湿度控制器的设计

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1、 成绩课程设计报告题 目： 湿度控制器的设计 学生姓名： 陈永浩 学生学号: 100801 系 别: 电气信息工程学院 专 业： 自动 化 届 别: 指引教师： 刘 云 侠 电气信息工程学院4月湿度控制器的设计学生:陈永浩指引教师：刘云侠电气信息工程学院自动化课程设计的任务与规定11课程设计的任务运用单片机设计并实现湿度控制器的控制,以及用 otes软件完毕对控制器的仿真与校验。通过本课程的设计进一步理解单片机的基本功能和使用措施。1.2 课程设计的规定设计一种基于5单片机的湿度检测器，该设计规定实现如下功能：（1）基本功能：可以检测一定范畴内的湿度值， 过限报警。（2)重要技术参数：湿度检测

2、范畴：10%-100%RH; 检测精度 ：1H; 显示方式：四位显示; 报警方式:蜂鸣音报警;(3）设计温度控制器原理图,学习用POTL画出该原理图。并用potus进行仿真设计和绘制软件流程图。用C语言进行程序编写后写入单片机中进行仿真调试。1课程设计的研究基本本设计重要由软件部分构成,其中所需要的硬件在roteus 中均可找到,可以进行添加后在软件中进行仿真。所需器件名单和重要功能如下：（）AT8C1单片机一种：作为整个设计的控制中心对AD转换器的数据进行分析，并与预先设定值进行比较后进行相应控制，以满足实验的规定。（2）CD162显示屏:用来显示湿度的实际值。（）湿度传感器:通过温度传感器

3、感知环境中的实际湿度值,并将数据输送到A数字转换器中。(4）AD转换器:将湿度转换器采集到的湿度转换成数字信号输入到单片机中,由单片机进行相应的控制。（）蜂鸣器:当实际测量值不满足预先设定的规定是蜂鸣器发出报警，直到湿度值达到预设值。2 湿度控制器方案制定2.1 方案提出方案一：采用XC00系列的FA。该类器件具有并行解决能力,能迅速的响应外部的多种数字信号，但在数据解决方面过于复杂，并且芯片价格较昂贵。MAN方案二:采用单片机作为控制核心。单片机数学运算功能较强。在程序互相调用方面，解决以便灵活,性能稳定,适合实际应用。且单片机技术发展较为成熟,价格便宜。初始化调用AD程序调用显示程序查询与

4、否在门限区间内YN调用驱动程序图1主程序流程图2.2 方案比较方案一，采用1286液晶模块显示测得的数据，可显示较多组的数据,字体较大可清晰读数,方案二，采用10液晶模块显示所测数据。160液晶接线简朴以便，同步也能满足显示需要2.3 方案论证方案一中86液晶模块价格昂,接线复杂,故不采用。方案二中价格远低于1284液晶。因此，本方案为首选方案2.方案选择综上所述，两种方案中应选择择方案二。3湿度控制器系统方案设计31各单元模块功能简介及电路设计本系统重要由键盘输入电路及驱动电路,数字显示电路，控制电路构成:3.1键盘输入电路键盘输入电路重要有四个按键和一种驱动电机构成,四个按键重要用来设定湿

5、度控制器的上限及下限值，左边两个按键用来设立下限值，右边两个按键用来设定上限值。电路中当湿度达到门限值后会报警，同步驱动电路驱动电机工作。当环境湿度低于低门限值时系统报警,同步驱动电路打开加湿器工作,为环境增长湿度，当环境湿度增长到高于低门限值时系统自动停止报警同步驱动加湿器停止工作。图2键盘输入电路 31.2数字显示电路数字显示电路部分重要由一种8位数字显示屏构成用来显示湿度检测器检测到的目前湿度值。图数字显示电路.1.3控制电路控制电路重要涉及1单片机和温度传感器,以及ADC84控制器构成。如图4把模拟湿度传感器同DC004相连由VIN端输入,经转换后B0DB7输出给单片机，由于是P0口输

