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1、优质文档辽 宁 工 业 大 学单片机原理及接口技术 课程设计论文题目： 蔬菜大棚温度限制器设计 院系： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导老师： 签字起止时间：2015.06.22-2015.7.05 优质文档优质文档优质文档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限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，可开启220V供电的排风扇降温；当温度低于下限报警值时，可开启加热引风机提高温室内的温度，直至符合要求时为止。大棚温度范围1530度，白天温度限制在2530度，夜间温度限制在15-20度。设计任务：1. CPU
2、最小系统设计包括CPU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. 温度显示及限制电路设计4 程序流程图设计及程序清单编写技术参数：1大棚温度15-30度，白天25-30度，夜间15-20度2工作电源220V设计要求：1、分析系统功能，尽可能降低本钱，选择适宜的单片机、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、打印设计说明书一份，其中程序开发要有具体的软件设计说明，具体阐述系统的工作过程，字数应在4000字以上。进度打算第1天 查阅收集资料第2天 总体设计方案确实定第3-4天 CPU最小系统设计第5天 温度传感器选择及接口电
3、路设计第6天温度显示及限制电路、电源电路设计第7天 程序流程图设计第8天 软件编写和调试第9天 设计说明书完成第10天 辩论指导老师评语及成果 平常： 论文质量： 辩论： 总成果： 指导老师签字： 年 月 日注：成果：平常20% 论文质量60% 辩论20% 以百分制计算摘 要蔬菜大棚内通过调整温度可以有效地限制二氧化碳的浓度，二氧化碳是对植物生长起着重要的作用。因此，对棚内温度的限制是特别重要的。本文介绍的分布式单总线蔬菜大棚温度监测预警系统，采纳全数字化设计，干脆监测每个棚内不同局部的温度，通过对温度的良好限制，有效地提高蔬菜的产量。本温度设计采纳此时此刻流行的AT89S52单片机，配以DS
4、18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号和输入的温度上、下限进展比拟，由此作出判定是否启动继电器以开启设备。实现对蔬菜大棚温度的检测和限制，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。由于利用了单片机及数字限制系统的优点，系统的各方面性能得到了显著的提高。关键词：温度传感器；AT89C51；LED显示器；固态继电器目 录第1章 绪论11.1 温度限制系统概况11.2 本文探究内容1第2章 CPU最小系统设计22.1 蔬菜大棚温度自动限制总体设计方案22.2 CPU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
5、设计52.6 CPU最小系统图6第3章 温度传感器输入输出接口电路设计73.1 温度传感器的选择73.2 温度输出接口电路设计83.3 人机对话接口电路设计8第4章 温度限制器软件设计114.1 软件实现功能综述11 主程序流程图设计11 中断系统流程图设计12第5章 系统设计和分析135.1 系统原理图135.2 系统原理综述13第6章 课程设计总结15参考文献16优质文档第1章 绪论1.1 温度限制系统概况随着社会的开展，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限制系统开展的主流方向。特殊是近年来,温度限制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度限制始终是一个未开发的领域
6、，却又是和人们休戚相关的一个实际问题。针对这种实际状况，设计一个温度限制系统，具有广泛的应用前景和实际意义。温度是科学技术中最根本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和试验探究中，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，温度时时是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比方，发电厂锅炉的温度必需限制在必须的范围之内；很多化学反响的工艺过程必需在适当的温度下才能正常进展；炼油过程中，原油必需在不同的温度和压力条件下进展分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有适宜的温度环境，很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
7、保障。因此，各行各业对温度限制的要求都越来越高。可见，温度的测量和限制是特别重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度限制。随着温度限制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度限制器应运而生。1.2 本文探究内容本设计是对蔬菜大棚内温度进展实时监测和限制，设计的温度限制系统实现了根本的温度限制功能：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，同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时，停顿加温；当蔬菜大棚内温度高于设定上限温度时，系统自动启动风扇降温，使温度下降，同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时，停
