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1、-范文最新推荐-1 / 18STC89C52 单片机温室在线监控系统设计+ 流程图摘 要：为实现对温室中温湿度的实时监控，保证作物在适宜的环境的正常生长，取得高质高产，本文设计出一种温室在线监控系统。论文主要内容包括方案的设计、硬件以及软件的设计、软件的下载和硬件的调试。系统利用数字式温湿度传感器 DHT11 对温湿度进行检测，单片机 STC89C52 采集并处理传感器的测量数据，并在 LCD1602 上显示，温湿度超出阈值时，单片机控制 LED 指示灯报警和电机的运转，调节温湿度。结果表明，本系统操作简单，测量精度高，实时性好温湿度可控性强，达到了预期目的。5044关键词：温室在线监控；温湿
2、度；STC89C52；DHT11；LCD1602Design of Online Monitoring System for GreenhouseAbstract: In order to realize the real-time monitoring of temperature and humidity in the greenhouse, ensure the normal growth of crops in a suitable environment, achieve high quality and high yield, the on-line monitoring syst
3、em for greenhouse is designed in this paper. The main content of this paper includes scheme design, hardware and software design, download of the software and debugging of the hardware. System uses digital temperature and humidity sensor DHT11 to detect temperature and humidity, the MCU STC89C52 col
4、lects and process measured dates with sensor and the LCD1602 display. When the temperature and humidity exceeds a threshold, the MCU controls alarm of the LED lamp and operation of the motor, adjusting temperature and humidity.The results show that, this system has the advantages of simple operation
5、,high measuring precision,good real-time temperature and humidity control, achieving the expected goal.-范文最新推荐-3 / 18Keywords:Online monitoring of greenhouse;Temperature and humidity; STC89C52; DHT11; LCD1602目录摘要 1引言 21.系统方案设计 21.1 系统方案选择 21.2 器件的选择 3 1. 系统方案设计1.1 系统方案选择目前，温室监控系统通常采用模拟电路控制、PLC控制和单片机
6、控制这 3 种方案，这 3 种方案各具特色，通常被应用到不同场合中，它们的具体特点如下。（1）模拟电路控制。该方案采用传统的二位模拟控制方法，采用模拟电路，用电位器设定给定值，采用上下限比较电路将反馈温湿度值与给定的温湿度值比较后，决定是否调节温度和湿度。由于采用模拟控制方式，模拟系统受温度的影响大，不能使控制的精度做的较高，而且不能使用键盘设定，因此放弃了本方案。（2）PLC 控制。该方案用 PLC 做主要的设计技术，通过用其中的相关部件的开关控制达到温室中温度和湿度的控制的目的。虽然利用 PLC 控制编程方便、抗干扰能力强，但是由于 PLC 价格昂贵，不适合本系统设计，因此放弃了 PLC
7、方案。 （3 ）单片机控制。该方案以 STC89C52 芯片为核心，DHT11 作为温室温湿度的传感器，LCD1602 显示屏显示数据，通过使用弱电控制强电来控制继电器对温湿度进行调节。采用单片机控制使电路容易设计，且硬件电路简单，-范文最新推荐-5 / 18造价较低，编程灵活，通过编程可以实现多种控制功能。因此，本设计最终选择了这种方案2。1.2 器件的选择1.2.1 传感器的选择信号采集系统通常包括传感器，A/D 转换器和部分调理电路三部分。常见的信号采集系统有传统信号采集系统和数字式传感器两种类型。（1）传统信号采集系统。该系统的方框图如图 1所示，系统主要采用单总线的 DS1820 的
