温湿度控制器设计实验报告 计算机控制技术
温湿度检测仪的设计报告
报告成绩电子电路综合实验设计报告设计题目：温湿度检测仪的设计学生姓名：学号：专业年级：指导教师：起止日期：2016年5月—2016年6月电气与信息工程学院2016年6月19日目录1 目的与意义---------------------------------------------------------------------------------------------- 12 设计要求------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 方案设计------------------------------------------------------------------------------------------------- 13.1 方案一-------------------------------------------------------------------------------------------- 13.2 方案二------------------------------------------------------------------------------------------ 24 系统硬件设计------------------------------------------------------------------------------------------- 24.1 STC89C52主控电路--------------------------------------------------------------------------- 34.2 DTH11温湿度检测电路 ---------------------------------------------------------------------- 44.3 LCD1602液晶屏显示电路 ------------------------------------------------------------------- 55 系统软件设计------------------------------------------------------------------------------------------- 65.1 主程序程序流程图 ---------------------------------------------------------------------------- 65.2 温湿度检测程序 ------------------------------------------------------------------------------- 25.3 LCD1206显示程序 ---------------------------------------------------------------------------- 96 系统测试结果与分析-------------------------------------------------------------------------------- 116.1系统测试结果 -------------------------------------------------------------------------------- 116.2 系统结果分析 -------------------------------------------------------------------------------- 117 总结 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 11参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 11附录 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12附录A 系统实物图 ----------------------------------------------------------------------------- 12附录B 系统主程序 ------------------------------------------------------------------------------ 121 目的与意义温湿检测在仓库管理、生产制造、气象观测、科学研究、国防军事以及日常生活中有广泛的应用，传统的模拟式温湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，且在线性度、重复度、互换性、一致性等方面往往不尽人意。
