恒温恒湿控制新版系统的设计和实现.doc

专业：电气工程及其自动化
学号：

Hebei Normal University of Science & Technology

本科毕业设计
（自然科学）

题 目： 恒温恒湿控制系统设计与实现（偏硬）
院（系、部）： 河北科技师范学院机电科学与工程系
学 生 姓 名： 李浩儒
指 导 教 师： 刘士光 职 称 专家

5 月 29 日
河北科技师范学院教务处制
资料目录

1.
学术声明………………………………………………………………
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2.
河北科技师范学院本科毕业论文（设计）…………………………
～ 页
3.
河北科技师范学院本科毕业论文（设计）任务书………………
～ 页
4.
河北科技师范学院本科毕业论文（设计）开题报告……………
～ 页
5.
河北科技师范学院本科毕业论文（设计）中期检查表…………
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6.
河北科技师范学院本科毕业论文（设计）答辩登记表…………
～ 页
7.
河北科技师范学院本科毕业论文（设计）成绩评估汇总表……
～ 页
8
河北科技师范学院本科毕业论文（设计）工作总结……………
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9
其她反映研究成果资料（如公开刊登论文复印件、效益证明等）……………………………………………………………
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河北科技师范学院
本科毕业设计

恒温恒湿箱控制系统设计与实现（偏硬）

院（系、部）名 称 ： 河北科技师范学院
专 业 名 称： 电气工程及其自动化
学 生 姓 名： 李浩儒
学 生 学 号：
指 导 教 师： 刘士光

5 月 19 日
河北科技师范学院教务处制

学 术 声 明

本人呈交学位论文，是在导师指引下，独立进行研究工作所获得成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用内容外，本学位论文研究成果不包括她人享有著作权内容。对本论文所涉及研究工作做出贡献其她个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文知识产权归属于河北科技师范学院。

本人签名： 日期：

指引教师签名： 日期：
摘 要
本文运用AT89C52单片机设计一种温室温湿度控制系统，对给定温湿度进行控制并实时显示，其中温湿度信号各有四路，系统采用一定算法对信号解决以拟定采用某种控制手段。系统硬件重要由电源电路、温度采集电路、湿度采集电路、键盘、显示电路、输出控制电路及其她辅助电路构成。使用温度传感变送器获得温度感应电压，经解决后送给单片机。单片机将给定温度与测量温度相比较，得出偏差量，然后依照模糊控制算法得出控制量。执行器由开关频率较高固态继电器开关担任，采用PWM控制办法，变化同一种周期中电子开关闭合时间。从而调节高温电磁阀开关导通时间，达到蒸汽控制目。通过键盘输入控制信息，并能将控制箱内实时信息通过LED显示出来，实现人机对话。
核心词： 单片机；信号采集；温湿度控制；LED显示；
Abstract
This text uses the type AT89C52 one-chip computer to control the temperature and humidity，real-time control temperature and constant temperature permanent wet case control system of the humidity. " the constant temperature，permanent wet control cabinet" are gathered the temperature ，humidity which test the case by No. two sensor ，give to 8051 microprocessor dealing with by，lowering the temperature ，humidification ，dehumidifying ，alarm ,etc. continue the electric device respectively. According to need ，is it control information is and can real-time information of control cabinet through LED show come out to input through keyboard，realize man-machine dialogue.
Keywords： one-chip computer；signal gathering；temperature and humidity control；LED monitor

目 录
摘 要 I
Abstract I
1 绪论 1
1.1 论文研究背景与意义 1
1.2 重要研究内容 1
2 系统总体设计 2
2.1方案设计 2
2.2控制系统测控设定 2
2.3控制系统构成 2
3.硬件设计 3
3.1单片机选取 3
3.2 AT89C52系列单片机简介 4
3.2.1 AT89C52基本特性 4
3.2.2 AT89C52单片机内部构成构造 5
3.2.3 AT89C52引脚功能 5
3.2.4 AT89C52储存器 8
3.3传感器选型及其性能特性 12
3.3.1 温度传感器 DS18B20 12
3.3.2 湿度传感器 HIH3610 13
3.4 单片机外围电路设计 15
3.4.1 单片机最小电路 15
3.4.2 温度传感器电路 16
3.4.3 湿度传感器电路 17
3.4.4 A/D转换电路 17
3.4.4 LED显示电路 18
3.4.5 执行机构电路 19
3.4.5键盘输入与报警 19
4 软件设计 20
结论 24
参照文献 24
道谢 25

