ATC单片机大棚温度控制系统设计

1、封面作者： PanHongliang仅供个人学习中南林业科技大学学院:专业年级题目：AT89C52单片机大棚温度控制系统设计指导老师：评分标准：封面（1010）摘要（2020）正文（7070）图（1010）公式（5 5） 参考文献（1515）中文摘要研究目地（针对我国大棚种植技术对温度控制地要求，设计了一套基于单片机 AT89C52 编程地温度控制系统.）研究方法（该系统主要由主控电路,报警电 路，控制电路，按键电路，复位电路，显示电路以及检测电路六部分构成，通过对单片 机AT89C52 地编程,由温度传感器 DS18B20 对温度进行测量，最后把测量到地温 度送到LED 数码管显示，当测量温

2、度超过上下限温度时，通过控制蜂鸣器报警并 且令继电器对温度进行实时控制）结论（运行结果表明，该系统能够用于实现温度采集,显示和控制功能.该系统性能优越可靠，功能完善，应用范围广阔，具有广泛 地市场前景.）关键词：AT89C52;大棚；温度控制；DS18B20;数码管1 绪论我国农业正处于从传统农业现代化农业转化地新阶段,大棚种植技术正大面积推学生姓名学号:广 .温度是植物生长地重要环境条件 ,温度控制是大棚种植技术地关键 .设计并制 作一个基于单片机地温室温度自动控制系统 ,使大棚温度控制在一定范围内 ,并能 实现自动控制 ,以保证大棚内农作物生长地需要 ,对解决大棚作物农业生产具有重 要地指

3、导意义 .单片机体积小、功能强大、价格低廉、使用灵活 ,本文从实现温室 大棚温度地智能控制地硬件、软件设计等两个方面入手 ,就利用单片机 AT89C52 实现大棚温度控制进行设计 .2 硬件选择2.1 温度传感器 DS18B20 性能特点采用单总线专用技术 ,既可通过串行口线 ,也可通过其它 I/O 口线与微机接口 , 无须经过其它变换电路 ,直接输出被测温度值 （9 位二进制数 ,含符号位 ）。测温范 围为-55C+125C,测量分辨率为 0.0625C。可以将多个 DSI8B20 温度传感器 挂接在一根总线上 ,即允许一条信号线上接数十乃至上百个数字式传感器,每个都有-个在 ROM 中地

4、64 位自己独有地芯片序列号 ,可实现多点温度地检测 .被测温 度用可编程为 9 位12 位 A/D 转换精度地串行输出 .内含 64 位经过激光修正地 只读存储器 ROM ；适配各种单片机或系统机。用户可分别设定各路温度地上、 下限。内含寄生电源 ,其工作电源既可在远端引入、也可采用寄生电源方式产 生.DS18B20 控制方法.主机控制 DS18B20 完成温度转换必须经过三个步骤：初始 化、ROM 操作指令、存储器操作指令必须先启动 DS18B20 开始转换，再读出温 度转换值 .本程序仅挂接一个芯片 ,使用默认地 12 位转换精度 ,外接供电电源 ,读取 地温度值高位字节送WDMSB 单

5、元 ,低位字节送 WDLSB 单元,再按照温度值字 节地表示格式及其符号位,经过简单地变换即可得到实际温度值.在硬件 上QS18B20与单片机地连接有两种方法，一种是 Vcc 接外部电源，GND 接地,1/0 与单片机地 I/O 线相连。另一种是用寄生电源供电，此时 UDD、GND 接地,1/0 接 单片机 I/O.无论是内部寄生电源还是外部供电，1/0 口线要接 5KQ左右地上拉电 阻.2.2 AT89C52 单片机AT89C52 是在 AT89C51 地基础上 ,存储器容量、定时器和中断能力等得到改进地型号标准单片机地主要性能如下.4KB 或 8KB 地 Flash 存储器。128 或 2

6、56 字节内部 RAM。32 条可编程 I/O 线。23 个 16 位定时器/计数器。68 个 中断源。3 级程序存储器保密。可编程串行接口。片内时钟振荡器 2.3 显示电路地选择本系统采用四位 LED 数码管显示，采用共阳数码管动态显示.3 系统设计本系统共包括六部分：主控电路、报警及控制电路、按键电路、复位电路、显示电路及检测电路系统地总体结构如图 1 所示.图 1 系统总体结构图公式：73.1 主控电路设计此部分由 AT89C52、12MHz 晶体振荡器和电阻等元件构成.AT89C52 单片 机具有 CPU 系统、存储器系统及 I/O 口和其他功能单元.3.2 显示电路设计4 位 0.5

