中央空调室内温湿度控制系统设计与仿真

1、学校代码：11517学号201150712105河由上期，学次HENANINSTITUTEOFENGINEERING毕业设计（论文）题目中央空调室内温湿度控制系统设计与仿真学生姓名王园专业班级电气工程及其自动化1121学号201150712105系（部）电气信息工程学院指导教师（职称）宋雪洁（讲师）完成时间2013年6月10日本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有

2、关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。河南工程学院毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。河南工程学院毕业设计（论文）任务书题目中央空调室内温湿度控制系统设计与仿真专业电气工程及其自动化学号201150712105姓名王

3、园主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：1 .选择合适的温湿度传感器。2 .通过检测室内温湿度，通过LED显示器的数据交给空调系统处理。3 .采用单片机控制的空调室内温湿度自动控制是一个基于一体化的智能控制系统，通过室内的实时温湿度的信号采集，然后传递给单片机信号使LED模拟电机来进行空调的自动控制。基本要求：1 .完成对室内温湿度检测系统的设计原理及电路。2 .选择单片机控制和LED真拟电动机驱动模块的实现方式，温度保持在1828C,相对湿度要保持在40%70%,对各个模块之间连接控制以达到空调系统自动加热、制冷、除湿和加湿的智能系统。3 .用软件进行控制系统的模拟仿真，以验证其结果

4、正确性。主要参考文献：1李辉峰.中央空调节能智能控制系统的研究与实现.硕士学位论文,2002.52高小龙.公共建筑的室内环境控制与节能运行管理.重庆大学硕士学位论文.2006.103熊安然，王留运等.节能中央空调系统温湿度控制.河南科技.2006.124杜豫平.基于51单片机的温湿度检测器设计.设计应用.20085赵金燕.基于AT89C2051的温度采集系统设计.安徽农业科学.2011完成期限：指导教师签名：专业负责人签名：摘要I.AbstractII1绪论12系统硬件设计32.1 单片机的简介及主控模块42.2 传感器模块82.3 LED显示模块102.4 按键模块112.5 温湿度控制模块

5、112.6 总体设计方案123软件系统设计1.33.1 初始化模块133.2 温湿度检测模块143.3 温湿度判断控制模块1.43.4 7SEG-MPX4-CA显示模块1.54系统调试1.64.1 KeilRVison2介绍.164.2 protues仿真软件164.3 程序调试164.4 仿真结果16总结18致谢19参考文献20附录21中央空调室内温湿度控制系统设计与仿真摘要随着经济的发展越来越迅速，社会的进步也变的越来越快，导致人们对生活质量的要求也越来越高。空调是一种可以提高人们生活质量，让人们享受舒适的生活质量，让人们享受舒适的生活环境。而中央空调使用的房间，夏天时雨水较多，室内湿度会

6、较大，人体感觉不舒服，冬天时空气较为干燥，再加上使用空调，人体会感觉口干舌燥不舒服，能适时对室内温湿度进行检测并自动调节温度和开关除湿和加湿设备就变得尤其重要。本论文通过把传感器技术应用与单片机控制技术相结合，实现了对空调房间温湿度采集和读取。整个系统由单片机、温湿度传感器、显示模块、温湿度调节系统以及键盘等几部分组成。使用者预先输入温湿度设定值到程序中，该值作为系统阈值。温湿度传感器监测值在LED显示器显示室内温度、湿度并传输给单片机。当单片机比较监测到的数值超出所设定阈值时，单片机并为温湿度调节系统提供控制信号，实现空调自动控制。最后通过Keil进行编写程序通过protues软件进行仿真达

7、到预计效果。关键词单片机/温湿度/显示器/调节系统DesignandSimulationofindoortemperatureandhumiditycontrolsystemofcentralairconditionerAbstractWiththeeconomicdevelopmentmoreandmorequickly,theprogressofthesocietyisbecomingmoreandmorequickly,inpeople'squalityofliferequirementsarealsogettinghigherandhigher.Airconditioningi

8、sawaytoimprovethequalityoflife,letpeopleenjoyacomfortofqualityoflifeandacomfortablelivingenvironment.Intheuseofcentralair-conditioningroom,thesummerrainmore,theindoorhumiditywillbelarger,thebodyfeelsuncomfortable.thewinterairisdry,plustheuseofairconditioning,thebodywillfeelmouthparchedandtonguescorc

