**单片机设计介绍， 基于单片机四路继电器温湿度控制
一 概要
基于单片机四路继电器温湿度控制的设计是一种能够实现精确环境调控的智能化系统。它利用单片机作为核心控制器，结合温湿度传感器、四路继电器以及相应的控制算法，实现对室内或特定空间的温湿度进行自动调节和控制。
该系统的核心功能包括温湿度数据的实时采集、处理以及控制指令的输出。温湿度传感器负责实时监测环境温湿度，并将数据传输给单片机。单片机通过内部程序对接收到的数据进行处理和分析，判断当前温湿度是否处于设定的安全范围内。如果超出范围，单片机将输出相应的控制指令给四路继电器。
四路继电器是执行控制指令的关键部件，它们分别连接着加热、降温、加湿和除湿设备。当单片机发出控制指令时，继电器会按照指令要求闭合或断开相应的电路，从而驱动相应设备工作。例如，当温度过低时，单片机将控制加热继电器闭合，启动加热设备；当湿度过高时，单片机将控制除湿继电器闭合，启动除湿设备。
此外，该系统还具备报警功能。当温湿度超出设定的安全范围时，单片机将驱动报警模块发出声光报警信号，提醒操作人员及时采取措施。同时，系统还可以将当前的温湿度数据以及报警状态显示在液晶显示屏上，方便用户实时了解环境状态。
基于单片机四路继电器温湿度控制的设计具有结构简单、成本低廉、易于实现等优点，适用于各种需要对环境温湿度进行精确控制的场合，如家庭、办公室、实验室、工厂等。通过合理的控制算法和参数设置，该系统可以实现高效、稳定的温湿度控制，为用户提供舒适、安全的工作和生活环境。
二、功能设计
通过实时测量温湿度，采集温度和湿度值，设定温度和湿度的范围，来控制降温和升温装置、加湿和干燥装置，同时具备超限报警电路，掉电存储电路。
总体来说，本次设计主要涉及了温湿度的测量、显示以及实现简单控制。硬件方面有五个模块，即单片机主控模块、传感器模块、LCD1602液晶显示模块、报警模块以及阈值设置模块。其中主控模块已经给出，我们只需适当增加驱动电路即可。
传感器模块使用的是DHT11数字温湿度传感器。通过DHT11检测出当前环境下的温湿度，将所测数据交给AT单片机进行分析和处理，并分别存入不同数组以便显示时候用。其中，为了显示稳定，本系统每间隔5s采集一次数据送入单片机。
1602液晶显示模块就是实现温湿度检测值和阈值的显示。其分两行显示，上边一行显示湿度和温度值，下面是状态指示，按键可以设置控制范围。
小灯报警模块实现了检测值超过阈值的时候相应颜色的灯亮报警。本系统采用的是多个led灯和继电器来指示和驱动电机、加热器等，因此无论温度还是湿度超出范围led会进行报警提示。提醒工作人员此时温度湿度数据出现异常、需及时调整，及时启用升温器、加湿器、降温风扇以及喷雾器来有效的调整实验室内温湿度。
阈值设置模块通过三个按键来实现阈值设置功能的。使得在不同环境下设置阈值提供了极大的方便，不需要每次都在程序里改动然后再烧录，省去了复杂的过程。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
