单片机多机通讯在家居系统中的应用

1、单片机多机通讯在家居系统中的应用居室温度湿度及灯光监控系统设计摘要：本系统利用多片MCU组成了一个简单的居室环境监控网络，具有性能好、检测精度高、操作简单的优点。本系统采用主从式多机通讯网络结构，以RS-485总线标准进行通讯，具有很高的抗干扰能力。各室的温度及湿度均可以集中到上位机显示。设有温度、湿度的上下限报警，提示环境已不适合居住。另外上位机还能对各室的日光灯及白炽灯进行控制。本文的主要工作为设计硬件和软件。分别介绍了温度测量传感器、湿度传感器、A/D转换器的功能，及一些微控制器的性能和参数。软件部分主要介绍设计思想及程序流程，并给出了程序清单。关键字：居室；温度；湿度；RS-485；单

2、片机多机通讯引言进入20世纪90年代后期以来，数字化技术取得了更加迅猛的发展并日益渗透到各个领域。随着科技的飞速发展，人们的生活水平也正日益提高，人们对自己的生活环境也越来越关注。因此让我们的生活变得更舒适、更方便已成为我们每个人努力奋斗的目标。智能化信息家电产品已经开始步入社会和家庭。智能信息家电由于其安全、方便、高效、快捷、智能化等特点在21世纪将成为现代社会和家庭的新时尚。现代的智能家居系统要求各信息家电产品之间进行相互通讯，从而为住户营造一个安全、舒适、便捷、高效的居住和生活环境。目前的智能家居系统内部多是以RS-485、CAN总线、以太网等总线及通过能源线进行联网通讯1。采用能源线通

3、讯的好处是，不需要在家里重新布线，可利用现有的电源插座；但它的通讯协议复杂，且硬件成本高。虽然以太网实现联网布线简单，比RS-485、CAN等更便宜，但对于单片机来说，实现起来比较困难。而RS-485则不同，其实现最为简单，非常容易与单片机接口。基于单片机的RS-485多机通讯系统对于家庭内部的一个小型监控系统来说，布线非常容易。因此基于单片机的RS-485多机通讯系统在家居方面很有应用价值。1系统简介本系统采用模块化设计思想，主从式设计结构，监控4个居室的环境参量（包括温度、湿度及对居室灯光的控制）。系统采用一片AT89C51作为上位机，向下位机发送控制命令和数据及接收下位机传送过来的数据，

4、并采用4位数码管显示各居室的温度值和相对湿度值。该系统共设有5个按键（包括复位键、进入键、返回键、上调键和下调键）。另外数码管还兼有辅助显示功能，以节省键盘。下位机采用AT89C2051单片机检测各居室的温度及湿度，并对这些参数进行调节控制；采用MICROCHIP公司的PIC12C508A控制各居室的日光灯和白炽灯的亮度。4片AT89C2051单片机与主机之间采用RS-485总线标准进行通讯，分别安装在各个居室，与主机的通讯地址为00H、01H、02H、03。1.1 主要性能参数1. 工作电压：%2. 测量范围：温度 +50 相对湿度 +25+753. 测量精度：温度 0.5 相对湿度 54.

5、 控制精度：相对湿度 55. 显示方式：温度值小数点浮动显示三位有效数字，相对湿度小数点浮动显示三位有效数字1.2主要功能1. 显示：当数码管显示“00”“01”“02”“03”分别表示对0、1、2、3室进行操作；当数码管显示“”“”“”分别表示对灯光、温度、湿度环境参量进行操作；当数码管显示“”“” 分别表示对居室的日光灯、白炽灯操作；当数码管显示“0”“1”分别表示对居室白炽灯的开、关（兼调亮、调暗功能）；当数码管显示“”“”分别表示对下位机传来的数据进行显示、对下位机进行设定控制目标值操作；当目标操作完成后显示“good”，表示操作已成功。2. 下位机不仅能接受上位机对其灯光的控制，而且