9、heduncomfortable,timelytheindoortemperatureandhumiditytestingandautomatictemperaturecontrolandswitchdehumidifyingandhumidifyingequipmentbecomesparticularlyimportant.Inthispaper,throughthesensortechnologyandsingle-chipmicrocomputercontroltechnology,therealizationofroomtemperatureandhumiditydataacquis

10、itionandreading.ThewholesystemiscomposedofMCU,temperatureandhumiditysensor,displaymodule,temperatureandhumiditycontrolsystemandkeyboardandsoon.Theuserenterthetemperaturesetvaluetotheprogram,thisvalueasthesystemthreshold.TemperatureandhumiditysensormonitoringvaluetothemicrocontrollerintheLEDdisplayin

11、doortemperature,humidityandtransmission.Whencomparedtothesinglechipmicrocomputermonitoringvalueexceedsthesetthreshold,singlechipandprovidesacontrolsignalfortemperatureandhumiditycontrolsystem,realizestheautomaticcontrolofairconditioning.Finally,throughtheKeilprogrammingsimulationtoachievetheexpected

12、resultsbyProtuessoftware.KeywordsMCU,temperatureandhumidity,display,controlsystemiii1绪论现阶段，虽然中国的制冷和空调产品大规模生产，但是因为中国人口量众多，人们有较大的需求量，在中国北方，有许多的家庭都没有安装合适的室内温度控制系统。温湿度不能很好的控制在一定范围，夏天室内的温度很高，而且湿度比较大，冬天的温度很低，房间比较干燥，这些都具有一个负面影响人们的正常生活，温度和湿度是很难达到人体的要求。在温度控制中主要采用机械通风设备，室内和室外的空气交换，降低室内温度，室内温度达到适合人居住。以前关闭通风设备是

13、由手动控制，就是检查室内和室外，切换所需要的通风设备的温度，湿度和时间，使人们的劳动强度可靠性能比较差，但它消耗体力，而且成本高。因此，有需要遵守与低成本的机械式温度控制的要求，在温度和湿度的差异超过了预设值的范围，从制冷和通风设备，自动关机冷却通风设备与控制器。我在参照现在大多数制冷设备的条件下，基于AT89C51单片机的空调温度控制系统的基础上设计。1、在国内和国外研究现状及发展趋势随着科学技术的不断提高和人们生活水平的提高，人们在日常生活和劳动生产中对空气质量的要求也不断的提高，特别是人们对空气的温度、湿度、洁净度、通风等等的要求使得空调系统在应用中越来越受到重视。空调的控制系统并不只是

14、单一的控制，它涉及的面比较广，而且实现其功能比较复杂，它通过空调的系统为建筑物的各个区域提供使其符合要求的条件。就现在而言，因为变风量的空调投资相对比较高，安装相对复杂，而且受经济条件的影响，大多数的空调仍是选用定风量空调。它控制的方法是针对系统进行加温、降温、加湿、除湿四个过程，进行四个独立的单回路，进行室内的温湿度检测。当房间内的温度低于设定值时，这时热水阀工作，给系统进行热补偿的过程；当房间内的温度高于设定值时，这时冷水阀工作，给系统进行降温的过程；当房间内的相对湿度高于设定值时，这时除湿阀门工作，给系统进行除湿的过程；当房间内的相对湿度低于设定值时，这时加湿阀门工作，给系统进行加湿过程

15、。自从70年代以来，根据工业过程的控制要求，电子技术有了迅速的发展，为人们的生活带来了巨大的变化。特别是在电子技术的迅速发展，还有自动控制理论和创新科技推动发展下，目前国外的温湿度控制的系统迅速发展并且正逐步向着高精度的智能化、维小型化等等方面的迅猛发展。依赖着微计算机的强大功能，人们现在可以根据自己的需求完成各式各样的控制。但是，由于微计算机的造价太高，针对大多数的工业控制领域来说，也并不一定需求微计算机那种强大的运行，因此单片机就在此环境中产生了。单片机实际上就是一个比较简化的微计算机，它就是将微计算机的CPU、内外存储器、I/O接口以及定时器/计数器等集合在一个芯片上，这就是所谓的单片机

