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1、辽 宁 工业 大 学单片机原理及接口技术 课程设计(论文）题目： 蔬菜大棚温度控制器设计 院（系)： 专业班级: 学 号: 学生姓名： 指引教师: （签字)起止时间:.062-.05 课程设计（论文）任务及评语院（系): 教研室:学 号学生姓名 专业班级 课程设计（论文）题目蔬菜大棚温度控制器设计课程设计(论文）任务当监测到蔬菜大棚温度超过上限报警值时，可启动20V供电的排电扇降温;当温度低于下限报警值时,可启动加热引风机提高温室内的温度，直至符合规定期为止。大棚温度范畴50度,白天温度控制在50度，夜间温度控制在1-20度。设计任务: CPU最小系统设计(涉及CU选择，晶振电路,复位电路）.
2、温度传感器选择及接口电路设计3. 温度显示及控制电路设计4 程序流程图设计及程序清单编写技术参数:1.大棚温度15-0度,白天25-30度，夜间15-2度2工作电源220V设计规定：、分析系统功能，尽量减少成本,选择合适的单片机、AD转换器、输出电路等；2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图；3、按规定格式，撰写、打印设计阐明书一份，其中程序开发要有具体的软件设计阐明,具体论述系统的工作过程,字数应在4000字以上。进度筹划第1天 查阅收集资料第天 总体设计方案的拟定第-4天 CPU最小系统设计第5天 温度传感器选择及接口电路设计第天温度显示及控制电路、电源电路设计第7天 程序流程图设
3、计第8天 软件编写与调试第天 设计阐明书完毕第10天答辩指引教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩: 指引教师签字： 年 月 日注：成绩：平时0% 论文质量0% 答辩20% 以百分制计算摘要蔬菜大棚内通过调节温度可以有效地控制二氧化碳的浓度,二氧化碳是对植物生长起着重要的作用。因此，对棚内温度的控制是非常重要的。本文简介的分布式单总线蔬菜大棚温度监测预警系统,采用全数字化设计,直接监测每个棚内不同部分的温度，通过对温度的良好控制,有效地提高蔬菜的产量。本温度设计采用目前流行的AT85单片机，配以DS120数字温度传感器,该温度传感器可自行设立温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输
4、入的温度上、下限进行比较,由此作出判断与否启动继电器以启动设备。实现对蔬菜大棚温度的检测与控制,从而有效提高蔬菜的产量。给出了电路图和程序流程图并附有源程序。由于运用了单片机及数字控制系统的长处,系统的各方面性能得到了明显的提高。核心词：温度传感器；AT89C1；ED显示屏;固态继电器目 录第1章 绪论1.1 温度控制系统概况11.2 本文研究内容第章 C最小系统设计22.1 蔬菜大棚温度自动控制总体设计方案2.2 CU的选择32.3 数据存储器扩展42.4复位电路设计52.5 时钟电路设计2. P最小系统图6第3章 温度传感器输入输出接口电路设计73温度传感器的选择73.2 温度输出接口电路
5、设计83.3 人机对话接口电路设计8第章温度控制器软件设计11.1 软件实现功能综述11411 主程序流程图设计141.2 中断系统流程图设计12第5章 系统设计与分析11系统原理图1.2 系统原理综述13第6章 课程设计总结15参照文献第1章 绪论1.1 温度控制系统概况随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器在各个领域的应用,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来,温度控制系统已应用到人们生活的各个方面,但温度控制始终是一种未开发的领域，却又是与人们息息有关的一种实际问题。针对这种实际状况,设计一种温度控制系统,具有广泛的应用前景与实际意义。温度是科学技术中最基本的物理量之
6、一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。例如,发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范畴之内；许多化学反映的工艺过程必须在合适的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才干得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境,许多电子设备就不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的规定都越来越高。可见,温度的测量和控制是非常重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在诸多的电子产品
