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1、毕业论文（设计） 论文题目：花房温度、光照度控制电路设计 学生姓名： 学 号： 所在院系：电气信息工程院 专业名称：电子信息工程 届 次： 指导教师： 目 录 前言.2 1 系统的总体设计3 1.1 系统设计要求 3 1.2 系统工作原理及总体设计 3 2 硬件简介.4 1.1 STC89C52 单片机4 2.2 温度传感器.8 2.3 LCD1602 液晶显示9 2.4 光敏电阻.12 3 硬件系统设计.13 3.1 温度及光照度测试电路 13 3.2 A/D 转换电路 .15 3.3 报警电路 16 3.4 继电器电路 17 4 软件设计.18 4.1 系统总流程图 18 4.2 温度控制
2、流程图 19 4.3 光照度控制流程图 20 4.4 键盘扫描流程图 21 参考文献.22 淮南师范学院本科毕业论文 1 花房温度、光照度控制电路设计 摘 要：随着现在我们生活质量的快速提高，温室已成为现代农业生产的基本设备。本 文主要是在论述一种花房温度、光照度控制系统的设计、工作原理及自动控制。 本设计系统以单片机为核心通过数字温度传感器、光敏电阻对花房的温度和光 照度进行数据采集经过 A/D 转换器变换成数字量，其值由单片机处理，后由单 片机控制如果超过我们预先设定的温度、光照度限制范围，报警模块将进行报 警。 关键字：单片机；温度传感器；光敏电阻；继电器 Design of the G
3、reenhouse Temperature Illumination Control Circuit Abstract: Now with the rapid increase in the quality of our life, the greenhouse has become a basic equipment of modern agricultural production. This paper is mainly on a room temperature, illumination control system design, working principle and au
4、tomatic control. The design of the system with chip as the core of the digital temperature sensor, photosensitive resistance temperature and light intensity on the greenhouse data acquisition is carried out through the A/D converter transforms into the digital quantity, which is controlled by a sing
5、le chip microcomputer SCM processing, finally if more than we preset temperature, light intensity limit, the alarm module will alarm. Key words: Single chip microcomputer; temperature sensor; photosensitive resistance; relay 前言 随着社会发展，中国的农业技术的研究和应用，使农业发展迅速，但是温室花房 是其一个重要的组成部分。在现代农业生产的重要环节,是农产品的生长环境检测
6、和重 要参数的控制。我们知道，温室花房内花的生长与空气的温度、二氧化碳的含量、土 花房温度、光照度控制电路设计 2 壤水分、光照强度有很大的关系。因此，温室花房环境的检测与动态控制技术的发展， 对我国的农业现代化进程产生深远的影响。 在温室温度和湿度、光技术设施园艺工程由于其广泛的密切纪律,技术含量高,得到 了越来越多的关注世界各地,尤其是在一些发达国家,温室温度和湿度、光照度几乎是实 现自动检测和自动控制。我国现代温室是在引进过程和自我发展过程中不断壮大的， 在应用的深度以及广度的研究、国内的相关技术规模和范围与国外相比仍然还是有一 定的差距。中国的温室的目前现状是，大多数温室主要依靠手工管
7、理与控制温室的环 境，缺乏立体的科学的指导技术。在对植物的栽培技术方面，没有系统的科技技术而 是完全凭借靠管理者的经验，不能自动调整温室中的温度，光、水、肥、气等植物生 长环境，只能通过手动调节温室内的环境，这中技术方面的缺陷和不成熟成为了优质 栽培温室作物的障碍，通过手动调节温室作物生长环境造成了人力资源的浪费，而且 也不能保证对温室环境及时的控制与调节并，测量误差大，随意性强，在一定的基础 上影响了植物生长。为了克服上述缺点，我们需要一个容易使用的自动检测与自动控 制系统。温室环境与花卉、苗圃的生长、发育密切相关，环境监测是实现温室生产管 理自动化，科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，
8、结合作物生长规律，控制环 境条件下，作物品质，高产，高效。 随着计算机技术和传感器技术1的快速发展，在自动检测与自动控制系统领域发生 了巨大的变化，现代农业温室的重要产品的实施，已被广泛应用在中国的大部分地区。 温室环境的自动监测和控制突出的进步,由于其优良的性能价格比,逐渐取代了传统的温 度,光强度的控制措施。农业温室控制系统是实现温室生产自动化管理的基本保证。结 合各种花卉，苗圃生长规律，控制生长条件，使植物在不适宜生长的季节，培养目标 是最终将花实现高产量，高质量，给花农带来巨大的经济效益。 本系统设计是基于单片机的温度、光强度自动检测及自动控制原理设定的。这个 温度，光照强度检测控制系
