梁晓龙 201048360202基于单片AT89C52的大棚温度控制系统

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1、n学生：梁晓龙n导师：王学梅n时间：2014年5月23日蔬菜大棚温度控制硬件电路设计3课题背景1蔬菜大棚温度控制总体方案设计2系统仿真与实物演示4结论56目录36蔬菜大棚温度控制软件电路设计1.1 课题背景 温度是影响工农业生产的一项重要的因素，温度控制的精确与 否直接影响到生产的安全，产品的质量或者产量。 我国温室种植在温度检测与控制方面的不足 1.推广迅速但温室生产的设备简陋，温室农产品的生产易受到外界的影响。 2.传统的恒温系统采用模拟电路设计致使系统精度差，易出现温漂，电路结构复杂。 3.先进的温度控制系统一般价格昂贵，操作繁琐。1.2 选题目的和意义 设计本系统的目的 为使农户能在大

2、棚蔬菜的种植上对温度有更好的掌握，简化温度检测与控制的操作流程，降低在温度与控制放们的投入成本，同时也为了更好的推动了我国农业的现代化进程，基于此我设计了以单片机为核心控制的温度检测与控制系统。因此，本系统的开发应用具有一定的现实意义。 本系统设计的现实意义 1.系统操作便捷，采集方便准确，适应强，成本低以及节省能源，可明显增加使用者的效益； 2.本设计AT89C52单片机的基础上有效的解决了温室大棚的温度自动控制，运用多个方案进行有效分析，减少人工参与，提高温室大棚的种植培育能力。 3.在可行性的基础上，经过准确计算及比对，降低程序开发，设计及生产成本，保证项目的有效运行。1.3 蔬菜大棚智

3、能控制的类型及优缺点（1） 基于MCS51为基础单片机控制系统 优点：能全局管理，操作简单，价格低廉。 缺点：布线复杂，可靠性能差；信号的输入输出，为模拟量。（2）基于PLC的温室控制系统 优点：节省了成本，提高了设备利用率，有利于温室群控。 缺点：投资大，一般都在万元以上，一般作业用户难以接受。（3）新型PID参数自整定的温度控制 优点：抗干扰能力强，良好的选择性和灵敏度。 缺点：精度不高，很难稳定。 本系统是通过AT89C52单片机控制技术对温度进行调节，相比于其它的系统具有操作便捷，采集方便准确，适应强，成本低以及节省能源的特点，可明显增加使用者的效益。本设计在AT89C52单片机的基础

4、上有效的解决了温室大棚的温度自动控制，运用多个方案进行有效分析，减少人工参与，提高了温室大棚的种植培育能力。2 蔬菜大棚智能温度控制与检测系统总体设计框图 系统的硬件组成包括AT89C52的主控制电路，单总线数字温度传感器DS18B20检测电路，LCD1602的显示模块，直流电动机驱动电路及蜂鸣器报警电路等2.1 蔬菜大棚温度智能控制的电路原理图3 蔬菜大棚温度控制硬件电路设计1.AT89C52主要功能特性 1、兼容MCS51指令系统 ； 2、8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM； 3、32个双向I/O口； 4、256x8bit内部RAM； 5、3个16位定时/计数器中断；6、时

5、钟频率0-24MHz； 7、2个串行中断； 8、2个外部中断源，共8个中断源； 9、2个读写中断口线； 10、低功耗空闲和掉电模式； 11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等多种封装形式2.DS18B20的功能特性 1、单总线器件； 2.具有独一无二的序列号； 3、不需要任何外部元件即可实现测温；4、测温范围-55到125之间； 5、可编程9位12位A/D转换精度； 6、内部温度有上下警告设置； 3.LCD1602功能特性第1脚：GND为电源地 第2脚：VCC接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端。第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时数据寄存器、低电平0时指令寄存器。第5脚

