1班 姓 名 宋正丽 学 号 201102102125 指导教师（职称） 张维玲（副教授） 日 期 2014年3月 毕业设计（论文）任务书电气工程 学院 2014 届 生产过程自动化技术 专业毕业设计（论文）题目仓库温湿度的检测系统的设计校内（外）指导教师职 称工作单位及部门联系方式张维玲副教授电气工程学、题目说明（目的和意义）：防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温

2、湿度测量仪。题目含概电子技术、非电量的检测技术、单片机及接口和电气控制技术等知识，可加强学生对综合电路的开发设计能力，有利于引导学生向复合型人才方向发展。通过此题可以激发学生潜力、提高他们的科技创新能力。二、设计（论文）要求（工作量、内容）：1.设计任务设计以51系列单片机为核心的一套检测系统，实现对仓库温度、湿度的实时监测，如果温湿度超出设定的上下限范围时，可通过空调、加热器、排气扇、水雾化器等执行机构调节温湿度，构成自动温湿度调节系统，制造一个局部范围内的人造小气候环境。2.技术指标1）温度检测范围 ： -30-+502）测量精度 ： 0.53）湿度检测范围 ： 10%-100%RH4）检

3、测精度 ： 1%RH5）显示方式 ： 温度：四位显示 湿度：四位显示3.设计内容本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成。要求系统具备以下基本功能：（1）检测温度、湿度（2）显示温度、湿度（3）过限报警4.设计成果（1）毕业设计报告字数11.5万字；（2）A3设计图纸2张，一张为硬件电路原理图、一张为系统总体控制流程图；（3）有传感器参数选择的定性分析和定量计算；三、进度表日 期内 容20132014学年秋第十五周第十六周第十七周第十八周第十九周第二十周20132014学年春第一周第二周查阅、消化资料元器件、仪表选型及确定总体设计方案单元电路设计总体硬件电路设计确定软件设计思想，并画出

4、软件流程框图撰写论文答辩答辩完成日期2014年 月 日答辩日期2014年 月 日 月 日 四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量：1. 郁有文. 传感器原理及工程应用.西安：西安电子科技大学出版社，20032. 张建民. 传感器与检测技术. 北京：机械工业出版社，19973. 何立民. MCS-51单片机应用系统设计. 北京：北京航空航天大学出版社，19924. 胡汉才. 单片机原理及其接口技术. 北京：清华大学出版社，20045. 李贵山. 检测与控制技术. 西安：西安电子科技大学出版社，20066. 王福瑞. 单片微机测控系统设计大全. 北京：北京航空航天大学出版社，1998实

5、习地点：待定 翻译工作量：对设计论文的摘要翻译为英文 教研室意见：教研室主任（签字）： 20 年 月 日 系审核意见：系主任（签字）：20 年 月 日注：本任务书要求一式两份，一份打印稿交教研室，一份打印稿交学生，电子稿交系办。兰州工业学院毕业论文摘 要本设计控制系统采用AT89C51单片机为控制核心，利用DS185B20温度传感器对温度进行采集，经过单片机对信号的分析处理，实现对温度的检测和控制。利用HS1100/HS1101湿度传感器对湿度进行采集，经过555振荡器将采集到的信号直接送入单片机，经过单片机的分析处理实现对湿度的检测和控制。利用键盘设置温度和湿度的预设值及实现选择复位等功能。

6、通过LCD1602显示电路能显示当前的温湿度和预设温湿度。同时用蜂鸣音电路报警, 如果温湿度超出预设值的上下限,蜂鸣音报警电路就会实现报警功能,从而采取相应的解决措施，本系统特别适合于仓库等无人监控等场所。关键词：单片机；传感器；温度检测；湿度检测III兰州工业学院毕业论文AbstractThis article from both the hardware and software aspects of the AT89C51 microcontroller based temperature and humidity automatic measuring system design. S

7、ystem hardware consists of data acquisition circuit for control circuitry, temperature, humidity, acquisition, keyboard and LED display circuit. Starting from design, software system, software design diagrams, analyse each module implementation program algorithm, and eventually you end up meeting th

