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基于单片机的配电房温湿度测控系统设计.doc
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基于单片机的配电房温湿度测控系统设计.doc
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青岛理工大学毕业设计(论文)
I
基于单片机的配电房温湿度测控系统设计
摘 要
为 保 证 电 气 设 备 在 配 电 房 的 安 全 运 行 , 设 计 了 一 个 基 于
ATC89C51 单 片 机 作 为 控 制 器 的 温 湿 度 测 控 系 统 , 本 文 首 先 介 绍 了 系
统 的 总 体 方 案 设 计 ,然 后 详 细 介 绍 了 各 部 分 硬 件 及 软 件 的 设 计 ,硬 件
部 分 包 括 串 行 通 信 电 路 、系 统 电 源 、人 机 交 互 界 面 、控 制 部 分 及 输 出
部 分 。软 件 部 分 采 用 汇 编 语 言 进 行 编 写 ,给 出 了 详 细 的 流 程 图 及 部 分
子 程 序 的 设 计 。实 践 表 明 ,该 系 统 工 作 稳 定 ,抗 干 扰 能 力 强 ,具 有 良
好 的 性 价 比 和 应 用 价 值 ,能 实 现 自 动 控 制 、手 动 控 制 和 报 警 功 能 ,并
且 对 于 其 它 领 域 的 温 湿 度 测 控 系 统 的 设 计 也 有 着 较 高 的 参 考 价 值 。
关 键 词 : 温 湿 测 控 ; ATC89C51; 配 电 房
青岛理工大学毕业设计(论文)
II
ABSTRACT
Design of Temperature and Humidity measurement and Control
system based on ATC89C51 is for the purpose of guaranteeing electric
equipment run safely in the switching house .First we give the general
plan of the design . Detailed techniques will be presented to describe
every part of the design of the hardare and software.For the hardware,
it includes the serial communication circuit、 the system power supply、
the human-computer interaction interface、 the control system and the
output part. For the software, we use assemble language and give
detailed flow chart and some designs of subprogram .The practice
showed that the system works stabilization well anti-interfere,high
performance price ratio and application value,has auto-control、Manual
control、 alarming bare implemented in the system and also available for
reference to design of other fields of Temperature and Humidity
measure and control system instructions.
KEY WORDS : temperature and humidity measure and control,
ATC89C51, The Switching House
青岛理工大学毕业设计(论文)
III
目录
摘 要 ..........................................................................................................................................I
目录 ...........................................................................................................................................II
第一章 绪论 .............................................................................................................................1
第二章 系统总体设计 .............................................................................................................2
第三章系统硬件设计 ...............................................................................................................3
3.1 系统电源设计 ................................................................................................................3
3.2 信号采集变换部分.........................................................................................................3
3.3 信号处理部分 ................................................................................................................4
3.4 串口通信电路 ................................................................................................................5
3.5 人机交互界面 ................................................................................................................6
3.6 输出部分 ........................................................................................................................8
3.7 系统硬件部分的抗干扰设计.........................................................................................9