6、入,需加上上拉电阻，AC804中R、D、CS端口分别AT89C51单片机的P3.、P7，5相连。第九脚要2.5V电压,就用两个K电阻串联，两头分别接地与接电源，两电阻之间电压即为.5。图4控制器与AD转换器连接电路3.4 AT9C5单片机如图示，其重要端口信息及参数下：图5AT8C51单片机T9C5单片机是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPERMals Prmabe d asbleRd Ony emory)的低电压,高性能CMOS8位微解决器,俗称单片机。该器件采用AE高密度非易失存储器制造技术制造，与工业原则的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器

7、组合在单个芯片中,ATML的AT89C51是一种高效微控制器，为诸多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。重要特性 MCS-51兼容K字节可编程闪烁存储器寿命:000写/擦循环数据保存时间：全静态工作:0Hz-24z三级程序存储器锁定1288位内部R32可编程I/O线两个6位定期器/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管脚阐明VC:供电电压。GND：接地。P口：P0口为一种8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸取T门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P可以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FAS编程时,P0 口

8、作为原码输入口，当IH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一种内部提供上拉电阻的位双向I口，P1口缓冲器能接受输出4TT门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入,1口被外部下拉为低电平时，将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FAS编程和校验时,1口作为第八位地址接受。口:P口为一种内部上拉电阻的8位双向I/口,P2口缓冲器可接受，输出4个L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。2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

9、口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它运用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FSH编程和校验时接受高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接受输出4个TL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，3口将输出电流(IL)这是由于上拉的缘故。P口也可作为T8951的某些特殊功能口，如下所示：备选功能P3.0 RXD(串行输入口） T（串行输出口)P32IN0（外部中断0)3.3 /NT1(外部中断1)P.4 T0(记时器外部输入）P3.5

10、1（记时器1外部输入）36 WR(外部数据存储器写选通）P3. /RD(外部数据存储器读选通）P口同步为闪烁编程和编程校验接受某些控制信号。RST:位输入。当振荡器复位器件时,要保持RT脚两个机器周期的高电平时间。ALE/RG:当访问外部存储器时，地址锁存容许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLAH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期目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时,将跳过一种ALE脉冲。如想严禁ALE的输出可在SFREH地址上置。此时,L只有在执行MOV,MOVC

11、指令是LE才起作用。此外,该引脚被略微拉高。如果微解决器在外部执行状态AL严禁,置位无效。PSE: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SE有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不浮现EA非/:当EA非保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(00H-FFFFH)，不管与否有内部程序存储器。注意加密方式时，E非将内部锁定为ET：当E非端保持高电平时，此间内部程序存储器。在LA编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。TAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。TA2:反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件，应不接。.2电路及器件

12、的选择如图6所示，本设计重要器件涉及温度传感器，湿敏元件是最简朴的湿度传感器。湿敏元件重要电阻式,电容式两大类而本实验重要选择电阻式传感器。LCD显示电路温度传感器AD转换电路A T 8 9 C 5 1键盘输入电路驱动电路图6设计整体构造图AD转换器,本设计的暗度转换器型号为ADC80,A转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。模拟量可以是电压,电流等电信号,也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在/D转换前输入到D转换器的输入信号必须经多种传感器把多种物理量转换成电压信号。独立键盘电路，本设计重要使用4个电子按键来模拟湿度控制器的键盘电路，其重要作用是用来设定湿度控制器的

13、设定值。LCD 显示电路本设计采用的是型号为LM016L的8位数字显示屏102液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位构成每个点阵字符位都可以显示一种字符。振荡器:XL1和TAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配备为片内振荡器。石英振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件XAL2应不接。有余输入内部时钟信号要通过一种二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何规定,但必须保证脉冲的高下电平规定的宽度。芯片擦除： 整个PEROM阵列和三个互锁定位的电擦除可通过对的的控制信号组合,并保持ALE管

