摘要设计以STC89C52单片机核心来设计温湿度控制系统，分为两个部分，一个是上位机，另一个是下位机（单片机)。系统具有显示温湿度、设定温湿度上下限值并保存设定的上下限值的功能，且能自动控制环境的温湿度参数。关键词单片机温湿度检测控制 The Design of Temperature and Humidity Control System Based on MCU //Xu Yitang
Abstract The design uses the STC89C52MCU as the core of temperature and humidity control system,which is divided into two parts,one is a host computer and the other is the hypogynous machine (STC89C52).The system can display temperature and humidity,set the upper and lower limits of temperature and hu-midity,and save upper and lower limits,it can also control tem-perature and humidity parameters of the environment automati-cally.
Key words MCU;temperature and humidity;detect;control
1系统的总体设计
1.1系统功能设计
系统要完成的设计功能如下：（1）实时测量当前的温湿
度值，并在液晶屏上动态显示；（2）可以显示当前允许的温
度范围；（3）可以显示当前允许的湿度范围；（4）当温湿度不
在温湿度范围内时，系统报警，并使相应的继电器接通驱动外部的调理设备工作；（5）可以通过键盘调整温湿度上下
限；（6）可以保存温湿度上下限至EEPROM 中。
1.2系统的组成和工作原理
温湿度控制系统主要由一台上位机（计算机）和一台下位机（STC89C52）两部分组成。下位机主要是以单片机为核心的系统。采用温湿度检测技术，以温湿度传感器为检测元件构成智能化的温湿度检测和控制系统。如图1所示，该系统可分为温湿度检测电路、数据存储电路、键盘输入电路、显示电路、声光报警电路、温湿度控制电路和通讯电路这几部分组成。系统以STC89C52为核心，通过单片机能对温湿度数据采集、存储、显示、声光报警、控制以及与上位机进行通讯等等。 2硬件设计
2.1单片机电路
系统采用的是40DIP 封装的STC89C52单片机，
此系统包含了晶振电路和复位电路。
下部分为晶振电路，
本系统所用的就是11.0592MHz 的晶振，电容C2，C3可以帮助起振，
它们的值都为20PF 。在设计中，单片机的复位电路采用的是阻容复位，
也就是上电复位。只要在RST 引脚上接一10uF 电容到+5V ，下接一10K 电阻到地端即可。当复位后，系统的所有端口都会置成高电位。 2.2传感器及其检测电路
系统所选用的是数字型温湿度传感器DHT11，此传感器将温度和湿度传感器集成在一起，功能比较强大。DHT11为4针单排引脚封装，连接电路很简单，只需专用单片机的一个I/O 口即可完成上下位的连接。温湿度检测电路如图2所示，在本设计中，使用单片机的P1.7引脚与传感器的2引脚相连，单片机通过此连接与传感器进行通讯，读取温湿度KKS689
基于单片机的湿度控制系统设计
徐亦唐
(江苏科技大学电子信息学院测控102班
江苏·镇江212000)
中图分类号：TP368.1
文献标识码：A
文章编号：1672-7894（2013）
27-0096-02
图1硬件结构
图图2传感器与单片机的连接电路
科研应用
净化水体
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September 2013（C
10658154
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总第255期2013年9月（下）
数据。上拉电阻采用5K 。DHT11的1引脚接+5V 电源，3引
脚悬空，4引脚接电源地。2.3键盘设计
系统所采用的是独立式非编码键盘，此种电路硬件电路简单。K1、K2、K3、K4为设置温湿度上限的功能键。K1为设置键，也就是切换键。K2是上调键，用来使温湿度的上下限值增大。K3为下调键，用来使温湿度的上下限值减小。K4为保存键，将设置的温湿度上下限值保存于数据存储器中。2.4EEPROM 存储器电路
如图3所示，为温湿度上下限存储电路。在本系统中，可以通过K1~K4按键调节温湿度上下限值并保存于EEP-ROM 芯片AT24C04中。AT24C04中的A2、A1、A0为三个地