16、了，它主要是用来完成各个控制功能。相比较微计算机来说，单片机的价格比较低，而且非常的适合应用在比较简单的控制场用来降低其成本。况且，单片机是严格按照工业的控制要求而设计的，它的可靠性比较高，可以在工业的控制现场复杂的环境下工作。单片机依据它极高的可靠性和以及极高的性价比，关于工业的控制、数据的采集、常用的家用电器、智能化仪表等等方面得到了非常普遍的应用。采用高性能的控制芯片，高精密度的数字温度和湿度传感器。单片机的数据采集系统的模块化，迅速化以及智能化。该系统应用于室内主要提供了一个更合适的环境，随着人们对生活环境要求越来越高，尤其是舒适度，因此它具有很好的发展前景。2、本论文的主要内容本设计

17、对空调房间温湿度控制系统应达到下面的要求：1、依据国家的计算机房的B级标准，温度应该在1828C,相对湿度要保持在40%70%。2、用户可以根据设置系统温湿度与实际值相比较，检测得到的数据可以通过显示模块显示然后采取相应措施实现自动控制。本设计主要以AT89C51单片机控制系统为核心采用温湿度传感器来对室内温湿度进行实时的检测。本设计的硬件设计不仅要满足系统的需求，而且还要能满足其功能和外形尺寸的要求。依据设计的要求确定了系统的总体方案，整个设计是由单片机、LED显示器、温湿度传感器、温湿度调节系统、键盘等等。使用者预先输入设定温湿度到程序中,此值作为该系统的阈值。温湿度传感器监测值传输给单片

18、机，当单片机比较监测到的数值超出所设定阈值时，并且为温湿度调节系统提供控制信号，实现空调的自动控制。其中温湿度调节系统主要包括加湿设备、除湿设备、加温设备和制冷设备等四个主要模块。2系统硬件设计中央空调温湿度控制系统，主要是完成对室内的温度和湿度的数据采集、显示以及与设定相比较等工作，因此实现对空调的控制。本设计采用SHT11作为温湿度传感器件。室内的温湿度信号经过SHT11将输入的模拟信号转换成8位的数字信号，并经过端口传送给单片机的系统。单片机系统会将接收的数字信号进行译码处理，经过7SEG-MPX4-CALED显示器分别将室内的温度、湿度显示出来，与此同时单片机系统还要完成键盘、按扫描键

19、温湿度设定等等程序的处理，将处理的温湿度信号与用户设定的温湿度值进行相比较，形成了控制空调系统的制冷、制热、加湿、除湿等四种工作状态，因此实现中央空调的智能化。还有，键盘输入的知识，采取了软件来修改误操作的输入，就是输入的温湿度的范围一定要在系统硬件所规定的量程范围内，直接的减少因为误操作而带来的风险，这样可以提高系统的可靠性，实现了比较人性化的系统设计规则。在以上基础下，本设计就可以开始进行设计硬件系统的总体方案，在应用系统的基础上根据价格和它的整体功能以及运行速度方面等等的考虑因素，我选择MCS-51单片机AT89C51作为主机，它可以满足上述要求，而且设计比较方便。本设计的系统的整体框图

20、如图2.1所示。图2.1系统的总体框图2.1单片机的简介及主控模块单片微型计算机又简称为单片机，是典型的嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit),常用的英文字母缩写MCU来表示单片机，单片机又称为单片微控制器，它是一种集合在电路的芯片，采用极大规模集成电路的技术含有数据处理的中央处理器CPU、读写存储器RAM、只读存储器ROM、多个I/O接口、中断系统、定时器/计数器等等功能集合在一个硅片上而构成的一个小而且完善的计算机系统。它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机(最小系统)，和

21、计算机相比，单片机缺少了外围设备等。1、运算器运算器是由运算部件算术逻辑单元(Arithmetic&LogicalUnit,简称ALU)、累加器和寄存器等几部分组成。ALU的作用是把传来的数据进行算数或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，从累加器和数据寄存器得到。ALU能够完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，然后将结果存入累加器。举个例子，假如有两个数6和7相加，在相加之前，操作数6放入累加器中，7放入数据寄存器中，当执行加法指令时，ALU即把两个数目相加并把结果13存入累加器，取代累加器原来的内容6。运算器有两个功能，分别是执行各种算术运算和执行各种逻辑运算，而且进行逻

