学士学位论文多功能温室检测控制系统设 计Word文档格式.docx

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贾艳丽

顾问教师

二〇一三年六月

摘要

摘要正文输入

课题背景

课题设计

课题结果

温室环境系统是一个多变量、非线性、时变和滞后的系统。

其中，温度和湿度的变化是最基本的因子，对农业作物影响最为显著。

本文以AT89C51单片机为核心，选用DS18B20温度传感器和Al2O3型湿度传感器，设计实现了温室大棚温、湿度测控系统。

系统由主程序、数据采集与显示、温湿度参数设置、执行机构控制、报警等模块组成。

与传统测试系统相比具有结构简单、体积小、成本低、通用性好、易于实现等特点。

关键词：

AT89C51；

温度传感器；

湿度传感器；

A/D转换

Abstract

英文摘要正文输入

【格式刷】

ThissystemtakestheAT89C51singlechipasthecontrolcore,usingthetemperaturesensorAD590tocarryonreal-timegatheringandcontrollingtothegreenhouseofvegetables,soitcanrealizesauto-controltothegreenhouse’stemperature.Thissystemcontainstheminiaturesinglechipsystemmodule,thetemperaturegatheringmodule,theheatermodule,thedrop-temperaturemodule,thekeypressedmoduleandthedisplaymodule.Thegatheringtemperatureorthesettingtemperatureisdisplayedthroughtheseven-segLED.Itcanbeestablishednewtemperaturevalueinthegreenhousethroughpressingbuttons,whenthistemperaturevalueishigherthanthegatheringtemperaturevalue,thenmakestheheaterworkinordertoachievethedefinedvalue;

Otherwise,theheaterknocksoff,andopenstheventilatorasfastastoachievethesupposedtemperature.Itwillbeeffectiveandreliabletoexamandcontrolthetemperatureofthegreenhousebyusingthissystem,thusguarantsthecropgrowingfineunderthebesttemperaturecondition,andenhancesthecrops’qualityandoutput.

Keywords:

Singlechip;

Temperaturesensor;

Temperaturecontrol;

Temperaturedisplay;

Keyboardentry;

Greenhouse

目录

摘要I

AbstractII

第一章绪论1

1.1课题研究背景1

1.2课题设计要求1

第二章系统硬件设计3

2.1单片机最小系统设计3

2.1.1AT89S52芯片性能3

2.1.2AT89S51最小硬件系统3

2.1.3时钟4

2.2液晶显示电路设计4

2.3温度检测电路设计5

2.3.1温度传感器介绍5

6

AD590其有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。

可广泛应用于各种冰箱、粮仓、空调、冰库、工业仪器配套和各种温度的测量和控制等领域。

2.3.2温度传感器电路设计6

第三章系统软件设计8

3.1系统程序框图8

3.2温度检测程序设计8

3.2.1DS18b20编程规则8

3.2.2温度检测程序框图9

第四章系统调试10

4.1温度检测10

4.2湿度检测调试12

第五章总结与展望14

5.1总结14

5.2展望14

致谢16

参考文献17

附录1系统硬件电路19

附录2程序源代码20

第一章绪论

1.1课题研究背景

温室是观赏植物栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类观赏花卉对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，以提早或延迟花期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。