6、能够做到本地控制。3. 对灯光的控制（尤其是对白炽灯）具有记忆性。4. 上位机可对下位机设定相对湿度控制目标。在上电复位后，如上位机不对下位机进行人工干扰，下位机自动把各室环境湿度参量设定为默认值：45。5. 当采集环境参量数据超过上下限值时系统报警,表明环境已不适合居住,提示主人采取相应的措施。2系统设计方案的选择及论证2.1设计思想设计时，考虑到由于要检测各居室的环境参量，传感器就必须安装在各居室，为了缩短从传感器到单片机的信号传输距离，以避免远距离传输，可采用主从式多机通讯系统设计。信号在主从机之间传输时，为了提高抗共模干扰能力、提高传输距离，可采用RS-485总线标准，同时以便与其它设

7、备接口。为了降低设计难度，可采用模块化设计思想。2.2系统结构框图根据上述设计思想，设计系统结构如图3-1所示。2.3 灯光控制模块2.3.1 灯光控制方案目前市场上的白炽灯普遍存在调光效果差，寿命短，不容易实现集中、智能控制等缺点。随着数字化技术的迅猛发展，针对这种现状，我们完全可以利用软件延时来调节双向可控硅的触发角来达到平滑调光的目的。这种方案的优点是：调光平滑，操作简单，寿命长，由于采用了微控制芯片易于实现集中控制和智能控制。温度传感器放大湿度传感器线性化放大A/D转换器下位机RS-485总线驱动控制RS-485总线驱动上位机显示键盘灯光控制温度传感器放大湿度传感器线性化放大A/D转换

8、器下位机RS-485总线驱动控制图3-1系统结构框图2.3.2 微控制芯片的选择欲实现上述控制方案，需要一个I/O引脚少，RAM及程序存储空间不大，可靠性高的小型微控制芯片。若采用40脚功能强大的51单片机或20引脚的2051单片机，使用起来不方便。而MICROCHIP公司的PIC12C5系列单片机2仅有8个引脚，是目前最小的单片机，价格相当便宜（512B ROM，25B RAM的PIC12C508市场上售价仅3元5元人民币），对于上述控制方案是最合适不过的。PIC12C5系列8位单片机在灯光控制方面与51系列8位单片机相比较具有如下优势3：（1）引脚少，占用空间小，容易做到超小型控制，使用起

9、来方便。（2）内部采用数据线和指令线分离的哈佛结构，取指令和执行指令可同时进行，执行效率更高，速度更快。因采用了精简指令集（RISC）与传统的采用集中指令集（CISC）结构的8位单片机相比，可以达到2：1的代码压缩。速度可提高4倍。（3）因其引脚具有抗瞬态变化的能力，通过限流电阻可以接到220V的交流电源获得50Hz的同步波，从而可省去过零同步脉冲变压器，而51系列单片机不允许这样接。（4）内置4MHz的RC型振荡器，可省接外部振荡器。（5）内置上电复位电路（POP）。（6）大驱动电流，每个I/O引脚最大控电流为25mA，每个I/O引脚最大灌电流为20mA。基于以上优点，可采用PIC12C50

10、8A作为微控制芯片。2.3.3键盘的设计一片PIC12C508A可控制一路白炽灯和一路日光灯，只需3个按键就可满足上述控制要求。本系统设计13独立式键盘，利用GP3,GP4,GP5口来实现键盘扫描。其工作原理是PIC12C508A扫描这三位，确定某一按键被按下后，单片机将按程序设定执行相应的功能。在独立式按键的电路中，各按键开关均采用了上拉电阻，这是为了保证在按键断开时，每个I/O口有确定的高电平。电路原理图如图3-2所示。按键功能：S-01：白炽灯开及调亮键S-02：白炽灯断及调暗键S-03：日光灯开关键S-01、S-02键：短时间按下起开关功能，按下超过10mS后则起调光功能。图3-2灯光

11、控制模块键盘电路图2.3.4 同步波可安排引脚GP2经4.7M（金属实芯）的限流电阻直接接220V的交流市电，此方法已经由上海索博智能电子有限公司的生产实践所验证。引脚GP2的波形示意图如图3-3所示：3.3.5 与上位机的通讯PIC12C508A没有现成的串行接口，且I/O引脚也较少，故与上位机通讯比较困难。因其只接受上位机的控制，并不向上位机传送数据，所以可直接作为上位机的I/O引脚的扩展。如图3-2所示，三态门只是为了在上位机不对其控制时确保与上位机隔离。2.3.6 相应管脚波形图如图3-3所示软件延时0.01SGP0GP2220V时图3-3各管脚波形图2.4 温度检测模块2.4.1 温