14、脚处在低电平0s 来完毕。在芯片擦除操作中，代码阵列全被写“”且在任何非空存储字节被反复编程之前该操作必须被执行。此外，AT89C51设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，PU停止工作。但RM定期器,计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下,保存RAM的内容并且冻结振荡器，严禁所用其她芯片功能,直到下一种硬件复位为止。.3 系统整体电路图本系统采用A89C5作为控制系统,通过模拟传感器把湿度信号采集后送给ADC0804,转换成数字信号后送入单片机，再通过LCD602显示出来。同步独立键盘输入湿度上门限值和下门限值,当湿度值低于下门限值或上门

15、限值时系统驱动蜂鸣器报警和控制电路进行湿度控制，当湿度再次回到两个门限值之间时消除报警和停止湿度控制,本系统实时刷新目前湿度和门限值。如图所示。图7系统整体电路图4湿度控制器系统仿真和调试 4.1 仿真软件简介Pote:它不仅具有其他EA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前最佳的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proeus是世界上出名的ED工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PC设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯

16、一将电路仿真软件、PC设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其解决器模型支持8051、HC11、C10/1216/18/24/30/DsPIC3、AVR、RM、886和MSP430等,即将增长orte和SP系列解决器,并持续增长其她系列解决器模型。在编译方面，它也支持AR、Ki和MPLB等多种编译。（1）Proes功能：具有丰富的器件库：超过000种元器件,可以便地创立新元件。智能的器件搜索:通过模糊搜索可以迅速定位所需要的器件。智能化的连线功能:自动连线功能使连接导线简朴快捷,大大缩短绘图时间。支持总线构造：使用总线器件和总线布线使电路设计简要清晰。可输出高质量图纸:通过个性化设立，可

17、以生成印刷质量的BP图纸，可以以便地供WOD、OERPONT等多种文档使用。（)Protue提供了丰富的资源仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件,有30多种元件库。仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SP调试器、2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一种电路中随意的调用。图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有抱负的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽量减少了仪器对测量成果的影响。还提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。

18、这些测试信号涉及模拟信号和数字信号。（3）Prtues支持主流单片机软件仿真提供软件调试功能。提供丰富的外围接口器件及其仿真。RAM，ROM,键盘，马达,LE，CD，ADDA，部分PI器件，部分II器件。这样很接近实际。在训练学生时，可以选择不同的方案,这样更利于培养学生。提供丰富的虚拟仪器,运用虚拟仪器在仿真过程中可以测量外围电路的特性，培养学生实际硬件的调试能力。（4）具有强大的原理图绘制功能。Prtues绘制好原理图后,调入已编译好的目的代码文献:.HE,可以在Prtues的原理图中看到模拟的实物运营状态和过程。Prues是单片机课堂教学的先进助手。Prues不仅可将许多单片机实例功能形

19、象化，也可将许多单片机实例运营过程形象化。前者可在相称限度上得到实物演示实验的效果,后者则是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却和老式的单片机实验硬件高度相应。这在相称限度上替代了老式的单片机实验教学的功能，例:元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运营成果等。课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于Potes提供了实验室无法相比的大量的元器件库,提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表,因而也提供了培养学生实践精神、发明精神的平台。随着科技的发展“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵

20、活，成果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少,也可减少工程制造的风险。相信在单片机开发应用中Potes也得到了愈来愈广泛的应用。4.系统仿真实现打开protes仿真软件后，双击已经绘制好的rotu文献中的单片机,在文献中打开有关湿度控制器.E文献，写入程序。3 系统测试在硬件和软件单独调试成功后进行软硬件综合调试它可以提成如下几种环节 （1)使湿度传感器有信号传出。(2）使单片机获得中断信号，计算出转速值并存储 (3)通过LD显示屏把测量的数据显示出来，实际测试成果如图8所示:当闭合开关后显示屏上能正常显示出目前环境中的湿度值，在图的右侧可以看到电机已经开始正常运转，阐明驱动

