总627期第一期2018年1月
河南科技
HenanScienceandTechnology
工业技术
基于单片机的仓库恒温恒湿监控系统设计
朱文明李
（邵阳学院电气工程学院，湖南
辉
邵阳422000）
摘要：目前，单片机已经成为现代智能控制的一种价格实惠的处理芯片。在基于单片机的仓库恒温恒湿监
控系统的实验设计中，采用高性能的控制处理器STCC51单片机、DS18B20温度传感器和湿度传感器及一些电子元器件组成，该设计不仅适用于仓库，也可用于温室大棚等场所的温湿度实时监控和智能调节系统中。关键词：STCC52单片机；DS18B20温度传感器；湿度控制中图分类号：TP273；TP368.1
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2018）01-0073-02
TheDesignofReal-timeMeasurementandControlDevicefor
EnvironmentTemperatureBasedonSingleChipMicrocomputer
ZHUWenming
LIHui
（DepartmentofElectricalEngineering,ShaoyangUniversity，ShaoyangHunan422000）
Abstract:Atpresent,thesinglechipcomputerhasbecomeakindofaffordableprocessingchipofmodernintelligentcontrol.Basedontheexperimentaldesignofconstanttemperatureandhumiditymonitoringsys⁃tembasedonthewarehouseinthehighperformancecontrolprocessorofSTCC51microcontroller,DS18B20temperaturesensorandhumiditysensorandsomeelectroniccomponents,thedesignisnotonlysuitableforreal-timemonitoringandintelligentwarehouse,canalsobeusedingreenhouseandotherplacesofthetemperatureandhumiditycontrolsystem.
Keywords:STCC52singlechipmicrocomputer；DS18B20temperaturesensor；humiditycontrol伴随着现代经济和现代科技的不断进步，人们生活水平也在不断提高，所需要的物质质量也随之提高。环境温湿度的测量和控制是现代各个行业广泛应用的智能控制技术。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
1
系统总体设计思想
温度传感器变送器系统框图使设计更加结构化，本次课题的系统大体框图如图1所示。
多路开关总线A/D转换单片机控制的检查系统PC控的控器机制主制LCD显示器图1系统程序框图
该设计采用STCC51RC单片机来进行程序的执行、信号的处理、结果的显示反馈。①因使用环境的不同需要在程序中设定温湿度上限和下限的温湿度的值，也可以通过按键模块实现。②使用湿度传感器和温度传感器感应并采集当前环境的温湿度并传输到单片机，单片机接收数字信号后开始进行信号分析处理，最后在液晶屏上显示用户想要的结果。
收稿日期：2017-12-01
作者简介：朱文明（1997—），男，本科在读，研究方向：智能仪器的设计及制造。
通讯作者：李辉（1984—），男，硕士，讲师，研究方向：测控专业教学及虚拟仪器与嵌入式系统研究。
2系统硬件设计2.1
单片机的最小系统
微处理器STCC51RC单片机是一种半导体芯片，其是功耗低、性能较高的8位单片机。STCC51RC单片机有40个引脚、5个中断优先级2层中断嵌套中断。其是将控
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基于单片机的仓库恒温恒湿监控系统设计
［3］
。体流程设计如图4所示）
第1期
制器和各类模块集成在一个芯片上的体系。STCC51RC设计和配置了振荡频率，并可通过软件设置省电模式。
单片机的封装方式有许多种，本次设计主要展示PDIP和PLCC两种，如图2所示。
表1LCD显示屏的显示通信格式
名称起始信号响应信号数据格式湿度
单总线格式定义
微处理器把数据总线（SDA）拉低一段时间(至少800μs)，通
知传感器准备数据
传感器把数据总线（SDA）拉低80μs，再接高80μs以响应主
机的起始信号
收到主机起始信号后，传感器一次从数据总线（SDA）串出40
位数据，高位先出
湿度分辨率是16Bit，高位在前；传感器串出的湿度值是实际
湿度值的10倍
温度最高位（Bit15）等于1表示负温度，温度最高位（Bit15）等
温度
于0表示正温度
温度除了最高位（Bit14~Bit0）表示温度值
图2STCC51RC引脚图
表2
温度/℃下限温度中间温度上限温度2832AM230151单片机温湿度控制声波报警302.2温度采集模块
上限值和下限值的设定
湿度/%下限湿度中间湿度上限湿度7090LCD液晶DS18B20（见图3）采用的是数字化传感器，将采集的信号以不同电压的方式传输到STCC51RC单片机的MCU中进行信息处理翻译成人们看得懂的十进制数值。此外，DS18B20采用的是耐热性和防水性高的胶进行封闭［1］。
键盘图3DS18B20实物图
图4系统软件设计流程图
2.3温度显示部分设计
4系统调试及其成果
在本设计的软硬件双重调试过程中，通过对软件程
序和硬件电路的不断修改才能使该装置按照该实验所制定的目标测量和控制相应环境的温湿度。
5总结
本设计的操作系统简单，且各模块的功能都能达到对应的需求。特别是感温电路的简捷给本系统减少了巨大的工作量。单片机与其单总线的控制方式为系统提供了较多便利。将环境的大致温度和测温系统综合在一起，可以开发出许多更新颖的测温装置。
参考文献：
温度的显示方式有8位数码管或者液晶显示屏两种。
本设计采用的是LCD液晶显示屏（英文名字为Liduidcrystaldisplay），该LCD液晶显示屏可以通过调节滑动变阻器103的阻值调节显示屏的亮度，该显示屏还能根据使用者需要来设置使用者需要显示的地方显示出规定好的各类字符和汉字。
当为显示屏上电后，该显示屏不会像数码管的二极管那样自身发光，该显示屏是通过促使其他粒子发光［2］。液晶显示屏具有体积小、使用方便、功耗低等特点，被广泛应用在测控及其各个领域。LCD显示屏的显示通信格式如表1所示。
3
系统软件设计
该设计是以STCC51单片机为控制核心，将温湿度传感器所测得的数据发送给STCC51RC单片机进行信息处理。在程序中，通过编写数据处理程序，将传感器发送给单片机的高低电平信号翻译处理成使用者能够理解的十进制数，并且显示在LCD液晶屏上。当显示的温度数值达到设定的上限或者下限时（见表2），单片机会给报警系统发出信号，且单片机会做出相应的调节性操作（整
［1］吴碧.基于ATS52温度测控系统的设计与实现［D］.成都：电子科技大学，2011.
［2］刘旭.基于51单片机的仓储温度采集测控系统设计［J］.科技信息，2011（18）：142-144.
［3］龚燕飞，聂宏林.环境温湿度实时测控装置的设计与实现［J］.电子设计工程，2016（14）130-132.
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