1 绪论
1.1 论文研究背景与意义
恒温恒湿箱也称恒温恒湿实验机、恒温恒湿实验箱、恒温机，可用于检测材料在各种环境下性能设备及实验各种材料耐热、耐寒、耐干、耐湿性能。适合电子、电器、通讯、仪表、车辆、塑胶制品、金属、食品、化学、建材、医疗、航天等制品检测质量之用。随着国内工业产品研制需要，近几年来，国内从国外引进了大批实验系统，为国内工业产品研制和定型发挥了重要作用，但由于其自身复杂性，使得实验箱在运营中浮现了许多问题，并且浮现了问题不能及时解决，大大延长了实验周期，影响了产品研制工作。随着当代农业发展，恒温恒湿箱应用越来越广泛（例如菌种培养、幼苗哺育以及设施仪器仪表校准等），并规定其性价比更高，使用寿命更长，使用费用更少（省电），响应速度更快。而采用单片机来对温度和湿度进行控制，不但具备控制以便、组态简朴和灵活性大等长处，并且可以大幅度提高被控温湿度技术指标，从而可以大大提高产品质量和数量。基于此，本课题环绕恒温恒湿箱系统设计与实现进行研究。
1.2 重要研究内容
恒温恒湿控制系统重要有如下几种方面：加热系统、制冷系统、除湿系统、加湿系统、电气控制系统。详细要依照恒温恒湿温度范畴、湿度范畴去设计.以单片机为控制器，结合温度传感变送器、LED显示屏等，构成一种恒温恒湿控制系统。使用温度传感变送器获得温度感应电压，经解决后送给单片机。单片机将给定温度与测量温度相比较，得出偏差量，然后依照模糊控制算法得出控制量。执行器由开关频率较高固态继电器开关担任，采用PWM控制办法，变化同一种周期中电子开关闭合时间。从而调节高温电磁阀开关导通时间，达到蒸汽控制目。

2 系统总体设计
2.1方案设计
恒温恒湿控制系统，重要要完毕对温度、湿度采集、显示以及设定等工作，从而实现对温湿度控制，以达到恒温恒湿目。老式采用铂电阻充当测温器件方案，虽然其中段测量线性度好，精度较高，但是测量电路设计难度高 ，且测量电路系统庞大，难于调试 ，并且成本相对较高。鉴于上述因素，本系统采用DS18B20充当测温器件。外部温度信号经 DS18B20将输入模仿信号转换成8位数字信号， 通过并口传送到单片机系统。单片机系统将接受数字信号译码解决，通过LED将温度显示出来，同步单片机系统还将完毕键盘扫描 、按键温度设定、超温报警等程序解决 ，将解决温度信号与系统设定温度值比较，形成可以控制制冷、制热与停止工作三种工作状态，从而实现温度智能化。湿度传感器选用HIH3610型传感器，将湿度信号由传感器进行采集，经单片机将其与设定湿度进行比较，进而控制加湿、干燥，达到恒湿控制。

2.2控制系统测控设定
1. 可以实时采集与显示环境温度、湿度等参数。
2. 可以依照规定变化通过键盘输入变化对参数设立，以满足不同规定达到最佳效果；
3. 声音报警功能；
4. 依照检测到信号，实时控制执行机构启动与关断。

2.3控制系统构成
本设计是以AT89C52单片机为核心自动控制系统，硬件系统由键盘输入电路、LED显示电路、传感器、A/D转换、隔离开关和执行电路、报警电路等构成。
硬件系统原理框图如图2.1所示：

