1、n學生：梁曉龍n導師：王學梅n時間：2014年5月23日蔬菜大棚溫度控制硬件電路設計3課題背景1蔬菜大棚溫度控制總體方案設計2系統仿真與實物演示4結論56目錄36蔬菜大棚溫度控制軟件電路設計1.1 課題背景 溫度是影響工農業生產的一項重要的因素，溫度控制的精確與 否直接影響到生產的安全，產品的質量或者產量。 我國溫室種植在溫度檢測與控制方面的不足 1.推廣迅速但溫室生產的設備簡陋，溫室農產品的生產易受到外界的影響。 2.傳統的恒溫系統采用模擬電路設計致使系統精度差，易出現溫漂，電路結構復雜。 3.先進的溫度控制系統一般價格昂貴，操作繁瑣。1.2 選題目的和意義 設計本系統的目的 為使農戶能在大

2、棚蔬菜的種植上對溫度有更好的掌握，簡化溫度檢測與控制的操作流程，降低在溫度與控制放們的投入成本，同時也為了更好的推動了我國農業的現代化進程，基于此我設計了以單片機為核心控制的溫度檢測與控制系統。因此，本系統的開發應用具有一定的現實意義。 本系統設計的現實意義 1.系統操作便捷，采集方便準確，適應強，成本低以及節省能源，可明顯增加使用者的效益； 2.本設計AT89C52單片機的基礎上有效的解決了溫室大棚的溫度自動控制，運用多個方案進行有效分析，減少人工參與，提高溫室大棚的種植培育能力。 3.在可行性的基礎上，經過準確計算及比對，降低程序開發，設計及生產成本，保證項目的有效運行。1.3 蔬菜大棚智

3、能控制的類型及優缺點（1） 基于MCS51為基礎單片機控制系統 優點：能全局管理，操作簡單，價格低廉。 缺點：布線復雜，可靠性能差；信號的輸入輸出，為模擬量。（2）基于PLC的溫室控制系統 優點：節省了成本，提高了設備利用率，有利于溫室群控。 缺點：投資大，一般都在萬元以上，一般作業用戶難以接受。（3）新型PID參數自整定的溫度控制 優點：抗干擾能力強，良好的選擇性和靈敏度。 缺點：精度不高，很難穩定。 本系統是通過AT89C52單片機控制技術對溫度進行調節，相比于其它的系統具有操作便捷，采集方便準確，適應強，成本低以及節省能源的特點，可明顯增加使用者的效益。本設計在AT89C52單片機的基礎

4、上有效的解決了溫室大棚的溫度自動控制，運用多個方案進行有效分析，減少人工參與，提高了溫室大棚的種植培育能力。2 蔬菜大棚智能溫度控制與檢測系統總體設計框圖 系統的硬件組成包括AT89C52的主控制電路，單總線數字溫度傳感器DS18B20檢測電路，LCD1602的顯示模塊，直流電動機驅動電路及蜂鳴器報警電路等2.1 蔬菜大棚溫度智能控制的電路原理圖3 蔬菜大棚溫度控制硬件電路設計1.AT89C52主要功能特性 1、兼容MCS51指令系統 ； 2、8k可反復擦寫(大于1000次）Flash ROM； 3、32個雙向I/O口； 4、256x8bit內部RAM； 5、3個16位定時/計數器中斷；6、時

5、鐘頻率0-24MHz； 7、2個串行中斷； 8、2個外部中斷源，共8個中斷源； 9、2個讀寫中斷口線； 10、低功耗空閑和掉電模式； 11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等多種封裝形式2.DS18B20的功能特性 1、單總線器件； 2.具有獨一無二的序列號； 3、不需要任何外部元件即可實現測溫；4、測溫范圍-55到125之間； 5、可編程9位12位A/D轉換精度； 6、內部溫度有上下警告設置； 3.LCD1602功能特性第1腳：GND為電源地 第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對比度調整端。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時數據寄存器、低電平0時指令寄存器。第5腳

