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北方民族大学学士学位论文

摘 要

温湿度控制系统早已经成为当今社会研究的热门领域之一，同时温湿度也是现今工农业生产生活中必须要首先考虑的重要因素之一。因此现今社会生产生活中就迫切需要一种价格便宜、容易操作而且精确度高的温湿度控制系统。本系统设计就是利用AT89C52单片机对温湿度参量进行检测进而实现对温湿度参量的控制。

本系统设计通过使用AT89C52单片机、DHT11传感器模块、LCD1602液晶显示屏模块以及二极管闪烁报警模块。简单的系统设计就可以基本上满足本系统设计的系统设计要求。DHT11数字温湿度传感器负责把采集到的温湿度信号传送给AT89C52单片机。温湿度经过AT89C52单片机处理，然后AT89C52准确地把温湿度信号发送到LCD1602液晶显示屏模块，温湿度数据就可以准确地显示到LCD1602液晶屏上面，同时我们可以分别对温度和湿度设置上下限，越限二极管闪烁报警。

关键词：AT89C52单片机，DHT11传感器模块，1602液晶显示屏模块，二极管闪烁报警模块

I

基于51单片机温湿度采集控制系统

ABSTRACT

Temperature and humidity control system has already become one of the most popular areas of today's social research, one of the factors of temperature and humidity is also today's industrial and agricultural production life must first consider important. Therefore the social production and living an urgent need for a cheap, easy operation and high precision temperature and humidity control system. The system design is the use of the AT89C52 microcontroller temperature and humidity parameters for testing so as to realize the control of temperature and humidity parameters.

This design by using AT89C52 microcontroller, the DHT11 sensor module, LCD1602 LCD module diode flashing alarm module. Simple design can be substantially meet the design requirements of the design. DHT11 digital temperature and humidity sensor is responsible for the collected temperature and humidity signal is transmitted to the AT89C52 microcontroller. Temperature and humidity after AT89C52 single-chip processing, and then AT89C52 accurate temperature and humidity signal is sent to the LCD1602 LCD display module, temperature and humidity data can accurately display the LCD1602 LCD screen above, and we can set upper and lower limits of temperature and humidity, the more limiting diode flashing alarm.

Keywords:AT89C52 microcontroller, the DHT11 sensor module, 1602 LCD module, diode flashing alarm module

II

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目 录

第1章 绪 论 ................................................................................................................................... 1

1.1课题研究的背景 ................................................................................................................ 1 1.2课题研究的意义 ................................................................................................................ 1 1.3课题研究的主要内容 ........................................................................................................ 2 1.4课题研究的工作原理 ........................................................................................................ 2 第2章 系统总体方案系统设计 ..................................................................................................... 3

2.1功能要求 ............................................................................................................................ 3 2.2系统设计思路 .................................................................................................................... 3 2.3方案选择 ............................................................................................................................ 3

2.3.1传感器选择方案 .................................................................................................... 3 2.3.2显示器选择方案 .................................................................................................... 4 2.3.3单片机主芯片选择方案 ........................................................................................ 4 2.4 总体系统设计框图 ........................................................................................................... 4 第3章 系统硬件系统设计 ............................................................................................................. 6

3.1概述 .................................................................................................................................... 6 3.2主控模块系统设计 ............................................................................................................ 6

3.2.1 ATC89C52芯片的简介 .......................................................................................... 6 3.2.2主控模块电路原理图 ............................................................................................ 7 3.3 DHT11传感器模块系统设计 ............................................................................................ 7

3.3.1 DHT11传感器简介 ................................................................................................ 7 3.3.2 DHT11传感器模块电路系统设计 ........................................................................ 9 3.4 1602液晶显示模块系统设计 .......................................................................................... 9

3.4.1 1602液晶显示屏简介 .......................................................................................... 9 3.4.2 1602液晶显示模块电路原理图 ........................................................................ 11 3.5 报警模块 ......................................................................................................................... 11

3.5.1二极管工作原理 .................................................................................................. 11

第4章系统软件系统设计 ............................................................................................................. 13

4.1 LCD1602液晶显示模块系统设计 .................................................................................. 13 4.2传感器模块系统设计 ...................................................................................................... 14 第5章 系统分析与调试 ............................................................................................................... 15 第6章 结论与展望 ....................................................................................................................... 17 参考文献......................................................................................................................................... 18 致 谢 .............................................................................................................................................. 19 附 录 .............................................................................................................................................. 20

附录A 外文文献 .................................................................................................................... 20 附录B 硬件原理图 ............................................................................................................... 26 附录C 程序清单 ................................................................................................................... 27