单片机
LED显示

报警
键盘输入

隔离开关
加热器
温度传感器

A/D转换
制冷器

加湿器
湿度传感器

干燥器

图2.1 测控系统硬件构成原理框图
传感器普通输出为模仿量，需要通过A/D转换，转换为单片机可以接受数字信号，若模仿信号太弱，还需通过运算放大器放大信号。键盘输入是系统参数上、下限极限值，若检测到信号值浮现不在此极限区间状况，单片机就会驱动蜂鸣器产生报警，此时就需要执行机构控制室内环境相应变化，使得环境参数重新回到设定抱负区间。

3.硬件设计
硬件元器件选取，必要考虑到功能实现、器件适时性、价格和通用性等几种方面。在电路设计中，在实现所规定功能基本上，尽量使电路简朴。
3.1单片机选取
计算机产生加快了人类改造世界步伐，但是它毕竟体积庞大。单片机（微控制器）就是在这种状况下诞生。微控制器，亦称单片机或者单片微型计算机。它是把中央解决器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(1/0) 等重要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上微型计算机。它构造与指令功能都是按照工业控制规定设计，在智能控制系统中，微控制器得到了广泛应用。
单片机当前己被广泛地应用于家电、医疗、仪器仪表、工业自动化、航空航天等领域。市场上比较流行单片机种类重要有Intel公司、Atmel公司和Philip公司8051系列单片机，Motorola公司M6800系列单片机，Intel公司MCS96系列单片机,Microchip公司PIC系列单片机等。各个系列单片机各有所长，在解决速度、稳定性、I/O能力、功耗、功能、价格等方面各有优劣。这些种类繁多单片机家族，给咱们单片机选取也提供了很大余地。本设计选用AT89C52单片机，它是一种低功耗、低价格，高性能8位微解决器。
3.2 AT89C52系列单片机简介
AT89C52 是美国ATMEL 公司生产低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含8k bytes 可重复擦写Flash 只读程序存储器和256 bytes 随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL 公司高密度、非易失性存储技术生产，与原则MCS-51 指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8 位中央解决器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大AT89C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
3.2.1 AT89C52基本特性
AT89C52系列单片机重要性能参数如下：
·与MCS-51产品指令和引脚完全兼容
·8k字节可重擦写Flash闪速存储器
·1000次擦写周期
·全静态操作：0Hz-24MHz
·三级加密程序存储器
·256字节内部RAM
·32个可编程I/O口线
·3个16位定期/计数器
·8个中断源
·可编程串行UART通道
·低功耗空闲和掉电模式。
AT89C52 提供如下原则功能：
8k字节Flash 闪速存储器，256字节内部RAM，32 个I/O 口线，3 个16 位定期/计数器，一种6 向量两级中断构造，一种全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同步，AT89C52 可降至0Hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选节电工作模式。空闲方式停止CPU 工作，但容许RAM，定期/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一种硬件复位。
3.2.2 AT89C52单片机内部构成构造
AT89C52单片机内部构造如图3.1所示：

图3.1 AT89C52 内部构造
3.2.3 AT89C52引脚功能
引脚功能阐明如图3.2：
·Vcc：电源电压
·GND：地
·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸取电流方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在Flash 编程时，P0口接受指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，规定外接上拉电阻。

图3.2 AT89C52单片机封装图
·P1口：P1口是一种带内部上拉电阻8位双向I/O口，P1输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，由于内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一种电流(IIL)。与AT89C51 不同之处是，P1.0 和P1.1 还可分别作为定期/计数器2 外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），参见表3.1。
表3.1 引脚P1.0和P1.1第二功能
引脚号
功能特性
P1.0
T2(定期\计数器2外部计数脉冲输入),时钟输出
P1.1
T2EX（定期\计数器2捕获\重装载触发和方向控制
Flash 编程和程序校验期间，P1 接受低8位地址。
·P2口：P2是一种带有内部上拉电阻8位双向I/O口，P2输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，由于内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一种电流(IIL)。
在访问外部程序存储器或16 位地址外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR 指令）时，P2口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址外部数据存储器（如执行MOVX @RI 指令）时，P2口输出P2 锁存器内容。
Flash 编程或校验时，P2亦接受高位地址和某些控制信号。
·P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。
P3口除了作为普通I/O口线外，更重要用途是它第二功能，如表3.2所示：
表3.2 引脚P3口第二功能

