基于单片机的温湿度控制系统的设计

陈绍勇

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.27.022

摘 要：单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。对于单片机来说，温度和湿度的控制极为重要，温湿度的控制会对单片机的正常工作提供充足的保障。该文就单片机温度控制系统的研究意义、主要电路和系统设计做出了详细论述，希望为我国此行业的健康稳定发展做出些许贡献。

关键词：单片机 温湿度控制系统 设计

中图分类号：TH811 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（c）-0022-02

温湿度控制器是以先进的单片机为控制核心，采用进口高性能温湿度传感器，可同时对温度、湿度信号进行测量控制，并实现液晶数字显示，还可通过按键对温、湿度分别进行上、下限设置和显示，从而使仪表可以根据现场情况，自动启动风扇或加热器，对被测环境的实际温、湿度自动调节的设备。在大多数生产过程中，温度和湿度是非常重要的参数。现如今，随着工业化进程的不断加快，很多工业生产和制造设备都采用了全新的自动化技术，想要在生产过程中使这些自动化设备能够安全稳定地运行，温湿度的控制系统是必不可少的。可见，良好的温湿度控制系统是设备能够正常运行的基本保障。

1 单片机温湿度控制系统设计的研究意义

温度和湿度无疑是最不容易控制的，可是现在很多的工厂都有严格规定的温湿度指标，在这种背景下，优质的温湿度控制系统的使用是非常重要的。

在实际的生产过程和储存过程中，温湿度的控制直接影响着产品的品质。为了保障更多的优质产品的生产，必须要加强对于温湿度的监控，但是传统的人工监控方法又过于费时和费力，对于时机的把握也不是那么到位，经常容易出现失误。随着科学技术的不断发展，温湿度检测控制技术也越来越成熟，以单片机为核心的控制系统的优势逐渐体现出来。所以，从数字化的单片机技术入手，向着自动化、数字化、智能化的方向不断发展是当前的首要任务。

2 单片机温湿度控制系统的主要电路

2.1 温湿度控制系统的显示电路

目前，温湿度控制器显示设备一般是LCD1602，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点陣型液晶模块。这种工业字符型液晶，能够同时显示16×02即32个字符（16列2行）。一般是用3.3 V或者5 V特的工作电压，并且对比度是可以调整的。其中包括了很多复位电路，可以提供很多控制指令，例如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能。

2.2 继电器控制电路

继电器是一种电控制器件，当输入量达到规定的数值以后，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器，具有很强大的控制性。温湿度控制电路一般由4个继电器组合而成，当温度达到一定强度的时候，指定的继电器就会产生吸合作用来降低温度。同理，4个继电器分别对应高温，低温，高湿度，低湿度等4种现象。

2.3 声光报警器

声光报警器，又被称为声光警号，可以同时发出声、光两种警示信号。一般设计采用的是LED红绿灯，当检测到的数据超过规定数值，就会亮起红灯，并且发出警示声来提醒人们。工作电压可定制，一般采用220 V电压。声光报警器可以让工作人员更加及时地发现问题并进行应对，有效地降低了由于温湿度带来的不必要的经济损失。

2.4 检测电路

在设计过程中，一般采用温湿度传感器DHT11作为主要的检测电路，DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。 精度湿度±5%RH，温度±2℃，量程湿度20%～90%RH， 温度0 ℃～50 ℃，并且采用了专用的温湿度传感器及数字模块采集技术，是一款复合型传感器，不需要额外的部件，超低能耗和超远的数据传导系统使其具有优良的可靠性和卓越的长期稳定性。

3 单片机温湿度控制系统的软件设计

单片机温湿度控制系统的软件设计一般分为两大部分。

首先，介绍次程序和主程序，次程序主要包括定时器ER的中断、数据的输入和输出，温湿度规定数值的规定和检测等等，属于一个类似于辅助的程序。主程序，温湿度控制系统的主程序也被称为主函数，在给主函数充电后，主函数可以启动温湿度检测电路，通过检测来收集数据，通过单片机来对这些数据进接收和处理，之后再向LCD1602液晶显示器传输并且显示出来加以判断。如果温湿度不符合要求，对应的继电器就会通过吸合反应来达成降低温度、降低湿度或者升温等目的，反之如果温湿度没有超过规定的数值，那么再进行下一步检测。通过对子函数进行采集，可以实现定时采样和及时有效的处理，采用LCD1602来调控函数主要是对温湿度当中的LCD显示加以控制。

其次，此系统中断与子程序调用的设计过程中，要对程序进行初始化处理，然后将脉冲方式的中断信号输向外部中断源，将中断源进行中断，再进行相关地址的更改，促进信号转换硬件的顺利使用。经过一系列的信号转换，将最终的数字信号储存在缓冲区域内。

4 结语

随着世界科技的不断进步，单片机温湿度控制系统在经济发展上发挥着越来越重要的作用。该次设计所采用的单片机是现代工业设计中最常用的集成芯片，具有体积小、重量轻、廉价、环境适应能力强等诸多优点。为了让经济更好更快地发展，企业在生产产品的过程中必须采用单片机温湿度控制系统，这样不但可以加快产品的生产速度，同样也可以提升产品的品质，相关设计人员要结合实际，根据企业需要来设计合适的单片机温湿度控制系统，提升企业的核心竞争力，推动国家经济的发展。

参考文献

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