III

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第1章 绪 论

1.1课题研究的背景

作为现代工农业生产生活中非常重要物理参数之一的温湿度，在当今的工农业生产生活中，时刻需要我们关心生产生活场所的它们变化。例如在现今大型的养殖生产场里面，动物植物的生长繁衍，都和温湿度脱不开关系。动物植物只有在最适合的生长条件下，才能更好更快地生长，养殖生产场才能获取最大的生产效益和经济效益。随着科学技术的日益进步和科技水平的快速提高，农业的工业化毫无疑问已经成为当今世界最具有活力的社会产业之一。随着社会的发展以及人们对生产生活自动控制的需求和经济技术的绝对支持，使的第二次世界大战以后温湿度控制系统快速稳健地蓬勃发展起来了。所以本次系统设计对于类似项目具有普遍意义。

1.2课题研究的意义

AT89C52单片机是现代工农业生产生活中非常常见用于控制系统设计的应用芯片，同时在大学期间，在我们的实践生活中，我们大部分接触的也是AT89C52这类简单实用的单片机芯片。用AT89C52单片机作为温湿度控制系统的例子也很多，主要是因为用AT89C52作为系统设计的核心可以使制作简单，而且使系统价格低廉，易于操作。本系统设计主要使用AT89C52单片机来系统设计控制进而实现温湿度的检测，显示，上下限报警，

本系统设计中包括单片机最小系统、DHT11传感器模块的温湿度检测、独立键盘及LCD1602液晶显示、二极管闪烁报警电路、系统软件编程系统设计等部分的系统设计。本系统设计预期的基本功能是能够准确地检测出场所温度和湿度；LCD1602模块能够准确显示温湿度；温度和湿度超过设定范围时能够报警提醒人们场所的温湿度变化已经不适合场所的温湿度要求。将本系统设计应用到温室之类的场所当中毫无疑问可以更好地满足工农业生产生活的具体温湿度要求。本系统设计可以及时、精确的反映场所的温湿度的变化，能够很好地满足工农业生产生活对温湿度的控制要求。

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1.3课题研究的主要内容

本系统所要完成的任务是：

1.LCD1602能够实时、准确的显示AT89C52采样温度值和湿度值。 2.DHT11采集温度及湿度值，AT29C52能够将DHT11输送过来的采集信息，准确的判断标准值与设定值之间的差异，及时的启动报警装置（二极管闪烁）进行报警，告诉工作人员应该采取相对的方案。

1.4课题研究的工作原理

本系统设计的最关键部分是对温度和湿度的采集以及检测、显示。主控电路芯片选择AT89C52单片机，AT89C52单片机的优点很多，例如执行指令的速度很快，对工作环境的要求比较低；温湿度传感器模块我选择了DHT11数字温湿度传感器，DTH11传感器能同时检测温湿度的变化，比以前单纯分别使用DS12B20检测温度，使用湿度传感器检测湿度更加方便简单。根据电路原理连接好外围电路。通过DHT11传感器准确地检测出当前场所下的温湿度，并且将所测数据信号传递给AT89C52单片机进行分析和处理。AT89C52单片机再将所得数据发送给LCD1602液晶屏，LCD1602成功完成显示。报警模块采用二极管闪烁报警方式。系统设计软件编辑中分别预先设置好所需温度和湿度的限值（一个上限一个下限）。通过温度和湿度的上下限值控制二极管闪烁的报警。若温湿度逾越限值，则二极管闪烁，提醒工作人员此时温度湿度数据已经出现异常、需及时调整来实现场所温湿度变化，从而实现了对温湿度简单控制。整体上来说，本系统设计主要涉及了温湿度的测量以及实现对温湿度的简单控制。硬件方面有四个模块，即传感器模块、AT89C52单片机主控模块、LCD1602液晶显示模块以及二极管闪烁报警模块。在硬件方面，制作也相对简便。

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第2章 系统总体方案系统设计

2.1功能要求

1、本系统设计中通过数字温湿度传感器DHT11采集场所中温湿度数据，即时将采集到的温湿度信息传输给单片机AT89C52；

2、本系统设计单片机AT89C52将收到的温湿度信号进行分析和处理，同时AT89C52单片机将采集到的温湿度实时数据传输给LCD1602液晶显示屏；

3、通过LCD1602液晶屏实现温湿度的数据显示；

4、通过按键设定温湿度上下限数值，分别设置不同的温湿度，接入二极管，实现越限报警；

2.2系统设计思路

本系统设计中电路总体上分为DHT11传感器温湿度采集部分、AT89C52单片机中央处理器部分、LCD1602液晶显示部分以及二极管闪烁报警部分。本系统设计以AT89C52单片机最小系统作为核心控制电路，同时控制着DHT11传感器采集的温湿度的转换和1602液晶屏的显示，以及二极管闪烁报警。LCD1602具体显示内容及方式由软件编写来完成，采集温湿度数据由DHT11传感器来完成。DHT11传感器是一种数字温湿度传感器、其自身带有模数转换功能，所以它可以直接与AT89C52单片机相连接。LCD1602液晶屏是一种插针式显示屏，也可以直接与AT89C52单片机相连接。因此本系统设计手动焊接很简单，也容易操作，不需要打板。本系统设计焊接具体步骤是：按照原理图将DHT11温湿度传感器、LCD1602液晶显示屏分别接入T89C52单片机。通过DHT11传感器把采集当到的温湿度值、输送给AT89C52单片机，再经AT89C52单片机处理，将处理后的数据传送到LCD1602液晶屏上显示出来,并且接入二极管。我们可以在软件编写中设置温度的上下限值。实现越限报警。