12、度传感器的选择首先对常用的几种温度传感器进行比较如下：(1)热电偶温度传感器4：热电偶检测到的温度信号有如下特点： 能用到高温的热电偶，信号都较小。即使是信号较大的K偶，在1300C时，也只有52.398mV。这就意味着对检测到的信号要进行放大。热电偶分度表中给出的数据是以0C为参考点。实际应用时，环境常常不是0C。为热电偶冷端创造一个0C环境，通常的作法是进行冷端补偿。 热电偶的温度信号非线性很大，尤其是B偶。并且，各种热电偶随温度的升高，在某一温度下，热电势的增加量变小。这就使线性化变得困难。由于上述原因，热电偶的温度信号调理电路就比较复杂,经常用在高温环境测量，并不适用室温这样一个环境参

13、量的测量，故本系统不采用。(2)热电阻温度传感器4：热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的。测量范围为200500C，应用时一般需要线性化，一般要采用三线制或四线制来消除引出线电阻的影响，硬件电路复杂，故本系统也未采用。(3)热敏电阻温度传感器5：测量范围为100300C，一般为负温度系数且精度较低，所以本系统也未采用。(4)集成温度传感器4：最常用的电流型集成温度传感器AD590的测量范围为55150度，几乎为恒流源，线性度比较高，不需要外围温度补偿和线性化处理电路，测温线性度为0.5度，精度高，灵敏度为1/1度，信号容易

14、处理，而且价格便宜，非常适合本系统。经过以上比较，最后选用AD590作为本系统的温度传感器。2.4.2 温度传感器信号处理模块因传感器AD590输出电流信号，不能被单片机处理，需要转化为电压信号，可对电阻进行取样。取样电压不满足A/D转换器的转换电压，故需要放大。考虑设计精度，可采用仪表放大器。但由于集成仪表放大器AD521价格昂贵，相对于本系统来说成本太高，不经济，故采用最普通的运算放大器LM324自行搭接仪表放大器6。2.5 湿度检测模块2.5.1 湿度传感器的选择湿度传感器的核心是湿敏元件5。湿敏元件主要分电容式、电阻式两大类。2.5.1.1 湿敏电容 湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成

15、的。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，从而电容值。一般湿敏电容精度比湿敏电阻要低一些。2.5.1.2湿敏电阻 湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的优点是灵敏度高，线性度和产品的互换性较好。本设计可采用电阻式传感器，具体可选用广州奥松电子有限公司生产的HR202电阻型湿度传感器7。它具有感湿范围宽，响应迅速，抗污染能力强，无需加热清洗及长期使用性能稳定可靠等诸多特点。2.5.1.3HR202技术参数定额电压 1.5V AC（MAX，正弦波）定额功率 0.2mW（M

16、AX，正弦波）工作频率 500Hz2kHz使用温度 060使用湿度 95%RH以下HR202相对湿度-阻抗特性如图3-4所示图3-4电气阻抗值 R （K）2.5.2湿度传感器信号处理模块2.5.2.1 工作电源的设计 因HR202 需要在定额电压 1.5V AC（MAX，正弦波）、工作频率 500Hz2kHz工作，故需设计1.5V、1Kz的交流信号源。采用移相式正弦波振荡电路8如图3-5所示图3-5移相式正弦波振荡电路由高通电路的幅频及相频响应知，图中每节RC电路都是相位超前电路，相位小于90度。3阶RC移相网络，其最大相移可接近270度，因此，在某特定的频率下可以移相180度。只要适当调节R

17、P9的值，使增益Av适当，就可同时满足相位和振幅条件，产生正弦振荡。振荡频率由RC网络决定。为了确保上述振荡电路在输出要求1KHz频率时幅值满足要求，在输出端接一个由运算放大器组成的比例放大电路来调整幅值使之达到1.5V。如图3-6所示：图3-6正弦波振幅调整电路2.5.2.2 线性化处理 由HR202相对湿度-阻抗特性图可知，它的电阻的对数值与相对湿度呈线性关系。由于二极管的正向压降与电流存在对数特性4，可以利用该特性来补偿湿度传感器的非线性，达到线性化处理的目的。具体如图3-7所示，同时因二极管具有-2mV/的温度特性，所以可以对湿度传感器起到一定的温度补偿作用。图3-7线性化处理电路2.

