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1、中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业 的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要 组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行 检测和控制。本系统以 AT89C51 单片机为控制核心，利用温度传感器 AD590 对蔬菜 大棚内的温度进行实时采集与控制，实现温室温度的自动控制。本系统由单片机系 统模块、温度采集模块、加热模块、降温模块、按键以及显示模块六个部分组成。 可以通过按键设定温室的温度值，采集的温度和设定的温度通过 LED 数码管显示。 当所设定的温度值比采集的温度大时，通过加热器加热，以达到设定值
2、；反之，开 启降温风扇，以快速达到降温效果。通过该系统，对蔬菜大棚内的温度进行有效、 可靠地检测与控制，从而保证大棚内作物在最佳的温度条件下生长，提高质量和产量。关键词：单片机；温度传感器；温度显示；键盘输入；温室AbstractDevelopment of Chinas agricultural must take this path of modern agriculture, with the rapid growth of the national economy, agricultural technology of research and application takes mo
3、re and more attention, especially in greenhouses which have become an important part of effective agriculture. One of the important parts of modernagricultural production issome important parameters for detection and control. This system takes the AT89C51 singlechip as the control core, using the te
4、mperature sensor AD590 to carry on real-time gathering and controlling to the greenhouse of vegetables, so it can realizes auto-control to the greenhouses temperature. This system contains the miniature singlechip system module, the temperature gathering module, the heatermodule, the drop-temperatur
5、e module, the key pressed module and the display module. The gathering temperature or the setting temperature is displayed through the seven-seg LED. It can be established new temperature value in the greenhouse through pressing buttons, when this temperature value is higher than the gathering tempe
6、rature value, then makes the heater work in order to achieve the defined value; Otherwise, the heater knocks off, and opens the ventilator as fast as to achieve the supposed temperature. It will be effective and reliable to exam and control the temperature of the greenhouse by using this system, thu
7、s guarantee the crop growing fine under the best temperature condition, and enhances the crops quality and output.Key words: Single chip，Temperature sensor，Temperature control，Temperature display， Keyboard entry，Greenhouse目录摘要 错误！未定义书签。ABSTIC 2第1章温室控制系统的总体设计51.1 温室环境因子51.2 控制系统设计要求51.3 控制系统总体设计6第2 章
8、 温室控制系统硬件设计82. 1基于AT89C51的单片机系统82.1.1 时钟脉冲82.1.2 复位电路92.2 温度采集模块92.2.1 AD转换器ADC0804的功能112.3 显示模块132.3.1 译码 IC 7447 132.3.2七段LED数码管142.4 键盘扫描152.4.1 键盘 152.4.2 键盘扫描芯片 16第 3 章软件设计 173.1 主程序 173.2 定时器 T0 中断 193.3 显示模块 213.4 按键扫描 22附录 24附录1 系统电路图 24附录 2 源程序代码 24第1章温室控制系统的总体设计本系统要控制的对象为这样一个规模的温室。温室结构的参数为
