论文总字数：15493字

目 录

摘要 1

Abstract 2

1. 绪论 3

1.1选题目的和意义 3

1.2 国内外发展现状 3

1.3 论文内容及结构 4

2.系统总体设计 5

2.1 总体介绍 5

2.2系统总体设计框图 5

3.硬件电路设计 6

3.1 基本硬件介绍 6

3.1.1 MSP430F149单片机 6

3.1.2 DH11温湿度传感器 7

3.1.3 JQC-3FF继电器 8

3.1.4 LCD1602液晶显示屏 9

3.2总体电路 11

3.3主要模块设计 11

3.3.1 温湿度采集模块 12

3.3.2 电源模块 14

3.3.3 LCD显示模块 15

3.3.4 继电器模块 16

3.4 其他模块 17

3.4.1 复位电路 17

3.4.2 时钟电路 18

4.软件编程设计 19

4.1 程序总体流程图 19

4.2 温湿度采集程序 20

4.3 LCD显示程序 21

4.4 继电器设计 22

5.测试与展望 22

参考文献 26

致谢 27

基于MSP430单片机温湿度控制系统

周诚

，China

Abstract:the temperature and humidity data is an important factor in meteorological, agricultural production, home life and other aspects of the data,It can be said that our lives are closely related. The design uses the MSP430F149 microcontroller to control DH11 temperature and humidity acquisition module.The data acquisition module is used to send the data to the LCD liquid crystal display screen, and the upper limit of the preset temperature is 30℃by a single chip microcomputer or limit of 70%, after more than the upper limit of the control 5V micro relay hanging foot closed, the relay circuit is switched on, with the fan to achieve the function of temperature and humidity. When the temperature and humidity is lower than the preset value, the relay is switched off and the fan stops working to achieve automatic control, so as to be applied to people who are not easy to enter the complex or bad environment.

Key words：MSP430singlechip, DH11Temperature and humidity sensor, JQC-3FFRelay

绪论

1.1选题目的和意义

作为一名当代的大学生，我们理应学以致用，就是把自己所学的理论知识充分应用到实践中去。基于气象学科是我校的特色专业，所以我选择了与气象相关的设计。可以说，温度湿度这两个参数与我们的生活紧密联系：在日常生活中影响着我们的舒适度体验；在农业生产生活中直接影响作物的成长状况和储存情况。只有适宜的温度湿度，农作物的生长才会正常，其保存时间才能得到一系列的保障，高温高湿不但影响保质时间，人们食用受潮发霉的作物更容易引起中毒等危险后果。所以对温湿度的检测及控制很有实际意义。

本次设计正是立足于此，通过流行的430单片机，编程实现在温度湿度数据方面的实时

了解，编程提高了自身的逻辑思维能力，电路板结构设计及焊接同时又锻炼了自身的动手能力，力争做一名合格的高素质的当代大学生。编程和焊接可以说是电子工程从事者最需要掌握的技能，采用单片机实现温湿度的采集更能将指标细化，实现规范化、精确化、直观化等一系列的要求，同时考虑到节能，430单片机有其显著的低功耗模式^[1]，最低电流仅0.1mA，这也可以反映设计节约成本的实际意义。而在温湿度的测量上，本设计采用了DH11数字温湿度传感器，可同时收集温度湿度的相关数据^[2]，改变的以往分别获取两者数据的情况，更加方便快捷，既节约了焊接时间，同时也节约了空间，让整个设计结构更加简约直观。最后在继电器方面，继电器是一类工业上用在自动控制方面的元件。而在本方案中，除了自动控制这一优点，继电器更有弱电控制强电的这一优势，本方案采用的5v继电器本身供电要求低，但是却可以控制220v的正常交流电器。同时在特殊情况下控制线断开，继电器不会有多余动作，也有一定的容错性。综上所述，本系统在一定程度上有成本低、电路实现简单、自动化控制、容错率强、便于实现等一系列的特点。

1.2 国内外发展现状

在温湿度因子十分重要的农业方面，大棚生产从上个世纪七十年代开始逐渐流行，而我国也正是从那时候引进西方国家的相关技术，不断改进我国的传统塑料大棚，日光调节大棚等，采用的新技术改变了我国大棚小的模式，规模不断壮大，生产方式从手工作业逐渐改变成机械化作业，降低了人力的成本，更大大提高了生产的效率，从而效益不断提高。从这些年的期刊有关温湿度采集分析上来说：文献3介绍了一个基于430单片机和SHT温湿度传感器的报警系统，SHT温湿度传感器精度高，现在广泛应用于农业温湿度收集，该文立足于此，外设声光报警器，一旦出现状况，指示灯迅速闪烁并伴随报警信号，能让生产者及时反应处理，实用性很高^[3]。

