说明书 1.docx

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说明书1

图书分类号：

密级：

毕业设计（论文）

基于单片机的温度检测与报警系统的设计

THEDESIGNOFTEMPERATUREDETECTIONANDALARMSYSTEMBASEDONSCM

学生姓名

金键

班级

09机电1班学号20080605129

学院名称

机电工程学院

专业名称

机械设计制造及其自动化

指导教师

王树臣

2013年5月22日

徐州工程学院学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：

　　　日期：

　年　月　　日

徐州工程学院学位论文版权协议书

本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：

本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。

徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。

徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

论文作者签名：

　　导师签名：

日期：

　　年　月　　日日期：

　　年　月　　日

摘要

本论文主要阐述了基于89C51单片机的蔬菜大棚温湿度控制报警系统设计原理，主要完成电路设计及软件设计。

该系统采用89C51单片机作为控制器，DS18B20集成温度传感器作为传感器，可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节。

本论文主要是完成一种温度测量、显示、报警、控制与一体的单片机温湿度检测系统的理论设计与仿真制作。

其中包括相关理论知识、硬件电路连接、软件程序设计及仿真过程。

为-20-+80摄氏温度农业大棚进行温度测量、报警、记录。

测量的温度范围在10℃～40℃，测温的分辨为0.06℃。

具有标定及修正功能。

并具有多重保护、隔离设计，抗干扰能力强、可靠性高。

丰富的软件功能及方便的操作界面。

4位LED测量值显示各通道报警状态指示灯传感器故障继电器输出。

（扩展功能）多点控制继电器输出（扩展功能）输出继电

关键词89C51；温度；检测

Abstract

ThisthesisdescribestheAT89C51microcontrollerbasedvegetablegreenhousetemperatureandhumiditycontrolalarmsystemdesignprinciples,mainlytocompletethecircuitdesignandsoftwaredesign.Thesystemuses89C51microcontrollerasthecontroller,DS18B20temperaturesensorintegratedassensors,actuatorscanissuecommandstoachievegreenhousetemperatureandhumidityparametersadjustment.Thisthesisisthecompletionofatemperature-measurement,display,alarm,controltemperatureandhumidityjadechipintegrateddetectionsystemdesignandsimulationtheoryofproduction.Includingrelevanttheoreticalknowledge,thehardwarecircuit,softwaredesignandsimulationprocess.-20℃~+80℃temperatureagriculturalgreenhousetemperaturemeasurement,alarm,record.Measuredtemperaturerange10℃~40℃,thetemperaturemeasurementresolutionis0.06℃.Withcalibrationandcorrection.Andhasmultipleprotection,isolationdesign,anti-interferenceability,highreliability.Richsoftwarefeaturesandconvenientuserinterface.4-digitLEDdisplaymeasuredvalues​​foreachchannelalarmstatusindicatorsensorfaultrelayoutput.（Extensions）multi-pointcontrolrelayoutput（extensions）outputrelay