计算机控制技术-实验3 温度PID控制系统实验
實驗三 溫度PID控制系統實驗
溫度PID控制系統實驗
1 實驗目的 2 實驗儀器 3 實驗原理 4 實驗內容 5 實驗接線圖
6 實驗步驟
1 實驗目的
1．瞭解電腦控制系統DDC（直接數字控制）的組成、結 構特點及其工作原理。 2．瞭解研華板卡PCI-1713U、PCI-1720U進行數據採集及 控制的方法。 3．掌握數字PID控制器的設計、實現和參數整定方法。 4．掌握在Visual C++ 6.0中使用MFC開發圖形化測控介 面的方法。 5．掌握從事電腦控制系統實驗研究和調試的基本技能。
6 實驗步驟
③ 刪除對話框中原來的“確定”按鈕和Static文本，用編輯器 為對話框添加控件，設計介面如下圖所示。
6 實驗步驟
④ 添加成員變數，在“查看”菜單中或在對話框上單擊滑鼠 右鍵，打開“建立類嚮導”中的Member Variables標籤，選中 所需控件ID號，雙擊滑鼠左鍵或單擊Add Variables按鈕，依 次為控件增加成員變數。
6 實驗步驟
PID演算法實現：選擇“CPidcontrolDlg”類中的“pid()”函數， 進行PID演算法實現。 /******PID演算法實現******/
ek[0]=ek[1]=0;//PID演算法 if(num>1) { ek[num]=data1[num]-data[num]; data2[num]=kp*(1+ts/ti+td/ts)*ek[num]-kp*(1+2*td/ts)*ek[num-1]+kp*td/ts*ek[num-2]; ek[num-2]=ek[num-1]; ek[num-1]=ek[num]; }
程TS TI
温湿度控制器实训报告
一、实训背景随着现代工业、农业、科研等领域对环境控制要求的不断提高，温湿度控制器作为维持特定环境条件的核心设备，其性能和稳定性显得尤为重要。
本次实训旨在通过实际操作和理论学习，深入了解温湿度控制器的工作原理、结构组成以及应用方法，提高学生对温湿度控制系统的理解与应用能力。
二、实训目的1. 掌握温湿度控制器的基本原理和结构组成。
2. 熟悉温湿度传感器的类型和特点。
3. 学会温湿度控制器的安装、调试和维护。
4. 提高学生对实际工程问题的分析和解决能力。
三、实训内容1. 温湿度控制器工作原理温湿度控制器通过温湿度传感器实时监测环境中的温度和湿度，根据预设的参数对加热器、加湿器、通风机等执行元件进行控制，以达到维持环境稳定的目的。
2. 温湿度传感器实训中使用的温湿度传感器主要有以下几种：- DHT11传感器：数字输出，具有高精度、抗干扰能力强等特点。
- SHT75传感器：模拟输出，具有高精度、稳定性好等特点。
3. 温湿度控制器结构组成温湿度控制器主要由以下部分组成：- 传感器：用于检测环境中的温度和湿度。
- 微控制器：用于处理传感器数据，并根据预设参数控制执行元件。
- 执行元件：包括加热器、加湿器、通风机等，用于调节环境温度和湿度。
- 显示模块：用于显示当前温度和湿度。
- 按键模块：用于设置温度和湿度参数。
4. 温湿度控制器安装与调试- 安装：根据实际需求选择合适的安装位置，确保传感器能够准确反映环境温度和湿度。
- 调试：连接传感器、微控制器和执行元件，设置温度和湿度参数，进行试运行，观察控制器是否能够正常工作。
5. 温湿度控制器维护- 定期检查：检查传感器、微控制器、执行元件等部件是否正常工作。
- 清洁保养：定期清洁传感器、执行元件等部件，防止灰尘、杂物影响控制器性能。
- 更换部件：当传感器、执行元件等部件损坏时，及时更换。
四、实训过程1. 理论学习：通过查阅资料、阅读教材，了解温湿度控制器的工作原理、结构组成、安装调试和维护方法。
计算机控制技术实验报告(完整版)
前言本指导书是配合自动化专业本科生专业课《计算机控制技术》的课堂教学而编写的实验教材，通过实验的验证能够使学生了解和掌握计算机控制的硬件技术和软件编程方法。
本书共设计了七大类实验，第一类中包含过程通道和数据采集处理方面的几个内容；第二类为数字PWM 发生器和直流电机调速控制的开环实验；第三类包含几种数字PID闭环控制实验；第四类中有两种数字调节器直接设计方法的实验；第五类是一个温度控制系统；第六类是随动系统实验；第七类是过程控制系统的研究；实验五至实验七的内容是带有被控对象的控制系统。
