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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date温室大棚温度控制.安徽冶金科技职业学院 烟 台 南 山 学 院单片机课程设计题目 温室大棚温度控制 姓 名： 所在学院： 烟台南山学院 所学专业： 自 动 化 班 级： 09自动化02班 学 号： 指导教师： 完成时间： 2012-9-10 -摘要 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度和湿度打着交道。自18世
2、纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温湿度有着密切的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温湿度的因素。温湿度不但对于工业如此重要，在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。我国人多地少，人均占有耕地面积更少。因此，要改变这种局面，只靠增加耕地面积是不可能实现的，因此我们要另辟蹊径，想办法来提高单位亩产量。温室大棚技术就是其中一个好的方法。温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度对生物生长的约束。而且，温室大棚能克服环境对生物生长的限制，能使不同的农作物在不适合生长的季节产出，使季节对农作物的生
3、长不再产生过度影响，部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于温室大棚能带来可观的经济效益，所以温室大棚技术越来越普及，并且已成为农民增收的主要手段。随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。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，通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度，然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较，看温湿度是否过高或过低，然后进行相应的通风或者洒水。这些操作都是在人工情况下进行的，耗费了大量的人力物力。现在，随着国家经济的快速发展，农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措
4、施就显现出很大的局限性。温室大棚的建设对温湿度检测与控制技术也提出了越来越高的要求。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。采用单片机来对温湿度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛
5、应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。因此，单片机对温湿度的控制问题是一个工农业生产中经常会遇到的问题。因此，本课题围绕基于单片机的温室大棚控制系统展开了应用研究工作。 目录1 绪论 12 总体方案设计 2 3 系统硬件的设计 3 3.1 单片机AT89C2051 3 3.2 AD590集成温度传感器 4 3.3 系统报警电路 4 3.4 A/D转换器的设计5 3.5 系统的电源电路设计5 3.6 相关硬件电路设计 6 3.6.1 温度检测电路 64 系统软件的设计7 4.1 主流程图设计 7 4.2 中断服务流程图设计 8 4.3 键盘处理流程图 8 4.4 键盘扫描及流程图9
6、5 总结体会 11 6 参考文献 12附录一：系统硬件电路原理图13附录二：恒温控制程序13 1 绪论 随着生活条件的不断改善，人们更关注自身的健康，绿色蔬菜尤其受到重视。大棚种植充分满足了人们的需求，但对于和农作物生长密切相关的大棚温度的控制。对于大棚种植而言，良好的物种、本地适合种植的物种及土地酸碱度都是可以通过农民长期的种植经验获得的。但是温度是农民不能轻易解决的问题，而且温度的变化幅度大，不易人工控制，对于农民来说时刻关注作物的生长温度是个庞大的工作量。“白天太阳很好，阳光充足，外面的温度零下5度如果大棚的薄膜没有破，里面照样产生有25度以上的温度，从而地温也可以得到提升至15度左右。
7、漆黑大风的夜晚棚内的温度会大幅度降低，能降低到零下5度以下，停止刮风可以恢复到较地温少低点为止。”这些专业知识对于常年种植的农民也未必了解。 应用于大棚种植的温度控制系统解决了长期以来困扰农民的问题，它的制作成本低廉，应用广泛，对农民自身的素质要求不高，便于农民操作。更重要的是，它不仅帮助农民节约了大量，还在无形之中提高了作物的产量，增加了农民的收入，满足了人们对大棚蔬菜的需求。基于单片机的大棚温度控制系统是个小型的软硬件结合的产品，它针对个体农民的需要设计，适于中小面积的大棚种植。 大棚蔬菜满足了人民能一年四季吃到新鲜蔬菜的愿望，为提供更多量、更有营养价值的蔬菜，智能的大棚温度控制系统已成为