KeyWords：

AT89C51SCM；Temperature；detection

目录

摘要I

AbstractII

1绪论1

2系统方案总体设计2

2.1温度参数、报警系统2

2.2系统设计的原则2

2.3系统的组成及工作原理3

2.3.1系统的组成3

2.3.289C51单片机简介3

2.3.389C51的主要特性4

2.3.489C51单片机的引脚说明4

2.3DS18B20温度传感器模块6

2.5显示模块电路12

2.5系统的电源及控制电路16

2.6键盘模块19

2.7报警模块21

2.8系统各元件连接图21

3系统程序设计22

结论27

致谢28

参考文献29

附录30

附录1程序代码30

附录239

1绪论

课题提出的背景及意义

改革开放之后中国经济腾飞发展，人们对日常生活的质量要求也同样越来越高。

以人畜为主的自给自足传统农业慢慢的被效率更高的大棚种植所取代。

如何节约劳动成本，提高种植效率成为了现代农民和相关技术员一直研究关心的话题。

自动化、智能化是现代大棚种植技术的必然趋势。

温度在整个蔬菜生长种植中起到非常重要的作用，蔬菜生长的快慢速度和温度有很大关联。

我国大多数的温室大棚还采用相对落后的人工看护，也就是在大棚中悬挂温度计，还有专门的人员不时观察记录数据。

非常之麻烦，同时也不符合以优质、高效率、自动化、智能化为目标的现代农业的发展要求。

因此如何实现温度的自动控制成为了整个大棚蔬菜生产种植中的一个重要任务。

89C51单片机是一个使用的较广泛的芯片，不仅在众多领域使用广泛并且也取得了很多瞩目的成绩，被用于温度检测和控制系统的例子也非常之多。

89C51完全能够实现对温度的全程检测和控制，而且它使用简单，成本低廉，容易学习和掌握，所以具有很高的性价比。

传统人工检测温度的方法主要以人工轮流值班和来回巡视的办法，费时费力不说，还有可能因为人为的原因造成重大事故，缺乏科学的精神，而基于89C51的单片机的温度控制系统可以做到对温度的精确、即时的检测并且记录温度数据反映大棚内温度变化。

再室内温度超过预设特定温度时报警器工作。

控制温度在适合植物生长的范围之内。

机器的工作安全稳定，同时解决了人力资源的浪费问题，更加适合现代大棚种植，特别是为中国的小农经济向大规模种植转型提供了方便。

2系统方案总体设计

2.1温度参数、报警系统

1.温度范围：

基本温度范围10℃~40℃

误差精确度小于0.06℃

4位LED数字直接显示

可以随意设定报警器的温度上下限

2.温度数据采集：

采用DS18B20温度传感器作为测温采集模块

核心部件选用89C51单片机对数字信号进行采集及处理

4位LED数字显示器做到对温度的即时、精确的显示

3.报警系统

温度传感器DS18S20会从环境中实时的采集温度数据，模拟信号经A/D转化为数字信号输入到89C51单片机中。

经过处理后会记录相关温度数据并与当前设计好的温度上下限进行对比。

如果采集到的温度超过了设定的温度范围。

单片机会通过电磁蜂鸣器和发光二极管发出报警的信号提醒相关人员。

2.2系统设计的原则

系统应该具有良好的通用性及可靠性的特点并且维护方便、性价比高

1.通用性

89C51单片机迄今为止是一个使用非常广泛的芯片，被运用于诸多生产生活领域。

简单易用，容易上手。

具有良好的通用性。

2.可靠性

高可靠性必须作为单片机系统选择的首要前提之一，而且在每一个系统设计环节中，高可靠性都要做为方案制定选择的首要准则。

如何提高系统的可靠性也是设计员常常考虑的问题，通常从以下几个方面进行考虑：

选择用本事具备高可靠性的元器件:

尽量合理的布线及接地处理；供电电源要具有良好的抗干扰能力；接口和输入/输出通道的抗干扰设计考虑；软硬件的滤波处理；系统自身具备误差诊断功能。

3操作维护方便

在对系统的软硬件进行设计时，应当从使用者的角度考虑到它的日常操作及维护是否方便，尽量降低操作人员的操作难度。

系统应该具备自我诊断的程序，方便操作人员找出故障原因，便于维修的工作。

系统有复位功能，避免使用人员不动软件而大费周章。

同时也在一定程度上降低了对使用者在专业知识要的要求。

4.性价比

单片机系统具备低功耗、小体积等特点。

也因为它低廉的价格，最有很高的性价比。

一个系统能否被大众接受广泛运用，性价比是一个非常关键的因素。

所以在设计时应该考虑到如何降低系统的成本，譬如简化系统的硬件电路等降低成本。

来提高系统的性价比。

2.3系统的组成及工作原理

2.3.1系统的组成

本系统以89C51单片机做为系统的主要控制核心，温度传感器采用DS18B20，采用4位的LED及串口实现温度的显示。

系统的总体设计工作原理如图所示

图2-1单片机系统工作原理图

2.3.289C51单片机简介

89C51单片机片内带有4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器。

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。

2.3.389C51的主要特性

1.和MCS-51系列单片机在引脚和指令上完全兼容；

2.拥有24K的可编程FLASH存储器；　　

3.能够重复写/擦循环1000次；

4.长达10年的数据保留时间；

5.全静态工作,工作范围：

0Hz-24MHz；　

6.三级程序存储器锁定；

7.128个8位用户数据存储单元RAM和128个专用寄存器单元SFR；

8.4组8位32个可编辑I/O口（P0、P1、P2和P3），用于对数据的读入和输出；

9.两个16位可编程定时器/计数器，以实现定时或计数功能，也可以产生中断；

10.具有2个外中断。

2个定时器中断和一个串行中断，并具有2级的优先级别供选择；

11.内置双全工串行