面向桥隧施工工地的环境参数监测与通风控制系统设计

本文主要是介绍面向桥隧施工工地的环境参数监测与通风控制系统设计，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

摘要...................................................................................... 2

第一章绪论........................................................................ 5

1.1 研究课题背景....................................................... 5

1.2 国内外发展概况................................................... 8

1.3 课题研究的目的................................................. 10

1.4 课题的研究内容及章节安排............................. 10

第二章环境监测和通风控制系统的设计方案.................... 11

2.1 设计任务及要求................................................. 11

2.2 环境监测和通风控制系统总体设计方案......... 12

2.3 方案的论证与分析............................................. 13

第三章系统硬件部分设计.............................................. 15

3.1 总体设计............................................................ 15

3.2 主控制器设计.................................................... 16

3.2.1 芯片介绍.................................................... 16

3.2.2 时钟电路设计............................................ 18

3.2.3 复位电路设计............................................ 19

3.3 显示模块............................................................ 20

3.3.1 LED显示................................................... 20

3.3.2 数码管显示................................................ 20

3.4 显示电路............................................................ 21

3.5 键盘输入电路.................................................... 21

第四章环境监测和通风控制系统控制系统仿真设计.. 22

4.1 环境监测和通风控制系统控制系统仿真模型 22

4.2 环境监测和通风控制系仿真结果分析................ 24

第五章系统软件部分设计.............................................. 25

5.1 主程序流程图.................................................... 25

5.2 子程序流程图.................................................... 26

5.3 显示程序设计.................................................... 28

第六章系统仿真调试部分.............................................. 29

6.1 软件研发的背景................................................ 29

5.2 软件程序设计.................................................... 30

5.3 基于Proteus电路图绘制................................ 31

第七章总结展望............................................................ 31

参考文献............................................................................ 33

致谢............................................................................ 33

附录A................................................................................ 34

图A1 系统原理图............................................................. 34

附录B................................................................................ 34

图B1 实物显示图............................................................. 34

摘要

本次设计是基于单片机直流电机驱动系统设计，能够完成温度的检测，并且在温度异常的情况下可以进行通风操作，使得隧道内空气与隧道外进行互换。项目选取STC89C51单片机作为主控制器。温度检测选取DS18B20来设计的，温度测量范围0到99.9摄氏度，精度为0.1摄氏度具有测量温度的范围广，精度高的特点。可设置上下限温度，默认上限温度为38℃、默认下限温度为5℃。报警值可设置范围：当检测温度高于上限报警值或者当检测温度小于下限报警值，则进行报警，并且控制通风设备进行通风，开启相应的继电器工作时。显示选取LCD1602。温度检测选择DS18B20。采用C语言进行代码开发，应用Keil软件进行代码设计编写，通过Proteus进行仿真，最后达到系统性能要求。

关键词：STC89C51；温度检测；通风控制；Proteus仿真

Abstract

This project is based on single-chip DC motor drive system design, can complete the temperature detection, and can carry out ventilation operation in the case of abnormal temperature, so that the indoor air and the outside of the house can be exchanged.Project selected STC89C51 MCU as the main controller.Temperature detection selects DS18B20 to design, temperature measurement range of 0 to 99.9 degrees Celsius, accuracy of 0.1 degrees Celsius has a wide range of temperature measurement, high accuracy.The upper and lower temperature can be set. The default upper and lower temperature is 38℃ and 5℃.Alarm value can be set range: when the detection temperature is higher than the upper limit alarm value or when the detection temperature is less than the lower limit alarm value, the alarm will be carried out, and the ventilation equipment will be controlled to ventilate and the corresponding relay will be turned on.It shows that LCD1602 is selected.DS18B20 was selected for temperature detection.C language is used for code development, Keil software is used for code design and writing, and Proteus is used for simulation. Finally, the system performance requirements are met.

Key words:STC89C51;Temperature detection;Through the risk control system;Proteus simulation

第一章绪论

1.1 研究课题背景

从古到今，微电子行业拥有悠久的历史，并且现如今蓬勃发展，微电子技术是基于智能开发的快捷技术，目前主要在电子设计和电路原理上使用，同时朝着微型的最小系统方向不断革新。起初，由于各国对电子设备的需求极高，对微电子控制设备给予了很多优秀的设想和建议，而且研究出了很多至关重要的新技术。后来由于晶体管的发明，科学家在印刷电路轻量化、智能化方面取得了很大的进步，最终成功设计出以该组件为基础的复杂组件。如今，由于加工工艺水平的不断改进，可以将嵌入式开发系统、传感器、二极管等控件与电阻、电容、电感等器件，按照电路原理图互联，最终集成到一块板子上，具有一定的控制系统功能。因为世界科学技术和人类文明的不断发展和创新，电子技术不管是在功能上还是在销量上都得到了前所未有的的发展和提高，逐渐变成当今社会人们必不可缺的日常工具，从而改善了人们的生活方式。

在本次毕设研究当中，主要是针对环境监测和通风控制系统控制系统这一方向进行学习的。本次环境监测和通风控制系统控制系统主要控制器是使用Flash存储器的STC89C51单片机，使用几种传感器来收集数据，进而传输给单片机，单片机对数据进行分析和处理，让环境监测和通风控制系统能够智能控制、数模转换、显示数据等功能，能够做到控制环境监测和通风控制系统的智能化和准确化。电路中主要的控制部分主要由控制电路、数据转换电路、信号采集电路、显示电路等组成，从而达到设计要求，在方便操作人员的基础上，还提高了操作人员的快捷性。

环境监测和通风控制系统是目前市场上至关重要的控制设备，准确性、快速性逐渐成为环境监测和通风控制系统的显示要求，更要方便用户实时监控和实时测量，从而有效的将市场上比较落后的机械式测量装置，同时逐步成为环境监测和通风控制系统行业的佼佼者。在此次环境监测和通风控制系统设计开发工程中主要用编程为主进行软件开发，以嵌入式开发系统为核心，硬件电路主要采用ADC0809数模转换器，该数模转换器精度较高。但是由于传感器采集到信号后输出为模拟电压值，需要对其进行数模转换，转换成嵌入式开发系统能够识别的数字电压信好，然后对其进行进一步处理，并通过LCD显示屏将数据呈现出来，设计成本相对较低，并且可以满足实际的需求。本次设计基于单片机直流电机驱动系统设计，能够完成温度的检测，并且在温度异常的情况下可以进行通风操作，使得隧道内空气与隧道外进行互换。