8、e needs of mission programs. Temperature and humidity detection and alarm system basically meets the requirements with a small overshoot, basically the same sample value and set value, simple operation and so on. Keywords: single chip; sensor; temperature survey; humidity survey兰州工业学院毕业论文目 录摘 要IAbst

9、ractII1 绪 论11.1选题背景11.2 国内外发展现状11.2.1 温度测量方面11.2.2 湿度测量方面22 总体方案的设计32.1 系统总体框图32.2 传感器的选择32.2.1 温度传感器的选择42.2.2 湿度传感器的选择43 硬件电路的设计63.1 温度测量电路63.2 湿度测量电路73.3 信号调理电路103.4 A/D转换电路113.5 单片机AT89C51的概述133.5.1 电源电路163.5.2 AT89C51最小系统173.5.3 8155扩展芯片193.6 控制电路213.7 人机接口电路223.7.1 键盘电路223.7.2 LED显示电路243.7.3 报警

10、电路264 软件设计284.1软件设计的思路284.2 程序流程图285 总结36致 谢37参考文献38附录A 硬件接线图39附录B 软件流程图40兰州工业学院毕业论文1 绪 论1.1选题背景随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。同时传感器技术作为新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，

11、也是当代科学技术发展的一个重要标志。传感器技术、通信技术、计算机技术、分别对应信息技术中的采集、传输和处理。如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸。当集成电路、计算机技术飞速发展时，电脑的运算速度和信息处理能力得以成倍的提高，这时人们才逐步认识到信息摄取装置：传感器没跟上信息技术的发展，因而惊呼“大脑发达、五官不灵”。世界上技术发达的国家对传感器技术开发都十分重视。这些技术的发展也为仓库的温湿度监测系统的发展提供了科学依据。防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要

12、问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。1.2 国内外发展现状目前温湿度检测技术和物品智能去湿干燥系统的研究已具备温湿度检测、超温报警、自动生成各种报表、自动存储历史数据并据此自动生成温湿度变化曲线等功能，供仓储管理人员查询分析之用。1.2.1 温度测量方面 温度是一个重要的物理量，其检测方法有多种，常用的有电阻式、热电偶

13、式、PN结型温度传感器、石英谐振型温度传感器以及光线传感器等。 目前国外在温度超高精度测量中，大都使用标准铂电阻温度传感器。例如:美国国家实验室(NSIT)采用标准铂电阻温度传感器对纳米测试装置的工作腔进行测试，其测试精度为0.001。国内方面，清华大学以石英晶体传感器作为测温元件，将温度变化的模拟量转化为石英晶体振荡频率的数字量，通过测量频率可以计算出温度值，它可以测出0.001的温度变化量。1.2.2 湿度测量方面 近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，将湿度测量技术提高到新的水平。湿度传感器的种类很多，大

14、体上可以分为三类:电解质湿度传感器、半导体陶瓷湿度传感器以及有机高分子聚合物湿度传感器。(1)电解质湿度传感器，如氯化铿湿度传感器，灵敏度高，但在高湿环境中容易产生解，从而影响原的，缩短使用寿命。 (2)半导体陶瓷湿度传感器，如铬酸镁一二氧化钦湿敏传感器以及钒酸狸一二氧化钦湿敏传感器。它们主要利用陶瓷烧结体微结晶表面在吸湿和脱湿过程中电极之间电阻的变化来检测相对湿度。这类传感器适合于高温和高湿领域中使用。 (3)高分子材料湿敏传感器，如聚乙烯醇、醋酸纤维素、聚酸胺等材料制成的传感器，响应速度快、精度高，但是耐老化和抗污染能力不如陶瓷传感器。国外在湿度传感器研制方面起步较早，目前日本、德国、美国

