基于单片机的温湿度监控系统摘要针对温、湿度对纸张耐折度的影响，设计了适应中小型文献资料库应用的温、湿度监控装置。此装置不仅能实现温、湿度检测、温湿度实时调节和显示，而且能实现温、湿度参数上下限定值的设定，当温湿度超上下限的时候能够进行报警，并启动相应的装置从而改变室内温度。该控制系统具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，具有一定的推广价值。单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。在现实生活中，对于一个比较大的系统，人们往往采用微机进行控制，小一些的系统较多采用51或96等系列的单片机。本文中，我们设计了以AT89C51单片机为主要核心实现的温度、湿度控制系统，包括系统硬件和软件设计，可以进行上位机通信，并给出了详细的电路原理图。 关键词温度控制；湿度控制；串行接口; 485总线The temperature and humidity of the monitor system based on single chip microcomputer AbstractAccording to temperature, humidity on paper folding, the effects of the resistance of the design to small and medium-sized documents database application of temperature, humidity monitoring device. This device can not only realize temperature, humidity, temperature and humidity adjusting detection and display, and can realize temperature, humidity and parameters of the limit of temperature and humidity on the set, and when the time limit to be able to call the police, and start the corresponding device which changes indoor temperature. This control system has the high accuracy, simple to use, low cost and stable and reliable, and other characteristics, has certain value of popularization. SCM has small volume, light weight, less consumption, function of strong, flexible and convenient control and the price cheap, etc. The application of SCM is fundamentally changing the traditional control system design idea and design method. In real life, for a larger system, people often take the microcomputer control, the smaller system by 51 or 96 more, series microcontroller. In this paper, we have designed to AT89C51 single-chip microcomputer as the main core of the realization of the temperature, humidity control system, including hardware and software design, can undertake PC communications, and gives the detailed circuit principle diagram. Keyword Temperature control; Humidity control; Serial interface; 485 bus - II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 研究现状21.3 论文研究内容7第2章 总体方案设计92.1 方案设计92.2 系统设计原则92.3 本章小结11第3章 硬件设计123.1 AT89C51单片机简介123.1.1 主要特性133.1.2 外部管脚133.2 测温度电路153.2.1 内部结构173.2.2 DS18B20工作原理183.3 测湿度电路213.4 键盘243.5 显示LCD243.6 上位机通信253.7 本章小结26第4章 系统软件设计274.1 主程序设计274.2 温湿度检测模块294.3 显示报警模块304.4 本章小结31结论32致谢33参考文献34附录37- 48 -第1章 绪论1.1 课题背景2010年10月1日18时59分57秒345毫秒，嫦娥2号点火，19时整成功发射。在飞行后的29分53秒时，星箭分离，卫星进入轨道。19时56分太阳能帆板成功展开这次探月卫星的成功发射，标志着中国自动化领域进入了一个新的阶段。随着自动化的发展，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展，如医疗自动化、人口控制、经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能，机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用，专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效果。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容，并得到迅速发展。古旧文献资料是记载一个国家文明的重要标志，如何有效的保护这些重要文件，已成为当务之急。温、湿度是影响文献寿命的最重要因素之一，所以温、湿度控制成为文献保护的关键环节。根据传统的方法，人们主要采用温度计、湿度计来采集温、湿度值，通过人工操作加热、加湿、通风和降温设备来控制温、湿度。但是由于温、湿度计精度比较低，以及人工读数时人为因素原因，使得温、湿度检测不仅速度慢，精度低，实时性差，而且操作人员的劳动强度大随着人们对重要文献保护的重视，针对文献资料库温、湿度控制的设备也相应出现。这些由工控机集中控制的温、湿度控制系统或由微机与PLC组成的分布式温、湿度控制系统，大都是成本较高，不适合更多中小型文献资料库的应用。针对我国目前文献保护资金短缺的问题，我们需要更多经济科学使用的监控设备。针对此问题，设计了相对精度高、性能稳定、价格便宜的温、湿度监控装置。利用基于单片机的控制系统来控制文献资料库的温、湿度，不仅能够节省能源，还能用最低的成本得到最好的控制效果。该控制系统具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，不仅可以应用在文献资料库，也可以应用在温室大棚、畜牧业中的孵化和饲养环境调节、粮食储藏一级家居环境控制领域，具有一定的推广价值。1.2 研究现状单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。国外温度调节系统 自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度调节系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果，在这方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器数字控制器 测量与变送装置 电加热炉 执行器 给定值 炉温仪表，并在各行业广泛应用。它们主要具有如下的特点：1适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制。2能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制。3能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制。4这些温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应的范围广泛。 5普遍温控器具有参数自整定功能。借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动整定的功能。有的还具有自学习功能，它能够根据历史经验及控制对象的变化情况，自动调整相关控制参数，以保证控制效果的最优化。6温度湿度控制系统具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。在计算机出现以前，有不少能工巧匠做出了不少精巧的机械。进入电器时代后，人们借助电气技术实现了自动控制机械，自动生 产线甚至自动工厂，并且大大地发展了控制理论。然而，在一些大 中型系统中自动化结果均不理想。只有在计算机出现后，人们才见到了希望的曙光。如今借助计算机逐渐实现了人类的梦想。但是，计算机出现后的相当长的时间里，计算机作为科学武器，在科学的 神圣殿堂里默默地工作，而工业现场的测控领域并没有得到真正的 应用。只有在单片机（Microcontroller）出现后，计算机才真正地从科学的神圣殿堂走入寻常百姓家，成为广大工程技术人员现代 化技术革新，技术革命的有利武器。目前，单片机在民用和工业测 控领域得到最广泛的应用。彩电，冰箱，空调，录像机，VCD，遥控器，游戏机，电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深 地溶入我们每个人的生活之中。单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。单片机按用途大体上可分为两大类：1通用型单片机2专用型单片机专用型单片机是指用途比较专一，出厂时程序已经一次性固化好，不能再修改的单片机。例如电子表里的单片机就是其中的一种。其生产成本很低。通用型单片机的用途很广泛，使用不同的接口电路及编制不同的应用程序就可完成不同的功能。小到家用电器仪器仪表，大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。目前，我国在温度等控制仪表业与国外的差距主要表现在如下几个方面： 1行业内企业规模小，且较为分散，造成技术力量不集中，导致研发能力不强，制约技术发展。 2商品化产品以PID 控制器为主，智能化仪表少，这方面同国外差距较大。目前，国内企业复杂的及精度要求高的温度控制系统大多采用进口温度控制仪表。3仪表控制用关键技术、相关算法及控制软件方面的研究较国外滞后。例如：在仪表控制参数的自整定方面，国外已有较多的成熟产品，但由于国外技术保密及我国开发工作的滞后，还没有开发出性能可靠的自整定软件。控制参数大多靠人工经验进行加热、加湿、通风和降温设备来控制温、湿度。但是由于温、湿度计精度比较低，以及人工读数时人为