2.3方案选择

2.3.1传感器选择方案

方案一：利用两个传感器分别检测温度和湿度值，温度检测模块选用

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DS18B20温度传感器。湿度检测模块选用HS1101电容式湿度传感器。这两款传感器都是我们大学实践电子设计中非常常见和常用的传感器。

方案二：检测温湿度数值选用DHT11传感器作为系统设计的温湿度检测模块。DHT11传感器能够同时对温度和湿度数值进行检测，而且其精确度能过完全满足本毕业系统设计的精度要求。

经过上述分析，方案一虽然精度更精确。却稍显复杂。方案二虽然DHT11传感器没怎么使用过，即便不能达到方案一那么高的精度要求，仍也能满足系统设计要求，而且更加简单，更加容易实现，也更加稳定可靠。所以我选择方案二。 2.3.2显示器选择方案

方案一：采用12864液晶显示屏。12864液晶显示模块自身内置8192个中文汉字、128个字符及64X256点阵显示RAM。可以显示汉字以及图案。

方案二：选择使用LCD1602液晶显示屏。LCD1602能够显示16列2行,但是只能显示字母、数字和符号能显示16*2个字符，不能显示汉字。由于LCD1602寄存器不止32个，所以软件编写可以使字符一个个显示、字符从左到右或从右到左显示等等，显示效果比较简单。

经过上述分析，在编程使用方面，12864液晶显示屏和LCD1602难度差不多，虽然12864液晶屏可以显示更多的字符，汉字，乃至图案，有更多LCD1602不具备的功能。但是LCD1602液晶屏也能实现系统设计的要求，而且LCD1602价格比较便宜，在大学里我们接触的比较多，而12864液晶显示屏最至少四十块钱。综上所述，LCD1602就是最好的选择。 2.3.3单片机主芯片选择方案

对于本系统设计，由于对单片机的要求不高，只要选取片内带RAM和ROM的单片机即可，AT89C52也是我大学生活中接触比较多的单片机。所以在本系统设计中选取的是ATMEL公司的AT89C52单片机即可。

2.4 总体系统设计框图

按照温湿度控制系统功能的具体设计要求，在保证实现其功能的基础上，尽可能降低制作成本和提高系统设计的稳定性和准确性，该系统设计方案总体上围绕上述思想，初步确定系统的方案如图2-1所示。

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传感器与之相连 AT89C52 主控模块 DHT11传感器模块

LCD1602字符液晶与之相连 LCD1602字符液晶模块 报警模块

图2-1

从图2-1中可以看出，系统AT89C52单片机处理模块、LCD1602液晶显示模块、DHT11传感器模块和二极管闪烁报警模块组成。在方案系统设计中，我们应该始终遵循简洁至上的原则，因此我将所有的外围模块与AT89C52模块接口全部采用串行方式。本系统设计以AT89C52单片机为控制核心，实现温湿度采集及显示的基本功能。在系统设计系统时，为了更好地采用模块化系统设计法，分步的系统设计各个单元功能模块，系统的硬件部分可以分为DHT11传感器部分、AT89C52单片机控制部分、LCD1602液晶显示部分和实现二极管闪烁报警部分。

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第3章 系统硬件系统设计

3.1概述

本次的毕业系统设计主要由4个模块构成，分别是AT89C52单片机主控模块、DHT11传感器模块、LCD1602液晶显示模块及二极管闪烁报警模块。其中AT89C52单片机主控模块是本系统设计的核心模块，核心模块主要是指AT89C52芯片，它控制整个系统的运行，利用AT89C52单片机各个口分别控制其它模块，使DHT11传感器，LCD1602液晶显示器，二极管形成一个稳定运行的系统，进而满足本系统设计的功能需要；报警模块主要是指将二极管接入单片机电路。通过对任何时间温湿度的检测，并由软件编写给定二极管闪烁所需要的温湿度区间，即给定二极管闪烁上下限值，实现越限报警；DHT11传感器模块主要用于场所的温湿度的检测、由于DHT11集成了模数转换等模块，所以DHT11模块直接接AT89C52单片机即可。LCD1602液晶显示模块同样直接接入AT89C52单片机即可，LCD1602主要的功能就是完成对单片机处理后的数据进行显示。

3.2主控模块系统设计

3.2.1 ATC89C52芯片的简介

AT89C52是一款8位微控制器，有8K存储空间，同时也是我们大学期间接触比较多的单片机。AT89C52单片机的内部结构，引脚，指令与MCS-51系列单片机基本相同。AT89C52的40引脚如图3-1所示。