15、处于国际领先地位，测量范围可实现全湿范围测量，且精度可达到士2%RH。国内湿度传感器研制与生产方面，开始于二十世纪八十年代，且研究单位多于生产厂家，多数从事电解质、陶瓷类以及高分子类传感器的研发。 35兰州工业学院毕业论文2 总体方案的设计2.1 系统总体框图本设计测量的是仓库的温湿度，用温度传感器采集温度信号，通过A/D转换，将所测量的模拟信号转换为数字信号和键盘所设定温度值一起送入单片机中，用湿度传感器采集湿度信号，直接送入单片机，通过单片机对温湿度进行监测和控制，并通过报警装置对超过规定值进行报警，系统的总体框图如图2所示。信号采集AT89C51人机接口 输出通道显示键盘报警温度传感器器

16、存储湿度传感器器信号调理理电路图2 系统总体框图 2.2 传感器的选择当将单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号进入输入通道，由计算机拾取必要的输入信息。对于测量系统而言，如何准确获得被测信号是其核心任务；而对测控系统来讲，对被控对象状态的测试和对控制条件的检测也是不可缺少的环节。传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。2.2.1 温度传感器

17、的选择方 案 一 :采用热电阻温度传感器。热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻。其主要的特点为精度高、测量范围大、便于远距离测量。铂的物理、化学性能极稳定，耐氧化能力强，易提纯，复制性好，工业性好电阻率较高，因此，铂电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。缺点是价格贵，温度系数小，受到磁场影响大，在还原介质中易被玷污变脆。按IEC标准测温范围-200650，电阻比W（100）=1.3850时，R0为100和10，其允许的测量误差A级为（0.15+0.002|t|），B级为（0.3+0.005|t|）。铜电阻的温度系数比铂电阻大，价格低，也易于提

18、纯和加工；但其电阻率小，在腐蚀性介质中使用稳定性差。在工业中用于-50180测温。方 案 二 :采用DS18B20温度传感器。DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20“一线总线器件”体积小、适用电压宽、经济。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测控，支持35.5V的电压范围。DS18B20具有如下特点：（1）独特的单线接口只需1个接口引脚即可通信。（2）在DS18B20中的每一个器件上都有独一无二的序列号可实现多点测量。（3）不需要外部元件即可实现测温。（4）由数据线供电，不需外接电源。（5）测量范围从-55至+125，在-10+

19、85范围内保证0.5的精度。（6）用户可以从9位到12位选择数字温度计的分辨率。（7）内部有温度上、下限告警设置。（8）用户可定义的非易失性的温度告警设置综合比较方案一与方案二，方案二更适合于本设计系统对温度传感器的选择。2.2.2 湿度传感器的选择测量空气湿度的方式很多，其原理是根据某种物质从其周围的空气吸收水分后引起的物理或化学性质的变化，间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。电容式、电阻式和湿涨式湿敏原件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的。 方案一：采用H OS-201湿度传感。HOS-201湿度传感器为高湿度开关传感器，它的工作电压为交

20、流1V以下，频率为50HZ1KHZ，测量湿度范围为0100%RH，工作温度范围为050，阻抗在75%RH（25）时为 1M。这种传感器原是用于开关的传感器，不能在宽频带范围内检测湿度，因此，主要用于判断规定值以上或以下的湿度电平。然而，这种传感器只限于一定范围内使用时具有良好的线性，可有效地利用其线性特性。方案二：采用HS1100/HS1101湿度传感器。HS1100/HS1101电容传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。不需校准的完全互换性，高可靠性和长期稳定性，快速响应时间，专利设计的固态聚合物结构，由顶端接触（HS1100）和侧面接触（HS1101

21、）两种封装产品，适用于线性电压输出和频率输出两种电路，适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。相对湿度在1%-100%RH范围内；电容量由16pF变到200pF，其误差不大于2%RH；响应时间小于5S；温度系数为0.04pF/。可见精度是较高的。综合比较方案一与方案二，方案一虽然满足精度及测量湿度范围的要求，但其只限于一定范围内使用时具有良好的线性，可有效地利用其线性特性。而且还不具备在本设计系统中对温度-3050的要求，因此，我们选择方案二来作为本设计的湿度传感器。 3 硬件电路的设计3.1 温度测量电路DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20“一线总线器件”体积小、适用电压宽