9、统可以应用到农业生产中的温室，实现温度、光照强度的 实时控制，是一种智慧、经济、科学的程序，比较适合推广，从而促进花卉，苗木生 长，从而提高实收率，质量成本，可以带来很大的经济效益和社会效益给予我们的花 农。 淮南师范学院本科毕业论文 3 1 系统的总体设计 1.1 系统设计要求 本系统以温度、光照度作为主要的控制参数，来控制整个系统设计，其主要功能 有： （1）实现对花房温度、光照度的实时监测、采集，测量空间的多点温度、光照度 数值。由单片机对数据进行循环监测采集、数值处理以及存储，实现花房的自动化控 制多点监测 （2）对监测采集的数据超过预设置数值的及时报警系统，及自动控制系统能够完 全做
10、出温度或者光照度的参数处理，将花房的温度、光照度调节到开始设置的参数数 值附近。 （3）能够根据不同地点、时间、花卉种类的不同，设定不同的参数值，可以使花 卉在最佳适宜的环境下生长。 1.2 系统工作原理及总体设计 1.2.1 总体设计 本系统以单片机为核心控制元器件，采用温度、光照度测量、检测及控制技术， 以温度传感器、光敏电阻为测量元件，构成自动化温度、光照度测量、控制系统。可 分为温度、光照度采集系统及液晶显示模块，报警系统，以及温度、光照度控制模块， 复位电路和晶振模块。 温度传感器采集模 块 光敏电阻经 A/D 转换采集模块 复位电路及晶振模 块 LCD1602 液晶显示 模块 报警
11、系统 温度光照度控制、 调节模块 STC89C52 单片机 图 1 系统结构框图 花房温度、光照度控制电路设计 4 1.2.2 工作原理 利用单片机控制温度传感器、光敏电阻采集花房温度和光照度，并反馈给单片机 作出相应的分析和处理，而单片机将处理的结果显示在设备的 LCD1602 液晶显示器上。 当花房的温度、光照度不在设定适宜范围情况时，单片机控制报警器报警，同时向温 度光照度调节器发送信息，控制调节器调节花房温度光照度，使其回归正常范围。当 花房空气温度超过设定值时，温度控制电路就会自动控制电路，打开排气扇设置在花 房顶部的喷雾设备的进行一段时间的降温，而当温室温度低于设定值时，则通过单片
12、 机自动开启加热设备，使温度值达到适宜的范围。光照度高与设定值范围时，系统光 照度控制电路自动控制打开花房顶部的遮阳网，避免阳光直射作物，减小光照度，以 减少强光对作物生长的影响。当光照度低与设定值时，就回自动关闭遮阳网，增加光 照度，从而使光照度保持在合适的范围内。 2 硬件简介 1.1STC89C52 单片机 1.1.1STC89C52 的主要特性 STC89C52RC 单片机2是新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单 片机，指令代码完 全兼容传统 8051 单片机，12 时钟/机器周期和 6 时钟/机器周期可以任意选择。 其主要特点有： 1.8051 增强型单片机可以任意选择 6 时钟/机器
13、周期和 12 时钟/机器周期，指令代 码完全可以与传统 8051 单片机相兼容。 2.工作电压：5.5V3.3V（5V 单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机） ；单片机工 作频率范围：040MHz，而对于普通 8051 的 080MHz。 3.单片机程序应用空间为 8K 字节 ，片上集成 512 字节 RAM 。 4.通用 I/O 口 （32 个）复位后为：P1、P2、P3、P4 是并行双向 I/O 接口， P0 口输出是漏极开路电路，当用为总线扩展时，不需要外接上拉电阻，而作为 I/O 口用 时，则需外接上拉电阻。 5.具有 ISP（系统可编程）/IAP（应用可编程） ，不必用专用编程器
14、，也不必用专 用仿真器，直接利用串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）下载客户程序，几秒即可完成好多。 6.具有 EEPROM 功能 ； 具有看门狗功能 7.共 3 个 16 位定时器/计数器。即定时器 T0、T1、T2 淮南师范学院本科毕业论文 5 8.外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可 由外部中 断低电平触发中断方式唤醒 2.1.2 STC89C52 的引脚图 图 2 STC89C52 的引脚图 VCC（40 引脚）：电源电压 GND（20 引脚）：接地 RST（9 引脚）：复位方式输入。当输入连续 24 个时钟周期以上高电平时，系统 开始用来完
15、成单片机内部的复位初始化操作。复位期间，ALE、PSEN 输出高电平。 XTAL1（19 引脚） ：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2（18 引脚） ：振荡器反相放大器的输入端。 ALE/ ROG （30 引脚） 地址锁存控制信号输出端 ：在访问片外程序存储器期间， 下降沿用于锁存 P0 输出的低 8 位地址的输出脉冲3。在编程时，此引脚（ROG）用 作编程脉冲输入端。 2.1.3 复位电路 复位引脚（Reset）为第 9 脚，当此引脚连接高电平超过 2 个机器周期，即可产 生复位的动作。以 12MHz 的时钟脉冲为例，每个时钟脉冲 1us,两个机器周期为 12us, 因
16、此，在第 9 脚上外接一个 12us 以 上的高电平脉冲，此时就可以产生复位的动作。 而对于上电复位，在复位引脚上外接了一个电容，当复位引脚接 +5 V 电压时，此时的 花房温度、光照度控制电路设计 6 电容是作为短路的，经过一小段时间后，电容就将会处于充电的状态，此刻的电路是 相当于断开的。另外的一种就是手动复位了,其的接法就是在 STC89C52 的复位引脚外 接的电容上并联连接一个开关。在当开关没有按下去的时候，此时的电容是处于充电 状态的；而当在按钮按下时候，此时的电容就将开始放电，因此，在复位引脚上产生 了高电平，达到了电路复位的作用。 图 3 复位电路原理图 2.1.4 晶振电路 晶振电路是用来给单片机提供时钟信号的。晶振有两种其中包含有源晶振与无源 晶振，是时钟电路中最重要的部件之一，晶振的作用是向 IC 等部件提供相应的基准频 率。XTAL1 是单片机作为时钟电路反向放大器的输入端，XTAL2 是单片机作为时钟 电路反向放大器的输出端，这个反向放大器是能够用作片内振荡器的配置而使用的， 在这其中石晶振荡器和陶瓷振荡器都是可以使用的。当我们在实