端口引脚号
第二功能
P3.0
RXD（串行输入口）
P3.1
TXD（串行输出口）
P3.2
/INTO（外中断0）
P3.3
/INT1（外中断1）
P3.4
T0（定期/计数器0）
P3.5
T1（定期/计数器1）
P3.6
/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7
/RD（外部数据存储器读选通）
此外，P3 口还接受某些用于Flash闪速存储器编程和程序校验控制信号。
·RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚浮现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
·ALE/PROG： 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存容许）输出脉冲用于锁存地址低8位字节。普通状况下，ALE仍以时钟振荡频率1/6 输出固定脉冲信号，因而它可对外输出时钟或用于定期目。要注意是：每当访问外部数据存储器时将跳过一种ALE脉冲。对Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中8EH 单元D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才干将ALE 激活。此外，该引脚会被薄弱拉高，单片机执行外部程序时，应设立ALE 禁止位无效。
·PSEN：程序储存容许（PSEN）输出是外部程序存储器读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
·EA/VPP：外部访问容许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA 端必要保持低电平（接地）。需注意是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中指令。Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 编程容许电源Vpp，固然这必要是该器件是使用12V 编程电压Vpp。
·XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器输入端。
·XTAL2：振荡器反相放大器输出端。
3.2.4 AT89C52储存器
·中断寄存器：
AT89C52有6个中断源，2个中断优先级，IE寄存器控制各中断位，IP寄存器中6个中断源每一种可定为2个优先级。
·数据存储器：
AT89C52有256个字节内部RAM，80H-FFH高128个字节与特殊功能寄存器（SFR）地址是重叠，也就是高128字节RAM和特殊功能寄存器地址是相似，但物理上它们是分开。当一条指令访问7FH 以上内部地址单元时，指令中使用寻址方式是不同，也即寻址方式决定是访问高128 字节RAM还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。
例如，下面直接寻址指令访问特殊功能寄存器0A0H（即P2 口）地址单元。
MOV 0A0H，#data
间接寻址指令访问高128 字节RAM，例如，下面间接寻址指令中，R0 内容为0A0H，则访问数据字节地址为0A0H，而不是P2口（0A0H）。
MOV @R0，#data
堆栈操作也是间接寻址方式，因此，高128 位数据RAM 亦可作为堆栈区使用。
·定期器0和定期器1：
AT89C52定期器0和定期器1工作方式与AT89C51相似。
·定期器2：
定期器2 是一种16 位定期/计数器。它既可当定期器使用，也可作为外部事件计数器使用，其工作方式由特殊功能寄存器T2CONC/T2 位选取。定期器2 有三种工作方式：捕获方式，自动重装载（向上或向下计数）方式和波特率发生器方式，工作方式由T2CON 控制位来选取。
·波特率发生器：
当T2CON中TCLK 和RCLK 置位时，定期/计数器2 作为波特率发生器使用。如果定期/计数器2 作为发送器或接受器，其发送和接受波特率可以是不同，定期器1 用于其他功能。若RCLK 和TCLK 置位，则定期器2工作于波特率发生器方式。
波特率发生器方式与自动重装载方式相仿，在此方式下，TH2 翻转使定期器2 寄存器用RCAP2H 和RCAP2L 中16位数值重新装载，该数值由软件设立。
·中断：
AT89C52 共有6 个中断向量：两个外中断（INT0 和INT1），3 个定期器中断（定期器0、1、2）和串行口中断。这些中断源可通过度别设立专用寄存器IE 置位或清0 来控制每一种中断容许或禁止。IE 也有一种总禁止位EA，它能控制所有中断容许或禁止。定期器2 中断是由T2CON 中TF2 和EXF2 逻辑或产生，当转向中断服务程序时，这些标志位不能被硬件清除，事实上，服务程序需拟定是TF2 或EXF2 产生中断，而由软件清除中断标志位。定期器0 和定期器1 标志位TF0 和TF1 在定期器溢出那个机器周期S5P2 状态置位，而会在下一种机器周期才查询到该中断标志。然而，定期器2 标志位TF2 在定期器溢出那个机器周期S2P2 状态置位，并在同一种机器周期内查询到该标志。
·AT89C52直流参数有一定温度合用范畴，见表3.3：
表3.3 T=-40℃～+85℃ 和 Vcc=5.0V±20%下直流参数
符号
参数
条件
最小值
最大值
单位