22、、经济。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测控，支持35.5V的电压范围。图3：是TO-92封装和SSOP封装的DS18B20的外部结构图。图3：DS18B20外观DS18B20引脚功能描述如下：DQ：数据输入/输出引脚。开漏单总线引脚。当被用在寄生电源下，可向器件供电。VDD：电源引脚，可选择使用。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。NC：空引脚。DS18B20内部结构主要由六部分组成：电源电路、64位光刻ROM及1wire接口、温度传感器、非易失的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器和CRC校验码产生器。64位光刻ROM的排列是：开

23、始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。DS18B20高速存储器包含了9个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝，第五个字节是配置寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余校验字节。其中，配置寄存器的内容如下：“TM R1 R0 1 1 1 1 1”低5位一直都是1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测

24、试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下表1所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）表1分辨率设置表R1R0分辨率温度最大转换时间009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750msDS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625/LSB形式表达，S为符号位。如下表2所示。这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0

25、625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。表2 12位的温度转化形式表DS18B20依靠一个单线接口通信。在单线接口情况下，必须先建立ROM操作协议，才能使用存贮器和控制操作。因此，控制器必须首先提供五种ROM操作命令之一：（1）ReadROM(读ROM)；（2）Match ROM(匹配ROM)；（3）Search ROM(搜索ROM)；（4）Skip ROM(跳过ROM)；（5）Alarm Search(告警搜索)。这些命令对每一器件的64位光刻ROM部分进行操作。如果在单线上有许多器件，那么可以挑选出一个特定的器件并给总线

26、上的主机指示存在多少器件及其类型。在成功地执行了ROM操作序列之后可，使用存贮器和控制操作，然后控制器可以提供六种存贮器和控制操作命令之一。3.2 湿度测量电路测量空气湿度的方式很多，其原理是根据某种物质从其周围的空气吸收水分后引起的物理或化学性质的变化，间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。电容式、电阻式和湿涨式湿敏原件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的，下面介绍HS1100/HS1101湿度传感器及其应用。（1）特点电容式湿度传感器HS1101，它是基于独特工艺设计的电容元件，固态聚合物结构，精度高达2RH；极好的线性输出；199RH湿度量

27、程；-40100的温度工作范围，响应时间5秒；湿度输出受温度影响极小，防腐蚀性气体；常温使用无需温度补偿，无需校准；具有最突出的优点是长期稳定性极强。稳定性强是产品具备良好的线性度、精密度、一致性、长期稳定性的可靠保证。HS1101的主要特性如下：全互换性在标准环境下不需校正长时间饱和下快速脱湿高可靠性与长时间稳定性专利的固态聚合物结构可用于线性电压或频率输出快速反应时间HS1101的特性参数如表3.1所示。表3.1 HS1101的特性参数特征参数符号MinTypMax单位湿度测量范围RH1995供电电压Vs510V标称电容55%RHC117180183PF温度效应Tcc0.04平均灵（33%

28、75%RH）C/%R0.34PF/%RH漏电流Ix1nA恢复时间tr10s迟滞%长时间稳定性0.5%RH/yr反应时间ta5s曲线精度（1090）%RH（2）湿度测量电路本系统采用的是将HS1101接入555定时器组成的振荡器电路中，输出一定频率的方波信号。这种方法具有结构简单，使用方便。具体的测量电路如图3.3所示：图3.3 湿度测量电路本文选用的是NE555芯片，它内部含有两个NE555定时器。其中R1，R2，C1，C2和NE555构成多谐振荡器，外接电阻R1，R2与湿敏电容C1构成了对电容C1的充电回路，7端通过芯片内部的晶体管对地短路又构成了对C1的放电回路，并将引脚2,6端相连引入到