从人们日常生活方面来说，温度湿度的变化，也影响者人们的体感舒适度，所以在居家生活上，逐渐出现一些相关的智能家居。文献4利用430单片机和AM2301温湿度采集器和上位机连接，温湿度计采集计定时收集周围环境数据，并传给PC机，当温湿度不符合人体舒适程度时，发出报警信号，同时居家的一些电器也会自动启动，十分方便。从该设计可以看出，这种温湿度数据采集并在超过一定范围作出响应的系统会逐渐应用到人们的日常生活中去，发展的前景十分良好^[4]。

在工业方面，温湿度因子对施工环境影响也同样巨大。文献5就有有关工业上关于施工标准化的一些讨论。利用430单片机，数字温湿度传感器，继电器控制一些外围模块如加湿器，加热器，风扇等，通过传感器对周围环境参数实时监测，始终将施工环境控制在良好范围，从而让人员赶到舒适或是让有关施工机械能在其正常温度下工作，既不过热引发危险，也不过冷降低效率，可以说该系统是在工业上很有价值^[5]。

成果进步是可喜的，但我们也应该正视发展仍然存在的差距和不足，主要表现在以下几个方面：

数据采集模式单一，集成化不足，仍然停留在单一或者少数环境因素考量，而事实上环境因子如温度、湿度、风力、光照可以说是互相影响、互相制约密切联系的整体，一个因素的改变可以引起其他量都发生改变。所以仪器的一体化实现还有很大的发展空间。

西方国家的环境气候也和我国的实际气候环境差距甚大，所以国外的优秀技术并不能生

搬硬套，而要因地制宜，主要表现在要能适应不同的复杂环境，能在恶劣条件下依然能够平稳运行。侧重点要与我国各地的实际环境为主要考量。

而在国外，从上世纪五六十年代开始，美国便率先开启了农业温室的研究，其利用刚刚起步的计算机技术，逐渐发展形成了一系列自动控制灌溉，自动采集数据，自动一体化收割等从传统的农业生产很快进入到机械化之中。文献6便是国内的一些学者对国外的设施农业进行了一定的分析可以看出设施现代化让生产力得到了极大地解放，同时提高了农产品的生产效率。而从八十年代开始，计算机也从大型步入微型机，微机的出现，让各种环境因子更容易采集、分析。这类综合分析系统标志着农业逐渐迈向智能化、科技化、网络化的新新时代^[6]。而在今天，利用发达的互联网平台更可以用“互联网 ”的形式实现产业现代化。

1.3 论文内容及结构

本设计主要是通过利用MSP430F149型号的430单片机，控制DH11温湿度采集模块，对周围环境的温度、湿度进行实时监测，并将数据发送至LCD液晶显示屏上。通过程序预设值：温度超过30摄氏度或者湿度超过70%，单片机控制的微型继电器闭合，电路导通，与之相连的风扇启动，开始降温排湿，当温度或者湿度下降到预设值警戒之下后，继电器断开，风扇停止工作，从而实现一个将温湿度始终控制在一个合理的范围之内的功能。本文共分为五个章节，组织结构为：

1. 绪论，主要是对过去及现在国内外各领域温湿度控制系统发展历程进行了一些简短的介绍。
2. 系统总体设计，主要是总体的设计方案的介绍。
3. 硬件电路设计，先介绍硬件的一些参数，分为单片机、温湿度传感器、LCD液晶屏、微型继电器这几个方面，介绍其优点与相关参数及特性，让我们对硬件的数据有更加深入的了解。从各个模块出发，将各个模块的电路图予以展示，通过一个系统的整体框图，详细地了解相关系统构建组成方案。

第四章 软件程序设计，将具体的编程实现方法，单片机如何控制温湿度传感器、LCD液晶显示屏、继电器予以说明。

第五章 测试结论，将设计的结果进行总结分析并进行归纳和总结，并做出展望。

2.系统总体设计

2.1 总体介绍

本设计采用MSP430F149型号单片机，控制DH11温湿度采集模块，并将数据发送至LCD1602液晶显示屏上，通过单片机预设温度上限30℃，湿度上限70%，超过上限后控制5v微型继电器悬脚闭合，继电器电路导通，与之相连的风扇启动，达到降温排湿的功能。当温湿度低于预设值时，继电器断开，风扇停止工作，实现自动控制。

2.2系统总体设计框图

图1是本方案的的一个总体设计方案图。

DH11温湿度传感器

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