七个实验的全部学时大于计划学时，教师和学生对所做的实验内容可以选择以满足实验计划学时为准。
通过实验学生巩固了课堂教学的内容，也为今后实际工作打下了一定技术基础。
本指导书由王尚君、毛一心老师共同编写，穆志纯教授进行了严格的审阅工作。
由于计算机性能的快速提高，计算机控制的技术手段也在不断出新，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。
编者2007年10月目录前言 (1)目录 (2)实验一过程通道和数据采集处理 (4)一、输入与输出通道 (4)1. AD 转换实验` (5)2. DA 转换实验` (7)二、信号的采样与保持` (9)1. 零阶保持实验` (9)2. 直线插值实验*` (11)3. 二次曲线插值实验*` (11)三、数字滤波 (15)1. 一阶惯性实验 (16)2. 四点加权实验* (16)实验二开环系统的数字程序控制 (19)数字PWM 发生器和直流电机调速控制 (19)一、实验目的 (19)二、实验内容` (19)三、实验所用仪表及设备 (19)四、实验原理及步骤 (20)五、思考题 (21)六、实验报告内容及要求 (21)实验三数字PID闭环控制 (22)数字PID控制算法 (22)积分分离法PID控制 (23)带死区的PID控制* (27)简易工程法整定PID 参数 (30)扩充临界比例度法 (30)扩充响应曲线法 (32)实验四数字调节器直接设计方法 (36)最小拍控制系统 (36)一、实验目的 (36)二、实验所用仪表及设备` (36)三、实验原理及内容 (36)有纹波最小拍控制系统 (37)无纹波最小拍控制系统 (38)四、实验步骤 (40)五、思考题 (41)六、实验报告内容及要求 (41)实验一过程通道和数据采集处理为了实现计算机对生产过程或现场对象的控制，需要将对象的各种测量参数按要求转换成数字信号送入计算机；经计算机运算、处理后，再转换成适合于对生产过程进行控制的量。
计算机控制技术实训报告
一、实训背景随着科学技术的不断发展，计算机技术在各个领域的应用日益广泛。
计算机控制技术作为自动化领域的重要组成部分，其研究与应用对于提高生产效率、降低成本、改善产品品质等方面具有重要意义。
为了使学生深入了解计算机控制技术，提高动手能力，本实训课程以计算机控制技术为核心，通过实际操作，使学生掌握计算机控制系统的设计、调试和实施方法。
二、实训目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成；2. 掌握计算机控制系统的设计方法；3. 熟悉计算机控制系统的调试与实施；4. 培养学生团队合作精神和创新意识。
三、实训内容1. 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统主要由以下几个部分组成：（1）被控对象：被控对象是指需要通过计算机控制系统进行控制的设备或过程。
（2）传感器：传感器用于将物理量转换为电信号，以便计算机控制系统进行处理。
（3）控制器：控制器是计算机控制系统的核心，负责接收传感器输入信号，根据预设的控制策略进行计算，并输出控制信号。
（4）执行器：执行器根据控制器输出的控制信号，实现对被控对象的调节。
（5）人机界面：人机界面用于人与计算机控制系统之间的交互，包括操作面板、显示器等。
2. 计算机控制系统的设计方法计算机控制系统的设计主要包括以下几个步骤：（1）系统分析：分析被控对象的特点和需求，确定控制目标。
（2）系统建模：根据被控对象的特点，建立数学模型。
（3）控制器设计：根据数学模型和控制目标，选择合适的控制器类型，并进行参数整定。
（4）系统仿真：在计算机上对控制系统进行仿真，验证系统性能。
（5）系统实施：根据仿真结果，对实际控制系统进行调整和优化。
3. 计算机控制系统的调试与实施计算机控制系统的调试主要包括以下几个方面：（1）硬件调试：检查硬件设备是否正常，包括传感器、控制器、执行器等。
（2）软件调试：检查控制算法是否正确，参数是否合理。
（3）系统联调：将硬件和软件结合起来，进行系统联调，验证系统性能。
温丶湿控制系统实训报告
一、实习背景与目的随着现代生活水平的提高，人们对室内环境的舒适度要求越来越高。
温度和湿度作为室内环境的重要参数，对居住者的健康和生活质量有着直接的影响。
为了培养我们掌握温丶湿控制系统的工作原理、安装调试及维护能力，提高实际操作技能，我们选择了温丶湿控制系统进行实训。
本次实训旨在通过实际操作，使我们对温丶湿控制系统的组成、工作原理、安装调试方法及常见故障排除有更深入的了解，为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。