21、电路正常可以完毕对对电机的控制，可以使在湿度值不满足工作环境时通过电动机的转动来调节空气中的湿度值以达到工作规定，在显示屏幕上可以看到目前湿度值为82%,阐明本设计达到了设计的规定,不仅既可以检测环境中的湿度值并显示,并且可以进行相应的调节。 图8系统测试成果 总结51设计小结本系统是基于单片机89C51的解决，可以完美的实现对环境湿度的监测。传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的核心部件，如果没有传感器对原始被测信号进行精确可靠的捕获和转换，一切精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。几乎重要依托多种传感器来检测和控制生产过程中的多种参量。使设备和系统正常运营在

22、最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。52收获体会随着社会的发展，传感器的作用越来越突出。在现代工农业生产过程中。要用多种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态并使产品达到最佳的质量。因此可以，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基本。本次课程设计的写作是在教师的指引下进行的。针对在写作过程中遇到许多的难题教师都给以认真的解释。为此,向教师表达最衷心的谢意。我在这次课程设计中学会了怎么去发现问题，解决问题。遇到不明白的问题都会积极的去询问教师或者去找寻有关的资料。从中学到了诸多知识。这次课程设计使我们有机会把我们的课堂理论知识运用到实际生活，贴近生活,

23、实现我们的人生价值。并且通过对知识的综合运用。加入个人的分析和比较，加深了了我们对理论知识的理解和运用。也让我理解了ADC084的功能和原理。我们在做课程设计的过程中要不断的讨论问题。这样，我们可以尽量的统一思想,这样就不会使自己在做的过程中没有方向,并且这样也是为了以便最后设计和在一起讨论不仅是某些思想的问题,还可以进一步的讨论某些技术上的问题，这样可以使自己的解决问题要快某些，少走弯路。多变化自己设计的措施，在设计的过程中最佳要不断的改善自己解决问题的措施，这样可以以便自己解决问题。53展望自动化，智能化的时代已经到来了。而单片机就好比生活中那些比较简朴但很实用的机器的大脑。单片机可以协助

24、电饭煲智能控温，单片机可以协助汽车智能变速,单片机还可以设立密码控制门禁系统，单片机可以远程被控制。在将来的生活里,我们几乎也许离不开单片机。不需要超高的计算功能，不需要超高的逻辑能力就完全可以胜任生活中那些我们所需要的自动控制。6参照文献侯玉宝,基于poteu的51系列单片机设计与仿真M,电子工业出版社,.2宋文绪，传感器与检测技术,高等教育出版社，.3余锡存,单片机原理及接口技术,西安电子科技大学出版社,.4李全利,单片机原理及接口技术M，北京航空航天大学出版社，.5薛均义，MCS-51 系列单片微型计算机及其应用,西安交通大学出版社，.6徐爱钧,单片机高档语言5 应用程序设计M,北京航空

25、航天大学出版社，.7康华光,电子技术基本(模拟部分)M，高等教育出版社，8崔葛瑾,数字电路实验基本，同济大学出版社,.9张宝华,模拟电路实验基本M,同济大学出版社，,10 康华光,电子技术基本(数字部分),高等教育出版社,.1 谢维成,单片机原理与应用及51程序设M，清华大学出版社,.2 谭浩强，程序设计,华大学出版社M，13 谭浩强，C程序设计题解与上机指引M,清华大学出版社,.1 谭浩强,语言习题集与上机指引M,高等教育出版社，15 王连英，基于muim0的电子仿真实验与设计M，北京邮电大学出版社,1吴玉香，电机及拖动M,化学工业出版社,7邱关源,电路M，高等教育出版社,.18田裕鹏，传感

26、器原理M，科学出版社,.19李刚民,单片机原理及实用技术，高等教育出版社,.20林志琦,基于pteus的单片机可视化软硬件仿真M,科学出版社,.7附录于湿度控制器的语言设计程序iclderg51.#icludiris.h#ine uchr usigedchar#dfine uit igned inics=P35; sbit r=P37; sbitwr=P36；sbt lcdrsP20； sbit lcdr=;si lden=P2; bt s1=P4; sit s2=P25；sbi sP6;sb s4=P7；sbit spear=P32； sbit D1P0； sbi D=31; uchrcde