6、：RW为读写信号线，高电平1时进行读操作，电平(0)时进行写操作。第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端,高电平（1）时读取信息，负跳变时执行指令。第714脚：D0D7为8位双向数据端。第1516脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。 相比于数码管LCD1602液晶显示的优点： 1.机身薄，节省空间 2.省电，不产生高温 3.低辐射，益健康 4.画面柔和不伤眼 4 蔬菜大棚温度控制软件电路设计 温度检测读取温度的主程序如下：unsigned int Read Temperature(void)unsigned char a=0;unsigned int b=0;unsig

7、ned int t=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC); / 跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0 x44); / 启动温度转换delay(200);Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC); /跳过读序号列号的操作 软件设计流程图DS18B20读取温度流程图WriteOneChar(0 xBE); /读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度a=ReadOneChar(); /低位b=ReadOneChar(); /高位b4; TempL=temp&0 x0F; TempL=TempL*6/10;

8、/小数近似处理 flag_get=0; 4.1蔬菜大棚温度控制分系统电路设计 1. AT89C52中，振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端为XTAL1，振荡器反相放大器的输出端为XTAL2。在TXAL1和XTAL2两端跨接由石英晶体及两个22pf电容构成的自激震荡器。 2. 单片机的复位电路通常有开关手动复位和上电自动复位两种方式可供选择。本系统采用是上电复位的方式来触发电容C通过电阻R充电，致使RST端出现正脉冲，以达到复位状态 3. DQ 为数据输入/输出引脚，连接P1.3。GND为地信号；VCC为电源信号。 复位电路 时钟电路 测温电路 控制电路 4. 三极管采用S8050，用于放

9、大电流。基极接P1.5口，用于控制 输出信号。集电极按电源正极，发射极接马达正极。LCD1602温度显示电路与蜂鸣器电路的实现 5.AT89C52的P0口被用作了显示模块LCD1602的数据线，LCD1602的P2.4、P2.5、P2.6用来控制LCD1602的E、R/W、RS端口。其中E是下降沿触发的片选信号，连接P2.6，R/W是读写信号，连接P2.5，RS是寄存器选择信号，连接P2.4。下图为LCD1602的硬件连接。VEE用连接阻值为10K的电阻。10K的电阻用以调整显示屏的对比度 6.本系统采用蜂鸣器作为发生装置，用引脚P1.7控制。 温度显示电路 报警电路u 5 蔬菜大棚温度控制的

10、实现 仿真图 实物图6 结论1、使用DS18B20单总线数字式温度传感器，摒弃了以前使用较多的模拟温度传感器。相比模拟传感器，DS18B20单总线数字式温度传感器具有价格低廉、使用方便、测温准确、精度较高、无需标定、扩展方便等优点。2、控制装置（以单片机为核心的控制板）可以独立运行，这就是说可以在不需要上位机（PC机）的实现智能控制。这一点对当前尚不富裕而又需要大棚控制装置的中国农村来说，很有意义。3、该装置的可扩展性较强，留有大量的I/O口，非常方便系统扩展。4、通用性较强、该系统只要稍加改进，就可用于果蔬储藏保鲜、冷库、粮库等环境系统的检测与控制。 不足与探讨 由于作者时间和经验不足，技术

11、水平有限，本系统还有部分尚未完成，需要进一步完善，主要体现在以下几个方面：1、功能不够完善 在所设计的智能控制系统中，实现了多因子的有效智能控制，但是由于时间和实践经验不足并没有实现各因子之间的协调，需要予以扩展完善。比如在实际的生产中我们可以将测得的温度通过单片机与通讯模块相连接，以手机短消息的方式发送给用户,使用户能够实时对温度进行监控 2、节能问题 现代蔬菜大棚生产是一种高产出高能耗的新产业。本着绿色农业和可持续发展战略，蔬菜大棚节能非常重要。蔬菜大棚构造设计时，使用高保温性能的围护材料，双层充气，保温遮阳降低温室大棚冷风渗透，进行周边保温与冷处理；改进蔬菜大棚的管理方式，比如采用变温管理等。