址输入端口，用来确定存储器的硬件地址。在本系统中，
直流电机编码器它们都接地，第八引脚VCC 接+5V 电源，第四引脚VSS 接地。第5引脚为串行数据传输端，数据就是通过这条双向总线传送数据的，此引脚与单片机的P1.1相连。第六引脚SCL 为串行时钟输入端，和单片机的P1.0相连。SCL 和SDA 都必须上拉一个10K 电阻与+5V 电源连接。第7引脚WP 要接地，也就是处在正常的读写模式。
图3AT24C04存储器连接图
2.5温湿度调节电路设计
系统不仅可以实时显示温湿度值，还能报警并驱动相关的外部器件对温湿度进行调节。本设计采用普通并且实用的继电器，直接通过继电器的接通与断开来控制外部调节器的工作。系统采用的是光耦隔离和三极管去驱动继电
器。采用光耦隔离是必需的。
因为此温湿度控制系统是要驱动外部的交流设备，而且这些常用的设备电压都是220V 。因此必须通过光耦隔离，使得单片机电路完全与高压设备端隔离，减少干扰。这样继电器在开关过程产生的高压就不会影响到单片机电路信号。
当温度低于设定值的下限时，单片机P2.0引脚会变为低电平，此时光耦器件TIP521导通，进而去驱动NPN 型三
极管，使得三极管处于饱和导通状态，
继电器线圈导通，继电器闭合，从而是外部的加热器工作；当外界温度加热到温度范围内且温度高于下限一定值后，单片机引脚P2.0回到
高电平，此时如上所述的相反，
水燃料继电器断开，外部加热器停止工作。类似低温控制原理可得其他继电器的控制方法。2.6声光报警设计2.6.1LED 报警电路
报警灯是报警时必不可少的器件。系统所用的是红LED 报警灯，具有警示作用。当环境温湿度超过设定的范围
时，相应的报警灯会亮。报警灯上接+5V 电源，并通过1K 电
阻下接到单片机的P1.3到P1.6端口。其中，L2为低温报警，L3为高温报警，L4为低湿报警，L5为高湿报警。2.6.2蜂鸣器报警电路
由于单片机引脚的电流不足以驱动蜂鸣器，报警系统中，蜂鸣器不能直接接于单片机的引脚上。因此，必须使用三极管放大电路来驱动蜂鸣器。当环境温湿度在设定值范围内时，P1.2引脚为高电平，此时PNP 型晶体管处于截至状态，蜂鸣器不响。当环境温湿度不在设定值范围内时，P1.2
引脚变为低电平，
从而使PNP 型晶体管饱和导通，蜂鸣器接通。
2.7显示电路设计
在此温湿度控制系统中，
液晶显示器1602要实时显示测量的温湿度数据，以及显示温湿度上下限。1602的1引脚VSS 接电源地。2引脚VDD 接+5V 电源。3引脚VL 是液晶显示偏压信号，它接在电阻R9和R10的中间，R9上接电源地，R10下接+5V 电源，R9电阻为1K ，R10电阻为10K ，也就是通过电阻R9与R10的分压得到3引脚的偏压信号。4引脚RS 为数据/命令选择端，与单片机的P2.7引脚连接，通过改变4引脚的高低电平来实现数据、指令或状态字的读写。5引脚R/W 是读写选择端，通过此端口来实现读操作还是写操作，它与单片机的P2.6相连。6引脚E 为使能端，
与单片机的P2.5连接。7~14引脚为数据传输端口，
分别与单片机的P0.0~P0.7连接。15、16引脚为1602背光源的正负极，15接+5V 电源，16接电源地。2.8USB 电源、下载及通讯接口设计
单片机系统的电源下载线内含PL2303芯片，通过此芯片能对单片机进行编程和下载。USB 转换后的接口J1的1端是地端，2端为电源端，在1与2端之间接有一个电源开关K1、电源指示灯L1和一个限流电阻。3端通过一个二极管与单片机的RXD 连接，二极管作用就是防止RXD 口的电压反串进单片机，影响程序的下载和复位。4端与单片机的TXD 相连。单片机与电脑之间的通讯就是通过RXD 与TXD 来完成的。
3系统软件设计
系统的关键部分在于如何编程。硬件已经设计完了，要实现系统的功能，软件是必不可少的。本系统虽然要实现的功能不多，但在软件编程时并不简单。程序包括定时器、串口和数据的初始化程序、1602液晶模块的初始化程序、1602
液晶模块的显示子程序、温湿度读取子程序、
温湿度显示程序、键盘处理程序、数据存储程序等等。本系统在软件编写时使用了模块化设计方法。把一个大任务分成了若干个小任务，把各个小任务编写出来，再将整个程序工程组合在一
起。此种方法可以方便地重复使用子程序，
而且编写的程序结构也比较清晰。如图3为主程序的流程图，流程图中给出了程序运行的过程，一开始是程序的初始化，接着便是While 的不断循环，循环里包括各主要程序的运行。参考文献
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编辑王恒平
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