9、：屋脊高 5.2m，檐高3m,单跨度6.5m，长为20m，地面面积为130平方米3。要实现的目标是，使薄膜温室的温度保持在20C30C之间，在这个区域内温度值是可设定的。1.1 温室环境因子作物的生长发育及产品的最终形成，其产量与质量一方面取决于作物本身的遗 传特性，另一方面取则决于外部环境条件。在实际生产中，一方面通过育种技术来 获得具有新遗传性的品种，另一方面要通过先进的栽培技术及适宜的环境条件来控 制其生长和发育。温室内气温、地温对作物的光合作用、呼吸作用、根系的生长和水分、养分的 吸收有着显著的影响，因此影响作物生长发育的环境条件中，以温度最为敏感，也 最为重要，对温室环境控制的研究也
10、是最先从温度控制开始的。不同种类的作物对 温度的要求是不同的，同一作物在不同发育阶段对温度的要求亦有所不同，而且在 同一发育期阶段内对温度的要求也会随着昼夜变化而呈周期性地变化。一般说来在 白天作物进行光合作用需要的温度较高，晚上维持呼吸作用所需的温度要低一些。 另外温室内的气温要受到太阳辐射强度和室外气温变化的影响，在温室环境自动控 制系统的研制中应该考虑到这种情况。作物生长发育适宜的温度，随种类、品种、 生育阶段及生理活动的变化而变化。为了增加光合产物的生成，抑制不必要的呼吸 消耗，在一天中，随着光照强度的变化，实行变温管理是一种很有效的管理方法。1.2 控制系统设计要求本系统以温室温度为
11、主要控制参数，进行控制系统的设计，主要完成以下功能。1. 实现对温室温度参数的实时采集，测量空间多点温度：根据测量空间或设备 的实际需要，由多路温度传感器对关键温度敏感点进行测量，由单片机对各路数据 进行循环检测、数据处理、存储，实现温度的智能、多空间点的测量。2. 显示报警功能：实现超数据的及时报警。温度检测范围：20-30C，检测精 度 0.5 C。3. 存储一定时间的温室环境参数值。由于单片机对温室环境的检测是一个连续不断的过程，单片机数据存储器的容 量需足够大，能够存储数天的数据。需要保存一组由室内、外环境参数及其本组数 据采集时间组成的一条测控记录。本控制系统保存一条测控记录需要30
12、个字节的存 储单元。32K外部数据存储器中的0300H7FFFH为测试数据存储区，共计32000个 字节，最多可以存储 1066 条记录。如果每隔 lO 分钟存储一条记录，则一天需要存 储 144 条记录。扩展 32K 数据存储器可以存储 7 天的数据。完全可以满足本控制系 统的需要。4. 能够根据季节、地区和作物的不同，设置不同的控制参数。操作人员可以根据不同的季节、地区和作物，来设置不同的环境控制参数，以 满足不同的需要达到最佳效益。5. 自动调节温室内的环境参数。当强电柜的转换开关都放在“自动”档位时，控制系统能够完全自动的控制温 室内温度调节机构，将温室内温度调节到操作人员设定的参数值
13、附近。1.3 控制系统总体设计系统原理框图如图 1 所示，温室温度自动控制系统总体电路图见附录一。本系统由单片机系统模块、温度采集模块、WP型温室加热器、降温模块、按键以及显示 模块六个部分组成。通过按键设定温度值，设定的温度值和采集的温度值都可以通 过LED数码管显示。当所设定的温度值比采集的温度大时，通过加热器加热，以达 到设定值；反之，开启降温风扇，以快速达到降温效果。该系统对温度的控制范围 在20C3OC,温度控制的误差小于等于0.5C。通过使用该系统，对蔬菜大棚内 的温度进行有效、可靠地检测与控制,保证大棚内作物在最佳的温度条件下生长，提 高质量和产量。图1 系统原理框图第 2 章
14、温室控制系统硬件设计键盘扫该系统分为六个模块，分别是单片机系统模块、温度采集模块、显示模块描模块、加热模块和降温模块。现分别介绍如下：21基于AT89C51的单片机系统本系统采用 Atmel 公司所生产的 MCS51 系列中的 AT89C51 单片机4。主芯片的功能：AT89C51 单片机系统如图 2 所示：P10 phP12P13P1!P15PitP17田口MieEAjVP n贮LEIiEo 1 3 4 rl_ -fc 7 powpopopopopo閃o 1 3 JT 5 -b 7 p:p?p?p?p?p?p?p?图 2 单片机系统 这个系统由两部分组成，现介绍如下：AT89C51的内容：2
15、.1.1 时钟脉冲AT89C51内部已具备振荡电路，只要在接地引脚上面的两个引脚（即19、18脚） 连接简单的石英晶体即可。AT89C51的时钟频率为12MHz。2.1.2 复位电路AT89C51的复位引脚（Reset）为第9脚，当此引脚连接高电平超过2个机器周期（一个机器周期为6个时钟脉冲），即可产生复位的动作。以12MHz的时钟脉冲为例， 每个时钟脉冲1us，两个机器周期为12us，因此，在第9脚上连接一个12us以上的高电平 脉冲，即可产生复位的动作。对于上电复位，复位引脚上串接了一个电容，当复位引脚 接 +5 伏电压时，电容相当于短路，经过一段时间（在这段时间内完成复位）后，电容 处于充电状态，相当于断开。还有一种是手动复位，它的接法是在 AT89C51 复位引脚所 串连的电容上并联接一个按钮开关。当按钮没按下时，电容处于充电状态；当按钮按下 时，电容对复位引脚放电，从而在这个引脚上产生高电平，达到复位的目的。2.2 温度采集模块本系统的温度采集和转换电路原理图如图3所示，它的工作过程为：系统通过AD590 采集外界的温度参数，并通过三个放大器的作用将温度转化为电流模拟量；此模拟量通 过ADC080
