rs485的工业温湿度变送器
摘 要本课题将嵌入式类型的工业温湿度变送器系统作为了研究对象，根据相关产品所能表现出的功能和性能，确立了本课题的设计内容。本文选用了一款常见的STC89C52单片机芯片来作为主控器件，结合了LCD1602液晶屏幕、DHT11温湿度敏感器和有源蜂鸣器等一些常见器件，设计出了一款具有可靠性能的工业温湿度变送器系统，实现了对环境中的温湿度两项参数进行快速准确的检测，通过RS485接口将温湿度数据进行远程传送，在电脑软件上进行显示，与此同时本课题还为这款变送器配置了一个用于显示的液晶屏部分，对检测到的温湿度参数进行现场显示，用户还可以通过按键对湿度报警阀值进行设置，当检测到的环境参数出现异常时能够进行报警。这款系统的实现降低了市面上大多数产品的研发成本，更为重要的是解决了这些产品所表现出的一些弊端，不但能够长时间稳定工作，工作过程中还不容易受到环境因素的干扰，经过了多种方式的系统测试之后，这款系统将所有的预期功能都得到了实现，如果能够将它推向市场，具有非常积极的意义。
目录
一、 引言 1
（一） 工业温湿度变送器的发展背景 1
（二） 工业温湿度变送器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 工业温湿度变送器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 工业温湿度变送器主控电路设计 5
（二） 环境温湿度采集电路设计 6
（三） MAX485接口电路设计 7
（四） 变送器的液晶显示电路设计 8
（五） 变送器的报警电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 工业温湿度变送器的主程序流程设计 11
（二） 显示屏驱动子程序设计 12
（三） 温湿度采集子程序设计 13
（四） 有源蜂鸣器子程序流程设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
工业 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
温湿度变送器的发展背景
工业温湿度变送器可以用于多种场合，车间的潮湿和温度控制监测，它会保证企业生产环境在一个正常的温湿度之内，工业温湿度变送器系统在本课题中将通过STC89C52单片机来实现控制，考虑到目前市场上的大多数中高端性能的工业温湿度变送器系统产品的售价都非常高，经过资料查阅后可以知道其内部的整体架构也不过是一些常用的嵌入式系统架构，以中高端的单片机等微处理器芯片做主控，在单片机外部布置了一些高性能传感器来采集信号，这种结构我们大学期间已经经过系统的学习，所以本课题决定采用一款最为熟悉的STC89C52单片机来实现程序代码执行器，实现工业温湿度变送器系统的所有功能，从而有望能够大幅度降低目前市场上相关工业温湿度变送器系统的整体成本水平，将具有中高端性能的工业温湿度变送器系统实现普及化，大量淘汰一些性能低劣的产品。相关资料显示工业温湿度变送器系统的发展脚步在最近二十年间得到了飞速的提升，数字化工业温湿度变送器系统的出现要追溯到上世纪九十年代初期左右，此时正值8位单片机芯片快速发展的时期，初期的工业温湿度变送器系统在这段时间已经被推向了市面，相关企业和个人已经开始了对这种单片机控制系统的广泛研究，虽然此时的单片机控制器的性能还处于较低水平，但是通过C语言程序代码的构建，采用由简单到复杂的不同难度的程序指令语句的控制，仍旧是能实现一些较为简单的控制功能，虽然较为简单，但依然是比之前的传统式工业温湿度变送器系统要好用很多，并且由于已经实现了一定的数字式，所以系统工作的稳定度也得到了巨大的提升。
工业温湿度变送器的国内外发展现状
工业温湿度变送器系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低、中、高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的工业温湿度变送器系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在工业温湿度变送器系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的工业温湿度变送器系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本文选用了一款性价比极高的STC89C52单片机芯片来作为主控器件，结合了LCD1602液晶显示屏、DHT11温湿度测量器和有源蜂鸣器等一些常见器件，设计出了一款具有较高性能的工业温湿度变送器系统，并实现了如下功能电路模块的设计：设计出了一款具有较高性能的工业温湿度变送器系统，实现了对环境中的温湿度两项参数进行快速准确的检测，通过RS485接口将温湿度数据进行远程传送，在电脑软件上进行显示，与此同时本课题还为这款变送器配置了一个用于显示的液晶屏部分，对检测到的温湿度参数进行现场显示，用户还可以通过按键对湿度报警阀值进行设置，当检测到的环境参数出现异常时能够进行报警。能够以较高质量的液晶显示能力将工业温湿度变送器系统中采集到的环境温湿度数据显示给现场用户。设计MAX485电平转换芯片电路的设计，实现将串口电平转换为485电平，并能够将数据传送到1500米之外。能够在STC89C52单片机GPIO管脚的高低电平控制下实现对有源蜂鸣器的工作状态控制，从而在环境参数出现异常时产生报警信号。
工业温湿度变送器的方案设计
按照课题的预期实现目标来看，各个功能的实现需要通过STC89C52单片机芯片的控制才能够实现，而各个功能的实现需要硬件电路和软件程序代码两方面的结合才能够完成，本部分将开始对这款工业温湿度变送器系统的实现方案进行设计，如图1中的系统结构框图所示，在这里将整个系统按照不同的功能来进行划分，形成了图1中的系统结构框图，各个功能模块的作用可以描述为：