第四章 系统软件设计 ...........................................................................................................10
4.1 主程序 ...........................................................................................................................10
4.2 A/D 采样子程序 .........................................................................................................11
4.3 温湿度控制子程序.......................................................................................................12
4.4 动态显示子程序...........................................................................................................15
4.5 键盘子程序 ..................................................................................................................17
4.6 串口通信协议 ..............................................................................................................19
4.6.1 单片机的通信程序 ...............................................................................................19
4.6.2 PC 机发送和接收数据的程序设计 ....................................................................22
4.7 软件部分的抗干扰的设计...........................................................................................25
第五章 结论 ...........................................................................................................................26
致谢 .........................................................................................................................................27
青岛理工大学毕业设计(论文)
1
第一章 绪论
配 电 房 内 的 温 湿 度 指 数 严 重 影 响 着 供 电 设 备 的 安 全 运 行 ,在 电 力
装 置 中 ,由 于 温 度 过 高 、过 低 ,使 元 器 件 失 效 或 环 境 湿 度 过 大 等 引 起
的 漏 电 现 象 时 有 发 生 。多 年 来 ,对 于 这 种 在 配 电 房 工 作 状 态 下 温 、湿
度 需 要 同 时 控 制 的 复 杂 的 辨 识 问 题 ,一 直 未 能 很 好 解 决 ,有 的 方 案 在
硬 件 系 统 设 计 方 面 的 技 术 水 平 非 常 高 ,但 是 关 于 软 件 流 程 方 面 讨 论 的
不 够 详 细 ; 有 的 方 案 则 将 重 点 论 述 在 软 件 的 流 程 及 子 程 序 设 计 方 面 ,
但 是 在 实 际 的 硬 件 设 计 方 面 略 显 粗 糙;还 有 的 方 案 在 软 硬 件 方 面 都 加
以 了 讨 论 , 但 是 对 于 问 题 的 实 用 性 讨 论 不 强 。
基 于 以 上 各 种 原 因 ,开 发 了 以 ATC89C51单 片 机 为 控 制 器 的 温 湿 度
测 控 系 统 ,分 硬 件 部 分 和 软 件 部 分 分 辨 详 细 论 述 该 系 统 ,硬 件 方 面 采
样 使 用 上 海 适 科 机 电 设 备 科 技 公 司 生 产 的 T295工 业 分 体 耐 压 高 温 温
湿 度 传 感 器 , 通 过 外 接 ADC0809转 换 芯 片 实 现 模 数 转 换 , 采 用 动 态 显
示 方 式 驱 动 4个 七 段 数 码 管 , 交 替 显 示 温 度 和 湿 度 信 息 , 同 时 采 用 采
用 非 独 立 的 4X4矩 阵 键 盘 设 置 工 作 模 式 与 设 定 所 需 要 的 温 湿 度 值 , 可
大 大 减 轻 单 片 机 的 工 作 量 ,通 过 整 流 滤 波 稳 压 电 路 给 系 统 供 电 ,通 讯
部 分 采 用 串 口 通 信 电 路 与 上 位 机 相 连 , 输 出 部 分 采 用 固 态 继 电 器
AC~SSR连 接 电 热 丝 与 风 扇 进 行 输 出 , 同 时 回 路 里 装 有 电 气 隔 离 部 分 、
抗 干 扰 环 节 、报 警 部 分 和 自 动 手 动 控 制 开 关 ,能 够 完 美 电 气 隔 离 ,增
强 系 统 的 抗 干 扰 能 力 ,提 高 系 统 的 预 警 能 力 ,并 且 能 实 现 系 统 的 自 动
功 能 与 手 动 功 能 的 快 速 切 换 。软 件 方 面 采 用 汇 编 语 言 进 行 编 写 ,单 片
机 与 上 位 机 直 接 通 过 Turbo语 言 实 现 通 讯 , 为 较 好 的 实 现 对 温 湿 度 偏
差 的 控 制 与 调 节 , 采 用 PID控 制 算 法 来 实 现 对 偏 差 的 调 节 , 具 有 原 理
简 单 ,易 于 实 现 ,结 构 典 型 ,参 数 整 定 方 便 ,鲁 棒 性 强 ,适 用 面 广 和
效 果 显 著 等 特 点 ,特 别 适 用 于 对 象 动 态 特 性 不 完 全 掌 握 、得 不 到 精 确
数 学 模 型 、 难 以 用 控 制 理 论 进 行 分 析 和 综 合 的 场 合 。 PC机 与 AT89C51
单 片 机 的 串 行 通 信 程 序 由 两 部 分 组 成 ,一 部 分 是 PC机 的 通 信 程 序 ,另
一 部 分 是 单 片 机 的 通 信 程 序 。对 于 软 件 部 分 的 抗 干 扰 设 计 也 给 出 了 较
为 详 细 的 设 计 方 法 。
此 次 关 于 配 电 房 温 湿 度 测 控 系 统 的 设 计 既 是 对 已 有 的 关 于 此 类
设 计 的 学 习 与 继 承 ,更 希 望 能 够 对 配 电 房 的 安 全 保 护 与 正 常 运 行 做 出
更 高 层 次 的 保 障 作 用 。通 过 此 次 设 计 ,我 对 自 动 控 制 理 论 有 的 许 多 全
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