毕业设计--单片机多机通讯在家居系统中的应用

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1、济源职业技术学院毕业设计毕业设计题目单片机多机通讯在家居系统中的应用系别专业班级姓名学号指导教师日期I设计任务书设计题目：单片机多机通讯在家居系统中的应用设计要求：1.在四个居室中分别设有温度传感器模块和湿度传感器模块，利用主从式多机通讯结构，采用一片主机（上位机）和四个从机（下位机），以上位机对下位机进行互相控制，可以对灯光的控制，而且下位机能做到本地控制。2.设置四组数码管显示各个居室的湿度和温度环境数值，以及灯光的开、关，兼微调的显示。3.当四个居室中环境参数值超出系统设定的值时，系统就会报警。否则，系统恢复原设定值，继续正常运行。设计进度要求：第十一周

2、：查阅资料，与指导教师进行交流，确定毕业设计题目和内容。第十二周：进行资料查阅（去图书馆借相关资料书和上网下载有关资料）。第十三周：根据资料设计计算。第十四周：根据资料写程序以及画框图，找指导教师检查、指导，保证设计内容的正确性。第十五周：整理完善设计内容、按照毕业设计规范进行设计报告的撰写。第十六周：最终确定设计论文，打印装订，准备毕业答辩和指导教师评阅等。指导教师（签名）：I摘　　要本系统利用多片MCU组成了一个简单、安全、智能化的居室环境监控网络,具有性能好、可靠性高、通讯硬件接口简单、检测精度高、操作简单的优点。本系统采用主从式多机通讯网络结构,以RS

3、-485总线标准进行多机通讯,具有很高的抗干扰能力、成本低、实现比较简单的特点。各居室的温度、湿度以及灯的状态均可以集中到上位机显示。设有温度、湿度的上下限报警,提示环境已不适合居住。另外上位机还能对各室的日光灯及白炽灯进行开、关以及微调控制。本文的主要工作为设计硬件和软件。分别介绍了温度测量传感器、湿度传感器、AD转换器的功能和选择使用情况,及一些微控制器的性能和参数。软件部分主要介绍设计思想及程序流程,并给出了部分程序清单。关键词：居室，湿度，温度，RS—485，单片机多机通讯II目录摘　　要II1系统简介11.1主要性能参数11.2主要功能12系统设计

4、方案的选择及论证32.1设计思想32.2系统结构框图32.3灯光控制模块42.4温度检测模块62.5湿度检测模块72.6A/D转换模块112.7通讯模块142.8控制模块162.9上位机外围接口设计172.10系统电源的设计203系统设计的部分计算213.1温度模块放大倍数计算213.2湿度检测模块的计算213.3LED数码显示器限流电阻计算223.4蜂鸣器限流电阻计算224系统软件的设计234.1灯光的设计234.2上位机程序设计244.3下位机程序设计265系统调试28结论29致谢30参考文献31附录A32381系统简介本系统采用模块化设计思想,主从式设计

5、结构,监控4个居室的环境参量(包括温度、湿度及对居室灯光的控制)。系统采用一片AT89C51作为上位机,向下传送位机发送控制命令和数据及接收下位机传送过来的数据,并采用4位数码管显示各居室的温度值和相对湿度值，以及居室内灯的显示。该系统共设有5个按键(包括复位键、进入键、返回键、上调键和下调键)。另外数码管还兼有辅助显示功能,以节省键盘。下位机采用AT89C2051单片机检测各居室的温度和湿度,并对这些参数进行调节控制;采用MICROCHIP公司的PIC12C508A控制各居室的日光灯和白炽灯的亮度。4片AT89C2051单片机与主机之间采用RS-485总线标

6、准进行通讯,分别安装在各个居室,与主机的通讯地址为01H、02H、03H、04H。1.1主要性能参数1.工作电压：AC220V±10%2.测量范围：温度0℃--+50℃相对湿度+25%RH--+75%RH3.测量精度：温度<±0.5℃相对湿度<±5RH4.控制精度：相对湿度<±5RH5.显示方式：温度值小数点浮动显示三位有效数字,相对湿度小数点浮动显示三位有效数字。1.2主要功能1.显示：当数码管显示“——01”“——02”“——03”“——04”分别表示对1、2、3、4室进行操作；“L———”“E———”“H———”分别表示对灯光、温度、湿度环境参量进行操作

7、；当数码管显示“—E——”“—L——”分别表示对居室的日光灯、白炽灯操作；当数码管显示“———0”“———1”分别表示对居室白炽灯的开、关(兼调亮、调暗功能)；当数码管显示“—D——”“—S——”38分别表示对下位机传来的数据进行显示、对下位机进行设定控制目标值操作；当目标操作完成后显示“GOOD”,表示操作已成功。2．下位机不仅能接受上位机对其灯光的控制，而且能够做到本地控制。3．对灯光的控制（尤其是对白炽灯）具有记忆性。4．上位机可对下位机设定相对湿度控制目标。在上电复位后，如上位机不对下位机进行人工干扰，下位机自动把各室环境湿度参量设定为默认值：45%R

8、H。5．当采集环境参量数据超过上、下限