智能温度与湿度单片机测控系统

　　传统的测温度和湿度的方法是通过一定的测试仪界人工逐点进行检洲，这种方法费时费力，效率低且测黄误差大。本文介绍的测控装里具有可以白动巡检温度和湿度，或者通过键盘选择悟要监测点对应的通道进行显示、报警、调节等功能。并采取了一些相应的抗干扰措施提高了系统的性能。可以应用于温度、湿度要求较高的场所，如实验室、生产车间、仓库等使用非常方便。

　　二 、设计系统的构成

　　该洲控系统是以8031单片机为核心，配合湿度和温度传感器、以及相关电路组成。可以接收分布于仓库内不同位里的温度和湿度传感器的精出信号（共有8个点，因此共有8个温度信号及8个湿度信号），检侧人员可以报据仪基的数码显示数据，实时监控仓库内的温度和湿度情况并进行调节。所有洲t操作均可以通过主机控制软件来完成。图1为系统的墓本结构框架。

　　由温度和湿度传感器得到的测量信号，经转换电路变成直流信号，然后通过A/D转换后送单片机进行数据处理。经软件分析处理后测试结果送显示装里，CPU根据检测到的温度和湿度的结果，判断温度、湿度是否不在限定范围内，由此控制系统的报警，并进行自动调节，启动或者关闭加热设备，直到温度和湿度达到标准范围内为止。

　　该系统有两种检测方式可供选择：巡检方式和单通道检测方式。

　　当检测过程为巡检方式时，由单片机定时器定时，选55左右采样周期，8x2通道巡检一周约为SOS，在58采样周期内，选通切换电路的对应通道，湿度和温度传感器信号经调节放大电路及转换电路与人/D转换电路输出对应的BCD码值，将Af值存入指定的内存单元。Af值与设定的上、下限值比较，若不在设定值内，则启动报誉装里，显示故障点温度及湿度值，并启动自动调节装里进行调节，而后通道号自动加1，进入下一个通道的检验。

　　当检测过程为人工选择单通道检测方式时，通过键盘选定需检测点对应的通道号，湿度和温度传感器的输出信号经放大电路和A/D转换电路输出对应的BCD码值，存入指定的内存单元。比较是否在设定范围内，若不在则启动报警系统和自动调节装置进行调节。

　　另外该装置还可以通过键盘根据需要设定温度湿度的标准范围，还可以直接调节对应通道的温度和湿度，这个特点使得该产品扩大了其使用范围，更加方便在各种场合使用，这也是同类产品不具备的。

　　三 、硬件电路设计

　　（1）A度的测量采用LM-35D模块，输出阻杭低而且输出与摄氏温度成比例，没有外围元件也不需校正。湿度模块采用CHM- 0 1模块，其输出0-99%PH值。温度湿度的输出值送入A/D转换模块0809集成芯片进行处理。

　　（2）主机以MCS-51系列的8031CPU为核心，由2732EPROM,L ED驱动器和8155,A DC0809和7415373等器件构成单片机测控基本系统，并配以键盘、数字显示及灯光报警电路。

　　（3）A/D转换为了把温度、湿度检测电路测出的模拟信号转换成数字！，送8031CPU处理。本洲试仪采用了ADC0809,其分辫率为0.02595。转换精度高。多路开关采用两片CD4051完成2路各8点的温度和湿度巡检的任务。多路开关的作用主要是用于信号切换，如在某一时刻接通某一路检洲信号，而此刻其他路断开，从而达到信号转换的目的，由于一片CD4051只有8路，藉用2片CD4051使之成16路多路开关。当通道选择码D3D2DiD。取0000-1111之一时，便唯一地选中这16通道中的某一通道，采样保持器选用LF398,LF398采样进度快，保持性能好，非线性度为+0 0196 。

　　（4）数码显示及灯光报誉为方便仓库保管员对仓库温度与湿度的掌握，测试仪可实现温度与湿度的显示及调节功能。数码显示采用八位共阴极发光二极管（LED），前4位显示温度，其中第一位为符号位，中间2位显示温度整数，后面一位显示小数。后4位显示湿度，3位显示湿度整数，后面1位显示小数。

　　通过对8031的P33 （INTI）口的编程来实现外部中断，响应键盘子程序和显示检出的控制。当检测到温度或湿度越限时，可通过8155PC口驱动灯光报誉装里报警，8155的队口、PB口用来输出显示，最后调用调节子程序进行调节。然后可以继续进行下一轮采样。

　　四、系统软件结构

　　本系统的软件设计采用模块化程序设计，分别由主程序、延时子程序、显示子程序、键盘选通道子程序、初始化子程序、采样子程序等模块等构成。

　　1. 中断处理程序流程图（图2）

　　2. 主程序流程图（图3）

　　五 、系统的抗干扰措施

　　1. 硬件方面：

　　由于所检测空间的面积可能较大，信号线的传输距离假设在巧米左右，属于长线传输，为克服长线传输中的噪音干扰，可采用双纹线传输，有效地控制共模噪音干扰。

　　2. 软件方面：

　　软件上采用数字浦波器方式，采用单次采样值与上次的算术平均值作为检测值的方法，可有效减少系统的随机干扰对采集结果的影响。而且考虑到启动后第一次采样值为0，第二次与第一次平均会造成启动开始误差较大，可在启动后第一次到第十次的采样值不作为检测值，而到第十次采样后再作检测值，可以有效减小误差。

　　3. 对于程序的“飞出”而导致系统的“死循环”，可以采用“陷阱”技术，当程序由于干扰飞到非程序区时，落入陷阱，强制执行一条“Limp 11指令，使程序返回初始地址。

　　4. 为了提高系统的可靠性，在不增加硬件投资的情况下，利用本系统的8155并行接口定时器，设里监视跟踪定时器，定时器时间的设里稍大于系统循环的时间，有跟踪定时器产生一个中断申请，使系统复位。

　　六 、结束语