图3-1 AT89C52引脚排列图

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3.2.2主控模块电路原理图

AT89C52单片机主程序模块主要任务是通过对DHT11传感器采集到信号的读取，然后AT89C52单片机将得到的数据信号进行分析和处理，然后AT89C52再将处理后的信号发送给LCD1602液晶显示模块，同时AT89C52单片机连接二极管，控制着报警系统。如图3-2所示。

图3-2 AT89C52模块电路原理图

3.3 DHT11传感器模块系统设计

3.3.1 DHT11传感器简介

DHT11数字温湿度传感器是一款4针单排引脚封装的传感器模块。DHT11传感器主要应用于场所温湿度的检测，性能稳定可靠。DHT11传感器主要由一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件组成，DHT11传感器引脚可以直接与AT89C52直接相连接。该传感器连接十分方便，所以利用该传感器制作本系统设计可以使系统制作变得十分简单。

DHT11传感器实物图如下3-3所示：

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图3-3 DHT11传感器实物图

（1）引脚介绍：

Pin1：(VDD)，电源引脚，供电电压为3~5.5V，供电电压5V即可。 Pin2：（DATA），串行数据，单总线。 Pin3:（NC），空脚，悬浮即可。 Pin4（VDD），接地端，接电源负极。 （2）接口说明 ：

如果连接线长度短于20米，则应该加上5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况来选择合适阻值的上拉电阻。如图3-4所示

图3-4DHT11典型应用电路

（3）数据帧的描述：

DATA的主要任务是用于AT89C52单片机与DHT11传感器之间的通讯和同步,采用单总线数据形式,单次通讯时间4ms左右,数据既有整数部分也有小数部分。 （4）电气特性：通常情况下VDD=5V，除非特别注明。如图3-5所示。

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北方民族大学学士学位论文 表3-5 DHT11的电气特性

参数 供电 供电电流

条件 DC 测量 平均 待机

采样周期

秒

Min 3 0.5 0.2 100 1

typ 5

max 5.5 2.5 1 150

单位 V mA mA uA 次

注:采样周期间隔不得低于1秒钟。

3.3.2 DHT11传感器模块电路系统设计

DHT11传感器和AT89C52单片机连接十分简单，只用加上5K的上拉电阻即

可。利用AT89C52单片机的P2.0口与DHT11传感器数据口P2相连用来发收串行数据。同时传感器的电源端口P1和P4分别接单片机的VDD和GND端。传感器的第三脚悬浮放置。DHT11传感器原件的电路原理图如图3-6所示：

图3-6 DHT11电路原理图

3.4 1602液晶显示模块系统设计

3.4.1 1602液晶显示屏简介

LCD1602能够同时显示32个字符（16列2行）。

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一般1602字符型液晶显示器实物如图3-7和3-8所示：

图3-7 液晶屏正面

图3-8 液晶屏背面

（1）1602LCD的RAM地址映射以及标准字库表

LCD1602液晶模块里面的字符发生存储器已经存储了160个不同的字符图，但是没有汉字，12864液晶模块可以显示汉字。我们是通过指令编程来实现LCD1602的读写操作、屏幕和光标的操作等操作的（1为高电平，0为低电平）。

1602 内部显示地址如图3-9所示：

图3-9 1602内部显示地址

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3.4.2 1602液晶显示模块电路原理图

图3-10 1602显示模块

3.5 报警模块

3.5.1二极管工作原理

图3-11二极管工作原理图

在对我们所要系统设计的课题有了整体的了解之后，需要先建立程序框架的流程图，对整个系统设计划分模块，逐个模块实现其功能，最终把各个子模块合理的连接起来，构成总的程序。主程序首先要对整个系统进行初始化，然后将采集到的温湿度指令传给系统的主流程图如图3-12所示（以温度为例）：

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开始 初始化 判断温度 延时 温度 温湿度测量 低于26℃ 高于30℃ 1602显示数据 二极管闪烁 二极管闪烁 结束

图 3-12主程序流程图

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第4章系统软件系统设计

4.1 LCD1602液晶显示模块系统设计

LCD1602液晶显示模块可与AT89C52直接接口的。软件流程图如图3-13所示：

开始 LCD初始化 延时 设第一行显示位置 显示第一行内容 设第二行显示位置 显示第二行内容

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基于51单片机温湿度采集控制系统 图4-1 1602液晶显示模块程序流程图

4.2传感器模块系统设计

DHT11传感器使系统设计更加省时省力。DHT11传感器模块的软件流程图如下图3-14所示

给DHT11上电 延时 保持高电平 检测记录信号 输出低电平 延时 输出低电平 数据输出 结束信号

图 4-2 DHT11传感器模块程序流程图

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第5章 系统分析与调试

本系统设计是在Keil C环境下开发的，Keil C软件支持C语言的编程及调试，运用方便，是做C语言毕业系统设计者的首选。

Keil C程序运行如图5-1,5-2所示

图5-1 keil C运行图

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图5-2程序烧录运行图

在完成对程序的调试及烧录之后，还需要对其进行演示，把开发板与电脑连上，设置好对应的接口，完成供电及下载。开始供电后、稍等几秒后LCD1602液晶屏能正常显示当前温湿度了之后，观察当前温湿度的变化。我们可以用手捂住DHT11传感器，令其温度的显示超标，测试能否达到报警。经过测试，本系统设计完全可行，进而实现了对温度的简单控制。当然湿度控制原理跟温度一样。

