大连交通大学2010届本科生毕业设计（论文）
第二章 系统硬件电路的设计
2.1系统硬件构成及其测控原理
2.1.1系统硬件电路构成系统整体框图
DHT11温湿度检测模块LCD1602显示模块复位模块STC89C52温度调节模块晶振模块湿度报警模块
图2-1 系统整体框图
2.1.2系统整体电路图
图2-2 系统整体电路图
3
大连交通大学2010届本科生毕业设计（论文）
2.1.3系统工作原理
本系统由如图2-1、图2-2所示，DHT11温湿度传感器采集数据，STC89C52单片机进行数据处理，LCD1602显示模块显示温湿度。由PWM控制温度调节模块进行温度调节，当温度小于18℃时，M4QA045电机停止运转，当温室大于28℃时，M4QA045电机全速运转，当温度处于18℃和28℃之间时，通过PWM控制M4QA045电机转速。由STC89C52单片机输出高低电平控制湿度报警模块，当湿度大于65%RH或者小于45%RH时，STC89C52单片机输出高电平，湿度报警模块报警，当湿度处于45%RH和65%RH之间时，STC89C52单片机输出低电平，湿度报警模块关闭。
2.2 显示模块的选择 2.2.1DS18B20简介
DS18B20数字温度传感器采用DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样等优点，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
2.2.2 DS18B20的性能特点
2.2.2.1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数 据线供电 2.2.2.2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯
2.2.2.3、 DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温
2.2.2.4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内
2.2.2.5、温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃
2.2.2.6、可编程 的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温
2.2.2.7、在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快
2.2.2.8、测量结果直接输出数字温度信号，以\一 线总线\串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力
2.2.2.9、负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁， 但不能正常工作。
4
大连交通大学2010届本科生毕业设计（论文）
2.2.3 DS18B20的管脚排列
2.2.3.1、DS18B20的外形及管脚排列如下图：
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）。
2.2.4 DS18B20的内部结构
DS18B20内部结构图：
2.2.5 DS18B20的控制方法
2.2单片机的选择 2.2.1单片机概述
单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，嵌入式微控制器等，属于第四代电子计算机。它把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器叶数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点，因此，
5
大连交通大学2010届本科生毕业设计（论文）
适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。正是由于这一原因，国际上逐渐采用微控制器(MCU)代替单片微型计算机(SCM)这一名称。“微控制器”更能反映单片机的本质，但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受，所以仍沿用“单片机”这一名称。
1、单片机的主要特点有: (1) 具有优异的性能价格比。 (2) 集成度高、体积小、可靠性高。 (3) 控制功能强。 (4) 低电压，低功耗。 2、单片机的主要应用领域: (1) 工业控制 (2) 仪器仪表 (3) 电信技术
(4) 办公自动化和计算机外部设备 (5) 汽车和节能 (6) 制导和导航 (7) 商用产品 (8) 家用电器
因此，在本课题设计的温湿度测控系统中，采用单片机来实现。在单片机选用方面，由于STC89系列单片机与MCS-51系列单片机兼容，所以，本系统中选用STC89C52单片机。
6
大连交通大学2010届本科生毕业设计（论文）
2.2.2 STC89C52单片机的引脚说明
图2-3 STC89C52单片机引脚图
芯片引脚如图2-3所示： VCC : 电源。 GND: 地。
P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1口： 是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表1所示。在flash编程和校验时，P1口接收低
7