为了将现场检测到的温湿度参数显示给用户，本课题配置了一个LCD1602液晶显示电路。为了实现对环境中的温度和湿度两项参数进行检测，本课题配置了温湿度检测电路，它通过单总线接口与单片机进行连接，用于向单片机提供检测到的温湿度数据。为了实现在环境参数出现异常时产生报警信号，本课题配置了一个报警信号生成电路，通过蜂鸣器作为主要元器件；为了实现将串口电平转换为485电平从而将数据传送到1500米之外，配置了图中的MAX485电平转换芯片电路，将其连接变送器和电脑两端。
目录
一、 引言 1
（一） 工业温湿度变送器的发展背景 1
（二） 工业温湿度变送器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 工业温湿度变送器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 工业温湿度变送器主控电路设计 5
（二） 环境温湿度采集电路设计 6
（三） MAX485接口电路设计 7
（四） 变送器的液晶显示电路设计 8
（五） 变送器的报警电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 工业温湿度变送器的主程序流程设计 11
（二） 显示屏驱动子程序设计 12
（三） 温湿度采集子程序设计 13
（四） 有源蜂鸣器子程序流程设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
工业 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
温湿度变送器的发展背景
工业温湿度变送器可以用于多种场合，车间的潮湿和温度控制监测，它会保证企业生产环境在一个正常的温湿度之内，工业温湿度变送器系统在本课题中将通过STC89C52单片机来实现控制，考虑到目前市场上的大多数中高端性能的工业温湿度变送器系统产品的售价都非常高，经过资料查阅后可以知道其内部的整体架构也不过是一些常用的嵌入式系统架构，以中高端的单片机等微处理器芯片做主控，在单片机外部布置了一些高性能传感器来采集信号，这种结构我们大学期间已经经过系统的学习，所以本课题决定采用一款最为熟悉的STC89C52单片机来实现程序代码执行器，实现工业温湿度变送器系统的所有功能，从而有望能够大幅度降低目前市场上相关工业温湿度变送器系统的整体成本水平，将具有中高端性能的工业温湿度变送器系统实现普及化，大量淘汰一些性能低劣的产品。相关资料显示工业温湿度变送器系统的发展脚步在最近二十年间得到了飞速的提升，数字化工业温湿度变送器系统的出现要追溯到上世纪九十年代初期左右，此时正值8位单片机芯片快速发展的时期，初期的工业温湿度变送器系统在这段时间已经被推向了市面，相关企业和个人已经开始了对这种单片机控制系统的广泛研究，虽然此时的单片机控制器的性能还处于较低水平，但是通过C语言程序代码的构建，采用由简单到复杂的不同难度的程序指令语句的控制，仍旧是能实现一些较为简单的控制功能，虽然较为简单，但依然是比之前的传统式工业温湿度变送器系统要好用很多，并且由于已经实现了一定的数字式，所以系统工作的稳定度也得到了巨大的提升。
工业温湿度变送器的国内外发展现状
工业温湿度变送器系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低、中、高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的工业温湿度变送器系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在工业温湿度变送器系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的工业温湿度变送器系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本文选用了一款性价比极高的STC89C52单片机芯片来作为主控器件，结合了LCD1602液晶显示屏、DHT11温湿度测量器和有源蜂鸣器等一些常见器件，设计出了一款具有较高性能的工业温湿度变送器系统，并实现了如下功能电路模块的设计：设计出了一款具有较高性能的工业温湿度变送器系统，实现了对环境中的温湿度两项参数进行快速准确的检测，通过RS485接口将温湿度数据进行远程传送，在电脑软件上进行显示，与此同时本课题还为这款变送器配置了一个用于显示的液晶屏部分，对检测到的温湿度参数进行现场显示，用户还可以通过按键对湿度报警阀值进行设置，当检测到的环境参数出现异常时能够进行报警。能够以较高质量的液晶显示能力将工业温湿度变送器系统中采集到的环境温湿度数据显示给现场用户。设计MAX485电平转换芯片电路的设计，实现将串口电平转换为485电平，并能够将数据传送到1500米之外。能够在STC89C52单片机GPIO管脚的高低电平控制下实现对有源蜂鸣器的工作状态控制，从而在环境参数出现异常时产生报警信号。
工业温湿度变送器的方案设计
按照课题的预期实现目标来看，各个功能的实现需要通过STC89C52单片机芯片的控制才能够实现，而各个功能的实现需要硬件电路和软件程序代码两方面的结合才能够完成，本部分将开始对这款工业温湿度变送器系统的实现方案进行设计，如图1中的系统结构框图所示，在这里将整个系统按照不同的功能来进行划分，形成了图1中的系统结构框图，各个功能模块的作用可以描述为：
为了将现场检测到的温湿度参数显示给用户，本课题配置了一个LCD1602液晶显示电路。为了实现对环境中的温度和湿度两项参数进行检测，本课题配置了温湿度检测电路，它通过单总线接口与单片机进行连接，用于向单片机提供检测到的温湿度数据。为了实现在环境参数出现异常时产生报警信号，本课题配置了一个报警信号生成电路，通过蜂鸣器作为主要元器件；为了实现将串口电平转换为485电平从而将数据传送到1500米之外，配置了图中的MAX485电平转换芯片电路，将其连接变送器和电脑两端。
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