输入低电压
(Except EA)
-0.5
0.2VCC-0.1
V

输入低电压

-0.5
0.2VCC-0.3
V

输入高电压
(Except XTAL1,RST)
0.2VCC+0.9
VCC+0.5
V

输入高电压
(XTAL,RST)
0.7VCC
VCC+0.5
V

输出低电压(P1,2,3)
I=1.6mA

0.45
V

输出低电压(P0,ALE/PSEN)
I=32mA

0.45
V

输出高电压
I=-25uA
0.75VCC

V

输出高电压
I=-300uA
0.75VCC

V

逻辑0输入电流（P1，2，3）
V=0.45V

-50
uA

逻辑1到0转换电流(P1,2,3)
V=2V

-650
uA
RST
复位下拉电阻

50
300
K

引脚电容
1MHz,

pF

消耗电流
Active Mode,12MHz

25
mA
·Flash存储器编程：AT89C52单片机内部有8k字节Flash PEROM，这个Flash存储阵列出厂时已处在擦除状态（即所有存储单元内容均为FFH），顾客随时可对其进行编程。编程接口可接受高电压（+12V）或低电压（Vcc）容许编程信号。低电压编程模式适合于顾客在线编程系统，而高电压编程模式可与通用EPROM编程器兼容。AT89C52单片机中，有些属于低电压编程方式，而有些则是高电压编程方式，顾客可从芯片上型号和读取芯片内签名字节获得该信息，见表3.4。

表3.4 顶面标记及签名字节

Vpp=12V
Vpp=5V
顶面标记
AT89C52
Xxxx
yyww
AT89C52
xxxx-5
yyww
签名字节
(030H)=1EH
(031H)=52H
(032H)=FFH
(030H)=1EH
(031H)=52H
(032H)=05H
AT89C52程序存储器阵列是采用字节写入方式编程，每次写入一种字节，要对整个芯片内PEROM程序存储器写入一种非空字节，必要使用片擦除方式将整个存储器内容清除

图3.3 AT89C52编程电路
·程程序序校验：如果加密位LB1、LB2没有进行编程，则代码数据可通过地址和数据线读回原编写数据，采用如图3.3电路。加密位不可直接校验，加密位校验可通过对存储器校验和写入状态来验证。
·编程办法：
1．在地址线上加上要编程单元地址信号。
2．在数据线上加上要写入数据字节。
3．激活相应控制信号。
4．在高电压编程方式时，将EA/Vpp端加上+12V编程电压。
5．每对Flash存储阵列写入一种字节或每写入一种程序加密位，加上一种ALE/PROG编程脉冲。每个字节写入周期是自身定期，普通约为1.5ms。重复1—5环节，变化编程单元地址和写入数据，直到所有文献编程结束。
·Ready/Busy：字节编程进度可通过“RDY/BSY输出信号监测，编程期间，ALE变为高电平“H”后，P3.4（RDY/BSY）端电平被拉低，表达正在编程状态（忙状态）。编程完毕后，P3.4变为高电平表达准备就绪状态。
·芯片擦除：运用控制信号对的组合并保持ALE/PROG引脚10mS低电平脉冲宽度即可将PEROM阵列（4k字节）和三个加密位整片擦除，代码阵列在片擦除操作中将任何非空单元写入“1”，这环节需再编程之迈进行。
3.3传感器选型及其性能特性
用于测温传感器种类繁多，但大多是模仿传感器，在以往组建温度采集系统时，由于经传感器输出是模仿信号，系统必要接入A/D转换器，由此增长了构件系统复杂性且成本较高。
温度检测办法，普通采用热电偶、热敏电阻以及集成温度传感器等测温元件。热电偶工作原理：两种不同成分导体两端经焊接，形成回路，直接测温端叫工作端 ，接线端叫冷端，也称参比端。当工作端和参比端之间存在温差时，就会在回路中产生热电动势，接上显示仪表，仪表上就会批示出热电偶所产生热电动势相应温度值。热敏电阻工作原理:热敏电阻阻值随温度升高而成非线性急剧变化，普通具备负温度系数，其阻值随温度升高而急剧减小，只有少数具备正温度系数。
3.3.1 温度传感器 DS18B20
DS18B20数字温度传感器接线以便，封装成后可应用于各种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号各种各样，有LTM8877，LTM8874等等。重要依照应用场合不同而变化其外观。封装后DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，干净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用以便，封装形式多样，合用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
　　技术性能：
　　①独特单线接口方式，DS18B20在与微解决器连接时仅需要一条口线即可实现微解决器与DS18B20双向通讯。
　　②测温范畴 －55℃～+125℃，固有测温辨别率0.5℃。
　　③支持多点组网功能，各种DS18B20可以并联在唯一三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而导致信号传播不稳定。
　　④工作电源：3~5V/DC
　　⑤在使用中不需要任何外围元件
　　⑥测量成果以9~12位数字量方式串行传送
　　⑦不锈钢保护管直径 Φ6
　　⑧合用于DN15~25，DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温
　　⑨原则安装螺纹 M10X1，M12X1.5，G1/2”任选
⑩PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其他电器设备连接。
DS18B20外形及管脚排列如图3.4：

