毕业设计_基于单片机的温室大棚自动控制系统设计_(编辑修改稿)

毕业设计_基于单片机的温室大棚自动控制系统设计_(编辑修改稿)内容摘要：

基于单片机的温室大棚自动控制系统 10 12P2HS1101TRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U4TLC555909KR26576KR19R201KR24VCC 图 41 湿度测量电路图 此电路为典型的 555 双 稳态电路。 HS1101/HS1100 作为 电容变量接在 555 的 TRIG 与 THRES 两引脚上，引脚 7 用作电阻 R20 的短路。 等量电容 HS1101/HS1100 通过 R19 与 R20 充电到门限电压（约 ），通过 R19 放电到触发电平（约 ），然后 R20 通过引脚 7 短路到地。 传感器由不同的电阻 R20 与 R19 充放电。 电压输出典型参数（ @VCC=5V， 25℃ ） 如表 41 表 41 HS1101 湿度传感器电压输出典型参数（ @VCC=5V， 25℃ ） RH 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Vout 温度测量电路 因为在本系统中采用了 DS18B20 数字温度传感器，所以后续电路简单，只需将传感器的数据输入 /输出管脚直接接到单片机 I/O 口，通过单片机的控制 DS18B20 传感器并实时读取空气温度 [1]。 数字温度传感器的测量电路如图 42 所示： DQ2GND1VCC3U5DS1820VCC 图 42 温度测量电路图 基于单片机的温室大棚自动控制系统 11 光照度测量电路 系统采用价格低廉的光敏电阻测量光照度，因其没有良好的线性度，所以只能大致的测量。 根据光敏电阻在不同的光照下有不同的 阻值，经过 A/D 转换后输入到单片机内进行处理。 其与 ADC0804 的连接电路如图 43： CS1RD2WR3INTR5DB711DB612DB513DB414DB315DB216DB117DB018VCC20VIN+6VIN 7AGND8VREF/29DGND10CLK IN4CLK R19U1ADC0804LCN1KR13光敏电阻10KR9150pFC310KR161KR17Res21KR18Res2VCCVCCWRRDCS110KR1110KR15 图 43 ADC0804 与单片机的连接电路图 数据显示电路 系统采用了 LCD1602 液晶显示屏 [8]， LCD1602 液晶是一款很常用，也很易用的字符液晶。 可以显示 2 行每行 16 个字符，对比度可调、黄绿色背光。 与单片机的链接电路 如图 44： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16P1 LCD1602RSLCDWRLCDEN VCC10R3VCC10KR7Res TapVCC10KR210KR410KR510KR610KR810KR1010KR1210KR14 图 44 LCD1602 与单片机的连接电路图 基于单片机的温室大棚自动控制系统 12 复位电路 为了确保系统中的电路温度可靠工作，复位电路 [9]是必不可少的部分 ，其第一功能就是低电平复位，低电平复 位是在通电瞬间通过充电来实现的。 手动复位是指通过接通一按键开关，使单片机进入复位状态。 系统上电运行后，如果需要复位，只需通过手动复位就可以实现。 本系统使用的复位电路如图45 所示： 10uFC1S1SWPB10KR1VCC 图 45 复位电路图 键盘电路 本设计采用的键盘扫面电路采用简单的低电平扫描方式，即采用开关的一端与单片机 I/O 口相连，另一端接地的方式，用单片机检测 I/O 口是否是低电平来判断键盘是否被按下 [10]。 这样的方式可以方便键盘扫描部分的的编程。 键盘电路 如 图 46： S2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPB 图 46 键盘电路图 基于单片机的温室大棚自动控制系统 13 继电器控制电路 单片机是 一个弱电器件，一般情况下它们大都工作在 5V 甚至更低。 驱动电流在 mA级以下。 而要把它用于一些大功率场合，比如控制电动机 ,显然是不行的 .所以，就要有一个环节来衔接 ,这个环节就是所谓的 功率驱动。 继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节。 在这里 ,继电器驱动含有两个意思：一是对继电器进行驱动，因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件；还有就是继电器去驱动其他负载 ,比如继电器可以驱动中间继电器，可以直接驱动接触器，所以，继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口 [11]。 本设计采用的继电器控制电路如图 47： K1RelaySPDT1KR3010KR33VCCVCCRELAY1Q1NPND1Diode 1N5401123排气扇及喷雾设备Header 3H 图 47 继电器控制电路图 图中的三极管起开关的作用，当单片机输出高电平时，三极管导通，继电器吸合。 单片机输出低电平时，继电器断开。 二极管起保护作用，防止继电器产生的感应电动势烧坏 三极管或 继电器。 系统的程序设计包括以下几个方面：（ 1）键盘扫描 [12]。 （ 2）各项参数的采集。 （ 3）各项参数在液晶上的显示。 （ 4）各项参数的继电器控制。 主程序流程 图 主程序的流程如图 51 基于单片机的温室大棚自动控制系统 14 开 始扫 描 键 盘清 标 志清 显 示初 始 化 和 位定 义各 参 数 采 集各 参 数 显 示各 参 数 与 设 置 值 比较 ， 是 否 需 要 调 节。 