二、实训内容与过程1. 系统组成与工作原理温丶湿控制系统主要由以下几部分组成：（1）传感器：用于检测室内温度和湿度。
（2）控制器：根据传感器检测到的数据，对执行器进行控制，以达到设定温度和湿度的目的。
（3）执行器：如加热器、加湿器、除湿器等，根据控制器的指令进行相应的操作。
系统工作原理：传感器检测室内温度和湿度，将数据传输给控制器，控制器根据设定值与实际值之间的偏差，输出控制信号给执行器，执行器根据控制信号进行加热、加湿或除湿操作，从而达到调节室内温湿度的目的。
2. 安装与调试（1）安装传感器：将传感器安装在室内合适的位置，确保传感器能够准确检测到室内温度和湿度。
（2）安装控制器：将控制器安装在便于操作的位置，连接好电源线和信号线。
（3）安装执行器：根据实际需求选择合适的执行器，如加热器、加湿器等，并按照产品说明书进行安装。
（4）调试：将控制器设定为自动模式，调整设定温度和湿度，观察执行器是否按照要求进行操作。
如有异常，检查线路连接是否正确，传感器是否正常工作，控制器参数设置是否合理等。
3. 常见故障排除（1）传感器故障：传感器检测到的数据与实际值偏差较大，可能是传感器损坏或安装位置不当。
检查传感器是否正常工作，重新安装传感器。
（2）控制器故障：控制器无法正常工作，可能是电源线连接不牢固或控制器损坏。
检查电源线连接是否正确，更换控制器。
（3）执行器故障：执行器无法正常工作，可能是执行器损坏或线路连接不牢固。
基于rs485的温湿度检测系统的实训报告
基于rs485的温湿度检测系统的实训报告基于RS485的温湿度检测系统的实训报告一、引言近年来，随着物联网技术的快速发展，各种智能设备逐渐走进人们的生活，温湿度检测系统也成为了重要的环境监测工具。
本实训报告旨在介绍基于RS485通信协议的温湿度检测系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 硬件设计温湿度检测系统的硬件设计包括传感器、RS485通信模块和控制单元。
传感器负责采集环境温湿度数据，RS485通信模块负责传输数据，控制单元负责数据处理和显示。
2. 软件设计软件设计是温湿度检测系统的核心部分，包括数据采集、数据处理和数据显示三个模块。
数据采集模块通过与传感器通信，实时获取环境温湿度数据；数据处理模块对采集到的数据进行处理，如计算平均值、最大值和最小值等；数据显示模块将处理后的数据通过控制单元显示在显示屏上。
三、系统实现1. 硬件连接将传感器与RS485通信模块连接，并将RS485通信模块与控制单元连接，确保各个硬件设备正常工作。
2. 软件编程使用C语言编写程序，实现数据采集、数据处理和数据显示功能。
首先，通过RS485通信协议与传感器进行通信，获取温湿度数据；然后，对获取到的数据进行处理，计算平均值、最大值和最小值等；最后，将处理后的数据通过控制单元显示在显示屏上。
四、实训过程在实训过程中，首先进行了硬件连接，确保各个设备之间的通信正常。
然后，进行了软件编程，根据设计要求实现了数据采集、数据处理和数据显示功能。
最后，对系统进行了测试和调试，确保系统能够准确地采集和显示温湿度数据。
五、实训总结通过本次实训，我对基于RS485通信协议的温湿度检测系统有了更深入的了解。
在实际操作中，我掌握了硬件连接和软件编程的基本技巧，并成功实现了系统的功能设计。
此外，通过实训过程，我还提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
六、展望未来随着物联网技术的不断发展和应用，温湿度检测系统将在各个领域发挥更大的作用。
未来，我将继续深入学习和研究相关技术，不断提高自己的能力，为物联网行业的发展做出贡献。
温湿度控制器测试报告
江苏翔盟温湿度控制柜，接线完毕后，通电调试。
调试结果;
1 温度传感器反馈温度范围从空气温度（25摄氏度左右）到用热风枪吹热风温度（50~60摄氏度），满足工作需求。
2 湿度传感器反馈湿度下限到30%左右，不能反馈更低的空气湿度信号，不能满足工作反馈15%的湿度甚至更低的湿度。
在烘干房内测试，测试结果相同，湿度反馈不能满足工作。
从仓库再领了三个温湿度控制器，测试结果基本相同。
湿度反馈均不满足设备正常工况。
从包装和外观观察，包装盒上没品牌，没联系方式，说明书过于简单且印刷模糊，三无产品，建议更换。
2015.4.28。
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课程：院（部）：专业：班级: 学生姓名：学号：指导老师：完成时间：
