基于AT89S52的温湿度检测系统的设计

 引言
    温度、湿度是工农业生产的主要环境参数．对其进行适时准确的测量具有重要意义。利用单片机对温、湿度控制。具有控温、湿精度高、功能强、体积小、价格低，简单灵活等优点，很好的满足了工艺要求。本文介绍了利用AT89S52单片机进行温度和湿度的检测及其控制的智能化方法。

l 系统基本方案
    本系统采用AT89S52单片机作为控制核心．对采集到的湿度模拟电压信号通过ADC0809进行分析处理．实现A／D转换．以便数码管显示其湿度值。本设计可以手动设置温度／湿度的上、下限值，如只要有一样与设定的值不符合时，即温度／湿度过高或过低，则该系统会发出语音报警，同时继电器立即切断电源．实现系统的保护。

2 硬件系统的组成
    (1)主控模块：采用AT89S52单片机作为系统的控制器。Pl口控制数码管显示温度和湿度值。P2口与ADC0809连接．实现湿度模拟电压量转换为数字量便于单片机处理。键盘控制采用PO口．其中PO．O是温度的设置，PO．1是湿度的设置，PO．2／PO．3是分别对温度与湿度的上／下限值进行设置。P0．4是DS18820温度传感器的接线口．PO．6是ISD1420语音芯片的接线口。原理如图l：

    (2)显示模块：系统采用动态显示方式驱动6个数码管工作，其中4个数码管用来显示温度值，2个用来显示检测到的湿度值。用74LSl38的输入端来选择位码．单片机的P1口控制数码管的断码。如检测到的温度与湿度发生变化时，数码管即会发生相应的变化，起到实时显示功能，电路如图2。

    (3)语音播报模块：采用语音芯片ISD1420，该芯片能够高质量地完成声音录制与还原，最大录音时间为20秒，具备分段录音功能．其工作电压在4．5 V～5．5 V范围，使用直接电平／边缘存储技术，省去了A／D、D／A转换。其内部集成了大容量的EEPROM，不再需要扩展存储器，便于与单片机连接。语音播报模块电路如图3。

    该电路的S3键为录音键，Sl、S2键为播放键，A0-A7为地址选择端，将ISDl420的A0一A7直接与单片机的P1口相连，就可以实现录音地址选择功能，再将播放键接于PO．6口以实现单片机控制的实时播放功能。电源VCCA、VCCD其内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，但由于该芯片的干扰较小，因此两者可短接在一起。
    (4)A／D转换模块：采用ADC0809转换芯片，用于实现模拟量向数字量的转换，由于模拟转换电路的种类很多，选择A／D转换器从速度，精度和价格方面考虑．其内部是8路模拟选通开关。以及相应的通道抵制锁存译码电路，转换时间是128 μS左右，单电源供电。
    (5)温度和湿度采集模块：温度传感器采用DALLAS半导体公司生产的智能温度传感器DSl8B20，采集的数据可直接送入微处理器而无需A／D转换．能直接读出被测温度。它仅需要l条接口线即可实现与微处理器的双向通信；只需要外接1个4．7 k的上拉电阻。无需其它外部器件。本系统对Dsl8B20采用数据线供电，温度测量范围为-50℃～125℃。通过编程可实现9～12位的数字值读数方式，测量精度为士0．5，用户可自行设定非易失性报警上下限。由于采用单总线方式，可在该控制总线上挂接多个DSl8B20进行不同部位的温度检测。湿度传感器采用HSM一20G，其原理是每变化0．03 V湿度所增加的值为l％，其输出的电压值需经过ADC0809转换为数字量，以便单片机处理从而让数码管显示湿度值。其工作电压范围为直流电压5．0±0．2 V，测试精度为土5％RH．工作电流(最大值)为2 mA，储存环境湿度范围为0至99％RH，工作环境湿度范围为lO至90％(瞬间可达100％RH)，工作环境为0℃～50℃。
    (6)继电器控制电路：电磁式继电器具有结构简单、工作可靠、坚固耐用、价格便宜等优点．应用极其广泛，它是最为典型和常用的继电器。本电路采用常闭继电器由单片机控制，当温度或湿度异常时，继电器开始工作且开关切断电源，小灯熄灭，从而起到保护系统的作用。其电路如图4。

3 系统的软件设计
    本系统的软件设计采用了汇编语言编程，只需对温度／湿度进行相应的采集处理后，即可让数码管实时显示当前的温度与湿度值。湿度采集的输出电压需要经过ADC0809进行转换为数字量才可让单片机处理。而语音播报只需接上单片机的I／O口，并对其接口线进行编程方可完成。总程序流程如图5。

4 结束语
    该检测系统以单片机AT89S52为核心实现对温度、湿度的检测及其控制，运行可靠，操作简单，精度高，响应速度快。同时，通过LED数码管直观的显示通过控制系统后的温、湿度值．当出现异常现时，通过报警装置发出警告，及时得到处理．从而满足现场需要，具有广泛的应用前景。