启 动 继 电 器控 制 电 路 ，调 节 参 数YN结 束 图 51 主程序流程图 当单片机上电后，主程序开始 运行，程序以开始初始化各参数的设置和端口定义后，清各标志位和LCD1602 的显示，然后进行键盘扫描，再利用各传感器进行数据的采集，将采集的数据和设置好的参数进行对比，如果对比结果显示需要调节，启动相应的继电器控制电路对温室中需要调节的参数进行调节并显示在 LCD1602 上，如果比较结果显示不需要调节，则不启动继电器控制电路，直接显示参数，然后对键盘进行循环扫描。 基于单片机的温室大棚自动控制系统 15 参数测量子程序流程如图 52 开 始声 明 变 量 与函 数调 用 显 示 函数启 动 A / D读 取 转 换 值完 成 转 换NY结 束 图 52 参数测量子程序流程 图 子程序开始先声明变量和调用的函数后，调用显示函数，启动模数转换器 ADC0804 进行模数转换，转化如果未完成，单片机进行等待。 当转换完成后，单片机读取转换后的数据，然后循环调用显示函数和进行模数转换。 键盘扫描子程序流程如图 53 基于单片机的温室大棚自动控制系统 16 开 始扫 描 键 盘判 断 是 否有 键 按 下 ?稍 做 延 迟是 否 真 的 有键 按 下 ?NYNYS 1 是 否 按下。 S 4 是 否 按下。 进 入 设 置 模式进 入 切 换 显示 模 式判 断 S 1 按下 的 次 数判 断 S 4 按下 的 次 数设 置 温 度设 置 湿 度 设 置 光 照 度显 示 设 置 湿度 和 实 时 湿度显 示 设 置 温度 和 实 时 温度显 示 设 置 湿度 和 实 时 光照 度NNYY1 次2 次3 次1 次3 次2 次S 2 是 否 按下。 S 3 是 否 按下。 当 前 设 置 的参 数 加 一当 前 设 置 的参 数 减 一YYN N当 前 设 置 参数 不 变结 束 图 53 键盘扫描流程图 基于单片机的温室大棚自动控制系统 17 键盘扫描子程序一开始先扫描按键，判断是否有按键被按下，确定有按键被按下时判断被按下的是哪个按键，如果是按键 S1，系统将进入设置模式，这时按键 S2 和 S3被启用，进 入那个参数的设置取决于按键 S1 被按下的次数， S1 被按下一次，进行温度值设置， S1 被按下两次，进行湿度值设置， S1被按下三次，进行光照度设置，当按下第四次，返回正常显示，按键 S2 和 S3 被禁用。 按键 S2 和 S3作用是调节参数值，每次按下 S2，当前设置的参数值就加一。 每次按下 S3，当前设置的参数值就减一。 参考文献 [1] 梅晓榕 ,柏桂珍 ,张卯瑞 .自动控制元件及线路 [M].北京 :科学出版社 ,20xx [2] 张义和 ,王敏男 ,许宏昌 ,余长春 .例说 51 单片机（ C 语言版） [M].北京 :人民邮电出版社 ,20xx,6 [3] 湿度传感器 HS1101 的原理与应用 [EB/OL].中国电子科技信息网 . [4] 胡汉才 .单片机原理与接口技术 [M].清华大学出版社 ,1996. [5] 黄贤斌 ,郑筱霞 .传感器原理与应用 [M].北京 :高等教育出版社 . 成都 :电子科技大学出版社 ,20xx,3( 重印 ) [6] 何立民 .单片机应用系统设计 [M].北京 :北京航天航空出版社 .1990,50490 [7] 刘笃仁 ,韩保君 .传感器原理及应用技术 [M].机械工业出版社 .20xx,8 [8] 1985 赵亮 .液晶显示模块 LCD1602 应用 [J].电子制作 ,20xx(3) [9] 英 Guiyun Tian. Foundation and Application of Microcontroller[M].北京 :高等教育出版社 [10] 王勇等 .凌阳单片机原理及其毕业设计精选 [M].科学出版社 [11] 童诗白 .模拟电路基础 [M],北京 :高等教育出版社 ,20xx [12] 马忠梅 ,籍顺心 ,张凯等 .单片机的 C 语言应用程序设计 [M]. 北京航天航空大学出版社 ,20xx [13] 美 M 考夫曼 ,AH 塞得 .电子计算手册 [M].国防科技出版社 . [14] 王毅 .单片机器件应用手册 [M].北京 :人民邮电出版社 ,1994 基于单片机的温室大棚自动控制系统 18 Microcontrollerbased automatic monitoring and control of greenhouse light and temperature and humidity system Electronic Information Engineering, Department of Electronic Information Engineering 1185420xx050 Pan Xiaoqi Teacher: Yu Jianming 【 Abstract】 The system consists of microcontroller STC89C52, the temperature detection circuit, humidity detection circuit, light detection circuit, the keyboard scanning circuit, clock circuit, sensor circuit and relay control circuit and other ponents. System uses STC89C52 SCM, the features of which as follows: strong function, low power consumption, low prices, stable and reliable, widely used, versatile and so on. The thesis mainly focus on: the base block diagram, working principle and the design of relay control which use STC89C52 microcontroller as the core to collect, conduct, display the data of the air temperature, soil humidity, illu。