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第6章 结论与展望

本系统以AT89C52单片机为核心部件的控制系统，利用软件编程，最终基本上实现了各项要求。虽然本系统设计还存在某些不足，比如温湿度测量不够精确。不过本系统大体能反映出系统设计的目的和要求，与预期的结果相差不多。

经过几个月的奋斗，从确定题目，到后来查找资料，理论学习，实验编程调试，这一切都使我的理论知识和动手能力有了很大的提高。学会了对一项设计如何系统设计：首先，要分析需要系统设计的系统要实现什么功能，需要什么器件；然后，针对系统设计购买相应的硬件，选用硬件时不仅要选用经济的，更重要的是如何能更精确更方便的完成系统的要求；再次，对各个硬件的软件实现要弄清楚，如何更好的实现各个硬件的协调，更好的通过主控制器件实现硬件的功能。最后，通过各种测试与调试，让系统设计更好的完成系统要求。

但此系统设计中也存在一定的不足，就比如说对湿度的控制方面，由于温度时刻都在发生着变化。而湿度的变化又大体上取决于温度。因而对于湿度的控制有点困难。

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参考文献

[1] 陈明荧.8051单片机课程系统设计实训教材[M]. 北京：清华大学出版社，2003． [2] 徐新艳.单片机原理、应用与实践[M]. 北京：高等教育出版社，2005．

[3] 吴金戌，沈庆阳，郭庭吉.8051单片机实践与应用[M]. 北京：清华大学出版社，2002. [4] 王千.实用电子电路大全[M]. 电子工业出版社，2001.

[5] 冯博琴.微型计算机原理与接口技术[M]. 北京：清华大学出版社，2004. [6] 张毅刚.MCS-51单片机应用系统设计[M]. 哈尔滨工业大学出版社，2004. [7] 刘坤.51单片机应用系统典型模块开发大全[M].中国铁道出版社，2011 [8] 郭天祥.51单片机C语言教程[M].电子工业出版社，2010. [9] 黄俊.电力电子技术[M].机械工业出版社，2009.

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致 谢

毕业在即，而毕业论文则是毕业前的最后一环，也是非常重要的一环。为期几个月的毕业系统设计过程中，冯翼老师给与了我很大帮助，无论是从实习期间的懵懂状态，再到硬件系统设计以及毕业论文的完成后的略有小成，我都会有深深的感慨。在做毕业系统设计的过程中，是冯翼老师给我指明了思路，包括硬件采购，电路连接以及软件程序系统设计等，都给我提供了相当大的帮助。在此，特意对冯翼老师表示深深感谢。

同时还要对学校表示感谢，是学校给我们提供了一次难能可贵的机会。还有学校从硬件方面也对我们能帮助很大，大大的方便了我们完成毕业系统设计。

总之，无论是从老师还是到学校。本次毕业系统设计过程中我受到了很大的帮助和启发。没有你们，我的毕业系统设计就坚持不下来。感谢你们，有了你们，我受益匪浅。

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附 录

附录A 外文文献

Introductions to PID Controllers and Intelligent

Industrial automation level has become a measure of professions modernization level is an important symbol. At the same time, the development of the theory of control also experienced the classical control theory and modern control theory and intelligent control theory of three phase automatic control system can be divided into the open loop control system and closed-loop control system. A control system including the controller, sensors, actuators, and transmitter input and output interface. The output after output interface, actuators, add to the control system, Control system, the accused, the transmitter, through after sensor input interface to controller. Different control system, its sensors and actuators, the transmitter is not the same. At present, the PID control and controller or intelligent instrument has many PID controller in the engineering practice, the products have been widely applied, there are all sorts of PID controller products, companies are developed with PID parameter self-setting function of intelligent regulator (intelligent regulator), including the PID controller is adjusted by intelligent automatic adjustment or calibration, the adaptive algorithm is proposed to realize. Have realized using PID control pressure, temperature, flow, liquid level controller, can realize PID control function of the programmable logic controller (PLC), and can realize PID control PC system, etc.

PID controllers can be stand-alone controllers (also called single loop controllers), controllers in PLCs, embedded controllers, or software

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in Visual Basic or C# computer programs.

PID controllers are process controllers with the following characteristics:

_ Continuous process control

_ Analog input (also known as “measurement” or “Process Variable” or “PV”)

_ Analog output (referred to simply as “output”) _ Setpoint (SP)

_ Proportional (P) , Integral (I) , and/or Derivative (D) constants Examples of “continuous process control” are temperature, pressure, flow, and level control.for example, controlling the heating of a tank. For simple control, you have two temperature limit sensors (one low and one high) and then switch the heater on when the low temperature limit sensor turns on and then turn the heater off when the temperature rises to the high temperature limit sensor. This is similar to most home air conditioning & heating thermostats.