18、5.2.3交流信号全波整流电路 传感器信号经线性化处理后仍为交流信号需整流,以便能够被其后的A/D转换器处理。如图3-8所示，电容C起滤波作用8。经C滤波后,得到一个与环境相对湿度一一对应的电压值。图3-8全波整流电路2.5.2.4 信号放大环节 在相对湿度为25RH时，湿度信号整流后输出电压并不为零，故需对其调零,可通过调节RP8的分压来实现。同时通过D7、R27、RP8、R57也能得到理想的温度补偿。在相对湿度为75RH时,要求输出电压为5V(即A/D转换的满量程转换电压)，可通过调节放大器的增益来实现。原理图如图3-9。图3-9信号放大电路2.6 A/D转换模块为了降低成本温度和湿度两个

19、环境参量可共用一片A/D转换器。同时为了节省下位机的I/O引脚，可采用TI公司生产的八位逐次逼近串行AD转换器TLC08349，它价格也较适中。2.6.1 TLC0834的主要特点 位分辨率； 易于和微处理器接口或独立使用； 可满量程工作； 可用地址逻辑多路器选通输入通道； 单供电，输入范围为； 输入和输出与、电平兼容； 时钟频率为时，其转换时间为； 可以和美国国家半导体公司的和进行替换，但它内部不带齐纳稳压器网络； 总调整误差为。2.6.2 TLC0834多路器的控制逻辑表表3-1 TLC0834多路器的控制逻辑表多路器地址通 道 号SGL/DIFODD/EVENSELECT BIT1CH0

20、 CH1 CH2 CH3LLHHLHLHLHLH+ - + -+ - - +HHHHLLHHLHLH + + + +2.6.3 TLC0834引脚功能TLC0834的引脚排列如图3-10所示，其中CH0CH3为模拟输入端；CS为片选端；DI为串行数据输入，该端仅在多路器寻址时（MUX SETTING TIME）才被检测；DO为A/D转换结果的三态串行输出端；CLK为时钟；SARS为转换状态输出端，该端为高电平时，表示转换正在进行，为低电平则表示转换完成；REF为参考电压输入端；VCC为电源；DGTL GND为数字地，ANGL GND为模拟地。2.6.4 TLC0834工作时序图3-10TLC0

21、834管脚图TLC0834工作时序如图3-11所示图3-11TLC0834工作时序图2.6.5TLC0834与下位机AT89C2051单片机的接口TLC0834与89C51单片机的硬件接口电路的电路原理如图3-12所示。图中，单片机的P1.7接TLC0834的片选信号，P1.6用于产生A/D转换的时钟，P1.5为一个双向I/O口位，可用于对模拟输入进行配置及输出转换所得的数据。在这里，模拟信号以单端方式输入，参考电压为，即A/D模拟量的输入范围为。图3-12TLC0834与AT89C2051接口电路图2.7通讯模块AT89C2051单片机和AT89C51单片机本身都有现成的串行接口，利用这些资

22、源就能组一个简单的多机通讯系统。51系列单片机实现多机通讯时必须工作于方式2或方式3，作为主机的51单片机的SM2位应设定为0，作为从机的SM2应设定为110。为了使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯，一般采用RS232和RS-485标准总线传输。RS-485总线标准与RS-232总线标准相比较，具有如下优点6：（1）接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。（2）RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。（3）RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可

23、达3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。图3-13 SN75176引脚图因此考虑到抗共模干扰能力、允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备、长距离传输等要求，本系统采用RS-485标准总线传输。2.7.1RS-485总线驱动 常用的RS485总线驱动芯片11有SN75174，SN75175，SN75176。SN75176芯片有一个发送器和一个接收器，非常适合作为RS485总线驱动芯片，其价格与单片机相差不多。SN75176