29、片内比较器。该振荡电路两个暂稳态的交替过程如下：首先电源Ucc通过R1，R2向C2充电，经t1充电时间后，UC2充至芯片内比较器的高触发电平，约2/3Ucc，此时输出引脚3端由高电平突降为低电平，然后通过R2放电，经t2放电时间后，UC2下降到比较器的低触发电平，约1/3UCC，此时输出引脚3端又由低电平跃升为高电平。最终形成方波输出。其中充放电时间为因而，输出的方波频率为只要改变定时元件或即可改变脉冲的。从多谐振荡器出来的信号又接入到单稳态触发器。单稳态触发器它有两个输出状态，一个稳定状态，一个暂稳态状态，在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳定状态，而暂稳定状态维持一段时间后，在自

30、动地返回到稳定状态，且暂稳定状态持续地时间长短完全取决于电路本身的参数。图中,，和传感器HS1101是外接地定时元件，触发脉冲由5端输出，由8端输入，下降沿有效，从9端输出一个幅度、宽度都一定的矩形波信号，输出的脉冲宽度为：为了减少外界对信号的干扰，采用低通滤波器，过滤掉高频信号的干扰，直接用单片机的定时计数器来测量的脉宽。通过脉宽值，可以得到相应的传感器的电容值。其误差不大于；响应时间小于；温度系数为。电容值和湿度值的近似关系为：前面我们已经通过测量NE555定时器的输出脉宽，求出了相应的电容值，然后，我们可以根据上面的式子，由电容值，求得相应的湿度值。3.3 储存电路3.4 多路模拟开关3

31、.5 单片机AT89C51的概述89C51是Intel公司于80年代初推出的8位嵌入式微控制器（内部数据总线为8位，外部数总线为8位），它与MCS-96系统中的其它芯片相比，具有性能高、功能全、售价低廉、使用方便（48PINDIP）等优点。89C51在工业应用方面有许多明显的特点，它具有灵活方便的8位总线外围支持器扩展功能，而在数据处理方面又有8位微机的快速功能。由于大的高度集成化已把许多常驻用的输入检测输出控制通道都制作在同一块硅片上，大大地灵活了外部连线，增强了系统的稳定性并且速度快（时钟12MHz），非常适合于工业环境下安装使用，因此本系统CPU选用89C51芯片。89C51单片机引脚采

32、用40双列直插式封装结构。89C51系统CPU中的主要组件有：高速寄存器阵列、特殊功能寄存器（SFR）、寄存器控制器和算术逻辑单元（RALU）。它与外部通讯是通过特殊功能寄存器SFR或存储器，控制器进行的。8051系统的CPU的主要特色是体积小，重量轻，抗干扰能力强，售价低，使用方便。此 外 ，通 过SFR还可以直接控制I/O、A/D、PWM、串行口等部件的有效运行。CPU内部的一个控制单元和两条总线寄存器阵列和EALU连接起来。这两条总线是：16位地址总线（A-BUS）和8位数据总线（D-BUS）。数据总线仅在RALU与寄存器阵列或SFR之间传送数据，地址总线用作上述数据传送的地址总线或用作

33、与寄存器控制器连接的多路复用地址/数据总线。CPU对片内RAM访问是直接访问和通过寄存器R0,R1间接访问的。 89C51工作时所需的时钟可通过其XTALL输入引脚由外部输入，也可采用芯片内部的振荡器。其工作频率为612MHz。在本系统中采用11.0592MHz频率。89C51采用40管脚双列直插DIP封装，单片机AT89C51引脚如图3.6。图3.6 AT89C51引脚图1.主要特性： 与MCS-51兼容； 4K字节可编程闪烁存储器；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0Hz-24Hz；三级程序存储器锁定；1288位内部RAM；32可编程I/OI线；两个16位定时器/

34、计数器；5个中断源；可编程串行通道； 低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器和时钟电路。2.引脚功能说明：VCC：电源电压VND：接地P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流

35、，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带

36、内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数

37、据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编

38、程期间，此引脚也用于施加12V编程电源 （VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输。3.5.1 AT89C51最小系统1.复位电路复位无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。51复位就是在满足其他工作条件下，让RST管脚保持高电平（通常0.7Vcc以上电压）维持至少两个机器时钟，以引导单片机复位，之后RST管脚恢复为低电平。单片机的复位条件：必须使其RST引脚上持续出现两个（或以上）机器周期的高电平。 单片机的复位形式：上电复位、