In contrast, the PID controller would receive input as the actual temperature and control a valve that regulates the flow of gas to the heater. The PID controller automatically finds thecorrect (constant) flow of gas to the heater that keeps the temperature steady at the

setpoint.Instead of the temperature bouncing back and forth between two points, the temperature is held steady. If the setpoint is lowered, then the PID controller automatically reduces the amount of gas flowing to the heater. If the setpoint is raised, then the PID controller automatically increases the amount of gas flowing to the heater. Likewise the PID controller would automatically for hot, sunny days (when it is hotter outside the heater) and for cold, cloudy days.

Intelligence and intelligent systems can be characterized in a number of ways and along a

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number of dimensions. There are certain attributes of intelligent systems, common in many definitions, which are of particular interest to the control community.

In the following, several alternative definitions and certain essential characteristics of ntelligent systems are first discussed. A brief working definition of intelligent systems that aptures their common characteristics is then presented. In more detail, we start with a rather eneral definition of intelligent systems, we discuss levels of intelligence, and we explain the role f control in intelligent systems and outline several alternative definitions. We then discuss daptation and learning, autonomy and the necessity for efficient computational structures in ntelligent systems, to deal with complexity. We conclude with a brief working characterization f intelligent (control) systems.

We start with a general characterization of intelligent systems: An intelligent system has the ability to act appropriately in an uncertain environment, where

n appropriate action is that which increases the probability of success, and success is the chievement of behavioral subgoals that support the system’s ultimate goal. In order for a man-made intelligent system to act appropriately, it may emulate functions of iving creatures and ultimately human mental faculties. An intelligent system can be haracterized along a number of dimensions. There are degrees or levels of intelligence that can e measured along the various dimensions of intelligence. At a minimum, intelligence requires he ability to sense the environment, to make decisions and to control action. Higher levels of ntelligence may include the ability to recognize objects and events, to represent knowledge in a orld model, and to reason about and plan for the future. In advanced forms, intelligence rovides the capacity toperceive and understand, to choose wisely, and to act successfully under large

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variety of circumstances so as to survive and prosper in a complex and often hostile nvironment[. Intelligence can be observed to grow and evolve, both through growth in omputational power and through accumulation of knowledge of how to sense, decide and act in complex and changing world.

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基于51单片机温湿度采集控制系统

PID控制器和智能简介

工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，还对控制理论的发展经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三阶段，自动控制系统可分为开环控制系统闭环控制系统。一个控制系统包括控制器，传感器，制动器，和发射器输入输出接口。输出接口，输出驱动器后，添加到控制系统，控制系统，被控制系统，发射机，通过传感器输入接口后控制器。不同的控制系统，其传感器和执行器，发射器是不一样的。在目前，PID控制，控制器或智能仪器已在许多PID控制器工程实践，该产品已被广泛应用，有各种各样的PID控制器产品，公司以智能PID参数自整定功能的开发调节器（智能调节器），包括PID控制器是通过智能自动调整调整或校正，提出了实现自适应算法。实现了利用PID控制压力，温度，流量，液位控制器，能实现PID控制功能可编程逻辑控制器（PLC），并可实现PID控制的PC系统等。

PID控制器可以独立的控制器（也被称为单回路控制器），控制器在PLC，嵌入式控制器，或软件在Visual Basic或C #计算机程序。 PID控制器具有以下特征的过程控制器： _连续过程控制

_模拟输入（也被称为“测量”或“过程变量”或“PV”） _模拟输出（简称为“输出”） _设定点（SP）

_比例（P），积分（I），和/或微分（D）常数

这种控制的例子，比如说控制箱加热。简单的控制，你有两个温度限制传感器（一个低一高），然后切换加热器时低温度限制传感器打开然后打开加热器关闭当温度上升到高温度限制传感器。这类似于大多数家庭的空调及供暖恒温器。 相反，PID控制器将接收输入的实际温度控制PID控制器自动地找到正确的（常

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数）的气体，保持温度稳定在设定热水器的流动。相反的温度跳跃的两个点之间的来回，温度保持稳定。如果设定值降低，PID控制器就会自动降低流动的气体的量加热器。如果设定值升高，PID控制器就会自动增加的气体的量流向加热器。同样，PID控制器将自动热，阳光明媚的日子（当它是热外加热器）和寒冷，多云的日子。

智能与智能系统的特点可以在许多方面和沿在下面的，几种不同的定义和本质特征它们的共同特点是提出了。在更多的细节，我们从一个很一般智能系统的定义，讨论了智能的水平，和我们解释的作用在智能系统的控制和轮廓的几种可供选择的定义。我们再讨论关键词和学习，自主性和高效的计算结构的必要性智能系统，以应对复杂性。我们的结论与一个简短的工作特性F智能（控制）系统。 我们开始与智能系统的一般特性：