温湿度控制器设计报告
本设计研究单片机数字温湿度控制器，通过全数字型温湿度传感器测量宽范围的温湿度数据，用来满足恒温湿车间控制、大棚温湿度控制等工农业生产领域需要，要求温湿度测量响应时间快、长期稳定性好，抗干扰能力强，具有较高的应用价值。
一、性能特点
●配用全数字型温湿度传感器DHT11，温度测量范围0℃--100℃，湿度测
量范围0%RH—90%RH，可以满足一般需要。
若要求更宽测量范围，只需
更换温湿度传感器型号，硬件电路及软件程序全兼容。
●温湿度测量响应时间快、长期稳定性好。
●采用先进的专用微处理器芯片STC89C52，可靠性高，抗干扰能力强。
●配用EEPROM芯片AT24C04，使存储的温度上下限和湿度上下限可以
掉电永久保存。
●可以通过四个按键方便地实现温湿度上下限的调整。
●当温度或湿度超限后，报警信号点亮相应报警灯。
●配用三极管和继电器，可以通过驱动继电器打开或切断风机、加热器等
外部设备。
二、功能说明
1、实时测量当前温度值和湿度值，在液晶屏动态显示。
2、可以显示当前允许温度范围，在液晶屏显示，如“20-45”表示允许温度范围为20摄氏度至45摄氏度。
3、可以显示当前允许湿度范围，在液晶屏显示，如“15-60”表示允许湿度范围为15%至60%。
4、当温度低于温度下限时，低温报警灯亮，控制继电器动作。
5、当温度高于温度上限时，高温报警灯亮，控制继电器动作。
6、当湿度低于湿度下限时，低湿报警灯亮，控制继电器动作。
7、当湿度高于湿度上限时，高湿报警灯亮，控制继电器动作。
8、可以通过键盘调整温度上下限和湿度上下限，具体方法是连续按设置键直至温度下限、温度上限、湿度下限、湿度上限相应的位置闪烁，再通过Up键和Down键调整数值，调整完毕继续按设置键进入正常状态。
9、可以保存设置参数至EEPROM中，具体方法是按保存键，此时当前设置参数存盘，重新上电显示新的设置值。
如果不按保存键，所调整的设置参数只在此次运行有效，关电后恢复原先设定值。
三、硬件设计
1、设计框图
本研究设计的温湿度控制器框图如图1所示。
图1 温湿度控制器方框图
图中STC89C52单片机每2秒钟从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶屏上即时显示。
液晶屏上同时可以显示温湿度上下限值，该上下限设置值保存外外部EEPROM存储器中，掉电不失，并且可以通过四只按键上调或下调。
当温度或湿度值超过上下限值时，报警信号点亮相应报警灯。
同时该报警信号通过三极管驱动继电器，以控制外部风机或加热器。
2、温湿度传感器器及检测电路
图2 DHT11温湿度传感器外型及管脚
DHT11温湿度传感器外型及管脚如图2所示。
其中电源引脚的供电电压为
3.5--5.5V。
传感器上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间不要发送任何指令。
电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。
DHT11典型应用电路如图3所示，其连接电路简单，只需要占用控制器一个I/O 口即可完成上下位的连接。
建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时
根据实际情况使用合适的上拉电阻，
图3 DHT11典型应用电路
DHT11数字湿温度传感器采用单总线数据格式，即单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。
其数据包由5Byte（40Bit）组成。
一次完整的数据传输为40bit，高位先出。
数据格式如表一：
表1 DHT11数据格式
3、单片机电路
(1) STC89C52 单片机特点
●增强型 8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051；
●工作电压： 5.5V - 3.5V（5V单片机）；
●工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的 0～80MHz；
●用户应用程序空间 4K//8K/16k/32K/64K字节；
●片上集成1280字节 RAM；
●通用I/O口（32/36个），复位后为准双向口/弱上拉（普通8051传统
I/O口）；
●ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器/仿真器。
●每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120mA；