随着现代科技的发展，电子计算机、微控制器已用于控制温室环境。

系统可自动控制加热、降温、通风。

根据需要，通过按键将温度、湿度等信息输入MCU，根据情况可随时调节环境。

温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。

【从选题表中复制，演示，第一章至少2页】

1.2课题设计要求

正文部分

【奇偶页演示】

本设计主要是要完成对温室内温度、湿度等参数的自动检测、显示、控制以及存储、报警的过程。

先通过放置在温室内的温湿度传感器对温度、湿度进行定时巡回检测，然后把收集到的数据传送给微处理器（AT89C51），微处理器通过对采集到的信号进行分析比较。

若测量温湿度在给定的温湿度安全范围则表明所测环境温湿度正常，各工作器件可在此环境中继续工作；

若测量温湿度不在给定的温湿度安全范围内，则相应报警系统工作，发出报警，说明所测环境温湿度需要调整，并通过按键控制温湿度参数的调整。

最后将采集的温湿度参数在液晶模块上显示或直接传到上位机显示、存储。

第二章系统硬件设计

2.1单片机最小系统设计

本系统采用Atmel公司所生产的MCS—51系列中的AT89C51单片机[4]。

AT89C51单片机小系统如图3.1所示：

图3.1单片机小系统

2.1.1AT89S52芯片性能

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh 

Programmable 

and 

Erasable 

Read 

Only 

Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案

2.1.2AT89S51最小硬件系统

本系统采用Atmel公司所生产的MCS—51系列中的AT89C51单片机[4]。

2.1.3时钟

AT89C51内部已具备振荡电路，只要在接地引脚上面的两个引脚（即19、18脚）连接简单的石英晶体即可。

AT89C51的时钟频率为12MHz。

2.2液晶显示电路设计

译码IC及温度显示的电路图如图3.4所示。

显示部分的工作原理是，它将温度转换的数字量，即温度值，经由AT89C51的P1口由两个译码IC输出并分别送入两个七段数码管显示[8]，这两个LED都是共阳极的。

图3.4译码IC及温度显示

2.2.1译码IC7447

BCD码转换成7段LED数码管的译码驱动IC，如图3.5所示，首推7447系列，包括7446、7449、74LS49[9]。

其中的7446及7447输出低电平驱动的显示码，用以推动共阳极7段LED数码管；

而7448及74LS49输出高电平驱动显示码，用以推动共阴极7段LED数码管，7446、7447与7448的引脚相同（双并排16pins）。

7447引脚说明：

1、D、C、B、A：

BCD码输入引脚。

2、a、b、c、……g：

7段数码管输出引脚。

3、/LT：

本引脚为测试引脚，当接高电平时，所连接的7段LED数码管全亮。

正常显示下应接低电平。

4、/RBI：

本引脚为涟波淹没输入引脚，正常显示下应接低电平。

5、/BI和/RBO：

本引脚为淹没输入或涟波淹没输出引脚，正常显示下应接低电平。

图3.5译码IC7447

2.3温度检测电路设计

2.3.1温度传感器介绍

AD590电流输出型两端温度传感器 

AD590是AD公司利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器.（热敏器件） 

AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。

它的主要特性如下：

1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：

mA/K式中：

—流过器件（AD590）的电流，单位为mA；

T—热力学温度，单位为K。

2、AD590的测温范围为-55℃～+150℃。

3、AD590的电源电压范围为4V～30V。

电源电压可在4V~6V范围变化，电流 

变化1mA，相当于温度变化1K。

AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。

4、输出电阻为710MW。

5、精度高。

AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±

0.3℃。

AD590温度感测器是一种已经IC化的温度感测器,它会将温度转换为电流,在8051的各种课本中常看到它,相当常用到。

图3-5-1AD590管脚与电路符号

AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到需要的温度值，根据特性分档，AD590的后缀以I、J、K、L、M表示。

AD590L、AD590M一般用于精密温度测量电路，其电路外形如上图1所示，它采用金属壳3脚封装，其中1脚为电源正端V+，2脚为电流输出端I，3脚为管壳，一般不用。

如图3-5-1所示 

在被测温度一定时，AD590相当于一个恒流源，把它和5~30V的直流电源相连，并在输出端中接一个1K的恒值电阻，那么，此电阻上流过的电流将和被测温度成正比，此时电阻两端将会有1mv/K的电压信号，数字显示温度计的设计。

AD590其有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。

AD590的输出电流值说明如下：

其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其输出电流IOUT=（273+25）=298μA。

2.3.2温度传感器电路设计

【演示：

每章开头都是从奇数页开始，奇数页页眉设置】

2.4按键扫描电路

图3.6是键盘扫描的电路图，其中74922[10]是键盘扫描IC。

键盘扫描电路的原理是，将键盘接在一个键盘扫描IC74922上，当在键盘上按下键时，相关的键码将通过74922的A、B、C、D口线传递给AT89C51单片机。

图3.6键盘扫描电路

2.4.1键盘

本键盘采用电话式