一个智能系统在不确定环境下的适当行为的能力，在那里适当的行动，从而增加成功的概率，成功的行为目标，支持系统的最终目标的全面实现。为了一个人工智能系统，采取适当的行动，它可以模仿生活的生物功能和最终人类的心智。智能系统可以持续沿的维数。有学位或情报，可以沿各维度的测量水平的情报。至少，智能需要他能够感知周围环境，做出决定和控制作用。高水平的智力可能包括识别物体和事件的能力，知识表示在世界模型，原因和对未来的计划。在先进的形式提供，智力能力觉察到并理解，明智的选择，行动成功大的各种情况下，生存在一个复杂的、常常是充满敌意的环境繁荣。智能可以观察到的增长和发展，通过在计算功率和通过对如何感觉知识积累增长，决定复杂不断变化的世界。

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附录B 硬件原理图

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附录C 程序清单 主程序

#include //52单片机头文件

#include //温湿度传感器DHT11头文件 #include //液晶屏1602头文件 uchar i,key_flag;

uchar set_temp_H_shi,set_temp_H_ge;//设定温度的变量 uchar set_temp_L_shi,set_temp_L_ge;//设定温度的变量 uchar set_humi_H_ge,set_humi_H_shi;//设置湿度的变量 uchar set_humi_L_ge,set_humi_L_shi;//设置湿度的变量

signed char set_temp_H=38, set_temp_L=8; //温度上限赋值38，温度下限赋值8

signed char set_humi_H=78, set_humi_L=48;//湿度上限赋值78，湿度下限赋值48

sbit k1=P3^2;//定义按键K1 sbit k2=P3^3;//定义按键K2 sbit k3=P3^4;//定义按键K3 sbit k4=P3^5;//定义按键K4

/////////////////////////延时函数///////////////////////////// void delay(uchar x) {

uchar a,b;

for(a=0;a<20;a++)

{ for(b=x;b>0;b--); } }

/////////////////////////显示温度 和 湿度////////////////////////// void disp_t_h() {

write_cmd(0x8c);

write_dat(tab_lcd_num[ds3]);//显示温度十位 write_cmd(0x8d);

write_dat(tab_lcd_num[ds4]);//显示温度个位 write_cmd(0xcc);

write_dat(tab_lcd_num[ds1]);//显示温湿度十位 write_cmd(0xcd);

write_dat(tab_lcd_num[ds2]);//显示温湿度个位

}///////////////////////开//////////////////////////////////// void disp_start() {for(i=0;i<16;i++)

{write_cmd(0x80+i); 页 第 27 页 共 36

机显示基于51单片机温湿度采集控制系统

write_dat(tab_t[i]);//温度 }

for(i=0;i<16;i++) {write_cmd(0xc0+i); write_dat(tab_h[i]);//湿度 } }

///////////////////////扫描按键//////////////////////////////// void key_scan() {

if(k1==0)//按下K1 {

//设置温度上限//////////////////////////////// if(key_flag==0)//按键标志0 {

write_cmd(0x01);//清屏

write_cmd(0x80);//显示位置第一行第一列 for(i=0;i<13;i++)

write_dat(tab_set_temp_H[i]);//显示SET TEMPERATURE字符

while(k4==1)//按下K4 {

if(k2==0)//按下K2 { while(k2==0);

set_temp_H++;//设置温度数值加

if(set_temp_H==100)//到100，清0 set_temp_H=0; }

if(k3==0)//按下K2

{ while(k3==0);//松手检测

set_temp_H--;//设置温度数值减 if(set_temp_H==0)//到0，加为100 set_temp_H=100;}

set_temp_H_ge=set_temp_H;//计算设置温度个位 set_temp_H_shi=set_temp_H/10;//计算设置温度十位

write_cmd(0xc6);

write_dat(tab_lcd_num[set_temp_H_shi]);//显示设置温度个位

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write_cmd(0xc7);

write_dat(tab_lcd_num[set_temp_H_ge]);//显示设置温度十位

}

delay(200); }

//设置温度下限//////////////////////////////// if(key_flag==1)//按键标志1 {

write_cmd(0x01); write_cmd(0x80); write_dat(tab_set_temp_L[i]);符

{

{ set_temp_L++; set_temp_L=0; }

{ set_temp_L--; set_temp_L=100; }

set_temp_L_ge=set_temp_L; set_temp_L_shi=set_temp_L/10;

write_cmd(0xc6);

write_dat(tab_lcd_num[set_temp_L_shi]);度个位

write_cmd(0xc7);

write_dat(tab_lcd_num[set_temp_L_ge]);十位

} }

//清屏

//显示位置第一行第一列 for(i=0;i<13;i++)

//显示SET TEMPERATURE字while(k4==1)//按下K4 if(k2==0)//按下K2 while(k2==0);

//设置温度数值加

if(set_temp_L==100)//到100，清0 if(k3==0)//按下K2

while(k3==0);//松手检测

//设置温度数值减 if(set_temp_L==0)//到0，加为100 //计算设置温度个位 //计算设置温度十位 //显示设置温//显示设置温度第 29 页 共 36