22、辑测试，像零值测试或两个值的比较。运算器所执行的全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的，而且，一个算术操作产生一个运算结果，一个逻辑操作产生一个判决。2、控制器控制器由程序计数器指令寄存器指令译码器时序发生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作。其主要功能有三个：从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置；对指令进行译码和测试，并产生相应的操作控制信号，以便与执行规定的动作；指挥并控制CPU、内存和输入输出设备只见数据流动的方向。微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联，并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接

23、。外部总线又称为系统总线，分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路，实现与各种外围设备连接。3、主要寄存器（1）累加器累加器A是微处理器中使用最频繁的寄存器。在算术和逻辑运算时它具有双功能，运算前，用于保存一个操作数。（2）数据寄存器DR数据寄存器通过数据向存储器和输入/输出设备送（写）或（读）数据的暂存单元。它可以保存一条正在译码的指令，也可以保存正在送往存储器中存储的一个数据字节等等。（3）指令寄存器IR和指令译码器ID指令包括操作码和操作数。指令寄存器是用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存中取到数据寄存器中，然后再传送到指令寄存器。当系

24、统执行给定的指令时，必须对操作码进行译码，以确定所要求的操作，指令译码器就是负责这项工作的。其中，指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。（4）程序计数器PCPC用于确定下一条指令的地址，以保证程序能够连续的执行下去，因此通常又被称为指令地址寄存器。在程序开始执行前必须将程序的第一条指令的内存单元地址（即程序的首地址）送入PC,使它总是指向下一条要执行指令的地址。（5）地址寄存器AR地址寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。由于内存与CPU之间存在着速度上的差异，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为止。显然，当CPU向存储器存数据、C

25、PU从内存取数据和CPU从内存读出指令时，都要用到地址寄存器和数据寄存器。同样，如果把外围设备的地址作为内存地址单元来看的话，那么当CPU和外围设备交换信息时，也需要用到地址寄存器和数据寄存器。4、主控模块本设计采用AT89C51,AT89C51单片机有一个8位微处理器CPU。数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。内部程序存储器ROM。两个定时/计数器，用来对外部的事件进行计数，也可以当作定时器。四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每一个端口可以做为输入，也可以做为输出。一个串行的端口，用于数据的用行通信。还有中断控制系统和内部时钟电路。AT89C51基本结构和管脚功能如图2.2,

26、图2-3所示。KTAL2XTAL1V(X时钟电路R0M/EFK0M/FUSHJT>二T4K子pRM12B邦SFR21个CHJ阴亍口4个串i亍口全双工1个中断系统5中断源、2（俄级Vss时EAALEP加POPlP2F3RXDIXDINTOIKT1图2.2AT89C51基本结构1pi.ovcc402Pl.1PO.O393Pl.2P0.13S4Pl.3P0.23715_Fl.4PQ.33S26_Pl.5P0.435-42_Pl,6P0.5六3Pl.7F0,633K9RESETP0.732R；10P3.O/RKDEA/VPT-11F3,1/TKDIALE/FROG30R12_P3.2/iNTOj

27、PSEW29二Qi13P3.3/lRTlgP2.T多工1415P3.4/T0£P2-SP3.5/T1P2.52726工16P3.6/WRP2.42517P3.7/RTP2.324IS5JTAL2P2.223igKTAL1F£,12520GNDP2.021寸ecmirdomicoft-g寸寸寸|寸寸tryco|cotncoPb6pi.api.rRESETP3.O/RXDNCP3.1/TXDP3.5/iNK)P3.3/INT1PS.4/TOP3,5/T1muzn££F64PO.5P0,6_FQ,7EA/VP_NCALE/PROGPSENP2.7F2.6P2.

28、53CO寸心94COEOIzI1-41HliHI1-1IIiH|nHZmlZI3332313029232726252123图2.3AT89C51管脚功能1、主电源引脚Vcc和GNDVcc（40脚）：电源端，接+5V;GND（20脚）：接电源地。2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL2XTAL1（19脚）：接外部晶振的一个引脚。当单片机采用外部时钟信号时，止匕脚应接地。XTAL2(18脚)：接外部晶振的另一个引脚。当单片机采用外部时钟信号时，外部信号由此脚接入。3、控制或复位引脚(1) RST/VPD:当输入的复位信号持续2个机器周期以上高电平，单片机复位。(2) ALE/PROG:地址锁存控制端