8、农民的迫切需要。以AT89C2051单片机为主的温度控制系统可对大棚内部的温度进行模拟和蔬菜所需的正常温度进行比较，以人性化的方式向大棚管理人员提供温度调节的信息，帮助农民提高农作物的产量，减少农民的工作量。 温度控制系统采用AT89C2051单片机为核心。大棚温度采用AD590集成温度传感器检测。该系统成本低，操作方便，设计人性化，具有良好的推广价值。2 总体方案设计在温室大棚的方案设计中，我们采用温度传感器，A/D转换器等措施，并加入报警电路，大大提高了温度控制的准确性。 数码管显示 单 片机温度传感器报警器键盘输入 键盘控制图1 系统组成结构图3 系统硬件的设计3.1 单片机AT89C2
9、051 图2 AT89C2051引脚图 AT89C2051（以下简称2051）是一种低功耗、高性能的8位CMOS微控制器芯片，片内带2KB的快闪可编程及可擦除只读存储器（FPEROM）。它于MCS-51指令系统兼容，片内FPEROM允许对程序存储器在线重新编程，也可以用常规的EPROM编程器编程。ATMEL的2051将具有多种功能的8位CPU与FPEROM结合在同一芯片上，为很多嵌入式控制应用提供了高度灵活且价格适宜的方案。2051还增加了在零频下工作的静态逻辑方式及两种软件可选的省电模式。在其中，在闲置模式下，CPU停止工作，但RAM、定时器、计数器、串行口和终端系统仍在工作。在掉电模式下，
10、只保存RAM的内容，振荡器停振，关闭芯片的所有其它功能，直到下一次硬件复位为止。89C2051主要性能如下：1.与MCS-51产品兼容。2.2KB的在线可重复编程快闪存储器，寿命可达1000次写/擦除周期。3.宽工作电压范围为2.7V6V 。4.全静态工作方式:0Hz24Hz。5.两级程序存储加密。6.128*8位SRAM。7.15条可编程I/O线。8.2个16位定时器/计数器。9.5个中断电源。10.可编程串行通道。11.可直接驱动LED。12.有片内精密模拟比较器。13.低功耗的闲置与掉电模式。14.软件设置睡眠和唤醒功能。15.可编程UARL通道。16.两个16位可编程定时/计数器。P3
11、口还用于实现AT89C2051的各种第二功能，如下表所列：P3口管脚备选功能P3.0RXD串行输入端口P3.1TXD串行输出端口P3.2INT0外中断0P3.3INT1外中断1P3.4T0定时器0外部输入P3.5T1定时器1外部输入表1 P3口管脚备选功能3.2 AD590集成温度传感器图3 AD590集成温度传感器引脚图 AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4 V至30 V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1 A/K。片内薄膜电阻经过激光调整，可用于校准器件，使该器件在298.2K (25C)时输
12、出298.2 A电流；AD590适用于150C以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿；除温度测量外，还可用于分立器件的温度补偿或校正、与绝对温度成比例的偏置、流速测量、液位检测以及风速测定等。AD590可以裸片形式提供，适合受保护环境下的混合电路和快速温度测量；AD590特别适合远程检测应用。它提供高阻抗；电流输出，对长线路上的压降不敏感。任何绝缘良好的双绞线都适用，与接收电路的距离可达到数百英尺。这种输出特性还便
13、于AD590实现多路复用：输出电流可以通过一个CMOS多路复用器切换，或者电源电压可以通过一个逻辑门输出切换。主要指标:1.测温范围：-55+150V。2.输出电流IT与绝对温度T成正比：I= T（uA），其中=1uA/K，+25（298.2k）时IT =298.2MA。 3.线性误差0.3。 4.电源电压：4-30V。5.输出电阻为710 m3.3 系统报警电路报警电路是超过设定的范围，单片机输出信号驱动蜂鸣器发声警报，如图所示，当BDLL端为低电平时，有电流通过蜂鸣器，蜂鸣器报警，反之不报警。 图4 报警电路3.4 A/D转换器的设计利用比较器、定时器测量电容的充电时间。Up=R2 E/(R1+R2)、Cduc/dt=IT、Uc =Tt/C,当Up=Uc时Up=IT /C* tT,tT=Cup/T。3.5 系统的电源电路设计在温室大棚系统中，单片机需要+5V电源供电，所以必须要有一种稳压电路，在此设计由7805组成的5V输出的电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负