页 基于51单片机温湿度采集控制系统

////设置湿度上限/////////////////////////////////////////////////// if(key_flag==2)//按键标志2 {

write_cmd(0x01);//清屏

write_cmd(0x80);//显示位置第一行第一列 for(i=0;i<13;i++)

write_dat(tab_set_humi_H[i]);//显示SET HUMIDITY字符 while(k4==1) {

if(k2==0)

{ while(k2==0);

set_humi_H++;//设置湿度数值加 if(set_humi_H==100) set_humi_H=0; }

if(k3==0)

{ while(k3==0);

set_humi_H--;//设置湿度数值减 if(set_humi_H==0) set_humi_H=100; }

set_humi_H_ge=set_humi_H;//计算设置湿度个位 set_humi_H_shi=set_humi_H/10;//计算设置湿度十位

write_cmd(0xc6);

write_dat(tab_lcd_num[set_humi_H_shi]);//显示设置湿度十位

write_cmd(0xc7);

write_dat(tab_lcd_num[set_humi_H_ge]);//显示设置湿度个位

}

}

////设置湿度下限/////////////////////////////////////////////////// if(key_flag==3)//按键标志3 {

write_cmd(0x01);//清屏

write_cmd(0x80);//显示位置第一行第一列 for(i=0;i<13;i++)

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write_dat(tab_set_humi_L[i]);//显示SET HUMIDITY字符 while(k4==1) {

if(k2==0)

{ while(k2==0);

set_humi_L++;//设置湿度数值加 if(set_humi_L==100) set_humi_L=0; }

if(k3==0)

{ while(k3==0);

set_humi_L--;//设置湿度数值减 if(set_humi_L==0) set_humi_L=100; }

set_humi_L_ge=set_humi_L;//计算设置湿度个位 set_humi_L_shi=set_humi_L/10;//计算设置湿度十位

write_cmd(0xc6);

write_dat(tab_lcd_num[set_humi_L_shi]);//显示设置湿度十位

write_cmd(0xc7);

write_dat(tab_lcd_num[set_humi_L_ge]);//显示设置湿度个位

} }

//按键功能结束///////////////////////////////////////////// key_flag++;

if(key_flag==4)//按键标志6 key_flag=0;

write_cmd(0x01);//清屏 disp_start();//显示字符 } }

////////////比较数据，开启///////////////////////////////////// void bijiao() {

或关闭 继电器 if(U8T_data_H>set_temp_H)//如果温度大于设置温度上限，打开超出温度上限温度继电器和温度LED,

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temp_out=0;//P1.1

else temp_out=1; //否则关闭超出温度上限温度继电器和温度LED if(U8T_data_H

temp_led=0;//P1.3

else temp_led=1; //否则关闭低于温度下限温度继电器和温度LED if(U8RH_data_H>set_humi_H)//如果湿度大于设置湿度上限，打开超出湿度上限继电器和湿度LED,

humi_out=0;//P1.2

else humi_out=1; //否则关闭超出湿度上限继电器和湿度LED if(U8RH_data_H

humi_led=0;//P1.4

else humi_led=1; //否则关闭低于湿度下限继电器和湿度LED }

/////////主函数////////////////////////////////////////////////// void main() {

init_lcd();//初始化液晶1602 disp_start();//显示字符 RH();//读取DHT11温湿度数值

convdat();//转换DHT11温湿度数值 disp_t_h();//显示温度 和 湿度 while(1) {

key_scan();//扫描按键 count++;//计数器加

if(count==100)//到100,转换温湿度数据 { count=0; RH();

convdat();}

disp_t_h();//显示温度 和 湿度

bijiao();//比较数据控制 继电器动作 } }

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temp_out=0;//P1.1

else temp_out=1; //否则关闭超出温度上限温度继电器和温度LED if(U8T_data_H

temp_led=0;//P1.3

else temp_led=1; //否则关闭低于温度下限温度继电器和温度LED if(U8RH_data_H>set_humi_H)//如果湿度大于设置湿度上限，打开超出湿度上限继电器和湿度LED,

humi_out=0;//P1.2

else humi_out=1; //否则关闭超出湿度上限继电器和湿度LED if(U8RH_data_H

humi_led=0;//P1.4

else humi_led=1; //否则关闭低于湿度下限继电器和湿度LED }

/////////主函数////////////////////////////////////////////////// void main() {

init_lcd();//初始化液晶1602 disp_start();//显示字符 RH();//读取DHT11温湿度数值

convdat();//转换DHT11温湿度数值 disp_t_h();//显示温度 和 湿度 while(1) {

key_scan();//扫描按键 count++;//计数器加

if(count==100)//到100,转换温湿度数据 { count=0; RH();

convdat();}

disp_t_h();//显示温度 和 湿度

bijiao();//比较数据控制 继电器动作 } }

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tu0p.html