39、按键复位。本设计所选择的是按键复位电路，电路图如3.8 所示：图3.8 复位电路2. 时钟电路单片机工作的时间基准，决定单片机工作速度。时钟电路就是振荡电路，向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度。AT89C51单片机时钟频率范围：0-33MHz。时钟电路如图3.9所示图3.9 时钟电路3.5.2 3.6 控制电路3.7 人机接口电路3.7.1 键盘电路一般来说，按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键。按键按照接口原

40、理又可分为编码键盘与非编码键盘两类，这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由软件来实现键盘的识别。本次设计选用编码式键盘如图3.14所示图3.14编码式键盘各功能键作用分配:数字键: 选择所需设定的数值分别设为0到9的数字；功能键：选择修改温湿度设定值、上限值、下限值、显示温湿度；位选键：选择修改百位、十位、个位、十分位这四位的标志；加1键：每按一次键，位选标志所指的当前位的值加1；减1键：每按一次键，位选标志所指的当前位的值减1；复位键: 确保每次操作清零到初始值；确定键：保存设置值并返回到显示温度状态；扩展芯片8155与键

41、盘连接的单元电路如图3.15所示 图3.15 与键盘连接电路3.7.2 LD显示电路兰州工业学院毕业论文下图为显示电路与扩展芯片8155连接的单元电路如图3.18所示。图3.18 显示电路3.7.3 报警电路 在微型计算机控制系统中，为了安全生产，对于一些重要的参数或系统部位，都设有紧急状态报警系统，以便提醒操作人员注意，或采取紧急措施。其方法就是把计算机采集的数据或记过计算机进行数据处理、数字滤波，标度变换之后，与该参数上下限给定值进行比较，如果高于上限值（或低于下限值）则进行报警，否则就作为采样的正常值，进行显示和控制。本设计采用峰鸣音报警电路。峰鸣音报警接口电路的设计只需购买市售的压电式

42、蜂鸣器，然后通过MCS-51的1根口线经驱动器驱动蜂鸣音发声。压电式蜂鸣器约需10mA的驱动电流，可以使用TTL系列集成电路7406或7407低电平驱动，也可以用一个晶体三极管驱动。在图中，P2.3接晶体管基极输入端。当P2.3输出高电平“1”时，晶体管导通，压电蜂鸣器两端获得约+5V 电压而鸣叫；当P2.3输出低电平“0”时，三极管截止，蜂鸣器停止发声。图3.19是一个简单的使用三极管驱动的峰鸣音报警电路：图3.19 报警电路兰州工业学院毕业论文4 软件设计系统软件设计采用模块化结构。整个程序由主程序、显示、键盘扫描、A/D 转换等子程序。4.1软件设计的思路温湿度控制主程序的设计应考虑以下

43、问题： （1）键盘扫描、键码识别和温湿度显示；（2）温湿度采样，数字滤波；（3）越限报警和处理；（4）温度标度转换。4.2 程序流程图系统软件主要由初始化程序、主程序、A/D 转换程序及监控程序等组成。初始化程序是对AT89C51内部特殊功能寄存器 SFR工作方式进行设定。监控程序完成对键盘输入的扫描及显示器的显示；A/D 转换程序完成对信号的采样和 A/D 转换，主程序对采集的数据进行处理，其中，A/D 转换程序是 AT89C51响应ADC0809A/D转换器的中断服务程序。1、主程序流程图主程序流程图 4.1所示。图4.1 主程序流程图2、A/D 转换程序 A/D 转换程序的框图如如4.2

44、所示。图4.2 A/D转换流程图3、中断服务程序图4.3 中断服务程序流程图4、温湿度采样子程序流程图图4.4 温湿度采样子程序流程图5、键盘扫描子程序图图4.5 键盘扫描子程序流程图6、报警程序流程图图4.6报警程序流程图7 显示程序流程图图4.7 显示流程图兰州工业学院毕业论文5 总结防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。因此我们需要一种