单片机控制的恒温恒湿箱的设计.doc

摘要:恒温恒湿箱是一种能够自动调节温度与湿度的设备，它能利用一定的方式将温湿度控制在所需要的范围内。而随着科技的发展，控制理论和电子信息技术也正在不断地走向成熟，这使得恒温恒湿箱在智能化与信息化方面也有了长足的进步。现代工农业的发展离不开金属提炼与化学制剂，而温湿度正是它们的主要控制参数，因而我们需要利用恒温恒湿箱，来对材料的耐热、耐湿、耐寒、以及耐干性能进行测试。而恒温恒湿箱又具有操作方便，体积轻便等优点，是试验材料性能的最佳选择。本设计，以AT89C52单片机为控制核心设计了一个恒温恒湿系统，实现对箱体内的温度与湿度进行控制并显示。恒温恒湿箱的设计包括三个部分：硬件系统设计、软件系统设计和箱体结构设计。其中，硬件系统包括：温度传感器，湿度传感器，数据显示，温度湿度控制和警报等模块；软件系统包括：数据显示程序设计，温湿度控制程序设计，键盘程序设计等。对恒温恒湿箱的程序进行了调试，使系统能够实现设置并调节温度与湿度，使其当温湿度达到设定值时，实现自动控制并保持温湿度恒定,并将传感器所采集到的数据在液晶显示器上进行显示，方便观测人员进行记录。最后再根据所选用的各个元器件的尺寸大小，设计出最合适的箱体结构。

关键词 恒温恒湿；单片机；自动控制

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1 课题背景及意义-1

1.1.1 国内恒温恒湿箱现状-1

1.1.2 恒温恒湿箱未来发展前景-1

1.2 课题主要内容及研究路线-2

2 系统总体设计-3

2.1 系统设计的要求-3

2.2 系统的组成机构-3

3 硬件电路设计-5

3.1 单片机控制电路设计-5

3.1.1 单片机选型-5

3.1.2 复位与时钟电路设计-6

3.2 温湿度检测电路设计-7

3.2.1 传感器选择方案-7

3.2.2 DHT11数字温湿度传感器-7

3.2.3 DHT11数字温湿度传感器参数与引脚-7

3.2.4 温湿度检测电路设计-8

3.3 温湿度控制电路设计-8

3.3.1 加热器设计-9

3.3.2 加湿器设计-10

3.3.3 风扇设计思路-10

3.4 显示模块设计-11

3.4.1 显示器选择方案-11

3.4.2 LCD 1602简介-11

3.4.3 LCD 1602电路设计-12

3.5 键盘模块设计-13

3.6 警报电路设计-14

3.7 电源电路设计-14

3.8 保护电路设计-15

3.9 串口下载电路设计-16

4 软件设计-17

4.1 软件设计综述-17

4.2主程序流程设计-17

4.3 温湿度数据检测与读取程序设计-23

4.4 LCD显示程序设计-23

4.5 PID温湿度控制软件设计-25

4.5.1 PID控制的发展-25

4.5.2 PID控制原理-25

4.5.3 PID控制流程-26

4.5.4 PID算法软件控制实现-27

5 箱体机械结构设计-30

5.1 箱体设计思路-30

5.2 机械结构设计-30

5.2.1 外形设计-30

5.2.2 内部恒温恒湿空间设计-30

5.2.3 元器件排布-30

总结-31

致谢-32

参考文献-33

附录-34