8、顿降温。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，准确到小数点一位。该系统能够对大棚内的温度进展采集，利用温度传感器将温室大棚内温度的改变，变换成数字量，其值由单片机处理，最终由单片机去限制液晶显示器，显示温室大棚内的实际温度，同时通过和预设量比拟，对大棚内的温度进展自动调整。第2章 CPU最小系统设计89C512.1 蔬菜大棚温度自动限制总体设计方案显示模块复位模块 温度调整模块晶振模块温度检测模块图2.1 温度自动限制总体框图表2.1 各模块功能表温度检测模块能够干脆读出被测温度，可使系统构造更趋简洁，牢靠性更高复位模块使89C51数据清零，复原初始状态晶振模块为89C5
9、1供应时钟信号显示模块显示温度等数据，使视察更加便利，有利于试验记录温度调整模块调整温度，使温度到达试验要求89C51试验数据处理，是试验主要原件2.2 CPU的选择CPU是单片机内部的核心局部，是单片机的指挥和执行机构，它确定了单片机的主要功能特性。从功能上看，CPU包括两个根本局部：运算器和限制器。它把中心处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时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、抗干扰实力强且牢靠性高等特点，因此，本试验采纳89C51单片机。下面介绍89C51的内部资源及引脚构造图。图2.2 89C51的引脚构造RESET是复位信号输入端，高电平有效。当振荡器工
10、作时，在此引脚上出现两个机器周期以上的高电平，就可以使单片机复位。ALE引脚是地址锁存允许信号。PSEN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I/O引脚P0、P1、P2和P3。P0.0P0.7：P0口是一个8位双向I/O端口。在访问片外存储器时，它分时供应低8位地址和作8位双向数据总线。在EOROM编程时，从P0口输入指令字节；在验证程序时，那么输出指令字节验证时，要接上拉电阻。P0口能以汲取电流的方式驱动8个LSTTL负载。P1.0P1.7：P1是8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4个LSTTL负载。P2.0P2.7
11、：P2是8位准双向I/O端口。在CPU访问外部存储器时，它输出高8位地址，在对EPROM编程和程序检验时，它输入高8位地址。P2口可驱动4个LSTTL负载。P3.0P3.7：P3是8位准双向I/O端口。它是一个复用功能口，作为第一功能运用时，为平凡I/O口，其功能和操作方法和P1口一样。作为其次功能运用时，各引脚的定义如下表。P3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其次功能。P3口能驱动4个LSTTL负载。2.3 数据存储器扩展AT89C51片内喊有28字节的数据存储器RAM，主要用工作存放器、堆栈、软件标记和数据缓冲器。对于简洁的测控系统，用它存放运算的中间结果，容量是够用
12、的。但是对于大量数据采集处理系统，那么须要在片外扩展RAM。89C51片内有128B的RAM存储器，在实际应用中仅靠这128B的数据存储器是远远不够的。这种状况下可利用89C51单片机所具有的扩展功能，扩展外部数据存储器。89C51单片机最大可扩展64KBRAM。图2.3 数据储存器扩展图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行的根本模块。复位是单片机的初始化操作。单片机系统在上电启动运行时，都须要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态起先工作。因此，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身不能自动复位的，必需协作相应的外部复位电路
13、才能实现的。当89C51通电，时钟电路起先工作，在单片机的RST引脚加上大于24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PC指向0000H，P0P3输出口全部为高电平，堆栈指针写入07H，其他专用存放器被清0。RST由高电平降为低电平后，系统从0000H地址起先执行程序。图2.4 复位电路图2.5 时钟电路设计AT89C51芯片内部有一个高增益反向放大器，用于构成振荡器。反向放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。在TXAL1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C1和C2通常都取30pF左右，选用不同的电容量对振荡频率有微调作用。但石英晶体本身的标定频率才是单片机振荡频率确实定因素。其振荡频率范围是112MHz。图2.5 时钟电路图2.6 CPU最小系统图图2.6 CPU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，并进展判定和显示。由于智能温度传感器DS18B20既能对温度进展测量，又能设定所须要限制的温度，并对温度值能够把二进制转换成十进制，所以本设计系统中选用智能温度传感器DS18