24、管脚图12如图3-13所示，其逻辑如表3-2所示。表3-2 SN75176逻辑关系表差分输入-使能端输出Vid0.2V-0.2VVid0.2VVid-0.2VXOpenLLLHLH?LZ?说明：H=高电平，L=低电平，?=不确定，=不相干，Z=高阻2.7.2通讯结构框图TXDP1.0RXD总线驱动TXD控制RXD总线驱动TXD控制RXD总线驱动+5VRRR匹配电阻图3-13通讯结构框图如图3-14所示，在总线末端接一个匹配电阻，吸收总线上的反射信号，保证正常传输信号干净、无毛刺。匹配电阻的取值应该与总线的特性阻抗相当。当总线上没有信号传输时，总线处于悬浮状态，容易受干扰信号的影响。将总线上差分

25、信号的正端A+和+5电源间接一个10K的电阻；正端A+和负端B-间接一个10K的电阻；负端B-和地间接一个10K的电阻，形成一个电阻网络。当总线上没有信号传输时，正端A+的电平大约为3.2V，负端B-的电平大约为1.6V，即使有干扰信号，却很难产生串行通信的起始信号0，从而增加了总线抗干扰的能力。2.8控制模块本系统通过改造加湿器及风扇的电源结构，实现简单的数字式控制。考虑到负载的容量及安装条件，我们可选用12V、5A的电路板继电器，具体型号为：JZC-32F-1H-DC12V，它最大可控制交流5的负载。其线圈额定功率为0.45W，线圈电阻为320可用三极管9014作为开关元件控制线圈通断，因

26、继电器JZC-32F-1H-DC12V额定工作电压为DC12V，所以不必加限流电阻如图3-15所示。图中二极管D的作用是保护晶体管T。当继电器J2吸合时，二极管D截止，不影响电路的工作。继电器释放时，由于继电器存在着电感，这是晶体管T已经截止，所以会在线圈两端产生较高的电压。这个感应电压的极性上负下正，正端接在T的集电极上。当感应电压与+12V之和大于晶体管T的集电结反向耐压时，晶体管T就可能损坏。加入二极管D后，继电器线圈产生的感应电流由二极管D流过，因此不会产生很高的感应电压，晶体管得到了保护。图3-14湿度控制电路图2.9上位机外围接口设计2.9.1LED显示模块因AT89C51的口资源

27、有限，单片机可以外接串入并出移位寄存器74LS16413来扩展口，本系统采用了4片74LS164来扩展4位LED显示，如图所示：图3-16LED显示电路图图中，单片机的P3.5和P3.4作为时钟脉冲输入端和数据输入端，故需在软件设计中必须由软件编程产生移位脉冲，并把数据逐位送到数据口，实现显示功能。2.9.1.174LS164的功能表表3-3 74LS164的功能表输入输出清除时钟串行QA Q QRCPA BLL L LHL QA0 Q0 Q0HHHH HL L H QAn QGn L QAn QGn L QAn QGn说明：QA0Q0Q0：分别为QA QQ在指明的稳态输入条件建立之前的电平。

28、QAnQnQGn：分别为寄存器位QA QQ在时钟最近从低到高跳变之前的电平。2.9.2键盘设计图3-17上位机键盘电路图因上位机要控制各室的灯光、温度显示、相对湿度显示及相关设置，需要较多键盘才能区别这些功能，这就增加了设计难度。但本系统存在数码管显示，设计键盘时可借助数码管的简单显示功能来设计键盘，比如定义显示“L”时表示当前的操作是对相应居室的灯光进行控制。这样键盘的数量就大大减少，同时使操作也变得简单。本系统仅设有：进入键、返回键、加1（上调）键、减1（下调）键和复位键共5个按键。在独立式按键的电路中，各按键开关均采用了上拉电阻，这是为了保证在按键断开时，每个I/O口线有确定的高电平。键

29、盘功能：S0：加1调整键S1：减1调整键S2：进入键（确定键） S3：返回键3 系统设计的部分计算3.1温度模块放大倍数计算3.1.1放大倍数的确定AD590灵敏度1/。C取样电阻1K，则取样电压1mv/。0时为273.2mv，故调零电位器为560。测量范围050，则电压050mv。对应A/D转换器输入端为05v。放大倍数Av=5v/50mv1003.1.2仪表放大器参数的确定第一放大增益：1 （4-1）第二放大增益： （4-2）总增益： （4-3）取实际增益：通过调节电位器P1能达到100倍的放大要求。3.2 湿度检测模块的计算3.2.1 正弦振荡器振荡频率的计算取=0.01f根据振荡频率公