27、tbl=Humdiy ;uhar cdetabl1=%; harcoe able2=Low； uhar code ale3= High; ucar rsul，Low202,High=216; vo ely(uint i） /延时程序 uar ;hie（i-) for（j=0；j15；j+) ; voidiit_d（） /初始化 cs=0; void srt_a() /启动A cs=0; _no_(); wr0; _no_(); r; _nop_(); wr1; _nop(）; n_（);s1； nop_(); np_(); oid ada（） / 读AD转换后的值 s=0； _o_(）； =1

28、; nop_（); r=0； op_（)； rd=0; nop(); _p_(）; resutP0; _nop_（)； _nop_（); rd1; _nop_(）； cs=1； _nop_(); voi wite_co(chr om) /向液晶屏写指令 lcdrs=0; P1=m; ela（5); ldn; ely(5); ld=0; vo writ_ata（uha reut) /向液晶屏写数据 lcrs1; P1=elt; ly(5); lcde=1; dly（5); cden=; voidnt(） /液晶屏初始化 uar nu; len0; writeo(0x8）； rt_om(0x0c)

29、; wrte_om(06); write_cm(0x01); /清屏指令 writom(0x8a）; /写入的首地址 vid disay() /液晶屏显示 uit num, w1，Low2,High,Hgh2; uchar x,y; x=slt%100/10； =esult10; Low=Low%00/10； Lw2=ow%; Hih1=High%100/10； High2=Hgh%1； write_com(0x0）; /清屏指令 rite_om(08a)； /写入的首地址 写入目前湿度值 rie_data(x0x3); delay(5); writ_da（y0x0）; del(5）; wri

30、te_co(0x0); /数据指针设立 or(nm=0;nu;nm+) rite_ata(tblnum);/写第一行数据 写 入 字 母Hmidit delay(5）; writeo（x+0x3）; /写入的首地址 写Lw的值 writ_dat(L1+0x0); delay(5）； ridt(Low20x30）; deay（); wie_com(80+0xc); /写入的首地址 ih的值 wr_dt（High1030); dlay（5); rt_dat(Hgh2+0x3); dlay（); writ_data(table0) ; /写入% we_co(0x80+04e);/设立数据地址指针为2

31、行 vi eysa() if(s1=0) elay(1); if(s=0） Hih+；if（Hg99) High98; wile(!1); i(s=0) elay(0); （s=0) Hh-; if(ih=01) Hh=02； ile(!2)； if(s=0) dla(1); if(s3=) o+;while（！s3); i(=0) lay（); if（40) ow-; while(!4）; nsigne car imer0h,timr，time； /生日歌oe unsinear ymh=5,1,1, 5,1,1， 6，1,2, 5，1,2, ,2, 7，, 5，1,1，5,1, 6,，, ,

32、1, 2,2,2, ,2,4, ,1， 5,1,1, 5,2, ,2,2, 1，,2， 7,2, 6，1,2,4，, 4,2,1, 3,，2, 1，2,2,2,2,2, 1，,； 音阶频率表 高八位coe nie cr QH= 0F2，x3,0xF,0x,xF6,0xF7,xF, 0xF9,0F9,FA,FA,0xB,0,0xFC,xFC， /1，2,3,4,5,6，7,8, 0xF,0xD，0xFD,FD，0,0E， / 0E,E,xFE,0xE,xE,0xE,F,/音阶频率表 低八位code unigned car FL= x42,C，0x17,0xB,0D0，0xD1，0xB6, 0x2,0xE1,0,xD,068,xE，x5B，0x8F, /1,2，3,4,，7,8,i 0EE,0x44, 06，0B4,xF4,0D, / 0x47,0x77,0xA2,6，xDA,0xFA，06, ; void dlay2(signd char t） schar t; usigned lon t2; o(t=0;1;t+) or(t=;2High|rsltLow) ee()； D00; 指引教师评语成绩评估指引教师签字：年 月 日答辩小组评语成绩评估答辩小组签字:年 月 日