基于单片机的病房温湿度控制系统的设计与实现

贾馨婷　郑琳沈阳工学院　信息与控制学院



基于单片机的病房温湿度控制系统的设计与实现

贾馨婷郑琳
沈阳工学院信息与控制学院

摘要：病房温湿度是医院病房中检测的重要参数。本文利用STC12C5060S2单片机设计一个温湿度控制检测系统。可以对湿度传感器AM1001返回的模拟量经过单片机的A/D转换成数字量后进行处理，然后经过计算与处理后显示在数码管上，同时使用DS18B20作为温度传感器件，使用单片机进行一线总线的控制进行温度数据的读取。

关键字：温度传感器 湿度传感器 单片机

1　硬件部分设计

该设计的主控电路部分为由单片机STC12C5A60S2组成的最小系统部分，对本次设计使用的单片机来说，最小系统有单片机、复位电路和晶振电路。STC12C5A60S2的片内振荡器作为CPU的时钟源。

液晶屏采用LCD1602，LCD1602是一款字符型液晶显示屏。该液晶采用的是并行接口，可以直接通过指令控制屏幕，该液晶内部还有可以开放给用户定义的ROM区域可以定义16个5×7点阵图形。

按键电路有两种，一种为扫描式按键，通电后对按键进行逐个的或者逐行的扫描；另外一种按键的检测方式为AD检测，每个按键按下，对AD检测口所分的电压就不相同，通过检测电压的变化来达到按键检测的目的。本设计由于使用的按键较少，所以使用独立式按键作为本设计按键的输入部分。

DS18B20具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用处理器I/O端口少等优点，应用方便灵活，在常温测量中有较大优势，与Lon Works 现场总线结合应用前景更加广阔。DS18B20有两种供电方式，寄生电源方式和使用外部电源。通过比较，本设计采用外部电源供电方式。

报警电路由声音报警与指示灯构成，其中声音报警选用蜂鸣器提示报警，该驱动电路由一只三极管与电阻构成，在直流电压状态下即可使用。

指示灯由两个发光小灯组成，分别代表温度上下限、湿度上下限报警，为了使灯能够被单片机驱动，单片机的灌电流要远远大于单片机的驱动电流才能使其点亮。

本设计中使用的单片机芯片为STC12C5A60S2，该单片机具有A/D转换功能， 可以根据不同的湿度返回不同的电压值来检测湿度。

2　软件部分设计

软件部分的设计思路为：入口程序中完成对程序的初始化设置，然后进行按键程序的判断与执行，提取数据后进行判断与报警。

本设计的软件部分分为两大模块，一个部分为右端所示的单片机的入口程序，一个部分为左端所示的单片机的中断入口程序，中断程序为主要的部分。

入口程序：单片机复位后，单片机将从入口程序main（）｛｝；程序开始执行，首先进行复位提示，蜂鸣器做短的凤鸣，进行A/D转换的初始化设置，之后通过指令就可以进行A/D转换了。A/D转换设置完成后，进行开机时的第一次重量值提取，此次提取的重量值，为了开机进行重量值的自动检测。

A/D转换与计算程序，主要功能为完成A/D的转换，与对转换值的计算，由于本设计使用的A/D转换部分为8位精度，数字量为256，而本设计中所使用的转换的量程为100，所以我们对该A/D转换值进行处理，将数字量除以2.56，可以得到重量值信息。

温度提取子程序完成对温度值的提取，本设计中使用的温度传感器为DS18B20，该传感器采用一线总线的计数的器件，计算时，只需要提取整数部分进行显示，计算的方法为，将12位温度值，像右移动四位，剩余的部分即为整数部分的温度值，然后进行温度值的判断。

3　结论

本设计完成了基于单片机的温湿度测控系统的研究，使用STC12C5A60S2单片对温度与湿度进行检测，温度部分使用DS18B20进行对温度的检测，湿度部分使用AM1001湿度传感器通过单片机直接进行A/D转换处理后进行显示与判断处理，并具有温湿度输出控制功能，可以控制温度与湿度值的平衡，可以通过按键设置温湿度的平衡值的大小。经过检测此系统功能完善，运行正常，但是仍然存在很多不足，例如：由于病房对于温湿度的要求较高，精确程度要求较为严格，温度设置和检测并不能精确到0.1度。所以如果真正应用到医院病房还需要很大的改进。

参考文献

［1］龙泽明，顾立志，王桂莲等.MCS- 51单片机原理及工程应用［M］. 北京：国防工业出版社，2005：23-78.

［2］李林功，吴飞青，王兵等.单片机原理与应用［M］. 北京：机械工业出版社，2007：10-14.

［3］谭浩强.C程序设计（第三版）［M］.北京：清华大学出版社，2005：2-190.

作者简介

贾馨婷，1992年11月，女，汉族，沈阳工学院，学生。

郑琳（通讯作者），1989年2月，女，汉族，辽宁人，沈阳工学院，教师，讲师，硕士学位，研究方向：天线设计与制作。