29、在系统扩展时，ALE用于控制P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。(3) PSEN：外部程序内存的读选通信号端。在读外部ROM时PSEN有效(低电平)，以实现外部ROM单元的读操作。(4) EA/Vpp：访问程序存储器控制信号。当EA=1时，访问内部程序存储器，当PC值超过ROM范围时，自动转执行外部程序存储器的程序；当EA=0时，只访问外部程序存储器。4、输入/输出引脚P0P3:四个I/O口，每口8线，共计32根I/O口线。5、时钟电路单片机的时钟电路一般有两种形式：一种为内部振荡还有外部振荡。1)内部振荡AT89C51单片机里有一个用做构成振荡器高增益反

30、相的放大器，引脚XTAL1为放大器的输入端，XTAL2为放大器的输出端。如图2.4所示。图2.4内部振荡方式2)外部振荡外部振荡方式就是把外部已有的时钟信号直接连接到XTAL1端引入单片机内,XTAL2端悬空不用，如图2.5所示JL0外部时仲源图2.5外部振荡方式2.2 传感器模块广义的说，传感器是一种以测量为目的，以一定的精度把被测量转换为与之有确定关系的，便于处理的另一种物理量的测量器件。传感器由敏感元件，传感元件及测量转换电路三部分组成。先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选择，哪一种原理的传感器更为合适，

31、则需要根据被测量对象的特点和传感器的使用条件综合考虑一下一些具体问题：传感器的量程、灵敏度的选择、频率响应特性、线性范围、稳定性精度、被测位置对传感器体积的要求、测量方式为接触式还是非接触式、传感器信号的引出是有线还是无线、是购买传感器还是自行研制传感器以及价格因素等。在综合考虑上述因素之后就能确定选择何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。SHT1x（包括SHT10,SHT11和SHT15）属于Sensirion传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号。传感器采用专利的CMOSens?技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一

32、个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点。每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标定，校准系数以程序形式储存在OTP内存中，用于内部的信号校准。两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集成变得快速而简单。微小的体积、极低的功耗，使SHT1x成为各类应用的首选。图2.6为SHT1x的实物图。测量转换成适于传输和测量的电信号的部分。图2.6SHT1x实物2.7SHT1x温湿度传感器在检测温度和湿度时也会存在着一些误差。其误差如表所示。图2.8

33、STH-11温湿度传感器外形尺寸SHT11显示环境的温度和湿度，可以通过上下按钮可调节。其工作原理图如图2.9 所示。图2.9温湿度传感器工作原理图2.10 LED显示模块常见的显示器件主要有LED和LCD等，由于LED就能满足设计要求，所本设计选择LED显示器。单片机对LED显示器的控制，无非是按时向其提供具有一定驱动能力的段选码和位选码信号，段选码可有硬件产生，也可以通过编程来实现。在实际使用过程中往往用多个数码管组成。根据位选线与段选线的连接方法不同，LED显示器有静态和动态两种方式。段选线控制字符选择，位选线控制显示位的亮、暗。本设计选择的LED显示器为7SEG-MPX4-CA。其实物

34、图如图2.10所示图2.107SEG-MP-X4-CA实物图7SEG-MPX4-CA是四个共阳二极管显示器，1234是共阳共端。1234为位选，ABCDEFGDP为段码。在它的内部中，除各个公共端外，是把各个显示器的同名端并联起来的。比如说，四位一体的LED显示器，是每个脚的同名端并接，所以仍是有8个引脚，再加上4个公共端，就是有12个引脚，同理，八位一体显示器就是8个同名引脚加8个公共端，就是16个引脚。数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。本设计前2位显示的湿度，后2位显示的温度。电路图如图2.11所示图2.11LED电路图2.11 键模块温湿度调节由四个不锁按键电路实现.按

35、键S1一端与单片机的P0.1相连接，另一端接地。其功能是当按键按下一次时，给单片机一个低电平，设定温度状态，显示值减一；按键S2一端与单片机P0.1相连接，另一端接地，其功能是当按键按下一次时给单片机一个高电平，设置温度状态，显示值增一；按键S3一端与单片机的P02相连接，另一端接地。其功能是当按键按下一次时，给单片机一个低电平，设定湿度状态，显示值减一；按键S4一端与单片机P0.3相连接，另一端接地，其功能是当按键按下一次时给单片机一个高电平，设置湿度状态，显示值增一。其电路图如2.12所示。图2.12按键工作电路2.12 湿度控制模块本系统温湿度控制系统主要组成有：制冷设备、加热设备、加湿

