基于單片機的病房溫濕度控制系統的設計與實現

賈馨婷　鄭琳沈陽工學院　信息與控制學院

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基于單片機的病房溫濕度控制系統的設計與實現

賈馨婷鄭琳
沈陽工學院信息與控制學院

摘要：病房溫濕度是醫院病房中檢測的重要參數。本文利用STC12C5060S2單片機設計一個溫濕度控制檢測系統。可以對濕度傳感器AM1001返回的模擬量經過單片機的A/D轉換成數字量后進行處理，然后經過計算與處理后顯示在數碼管上，同時使用DS18B20作為溫度傳感器件，使用單片機進行一線總線的控制進行溫度數據的讀取。

關鍵字：溫度傳感器 濕度傳感器 單片機

1　硬件部分設計

該設計的主控電路部分為由單片機STC12C5A60S2組成的最小系統部分，對本次設計使用的單片機來說，最小系統有單片機、復位電路和晶振電路。STC12C5A60S2的片內振蕩器作為CPU的時鐘源。

液晶屏采用LCD1602，LCD1602是一款字符型液晶顯示屏。該液晶采用的是并行接口，可以直接通過指令控制屏幕，該液晶內部還有可以開放給用戶定義的ROM區域可以定義16個5×7點陣圖形。

按鍵電路有兩種，一種為掃描式按鍵，通電后對按鍵進行逐個的或者逐行的掃描；另外一種按鍵的檢測方式為AD檢測，每個按鍵按下，對AD檢測口所分的電壓就不相同，通過檢測電壓的變化來達到按鍵檢測的目的。本設計由于使用的按鍵較少，所以使用獨立式按鍵作為本設計按鍵的輸入部分。

DS18B20具有測溫系統簡單、測溫精度高、連接方便、占用處理器I/O端口少等優點，應用方便靈活，在常溫測量中有較大優勢，與Lon Works 現場總線結合應用前景更加廣闊。DS18B20有兩種供電方式，寄生電源方式和使用外部電源。通過比較，本設計采用外部電源供電方式。

報警電路由聲音報警與指示燈構成，其中聲音報警選用蜂鳴器提示報警，該驅動電路由一只三極管與電阻構成，在直流電壓狀態下即可使用。

指示燈由兩個發光小燈組成，分別代表溫度上下限、濕度上下限報警，為了使燈能夠被單片機驅動，單片機的灌電流要遠遠大于單片機的驅動電流才能使其點亮。

本設計中使用的單片機芯片為STC12C5A60S2，該單片機具有A/D轉換功能， 可以根據不同的濕度返回不同的電壓值來檢測濕度。

2　軟件部分設計

軟件部分的設計思路為：入口程序中完成對程序的初始化設置，然后進行按鍵程序的判斷與執行，提取數據后進行判斷與報警。

本設計的軟件部分分為兩大模塊，一個部分為右端所示的單片機的入口程序，一個部分為左端所示的單片機的中斷入口程序，中斷程序為主要的部分。

入口程序：單片機復位后，單片機將從入口程序main（）｛｝；程序開始執行，首先進行復位提示，蜂鳴器做短的鳳鳴，進行A/D轉換的初始化設置，之后通過指令就可以進行A/D轉換了。A/D轉換設置完成后，進行開機時的第一次重量值提取，此次提取的重量值，為了開機進行重量值的自動檢測。

A/D轉換與計算程序，主要功能為完成A/D的轉換，與對轉換值的計算，由于本設計使用的A/D轉換部分為8位精度，數字量為256，而本設計中所使用的轉換的量程為100，所以我們對該A/D轉換值進行處理，將數字量除以2.56，可以得到重量值信息。

溫度提取子程序完成對溫度值的提取，本設計中使用的溫度傳感器為DS18B20，該傳感器采用一線總線的計數的器件，計算時，只需要提取整數部分進行顯示，計算的方法為，將12位溫度值，像右移動四位，剩余的部分即為整數部分的溫度值，然后進行溫度值的判斷。

3　結論

本設計完成了基于單片機的溫濕度測控系統的研究，使用STC12C5A60S2單片對溫度與濕度進行檢測，溫度部分使用DS18B20進行對溫度的檢測，濕度部分使用AM1001濕度傳感器通過單片機直接進行A/D轉換處理后進行顯示與判斷處理，并具有溫濕度輸出控制功能，可以控制溫度與濕度值的平衡，可以通過按鍵設置溫濕度的平衡值的大小。經過檢測此系統功能完善，運行正常，但是仍然存在很多不足，例如：由于病房對于溫濕度的要求較高，精確程度要求較為嚴格，溫度設置和檢測并不能精確到0.1度。所以如果真正應用到醫院病房還需要很大的改進。

參考文獻

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［2］李林功，吳飛青，王兵等.單片機原理與應用［M］. 北京：機械工業出版社，2007：10-14.

［3］譚浩強.C程序設計（第三版）［M］.北京：清華大學出版社，2005：2-190.

作者簡介

賈馨婷，1992年11月，女，漢族，沈陽工學院，學生。

鄭琳（通訊作者），1989年2月，女，漢族，遼寧人，沈陽工學院，教師，講師，碩士學位，研究方向：天線設計與制作。