摘 要

现代农业科技的进步对于相关科技产品的研发提出了更高的要求，而恒温恒湿试验箱的应用也愈来愈广泛。对其性价比的要求也更高，使用的时间更长，响应的速度更快，并且更加节省能源以减少花费。恒温恒湿试验箱可以用来检验材料在各种条件下的耐高温、耐低温、耐干燥、耐潮湿等性能。也可以用于农业、工业、医疗、航天等方面性能的检验。可以应用在实验室、大棚种植、粮食储存以及土壤等各个行业的多个领域。传统的温湿度检测是利用湿度表等仪器进行人工测量。对不符合温湿度要求的空间进行升温、降温、去湿和加湿。而传统的测试方法比较花费时间与精力，效率较低且误差较大。所以就需要一种自动化程度高、成本较低、用法简单并且精确度较高的温湿度控制装置来取代传统的人工检测。利用单片机来对温、湿度进行控制来达到价格低廉、体积小巧、操作简单、多功能化以及精确度高等生产要求。因此温湿度控制器就成为了首选。

温湿度控制器大体上由中央处理模块、温度采集模块、湿度采集模块、报警模块和显示模块等几部分组成。以单片机作为系统的控制中心，由它来控制温湿度传感器采集的温、湿度的信号的转换，将数据输出到显示屏上，以及温湿度超过预定范围时报警器的报警。具体显示内容及方式则由软件方面来完成。

关键词：恒温恒湿；温湿度控制；温湿度传感器AM2305A；单片机C8051F020

Abstract

The progress of modern agricultural science and technology has put forward higher requirements for the science and technology products, and the application of constant temperature and humidity test chamber are more and more widely. It also requires higher cost performance, longer usage, faster response, and more energy savings to reduce costs. Constant temperature and humidity test chamber can be used to test the material in a variety of conditions of high temperature, low temperature, dry, moisture and other properties. It can also be used for agriculture, industry, medical, aerospace and other aspects of performance testing. It can be applied in the laboratory, greenhouse cultivation, food storage and soil and other fields. The traditional temperature and humidity test is manual measurement using humidity meters and other instruments Traditional methods spend more time and effort, and have lower efficiency and greater error. Therefore, it is necessary to replace the traditional manual detection with a high degree of automation, low cost, simple use and high accuracy temperature and humidity control device. Using single-chip microcomputer to control temperature and humidity achieves simple operation, multi-function and high precision requirements.

The temperature and humidity controller mainly consists of central processing module, temperature acquisition module, humidity acquisition module, alarm module and display module. The single chip microcomputer is used as the control center of the system, and the temperature and humidity are collected by the temperature and humidity sensor, and the data is output to the display screen. The LCD display is accomplished by software.

Keywords: Constant temperature and humidity; Temperature and humidity control; Temperature and humidity sensor AM2305A; MCU C8051F020

目录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2恒温恒湿控制的现状和发展 1

1.3本文的主要内容 2

第2章 恒温恒湿控制器的总体设计 3

2.1恒温恒湿控制器设计的原则 3

2.2恒温恒湿控制器的功能需求分析 3

2.3恒温恒湿控制器的选型 4

2.4恒温恒湿控制器的组成 4

2.5恒温恒湿控制器的工作原理 5

2.6本章小结 5

第3章 恒温恒湿控制器的硬件设计 6

3.1单片机 6

3.2温湿度传感器 7

3.3液晶显示装置 10

3.4温湿度控制模块的设计 11

3.4.1温度控制装置 11

3.4.2湿度控制装置 13

3.5时钟电路与复位电路设计 14

3.6报警电路 15

3.7本章小结 16

第4章 恒温恒湿系统的软件与仿真 17

4.1软件设计的总体方案 17

4.2主程序流程图 17

4.3液晶显示模块仿真 19

4.4温湿度控制模块仿真 22

4.5本章小结 24

第5章 软件工具与系统调试 25

5.1 PROTEUS仿真 25

5.2编程调试软件KEIL UVISION5软件 25

5.3用PROTEUS建立仿真模型 26

5.4恒温恒湿系统仿真 27

第6章 PID控制的应用 28

6.1 PID控制介绍 28

6.2 PID控制理论 28

6.3 PID控制算法 29

第7章 总结与展望 30

7.1总结 30

7.2展望 31

参考文献 32

致谢 33

附录1 34

附录2 35

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

温湿度控制对人们的日常生产生活具有很大的意义。随着全球化贸易的发展，我国的农产品出口量始终保持着增长的态势。但是农产品出口的国际竞争也是越来越激烈，贸易的全球化及国际一体化，对我国的农产品的质量提出了更高要求。蔬菜、水果以及水产品等，其生长都需要对应的生长环境，所以改善农业生产环境和条件，提高农产品的生产质量是我国农业发展的当务之急。随着我国现代农业科技的进步和发展，对于改善农产品生产条件和环境的相关科技产品的研发提出了迫切的需求。农产品生产过程对于环境及条件要求中温度和湿度这两个指标是非常重要的。传统的温湿度检测是利用湿度表等仪器进行人工测量。对不符合温湿度要求的空间进行升温、降温、去湿和加湿。这种传统的测试方法耗时费力，效率较低且误差较大。所以就需要一种自动化程度高、成本较低、用法简单且精确度较高的温湿度控制装置来取代传统的人工检测。而且温湿度在工业生产过程中也是很重要的指标。在计算机、机械制造、电气工程等领域都对温湿度控制有严格的要求。随着医学科技的发展，温湿度控制在生物医学领域也有了更高的要求。随着人们生活条件的不断改善，舒适的生活环境就成为了人们的追求之一，人们对生活环境的舒适度要求越来越高。而生活环境中适宜的温湿度自然而然的成为了需要改善的重点。

1.2恒温恒湿控制的现状和发展