7、中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范畴的日益广泛和多样,多种合用于不同场合的智能温度控制器应运而生。1.2 本文研究内容本设计是对蔬菜大棚内温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能:当蔬菜大棚内温度低于设定下限温度时,系统自动启动加热继电器加温,使温度上升,同步绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时,停止加温；当蔬菜大棚内温度高于设定上限温度时,系统自动启动电扇降温，使温度下降，同步红灯亮。当温度下降到上限温度如下时，停止降温。温度在上下限温度之间时,执行机构不执行。数码管即时显示温度，精确到小数点一位。该系统可以对大棚内的温度进行采集，运用温度传感器将温室
8、大棚内温度的变化，变换成数字量，其值由单片机解决,最后由单片机去控制液晶显示屏，显示温室大棚内的实际温度，同步通过与预设量比较，对大棚内的温度进行自动调节。第2章 CU最小系统设计89C512.1 蔬菜大棚温度自动控制总体设计方案显示模块复位模块 温度调节模块晶振模块温度检测模块图2. 温度自动控制总体框图表2.各模块功能表温度检测模块可以直接读出被测温度，可使系统构造更趋简朴,可靠性更高复位模块使8C5数据清零，恢复初始状态晶振模块为89C5提供时钟信号显示模块显示温度等数据，使观测更加以便,有助于实验记录温度调节模块调节温度,使温度达到实验规定8C1实验数据解决，是实验重要原件2.2 CP
9、U的选择CP是单片机内部的核心部分,是单片机的指挥和执行机构，它决定了单片机的重要功能特性。从功能上看，CPU涉及两个基本部分：运算器和控制器。它把中央解决器、存储器、输入/输出接口电路以及定期器计数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点,因此，本实验采用9C单片机。下面简介91的内部资源及引脚构造图。图2.2 9C51的引脚构造RESET是复位信号输入端,高电平有效。当振荡器工作时，在此引脚上浮现两个机器周期以上的高电平,就可以使单片机复位。ALE引脚是地址锁存容许信号。PSE是外部程序存储器的读选通信号。EA是内、外ROM选择端。输入输出（/O)
10、引脚P、P1、P和P3。P00P0.：P口是一种8位双向/O端口。在访问片外存储器时,它分时提供低8位地址和作8位双向数据总线。在EOROM编程时,从0口输入指令字节;在验证程序时,则输出指令字节（验证时，要接上拉电阻）。P口能以吸取电流的方式驱动8个STL负载。P1.0P1.7：P是位准双向I/O端口。在EPROM编程和程序验证时,它输入低8位地址。P1口能驱动个LSTL负载。P20P2.:P2是8位准双向O端口。在PU访问外部存储器时,它输出高8位地址,在对EPOM编程和程序检查时,它输入高8位地址。P口可驱动4个STT负载。P307：P3是位准双向IO端口。它是一种复用功能口,作为第一功
11、能使用时,为一般口，其功能和操作措施与P1口相似。作为第二功能使用时,各引脚的定义如下表。3口的每一条条引脚均可以独立的定义为第一功能的输入输出或第二功能。3口能驱动4个LST负载。2.3 数据存储器扩展AT9C51片内喊有28字节的数据存储器AM，重要用工作寄存器、堆栈、软件标志和数据缓冲器。对于简朴的测控系统,用它寄存运算的中间成果，容量是够用的。但是对于大量数据采集解决系统,则需要在片外扩展RAM。9C51片内有12B的存储器,在实际应用中仅靠这28的数据存储器是远远不够的。这种状况下可运用89C单片机所具有的扩展功能,扩展外部数据存储器。9单片机最大可扩展6RAM。图2.3 数据储存器
12、扩展图2.4 复位电路设计复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运营的基本模块。复位是单片机的初始化操作。单片机系统在上电启动运营时，都需要先复位,其作用是使C和系统中其她部件都处在一种拟定的初始状态,并从这个状态开始工作。因此，复位是一种很重要的操作方式。但单片机自身不能自动复位的,必须配合相应的外部复位电路才干实现的。当8C51通电,时钟电路开始工作，在单片机的RT引脚加上不小于4个时钟周期以上的正脉冲，系统即初始复位。初始化后，程序计数器指向00,P3输出口所有为高电平，堆栈指针写入07H，其她专用寄存器被清0。RST由高电平降为低电平后,系统从0000H地址开始执行程序。图24 复位电
13、路图2.5 时钟电路设计TC5芯片内部有一种高增益反向放大器,用于构成振荡器。反向放大器的输入端为XTL，输出端为XTL2。在TAL1和XTAL2两端跨接由石英晶体及两个电容构成的自激振荡器。电容器和C一般都取3pF左右，选用不同的电容量对振荡频率有微调作用。但石英晶体自身的标定频率才是单片机振荡频率的决定因素。其振荡频率范畴是112MH。图2.5 时钟电路图2.6 CPU最小系统图图2.P最小系统图第3章 温度传感器输入输出接口电路设计3.1 温度传感器的选择温度传感器的作用是采集大棚内的温度,并进行判断和显示。由于智能温度传感器DS18B20既能对温度进行测量，又能设定所需要控制的温度，并对温度值可以把二进制转换成十进制,因此本设计系统中选用智能温度传感器DS18B20。信息通过单线接口送入DS1820或从DS18B20送