36、设备、除湿设备当系统检测到的数据不符合给定的要求时，系统启动温湿度控制系统实现恒温恒湿的目的。制冷设备：负责系统的降温工作；加热设备：负责系统的加热工作；加湿设备:负责系统的加湿工作；除湿设备：负责系统的去湿工作。本设计用LED等模拟电机来代替空调调节系统工作如图2.13所示。图2.13温湿度控制系统电路2.13 体设计方案本论文总设计方案如图2.14所示图2.14总设计方案3软件系统设计本系统软件系统设计包括：系统初始化模块，温湿度检测模块，LED显示模式,温湿度判断控制模块。系统软件总体流程图如图3.1所示。图3.1系统流程图3.1 初始化模块系统初始化模块的主要功能是完成系统的初始化以及

37、设定系统的工作状态，初始化部分包括以下方面的内容：1、单片机初始化以及各种引脚定义。2、7SEG-MPX4-CA初始化及工作方式。3、系统进入正常工作状态。3.2 温湿度检测模块温湿度检测模块是本系统中的核心模块之一，它负责完成温度和湿度的测量及模拟量转换为数字量的全过程，这也是它为什么重要的原因。温湿度传感器SHT11直接把检测到的模拟量转化为数字量送给单片机，在经过单片机的处理，把温湿度值显示在7SEG-MPX4-CA显示器上。温湿度传感器的精确度值直接影响到整个系统的检测与控制，所以本系统采用温湿度传感器SHT11,采集温室内的温湿度。3.3 温湿度判断控制模块温湿度判断控制模块也是系统

38、的核心模块之一，所谓判断控制模块，就是对当前温室内的实际温湿度与给定的温湿度范围进行比较，先进行判断，然后再进行控制,控制模块是决定系统将要进行什么工作的。如温度高于上限时需要降温，低于下限时需要升温，如湿度高于上限时需要降湿，低于下限时需要增湿。温湿度判断控制部分的程序整体思路如图3.2.图3.2温湿度判断控制程序整体思路MPX4-2位显3.4 7SEG-MPX4-CA显示模块本系统采用7SEG-MPX4-CA显示温湿度值，当系统刚开始上电时7SEGCA不显示任何数据，等待SHT11检测数据，显示在7SEG-MPX4-CA上，前示湿度，后2位显示温度。LED流程图如图3.3图3.3LED流程

39、图4系统调试4.1 KeilNVison2介绍MCS-51单片机的开发除了需要硬件的支持以外，同样离不开软件。CPU真正可执行的机器码，用汇编语言或C语言等高级语言编写的源程序必须转换为机器码才能运行，转换的方法有手工汇编和机器汇编两种。KeilNVison2是一个集成开发环境，它包括编译器、汇编器、实时操作系统、项目管理器和调试器等。它可以用于编写、调试和软仿真所有的51内核控制器，也可以和IDE连接进行芯片的在线调试。同时C语言编译器保留了汇编代码高效、快速的特点，可以作为许多编程工具的第三方支持。因此，它无疑是8051开发用户的首选。4.2 protues仿真软件Protues软件能对单

40、片机应用系统同时进行软件和硬件仿真，为设计单片机应用系统提供了一个非常好的平台。Protues能够满足单片机仿真及Spice电路仿真相联系。Protues含有模块电路仿真、数字电路仿真、单片机以及外围电路构成系统的软件仿真、RS-232动态的仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘及LCD系统的仿真功能，还有各样的虚拟仪器，像示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统仿真。提供软件调试功能。具有强大的原理图绘制功能。4.3 程序调试1、编程时要注意，在程序开始时，要写入各定时器中断的入口地址。2、编程过程中要注意加注释或分割线，否则，在程序过长时容易变得很乱，不便于查找或更改。3、程序

41、的结构要设计的合理，避免上下乱调用的现象，这样会使程序更加清晰化。4、编程前要加流程图，这样会使思路清晰4.4 仿真结果proteus仿真，单片机需要加载程序，加载程序为.HEX文件。本设计用KeiluVision2,在新建Keil项目时选择AT89C51并单击鼠标左键，对AT89C51进行设置,设置的单片机时钟脉冲为12MHz,选中AT89C51进行设置，设置单片机时钟脉冲为12MHz,按照正确的文件路径加载.HEX文件。对单片机设置完毕后就可以开始仿真了。仿真过程中如有硬件问题可以在ProteusISIS中直接仿真，如遇到软件问题可以在KeiluVision2中直接修改，通过Keil与Pr