6、：RW為讀寫信號線，高電平1時進行讀操作，電平(0)時進行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負跳變時執行指令。第714腳：D0D7為8位雙向數據端。第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。 相比于數碼管LCD1602液晶顯示的優點： 1.機身薄，節省空間 2.省電，不產生高溫 3.低輻射，益健康 4.畫面柔和不傷眼 4 蔬菜大棚溫度控制軟件電路設計 溫度檢測讀取溫度的主程序如下：unsigned int Read Temperature(void)unsigned char a=0;unsigned int b=0;unsig

7、ned int t=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC); / 跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0 x44); / 啟動溫度轉換delay(200);Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC); /跳過讀序號列號的操作 軟件設計流程圖DS18B20讀取溫度流程圖WriteOneChar(0 xBE); /讀取溫度寄存器等（共可讀9個寄存器） 前兩個就是溫度a=ReadOneChar(); /低位b=ReadOneChar(); /高位b4; TempL=temp&0 x0F; TempL=TempL*6/10;

8、/小數近似處理 flag_get=0; 4.1蔬菜大棚溫度控制分系統電路設計 1. AT89C52中，振蕩器反相放大器的及內部時鐘發生器的輸入端為XTAL1，振蕩器反相放大器的輸出端為XTAL2。在TXAL1和XTAL2兩端跨接由石英晶體及兩個22pf電容構成的自激震蕩器。 2. 單片機的復位電路通常有開關手動復位和上電自動復位兩種方式可供選擇。本系統采用是上電復位的方式來觸發電容C通過電阻R充電，致使RST端出現正脈沖，以達到復位狀態 3. DQ 為數據輸入/輸出引腳，連接P1.3。GND為地信號；VCC為電源信號。 復位電路 時鐘電路 測溫電路 控制電路 4. 三極管采用S8050，用于放

9、大電流。基極接P1.5口，用于控制 輸出信號。集電極按電源正極，發射極接馬達正極。LCD1602溫度顯示電路與蜂鳴器電路的實現 5.AT89C52的P0口被用作了顯示模塊LCD1602的數據線，LCD1602的P2.4、P2.5、P2.6用來控制LCD1602的E、R/W、RS端口。其中E是下降沿觸發的片選信號，連接P2.6，R/W是讀寫信號，連接P2.5，RS是寄存器選擇信號，連接P2.4。下圖為LCD1602的硬件連接。VEE用連接阻值為10K的電阻。10K的電阻用以調整顯示屏的對比度 6.本系統采用蜂鳴器作為發生裝置，用引腳P1.7控制。 溫度顯示電路 報警電路u 5 蔬菜大棚溫度控制的

10、實現 仿真圖 實物圖6 結論1、使用DS18B20單總線數字式溫度傳感器，摒棄了以前使用較多的模擬溫度傳感器。相比模擬傳感器，DS18B20單總線數字式溫度傳感器具有價格低廉、使用方便、測溫準確、精度較高、無需標定、擴展方便等優點。2、控制裝置（以單片機為核心的控制板）可以獨立運行，這就是說可以在不需要上位機（PC機）的實現智能控制。這一點對當前尚不富裕而又需要大棚控制裝置的中國農村來說，很有意義。3、該裝置的可擴展性較強，留有大量的I/O口，非常方便系統擴展。4、通用性較強、該系統只要稍加改進，就可用于果蔬儲藏保鮮、冷庫、糧庫等環境系統的檢測與控制。 不足與探討 由于作者時間和經驗不足，技術水平有限，本系統還有部分尚未完成，需要進一步完善，主要體現在以下幾個方面：1、功能不夠完善 在所設計的智能控制系統中，實現了多因子的有效智能控制，但是由于時間和實踐經驗不足并沒有實現各因子之間的協調，需要予以擴展完善。比如在實際的生產中我們可以將測得的溫度通過單片機與通訊模塊