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1、 本科生课程设计（论文）辽 宁 工 业 大 学单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：农业大棚温湿度显示仪设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 自动化103班 学 号： 100302075 学生姓名： 李航 指导教师： （签字） 起止时间： 07.0307.12 IV课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 学 号100302075学生姓名李航专业班级自动化103班课程设计（论文）题目农业大棚温湿度显示仪设计课程设计（论文）任务课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数实现功能以农业大棚温湿度检测为对象，设计一个单片机控制的农业大棚温湿度检测系统。该系统实现的功能
2、如下：1、每到1分钟采集一次温度和湿度，温度检测2点、湿度检测2点，平均值作采样值。2、标度变换精确到1，显示精度1。3、正常情况下，系统循环显示采集的温、湿度值，显示器由3位LED显示器构成；设计任务及要求1、分析系统功能，确定系统硬件组成；2、设计系统的硬件电路图；3、编写相应的软件，完成控制系统的控制要求；4、上机调试、完善程序；5、按学校规定格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。技术参数温度范围0+50,检测精度为1；湿度0100，检测精度为3。进度计划1、布置任务，查阅收集资料。（1天）2、分析系统的控制功能，确定总体设计方案（1天）。3、系统硬件设计（3天）
3、4、按系统的控制要求，设计软件流程图及软件。（2天）5、上机调试、修改程序（1天）6、撰写、打印设计说明书（1天）7、答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘 要植物的生长都是在一定的环境中进行的，在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。环境中昼夜的温度和湿度变化大，其对植物生长极为不利。因此必须对环境的温度和湿度进行监测,使其适合植物的生长，提高其产量和质量。本论文主要阐述了基于AT89C52单片机的蔬菜大棚温湿度检测系统的设计，主
4、要包括硬件电路设计及软件设计等。该系统采用AT89C52单片机作为控制器，AD590、HS1101分别作为温度，湿度数据采集系统，温度，湿度用LED数字显示。关键字：AT89C52；LED；AD590；HS1101目 录第1章 绪论1第2章 系统设计的方案22.1 概述22.2 系统组成总体结构2第3章 硬件设计43.1 单片机最小系统设计43.1.1 单片机选择43.1.2 时钟电路设计53.1.3 复位电路设计63.1.4 单片机最小系统电路连接73.2 温度检测电路73.2.1 温度传感器73.2.2 A/D转换电路83.2.3 AD590电路连接103.3 湿度检测电路113.3.1
5、湿度传感器113.3.2 HS1101电路连接123.4 LED显示电路123.4.1 LED简介123.4.2 LED与单片机相连原理图13第4章 软件设计144.1 软件设计流程图144.2 程序设计14第5章 系统设计总结17参考文献18第1章 绪论随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计，工人依据读取的温湿度值来调节大棚内的温湿度。如果仅靠人工既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于
6、数量较多的大棚，传统的温湿度检测措施就显现出很大的局性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动检测系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。植物的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。环境中昼夜的温度和湿度变化大，其对植物生长极为不利。因此必须对环境的温度和湿度进行监测，使其适合植物的生长，提高其产量和质量。本系统就是利用价格便宜的电子器件来设计一个参数精度高，控制操作方便，性价比高的应用于农业种植生产的温室大棚温湿度检测系统。本系统采用AT89C52单片机作为控制器，AD590、HS1101分别作为温度，湿度
7、数据采集系统，温度，湿度实现LED数字显示。通过软、硬件设计使得该款温湿度监测装置具有智能化、高精度、高可靠性等优势，将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境,符合植物的生活环境要求，具有良好的发展前景。17第2章 系统设计的方案2.1 概述以农业大棚温湿度检测为对象，设计一个单片机控制的农业大棚温湿度检测系统。该系统实现的功能如下： 1、每到1分钟采集一次温度和湿度，温度检测2点、湿度检测2点，平均值作采样值。 2、标度变换精确到1，显示精度1。 3、正常情况下，系统循环显示采集的温、湿度值，显示器由3位LED显示器构成；该检测系统充分利用AT89C52单片机的软、硬件
8、资源,辅以相应的A/D转换器和温度传感器AD590和湿度传感器HS1101等智能仪器,能实现多任务、多通道的检测和输出。根据温室大棚内的温湿度传感器采集到的信息，利用数据总线将传感器信息送给单片机，以及进行LED显示，便于通知大棚管理人员采取相应措施来确保大棚内的环境正常。2.2 系统组成总体结构系统由温度传感器AD590、湿度传感器HS1101、A/D转换器、LED显示器和单片机（AT89C52）组成。图2.1 系统总体框图1、温度传感器：负责检测并采集2点温度数据。2、湿度传感器：负责检测并采集2点湿度数据。3、A/D转换器：负责温湿度数据采集数据的信号转换。4、LED显示器：负责显示传感
9、器采集数据。5、单片机：AT89C52为系统控制器。第3章 硬件设计 3.1 单片机最小系统设计3.1.1 单片机选择本设计采用AT89C52。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。图3.1 AT89C52引脚图 （1）电源及时钟引脚（4个） VCC:电源接入引脚；GND:接地引脚；XTAL
10、1:振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。（2） 控制线引脚（4个）RST:复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。PSEN:程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器
11、周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP:外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。 （3）并行I/O口引脚（32个，分成4个8位口） P0口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口，即地址/数据总线复用口。 P1口：P1口 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。 P2口：P2 口是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。 P3口：P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。除了作为一般 的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能。
12、3.1.2 时钟电路设计内部时钟方式。在XTAL1和XTAL2两端跨接晶振和陶瓷谐振器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟发生器。外接晶振时，C1C2值通常选择为30pF左右；外接陶瓷谐振器，C1C2约为47uF。C1C2可稳定频率并对振荡频率有微调作用，震荡频率有微调作用，震荡频率范围是024MHz。为了减少寄生电容，更好的保护震荡器稳定可靠的工作，谐振器和电容应尽可能得与单片机芯片靠近。内部时钟发生器实质上就是一个二分频的触发器，其输出是单片机工作所需的时钟信号。图3.2 时钟电路3.1.3 复位电路设计复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。就像计算器的清零按钮的作
13、用一样，当你进行完了一个题目的计算后肯定是要清零的是吧！或者你输入错误，计算失误时都 要进行清零操作。以便回到原始状态，重新进行计算。和计算器清零按钮有所不同的是，复位电路启动的手段有所不同。复位电路主要包含: 1.上电复位。 2.按键电平复位。 3.按键脉冲复位。本文系统采用按键复位电路。在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。图3.3 复位电路3.1.4 单片机最小系统电路连接3.4 单片机最小系统连接图3.2 温度检测电路3.2.1 温度传感器本系统采用的温度传感器为AD590。AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流传感器,是一种已经IC化的温度感测器,它会将温度转换为电流。其规格如下：a、温度每增加1,它会增加1A输出电流b、可测量范围-55至150c、供电电压范围