42、oteus的联合调试就可以得到满意的结果利用Proteus实现了对温湿控制的仿真，说明程序和电路图都没有问题。根据房间设定的温度，通过温湿度传感器检测出来与设定值相比。空调温湿度控制系统相应的进行加湿、除湿、升温、降温动作。假如房间湿度设置50%,温度设置为19°Co当温湿度传感器SHT11检测房间实时湿度为51,温度为20,则空调系统自动进行除湿降温。仿真结果如图4.1所示图4.1仿真结果总结这个学期的毕业设计即将结束，这意味着我们的大学生活也要结束了，但我的学习没有结束，在本次设计中，我把以前学过的理论知识与设计相结合。本设计使用AT89C51作为主控芯片进行控制，单片机具有集成

43、度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。其中的温湿度控制系统采用HST11传感器具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点。每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标定，校准系数以程序形式储存在OTP内存中，用于内部的信号校准。两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集成变得快速而简单。微小的体积、极低的功耗，使SHT1x成为各类应用的首选。本次设计显示器选用的是LED显示器，用数码管显示。该方案实现比较简单，而且有静态和动态两种方式可供选择，程序编写简单，但只能显示数字，不能显示汉字，而且

44、功耗较大，难以满足低功耗地的要求，目前空调在不断进步，采用集成的LCD液晶显示模块进行显示，不仅可以实现一般的点阵图形显示功能，还可以实现对汉字、ASCII码的同屏显示，以更好的完成人机互动，功耗也比数码管显示要低。致谢在本次中央空调室内温湿度控制系统设计与仿真中，我收获颇多。在设计中我充分应用了大学期间所学的专业知识，而且在大量翻阅书籍和同学及老师的帮助下完成了本作品。期间我遇到了不少问题与麻烦，例如最初的原理图设计上发现自己在制图上面掌握的不是很熟悉而且全局合理性有所欠缺，各部分的性能与参数掌握也相对局限，另外在程序编写上发现自己的C语言掌握也不是很好，最终通过翻阅书籍，请教别人得以解决问

45、题。从而学到了很多的问题。通过空调系统温湿度控制系统的设计后我更加了解了AT89C51,HST11温湿度传感器以及其他器件的参数与工作原理，在这次的作品设计中我检验了自己掌握的情况，而且过程中让我了解到严谨的态度也是很重要的，细节决定成败。在本论文完成之际，我首先要感谢宋老师导师对我的关心、指导和教诲。从宋老师身上我学到许多了可贵的东西，严谨治学态度、精益求精、处事风格踏实的工作作风以及无私的奉献精神。在论文写作过程中，也得到了其他同学的帮助。本次毕业设计进一步巩固了专业知识，将所学的知识联系与实践中，但由于本人的水平有限，而且经验不足，论文中的错误在所难免，恳请各位老师指正。最后向所有评阅本

46、论文的老师、教授表示诚挚的谢意。参考文献1李辉峰.中央空调节能智能控制系统的研究与实现.硕士学位论文.2002.52高小龙.公共建筑的室内环境控制与节能运行管理.重庆大学硕士学位论文.2006.103熊安然，王留运等.节能中央空调系统温湿度控制.河南科技.2006.124Qingyun,ShouANewCenteralAir-ConditioningSystemControlStrategybasedonPredictionModel.CollegeofMechanicalEngineeringTongjiUniversity5黄佳.二次优化在空调温度时滞系统中的应用.中南大学硕士学位论文.2

47、010.56张金红.中央空调控制系统的设计与研究.河北工业大学学位论文.2006.37马福.洁净中央空调系统温湿度控制及其节能的研究与实现.西安建筑科技大学硕士论文.20088廖宗凡.模糊PID参数自整定技术及其在中央空调系统中的应用.智能建筑行业应用.20069张翠敏.海产育苗养殖水温控制系统设计J中国民航大学.2011.110朱高中.基于单片机粮仓温度远程监控系统的设计.湖北农业科学.2013.211TianquanPan,jinshunwu.ResearchonTemperaturecontrolsyestemofcentralAir-conditioningbasedonArtificialNeuralNetword.DepartmentofcivilEngineerNorth