30、式7计算振荡频率的电阻阻值取标准值4.7与2的电阻串联。3.2.2 放大环节放大倍数确定具体倍数在调试时确定。3.3LED数码显示器限流电阻计算LED显示器选择型号SM4105，为共阴连接，查的其参数：正向压降为1.6V2.2V；功耗400mW，工作电流10mA。所以其限流电阻阻值为(5-1.7)V/10mA=330，取标准值470。3.4 蜂鸣器限流电阻计算蜂鸣器选择型号为PB2130UL100A，其参数为：额定工作电压为12V；操作电压为015V；最大电流损耗为20mA；直流电阻为30。所以其限流电阻阻值为12V/20mA-30=570，取标准值560。4 系统电源的设计在进行系统设计时，

31、按照尽量减少系统电源的种类的原则，运算放大器LM324可采用单端供电工作方式。个下位机及主机分别安装在不同的居室，因此它们需要各自的独立电源。为了降低生产成本，减少电源体积，避免使用变压器，我们可以通过RLC串联分压的方式得到所需的直流电源。具体设计如图5-1所示：图5-1下位机电源原理图图中0.68f/400V的独石电容交流阻抗相当大，大部分交流电压都降落在其上。+5V、+12V的电源是通过三端固定正输出集成稳压器78系列来实现的。470f/25V的电解电容起滤波作用，102瓷介电容起滤高频的作用，减小高频噪声。主机电源与其类似。此电源的最大优点是可省去变压器，体积小。此方案已由上海索博智能

32、电子有限公司的生产实践验证。5系统软件的设计5.1 灯光控制程序设计开 始F6.3=0?初始化延时F6.3=0?F6.1取反F6.5=0?延时F6.5=0?F10=5延时脉冲上升沿?F10=0?F10-1延时脉冲上升沿?F6.4=0?Clr ftmr0F6.1取反F6.3=0?ftmr0=78？?F12+1F14=0?Clr ftmr0Bsf 14.0ftmr0=78？?Bcf 14.0F6.4=0?F6.4=0?上升沿?F12-1F12=0?F6.5=0?上升沿?延时脉冲延时脉冲F6.4=175?YNNNNNNNNYYYYYYYYNYYYYYYYYYY图6-1灯光控制主程序框图其主程序框图如

33、图？所示。5.2 上位机程序设计开始定时器初始化串行口初始化内存单元初始化CALL KEY图6-2主机主程序框图主机程序框图：N命令从机复位从机接收就绪？从机发送就绪？发送数据接收数据返回发送命令字从机应答？命令字正确？发送？入口发送从机地址地址相符？从机应答？图6-5主机通讯子程序框图YNY5.3 下位机程序设计器程序框图如图？所示。开始初始化启动AD通道0读转换结果读转换结果浮点运算Bcd码转化送内存单元启动AD通道1读转换结果读转换结果浮点运算Bcd码转化送内存单元图6-7从机主程序框图入口接收地址符合本机地址是命令字？RETI回送本机地址接收下个字符命令字合法？发送？发送就绪？接收就绪

34、？发送相应状态字发送相应状态字发送数据发送数据发送完？发送完？发送相应状态字发送相应状态字恢复现场YYYYYYYYNNNNNNNN图6-8从机通讯中断服务程序6 结束语本设计主要研究了单片机多机通讯在家居方面的应用。系统采用主从式结构，采用RS-485总线标准进行通讯。本系统共采用了2个系列3种型号的单片机，各有各的适用场合：功能强大的I/O口资源丰富的AT89C51作为上位机，向各下位机发送控制命令和设定数据及接收下位机传送过来的数据，并采用4位数码管显示各居室的温度值和相对湿度值；20引脚的AT89C2051作为下位机，检测相应居室的温度值及相对湿度值，并在其程序中将检测值与系统设定值相比较，根据比较结果进行相应的控制；各居室的灯光控制（包括白炽灯和日光灯）采用了microchip公司的小巧玲珑的PIC12C5系列的单片机为控制核心。本系统在温度信号放大是采用了自行搭接的仪表放大器，同时在程序运算过程中均采用了3字节的浮点