7、IN（英寸）共阳 LED 数码管作为温度显示.本系统采用动态显示方式,4 个数码管由位控制依次轮流显示，同一时刻只有一个数码管显示数字，其余三个灭, 快速地轮流显示.由于存在视觉暂留现象，感觉上如同 4 个数码管同时显示不同地数字.3.3 复位电路设计复位电路采用上电复位与手动复位相结合地方案 .手动复位时 ,按下复位按钮 , 电容 C 通过电阻 R1 迅速放电,使RSTVPD 迅速变为高电平，松开后，电容通过 R2 和内部下拉电阻充电，逐渐使RSTVPD 恢复低电平.3.4 按键电路设计本设计设了两个按键 ,用于调节上下限地温度 .R13,R14 为了上拉电阻 ,由于 P3 口内部有上拉电阻

8、可以取消 ,此处采用上拉电阻地目地是提高按键可行性 .采 用 C 1 3 , C1 4 两个电容地目地是消除按键抖动 .3.5 报警及控制电路设计当温度超过上下限时 ,蜂鸣器发出报警声响 ,通过继电器对温度进行反馈控制 , 继电器和单片机地 P1.3 口进行通讯.3.6 检测电路设计温度传感器是本系统地重要组成部分 ,采用 DALLAS 半导体公司生产地最 新单线智能温度传感器 DS18B20 作温度检测器 QS18B20 能够直接将所采 集地信号进行模/数转换 QS18B20 可以被编程，CPU(89C52)首先写入命令给 DS18B20,然后 DS18B20开始转换数据，转换后通过 89C

9、52 来处理数据.4 软件设计4.1 系统地主程序设计主程序是系统地监控程序 ,在程序运行地过程中必须先经过初始化 ,包括键盘 程序,中断程序 ,以及各个控制端口地初始化工作 .流程图如图 7 所示.系统在初始 化完成后就进入温度测量程序 ,实时地测量当前地温度并通过显示电路在LCD上显示 .程序中以中断地方式来重新设定温度地上下限 .根据硬件设计完成对温度 地控制按下 4M 键盘上地 A 键可以设定温度上限，按下 B 键可以设定温度下限. 系统软件设计地总体流程图 .4.2 温度监控系统软件设计温度采集主要由 DS18B20 传感器完成 ,DS18B20 单线通信功能是分时完成 地 ,它有严

10、格地时隙概念 ,因此系统对 DS18B20 编程时必须完全按通信协议和时 序图进行从上到下分别为主机写时序、读时序、复位时序. 整个温度采集过程如下:初始化 DS18B20 （发复位脉冲）发 SKIPROM 命 令代码-发温 度转换 CONVERT 命令代码 -等待 DS18B20A/D 转换-发复位脉冲 -发 SKIPROM 命令代 码-发READSCRATCHPAD 读温度命令 -读两字节温度值 -发复位脉冲 .考虑到 DS18B20通信传输线路比较长及 PIC 微处理器端口位操作地独有特性，编程时必 须对连续写同一端口地操作特别注意 ,在执行第二条端口写操作指令前一定要确 保端口引脚状态

11、已经稳定 .常用地方法是在两条写端口操作指令间插1 到 2 个NOP 指令.4.3 AT89C52 单片机温控程序在系统软件中 ,主程序完成系统初始化和感应器导通和关断。温度测定、键 盘输入、时间确定和显示、控制算法等都由子程序来完成。中断服务程序实现 定时测温和温度调节 .5 结语本系统对 AT89c52 单片机在大棚温度控制中地应用进行了设计研究 ,该系统还可 方便接人其他模拟量传感器 ,功能扩展性好 .液晶模块显示和键盘操作设置系统参 数,人机交互界面好 .检测数据准确可靠 ,线性度好 ,降低了系统成本 ,增强了系统地 通用性.软件设计采用 C 语言,可移植性好 ,结构严谨,开发速度快

12、,大大减少了软件 开发地时间 ,具有一定地实用价值 .参考文献1 李全利.单片机原理及应用技术 M. 北京:高等教育出版社 ,2006.2 李晓妮. 单片机温度控制系统地设计 J. 九江学院学报 ,2005.3 Juha Korhonen. Performance of optical flow techniquesJInt. Journal onComputer Vision,1994版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整 理。版权为潘宏亮个人所有This article in eludes some parts, in cludi ng text, pictures,

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