本科毕业设计--基于单片机的温室大棚温度控制系统设计.doc

《本科毕业设计--基于单片机的温室大棚温度控制系统设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于单片机温室大棚温度控制设计摘要：本系统以AT89C51单片机为控制核心，利用温度传感器AD590对蔬菜大棚内的温度进行实时采集与控制，实现温室温度的自动控制。本系统由单片机小系统模块、温度采集模块、加热模块、降温模块、按键以及显示模块六个部分组成。可以通过按键设定温室的温度值，采集的温度和设定的温度通过LED数码管显示。当所设定的温度值比采集的温度大时，通过加热器加热，以达到设定值；反之，开启降温风扇，以快速达到降温效果。通过该系统，对蔬菜大棚内的温度进行有效、可靠地检测与控制。从而保证大棚内作物在最佳的温

2、度条件下生长，提高质量和产量。关键词：单片机、温室大棚、温度控制一、硬件设计（一）设计目标本系统要控制的对象为这样一个规模的温室。温室结构的参数为：屋脊高5.2m，檐高3m，单跨度6.5m，长为20m，地面面积为130平方米。要实现的目标是，使薄膜温室的温度保持在20℃——30℃之间，在这个区域内温度值是可设定的。（二）设计思路系统原理框图如图1所示。本系统由单片机小系统模块、温度采集模块、WP型温室加热器、降温模块、按键以及显示模块六个部分组成。通过按键设定温度值，设定的温度值和采集的温度值都可以通过LED数

3、码管显示。当所设定的温度值比采集的温度大时，通过加热器加热，以达到设定值；反之，开启降温风扇，以快速达到降温效果。该系统对温度的控制范围在20℃——30℃，温度控制的误差小于等于0.5℃。通过使用该系统，对蔬菜大棚内的温度进行有效、可靠地检测与控制,保证大棚内作物在最佳的温度条件下生长，提高质量和产量。1AT89C51控制系统温度采集键盘扫描WP型温室加热器显示降温模块图1系统原理框图该系统分为六个模块，分别是单片机小系统模块、温度采集模块、显示模块、键盘扫描模块、加热模块和降温模块。（三）基于AT89C51的

4、单片机小系统本系统采用Atmel公司所生产的AT89C51单片机。AT89C51单片机小系统如图2所示：图2单片机小系统这个小系统由时钟脉冲和复位电路组成，1AT89C51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。AT89C51的复位引脚为第9脚，当此引脚连接高电平超过2个机器周期（一个机器周期为6个时钟脉冲），即可产生复位的动作。以12MHz的时钟脉冲为例，每个时钟脉冲1μs,两个机器周期为12μs,因此，在第9脚上连接一个

5、12μs以上的高电平脉冲，即可产生复位的动作。对于上电复位，复位引脚上串接了一个电容，当复位引脚接+5V电压时，电容相当于短路，经过一段时间（在这段时间内完成复位）后，电容处于充电状态，相当于断开。还有一种是手动复位,它的接法是在AT89C51复位引脚所串连的电容上并联接一个按钮开关。当按钮没按下时，电容处于充电状态；当按钮按下时，电容对复位引脚放电，从而在这个引脚上产生高电平，达到复位的目的。（四）温度采集模块本系统的温度采集和转换电路原理图如图3所示，它的工作过程为：系统通过AD590采集外界的温度参数，并

6、通过三个放大器的作用将温度转化为电流模拟量；此模拟量通过ADC0804的转化变成数字量，以便单片机辨认接收。图3AD590温度传感器工作的系统结构电路图根据电路图，说明各个器件的功能如下：OPA1：以0℃为标准，调节可变电阻R10使其输出电压为2.73伏特。1OPA2：减2.73伏特，并反相。OPA3：放大5倍并反相。例如：AD590输出电压为1.5伏特，则其温度为：1.5/5（OPA3）+2.732（OPA2）=3.302伏特；3.302/10K=303.2微安培；303.2-273.2=30微安培→30℃。

7、温度值OPA1OPA2OPA3ADCVINADC输出值0℃2.732V0V0V0V00H10℃2.832V-0.1V0.5V0.5V19H20℃2.932V-0.2V1V1V32H30℃3.032V-0.3V1.5V1.5V4BH40℃3.132V-0.4V2V2V64H50℃3.232V-0.5V2.5V2.5V7DH60℃3.332V-0.6V3V3V96H70℃3.432V-0.7V3.5V3.5VAFH80℃3.532V-0.8V4V4VC8H90℃3.632V-0.9V4.5V4.5VE1H100℃3

8、.732V-1V5V5VFAH表1各温度与3个OPA及ADC0804的输入与输出关系图4ADC0804如图41，A/D转换器就是模拟/数字转换器，是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端的信号可以是传感器或是转换器的输出，而ADC输出的数字信号可以提供给微处理器，以便更广泛地应用。ADC0804电压输入与数字输出关系如下表2所示：十六进制二进制码二与满刻度的比率相对电压值VREF=