●可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；
●有EEPROM功能；
●看门狗；
●内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体12M以下时，复位脚可直接
1K电阻到地）；
●时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器；
●用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/
时钟；
●常温下内部R/C 振荡器频率为：5.0V 单片机为： 11MHz ～ 17MHz；
●共4个16位定时器，两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时
器T0和T1，没有定时器2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特
率发生器,再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器；
●外部中断I/O口4路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持
上升沿中断的PCA模块，Power Down模式可由外部中断唤醒；
●通用全双工异步串行口(UART) ；
●工作温度范围：-40 ~ +85℃(工业级) / 0 ~ 75℃(商业级) ；
●封装：PDIP-40, PLCC-44。
(2) STC89C52 单片机管脚及封装
STC89C52 单片机有多种封装形式，本设计中选用40DIP封装，其管脚定义如图4所示。
其最小应用系统如图5所示。
图4 STC89C52 管脚图
图5 单片机最小系统
(4) 单片机电路
由STC89C52组成的温湿度控制器单片机系统原理图如图6所示。
图中DATA引脚为温湿度传感器单总线引脚，单片机通过该引脚和传感器通信，读取温湿度数据。
K1、K2、K3、K4为四只调节按键，分别为设置键、上调键、下调键和保存键，用以调整温湿度上下限值并保存数据。
L2、L3、L4、L5为四只报警灯，其中L2为低温报警，L3为高温报警，L4为低湿报警，L5为高湿报警。
图6 单片机系统原理图
4、显示电路
显示部分采用SMC 1602液晶屏进行数据显示，其主要技术参数为：
表2 液晶屏技术指标
接口信号说明如表3所示。
表3 液晶屏接口信号说明
与单片机接口电路如图7所示。
图7 LCD与单片机接口电路
5、温湿度上限存储
温湿度阈值存储在EEPROM芯片AT24C04中，并可以通过K1—K4按键调节并保存，其中K1、K2、K3、K4分别为设置键、上调键、下调键和保存键。
AT24C04是IIC芯片，其电路如图8所示。
图8 EEPROM存储电路
6、继电器驱动电路
当温湿度数据超过正常范围时，单片机发出继电器动作信号。
该低电平信号通过三极管方法，驱动继电器线圈得电，继电器结点动作。
该结点可以控制空调、加热器、抽风机等电器，以控制温湿度范围。
具体电路如图9所示。
图9 继电器电路
四、下载与调试。
1、U SB转串口驱动安装
打开USB驱动文件夹下的PL2303_Prolific_DriverInstaller_v130.exe安装文件，按提示安装USB转串口驱动程序。
安装完成后，插入USB下载线后，在[开始]-[控制面板]-[打印机和其他硬件]-[设备管理器]，在“端口”分支下有（Prolific USB-to-Serial Comm Port(COMX)。
X表示串口号，如果没有说明USB转串口驱动没有安装，须重新安装。
记住括号里的COM口号。
图14 成功安装USB转串口驱动示意图
2、下载程序
打开STC单片机下载软件文件夹，点击运行STC_ISP_V481.exe程序，出现如下界面。
图15 下载软件
正确选择MCU 类型，COM口（与刚才安装的COM号一致），最高波特率和最低波特率都选2400bps或者1200bps，并打开正确的.hex数据文件。
点击“Download/下载”按纽，
按下电路板上的电源按纽，保证其有个失电至上电的过程，则窗口显示开始烧录芯片。
3、运行
下载完成后程序自动运行，或重上电后程序正常运行。
五、总结与致谢
通过本次实验，我们对计算机控制有了更为深入的了解，将理论与实践相结合的过程中，我们对这门课程形成了更为深刻的理解。
感谢老师在实验的过程中对我们孜孜不倦的教导，使我们对实验过程有了更为清晰的认知。