图3.4DS18B20外形及管脚排列
DS18B20引脚定义：
(1)DQ为数字信号输入/输出端；
(2)GND为电源地；
(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。

3.3.2 湿度传感器 HIH3610
本系统湿度传感器选用Honeywell公司集成湿度传感器HIH3610，该传感器内部集成了信号解决功能电路，可完毕将相对湿度值变换成电容值，再将电容值转换成线性电压输出任务．输出电压为：
（3.2）
在本系统中固定为+5V，则其输出电压值正比于湿度测量值，因而可由测试现场温度值决定。送LM258，在此处LM258起电压跟随作用，以与采集现场隔离和提高带负载能力。然后信号送A／D转换器ADC0804经转换后送单片机I/O口。

在该设计中温度极限参数为：-5O℃≤T≤7O℃；
湿度极限参数为l％≤H≤99％；
温度显示分度为0．1℃；湿度显示分度为0．5％；
芯片特点：
●低成本，大批量OEM设计
●精度2%，激光修正互换性至5%
●线性电压输出相应%RH
●低功耗设计：200μA驱动电流
●迅速反映：15秒
●稳定性好、低漂移、抗化学腐蚀性能
●HIH-3610有许多性能指标，能性能指标见表3.5

RH精度（1）
±2%RH，0-100%RH非凝结，25℃，供电电压=5VDC
RH互换性
±5%RH，0-60%RH；±8%@90%RH
RH线性
±0.5%RH典型值
RH迟滞
±1.2%RH满量程(最大值)
RH重复性
±0.5%RH
RH反映时间
1/e@25℃
5秒，慢流动
空气中
RH稳定性
±1%RH(典型值)，在50%RH环境，（5年时间内）
供电电源
供电电压
消耗电源

4到5.8VDC，传感器在5VDC下标定
0.2mA@5VDC
输出电压

供电电压=5VDC
驱动限制
Vout=Vsupply[0.0062(Sensor RH)+0.16],典型值@25℃
(所附工厂标定数据提供类似、每个传感器单独标定数据@25℃）
0.8到3.9VDC输出@25℃典型值
对称拉/推：50μA典型值，20μA最小值，100μA最大值
启动<0.1秒
温度补偿

效应@0%RH
效应@100%RH
真实RH=(Sensor RH)/（1.093-0.0021T），T为华氏度
真实RH=(Sensor RH)/（1.0546-0.00216T），T为摄氏度
±0.007%RH/℃（可忽视）
-0.22%RH/℃（普通不大于1%RH典型，固定环境，15℃以上）
湿度范畴
工作
储存

