基于AT89S51的溫濕度控制系統

大連理工大學城市學院 裴若男 姜 寧 寧秋月 孟蕭振 謝印慶

基于AT89S51設計了一款自動溫濕度檢測控制系統，它是一個具有溫度和濕度檢測、判斷是否達到設定極限值以及報警提示等功能的系統。方便人們對環境指標的及時了解。

溫度、濕度和人們的生活息息相關，無論是日常生活中人們關注的環境指標，還是工農業生產過程中需要注意的重要因素，例如實驗室、種菜的大棚、儲糧的糧倉等領域以及機械工程、石油、化工等各個產業中都需要對溫度和濕度進行掌控。而且隨著科學技術的飛速發展，各行各業對溫濕度的要求也越來越高。所以本設計產品的低成本、方便快捷且檢測精確的優勢，很好的滿足了大眾的需求。

1 系統總體設計

系統由AT89S51主控模塊、1602液晶顯示模塊、DHT11傳感器模塊以及蜂鳴報警器模塊組成。總體系統可以分為溫濕度傳感器的測量、AT89S51單片機主控芯片、1602液晶顯示和蜂鳴報警器四大模塊。系統結構框圖如圖1所示。

圖1 系統結構框圖

2 系統硬件設計

2.1 DHT11溫濕度傳感器

濕度采集范圍5%～95%，在環境溫度為25℃時，濕度采集精度是±5%。溫度采集范圍是-20℃～60℃，在環境溫度為25℃時，溫度采集精度是±2℃。品質高、響應快、抗干擾能力強、性價比高。DHT11傳感器模塊的軟件流程圖如圖2所示。

2.2 1602液晶顯示模塊

1602A 是一種字符型液晶顯模塊，能夠同時顯示32個字符（16列2行）。數字式的顯示模塊，與單片機系統的接口更加清晰地連接，操作更加簡單方便。 清晰度較高且不會閃爍，而且耗電量比其它顯示器少很多。軟件流程圖如圖3所示。

圖2 DHT11傳感器模塊程序流程圖

圖3 1602液晶顯示模塊程序流程圖

2.3 主控芯片

圖4 系統PCB板圖

表1 P3口的第二功能

圖5 程序流程圖

AT89S51[5]具有如下特點：40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(IO)口，5個中斷優先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數器，2個全雙工串行通信口，看門狗(WDT)電路，片內時鐘振蕩器。功能強大的AT89S51[5]可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。它的P3口也可作為一些特殊功能口，如表1所示。

2.4 蜂鳴報警器

采用的是NPN型三極管驅動，蜂鳴器工作電壓只要不超過管子的極限參數即可隨時取用。使用P/O口（P/0由于內部沒有上拉電阻，所以要在電路板上外接上拉電阻，而其他I/O口內部都有上拉電阻）控制，蜂鳴器響，而且聲音大。

2.5 系統硬件板圖

系統硬件板圖如圖4所示。

3 軟件程序設計

當開始供電后、等待幾秒，1602液晶屏就能顯示當前溫濕度。之后將其與已經設置好的極限值相比較，若當前溫度沒有超標，可以用手捂住傳感器，使溫度升高至超標，則蜂鳴器報警。濕度則同理。軟件程序流程圖如圖5所示。

結束語：本系統是基于AT89S51單片機設計的溫濕度控制器，它可以反映環境中溫度和濕度的變化情況，并及時得到溫濕度情況的反饋，以便人們對溫濕度進行調整和控制。本系統溫濕度檢測控制的方法，既節省了人力和物力資源，又體現了科技水平隨著社會的進步取得了顯著的提高。