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1、课程设计基于单片机的温室温度控制系统专业名称班级学号学生姓名指导教师设计时间课程设计任务书专业自动化 班级学生姓名设计题目:基于单片机的温室温度控制系统一、设计实验条件自动化实验室各实验系统二、设计任务査找资料，确定蔬菜大棚温室在植物生长的不同阶段所需的温度范围与控制精 度，并以此为依据设计以单片机为核心的温度控制系统。要求：1. 写出温度控制过程，绘制控制系统组成框图2. 选择性能、价格合适的器件，给出温度检测与控制电路3. 编写温度检测与控制程序框图三、设计说明书的内容1、设计题目与设计任务（设计任务书）2、前言（绪论）（设计的目的、意义等）3、主体设计部分4、结束语5、参考文献四、设计时
2、间与设计时间安排1、设计时间：2周2、设计时间安排：熟悉实验设备、实验、收集资料：3天设计计算、绘制技术图纸：3天编写课程设计说明书：2天答辩：1天前言31温度控制系统概述32系统硬件设计42系统硬件结构图42.2 系统原理图42.3 系统框图53系统功能设计53信号釆集模块53.2显示模块53.3键盘模块63.4设置功能转换模块63.5 89S52芯片介绍64系统软件设计64系统程序流程图74.2系统源程序75 结束语13146参考文献前言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
3、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。“ 口天太阳很好，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。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
4、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。1.系统概述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农民的迫切需要。以89S52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
5、用89S52单片机为核心。大棚温度采用连续可变的电压信号进 行模拟，采集到的模拟信号经TLC549模/数转换芯片转换为数字信号送单片机， 单片机根据输入的温度得出结果，通过仿真示波器来显示结果，蜂鸣器报警提醒 农民作出适当的温度调节。该系统成本低，操作方便，设计人性化，具有良好的 推广价值。此温度控制系统只是建立在模拟仿真的基础之上，大棚内温度采用连续可调的 电压模拟，控制策略采用的是应用的广泛的PID控制，输出模块使用PWM模拟输出，并用仿真示波器动态显示。2系统硬件设计2.1系统硬件结构图22系统原理图RV1图1系统结构图数码管显示55883888U374LS37485883885U474
6、LS3748588388S 隔8688388B |t；dj 9 ”计半F|LI1XTAL1PM MX)XTA12RSTPO 1/AD1 PO2AEC PD3AD3 PDA AD* M S MXP0 6AD6 PD7.AD7P2Q*B P2t*9P2 3A10psnrP23A11MEP2 4A12EXP25A13 P26AU PZ7.A15pmP3ORJDPl 1P3.VDPi2pj.mroPi3P3 3TTT7PuP3.4/TDPi5 Pifi Pl?pxsmP3TRJ191829PW 12 B111U!A.r3cU!2.3系统框图图2系统原理图执行器控制器图3系统原理框图3. 系统功能设计3
7、. 1信号釆集模块信号发生采用的是直接从电源上得到可变的电压.”可变”体现在滑动变阻 器上.滑动变阻器一端接地，另一端接高电平，滑动滑动变阻器,可输出渐变的电压, 作为模拟电压信号.运用于蔬菜大棚的温度控制系统，不需要信号发生装置，可采 用温度检测器检测实际大棚内温度.将模拟电压信号转换为数字信号，送入单片机，完成信号采集单元.模/数转换 器采用TLC549,它是8位串行A/D转换芯片.可与通用微处理器、控制器通过CLK、CS、 DATA OUT三条口线进行串行接口。具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路， 转换时间最长17us, TLC549允许最高转换速率为40 000次/s。总失调误
8、差最大为 0. 5LSB，典型功耗值为6mW。采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量 程校准转换范圉，接地，可用于较小信号的采样。TLC549芯片 如下图4所示.AD转换电路VCCVCCU14VCC8 TREF*VCC27P113REF-GNDDOg6P1045P15 TLC549图4TLC549芯片3. 2显示模块将AT89S52接到排阻上，然后接到74LS374上，最后连接到数码管显示器上。（1）RESPACKS 一般接在89S52单片机的P0 口，因为P0 口内部没有上拉电阻, 不能输出高电平，所以要接上拉电阻。排阻就是好多电阻连载一起，他们有一个 公共端。（2）74LS374具有
9、三态输出的边沿触发器，374输出端0007可直接与总 线相连，当三态允许控制端0E为低电平，0007为正常逻辑状态，可用来驱动 负载总线。0E为高电平，0007高阻态，不驱动总线负载。当时钟端脉冲上升 没作用下，0随数据D而变。本次试验，采用两个74LS374芯片，一个用作段选U3,控制八位数码管的各 段显示管，另一个用作片选U4。（3）数码管显示电路。3. 3键盘模块将键盘与AT89S52连接到一起，如硬件连接图连接方式连接电路。键盘作为 可输入设定值，在之后的模块中与检测到的温度值作比较。3. 4设置功能转换模块当SW接于高电平时，选择数码显示模块，当SW接于低电平时，选择键盘设 定值模块
10、。硬件实现很简单，在AT89S52的P1. 7 口引出一条线，让它控制选择个模块。3.5 89S52芯片介绍AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司i苛密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产 品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编 程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为 众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准 功能：8k字节Flash, 256字节RAM, 32位I/O 口线，看门狗定时器，2
11、个数据指 针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振 及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节 电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继 续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停 止，直到下一个中断或硬件复位为止。4系统软件设计4.1主程序流程图4. 2系统源程序片include include intrins. h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int #define fl floatuc
12、har out0=0x7f ;/赋初值uchar buf 3 = 0, 0, 0;/全局数组uchar pr = 0x57, 0x6E, 0x5E, 0x3E, 0x6D, 0x5D, 0x3D, 0x6B, 0x5B, 0x3B);uchar discode = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f; uint AD;/转换结果，十六进制uint mm, sc二0;带小数部分数据处理结果int Int_result, float_result ;/Int_result 整数部分，float_result 小数部分
13、sbitDataout=Pl0;/数据线sbitcs二Pl 1;片选sbitsclk二 P2;/io 口时钟sbitdx 二P3;断码显示控制锁存sbitwx=Pl 4;/位控控制锁存sbitsw二P7;sbitPWM二Pl 5;sbitbeep二Pl 6voiddelaylms(uchar T)/单位时间 1ms 延时uchar time;while(T一一)for(time二0;time120;time+);void display(uint num)uchar qian, bai, shi, ge;qian二num/1000;/千，百，十，个处理bai=num/100%10;shi=nu
14、m/10%10;ge=num%10;wx 二 0;P0二Oxf7;wx 二 1;dx二 0;PO二discodege;/显示个位dx=l;delaylms (1);辻(num0)wx 二 0;PO二Oxfb;wx 二 1;dx二 0;显示十位PO二discodeshi 0x80;dx=l;delaylms (1);wx 二 0;PO二Oxfd;wx 二 1;dx二 0;P0二discodebai ;/显示白位，带小数点dx=l;delaylms (1);AD_val ()/TLC549 处理uchar i, tempO;cs=l;sclk=0;/初始化，启动cs 二0;_nop_();for