0到100%RH，非凝结(1)
0到90%RH，非凝结
温度范畴
工作
储存

-40～+85℃
-51～+125℃
操作
对静电干扰敏感，二级管最大保护至15KV
注： 1、长时间处在>90%RH时，将引起±3%RH漂移
2、当供电电压处在>5V时，上限可提高
3、传感器对光敏感，为得到最佳测量成果，应避免传感器接受亮光。
表3.5 HIH-3610性能指标

3.4 单片机外围电路设计
在本系统中单片机外围电路较多，可分为如下几某些：单片机最小电路、温湿度传感器电路、A/D转换电路、执行机构电路、LED显示电路、键盘输入及报警电路等。

3.4.1 单片机最小电路
如图3.5、图3.6所示，时钟电路和复位电路是维持单片机最小系统运营基本模块。单片机最小系统是在以51单片机为基本上扩展，使其能更以便地运用于测试系统中，不但具备控制以便、组态简朴和灵活性大等长处，并且可以大幅度提高被测试技术指标，从而可以大大提高产品质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等长处，称为在实时检测和自动控制领域中广泛应用器件，在工业生产中称为必不可少器件，特别是在寻常生活中发挥作用也越来越大。

图3.5 振荡电路
单片机复位是使CPU 和系统中其她功能部件都处在一种拟定初始状态，并在这个状态开始工作，例如复位后PC=0000H，使单片机从第一种单元取指令。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位，因此咱们必要弄清单片机复位条件、复位电路和复位后状态。单片机复位条件是：必要使RST 引脚加上持续两个机器周期（24 个振荡周期）高电平。例如，若时钟频率为12MHz，每机器周期为1μs，则只需2μs 以上时间高电平，在RST 引脚浮现高电平后第二个机器周期执行复位。本设计中采用复位电路，该电路是采用上电和按键均有效地复位电路，此电路能实现开机和单片机在运营时复位，开机复位规定接通电源后，单片机自动实现复位操作，开机瞬间单片机RESET 引脚获得高电平，随着电容充电RESET 高电平将逐渐下降，RESET 引脚高电平只要能保持足够时间，单片机就可以进行复位操作。除上电复位外，若要在单片机运营期间实现复位，只需按图中RESET 键实现手动复位。复位电路如图3.6 所示:

图3.6 复位电路

3.4.2 温度传感器电路
如图3.7所示为DS18B20与单片机连接电路。

图3.7 温度传感器电路
3.4.3 湿度传感器电路
图3.8为湿度信号采集图，在此处LM258起电压跟随作用，以与采集现场隔离和提高带负载能力。图中电容103即10000皮法。

图3.8 湿度传感器电路
3.4.4 A/D转换电路
ADC0804是用CMOS集成工艺制成逐次比较型摸数转换芯片。辨别率8位，转换时间100μs，输入电压范畴为0~5V，增长某些外部电路后，输入模仿电压可为 5V。该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路输出可以直接连接在CPU数据总线上，不必附加逻辑接口电路。其电路图如图3.9.

图3.9 A/D转换电路
3.4.4 LED显示电路
本系统采用74HC573锁存器控制6个数码管用动态扫描方式显示温度与湿度值。如图3.9。

图 3.10 LED显示电路
3.4.5 执行机构电路
恒温恒湿控制系统涉及:
①加热系统
②降温系统
③加湿系统
④降湿系统
由于其电路图相似，仅示加热系统电路，电路图分别如图3.11：

图3.11 加热系统电路
如图3.11所示，U2为光耦合双向可控硅驱动器，也属于光耦合器一种，用来驱高温电磁阀并且起到隔离作用。R23为出发限电阻，R25为BCR门极电阻，为防止误触发，提高抗干扰能力，当单片机引脚P3.3输出负脉冲信号时Q1导通，从而U2导通，触发高温电磁阀导通，接通交流负载。高温电磁阀工作方式：常闭：当线圈通电时，电磁铁芯吸合，卸压孔打开，主活塞由介质压力推动，打开主阀口，介质流通。当线圈断电时，主阀口关闭，介质截止。常开：当线圈通电时，电磁铁芯