8、温度传感器和 S110X 相对湿度传感器组成的监测仪，并通过ADC0809 转换器将模拟信号转化为单片机接受的数字信号，然后才能与微处理器连接，而且传感器和转换器之间还需要部分调理电路，如在传感器和 A/D转换之间可能需要运放来放大传感器采集到的电压信号。传统的模拟式湿度传感器优点是抗干扰能力强，响应快。但是这种信号采集系统不仅需要信号调理电路，还要对其进行适当的校准和标定，其测量精度难以保证，因此不采用这种系统 3。 1.2.3 显示芯片的选择常见的显示电路有数码管显示和液晶显示两种方案。下面分别介绍它们的特点。（1）采用 LED 数码管显示器。该显示器分为共阳数码管和共阴数码管两种，由七个
9、发光管组成 8 字形构成，能在小电流、低电压条件下驱动，与 CMOS电路有较好兼容性，单色性好，亮度高，高频段特性好，响应时间极短(小于 0.1us)，体积小，重量轻，成本低，抗冲击性好，寿命长。（2）采用 LCD1602 液晶显示器。该显示器显示容量为 16 字×2 行（简称 1602）个字符，屏幕的对比度高亮度和呈现颜色的艳丽程度大，信号响应时间短，可视角度大，没有电磁辐射，功耗较低。本文设计的是一个温室温湿度测控系统，需要将设-范文最新推荐-7 / 18定的温湿度值以及通过温湿度传感器采集到的温室环境里的温湿度值显示出来。LED 数码管显示器虽然也能实现此显示功能，但需要采用
10、多个显示器，系统电路复杂，提高了硬件成本。LCD1602 的显示容量为两行 32 个字符，可实现直接在一屏里面显示温度值和湿度值，这样便于观察温湿度的变化。综合比较这两种显示器，本次设计采用 LCD1602 液晶显示器。1.3 系统总体框图及其功能1.3.1 系统总体框图本设计的温湿度在线监控系统方框图如图 3 所示。图 3 系统方框图图 3 中 STC89C52 单片机每 2 秒钟从 DHT11 温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶屏上即时显示。液晶屏上同时可以显示温湿度上下限值，该上下限设置值保存在外部 EEPROM 存储器中，掉电不失，并且可以通过四只按键上调或下调。当温度或湿度值超过上
11、下限值时，单片机发出报警信号点亮相应报警灯。同时该报警信号通过三极管驱动继电器，以控制外部电机运转，调节温湿度。1.3.2 系统实现的功能 STC89C52 内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，它的输入端为芯片引脚 XT1，输出引脚为XT2。这两个引脚跨接石英晶体和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，电路中的微调电容选择30PF，该电容的大小会影响振荡器的频率高低、振荡器的稳定性和起振的快速性，晶振选择 12M 以得到单片机较快的运行速度。单片机的复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。此处采用上电自动复位方式，通过给电容 C1 充电加至 RST 引脚一个短的高电平信号，此信号
12、随着 VCC 对电容 C1 的充电过程而逐渐回落，即 RST 引脚上的高电平持续时间-范文最新推荐-9 / 18取决于电容 C1 的充电时间 5。2.2 温湿度检测电路本设计使用 DHT11 温湿度传感器测量温湿度。由于温室中种植的作物多种多样，适合生长的温湿度范围并不相同，而且随着季节变化，即使是同一种作物，温湿度也应随着季节变化而变化，因此要求设计能对温湿度阈值进行实时调整，因此本设计还可利用24C02 存储温湿度阈值。温湿度检测电路如图 5 所示。图 5 温湿度检测电路2.2.1 芯片介绍（1）DHT11 温湿度传感器有四个引脚，引脚 1 是电源引脚，供电电压为 3.5-5.5V。传感器
13、上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间不要发送任何指令。电源引脚之间可增加一个 100nF 的电容，用以去耦滤波。 引脚 2 为单总线的数据输入/输出引脚，引脚 3 为空脚，扩展未用，引脚 4 接地6。（2）本设计采用 24C02 存储温湿度阈值，24C02是电可擦除 PROM，采用 256×8bit 的组织结构以及两线串行接口。电压可允许低至 1.8V，待机电流和工作电流分别为 1μA 和 1mA。24C02 具有页写能力，每页分别为 8 字节，具有 8-pin PDIP 和 8-pin SOP 两种封装形式，其特点如下。宽范围的工作电压，低电压技术；施密特触发器输
14、入噪声抑制； 图 6 液晶显示电路1602 液晶双行显示，上行显示温度，下行显示湿-范文最新推荐-11 / 18度。1602 有 14 脚和 16 脚两种接口，区别是前者不带背光源，后者带背光源，本设计采用带背光源设计。引脚 15 和 16 即是背光源的正负极，引脚 7 到 14 为8 位双向数据线，在此主要用来传输 8 位温湿度数据，引脚 3、4、5 、6 是功能引脚，分别代表液晶显示偏压、数据/命令选择、读/写选择、使能信号。引脚 3调整液晶显示器对比度，接电源时对比度最弱，接地时对比度最高，为了取得最佳的显示效果，本设计接一个 10K 电阻和 1K 电阻来调节对比度。引脚 4 高电平选择数据寄存器，低电平选择指令寄存器。引脚 5与引脚 4 基本相同。引脚
