毕业论文范文——花房温度、光照度控制电路设计.doc

1、毕业论文（设计）论文题目： 花房温度、光照度控制电路设计学生姓名：学 号：所在院系： 电气信息工程院专业名称： 电子信息工程届 次： 指导教师：目 录前言.21 系统的总体设计.31.1 系统设计要求 .31.2 系统工作原理及总体设计 .32 硬件简介.41.1 STC89C52 单片机 .42.2 温度传感器 .82.3 LCD1602 液晶显示 .92.4 光敏电阻 .123 硬件系统设计.133.1 温度及光照度测试电路 .133.2 A/D 转换电路 .153.3 报警电路 .163.4 继电器电路 .174 软件设计.184.1 系统总流程图 .184.2 温度控制流程图 .194

2、.3 光照度控制流程图 .204.4 键盘扫描流程图 .21参考文献.22淮南师范学院本科毕业论文1花房温度、光照度控制电路设计摘 要：随着现在我们生活质量的快速提高，温室已成为现代农业生产的基本设备。本文主要是在论述一种花房温度、光照度控制系统的设计、工作原理及自动控制。本设计系统以单片机为核心通过数字温度传感器、光敏电阻对花房的温度和光照度进行数据采集经过 A/D 转换器变换成数字量，其值由单片机处理，后由单片机控制如果超过我们预先设定的温度、光照度限制范围，报警模块将进行报警。关键字：单片机；温度传感器；光敏电阻；继电器Design of the Greenhouse Temperatu

3、re Illumination Control Circuit Abstract: Now with the rapid increase in the quality of our life, the greenhouse has become a basic equipment of modern agricultural production. This paper is mainly on a room temperature, illumination control system design, working principle and automatic control. Th

4、e design of the system with chip as the core of the digital temperature sensor, photosensitive resistance temperature and light intensity on the greenhouse data acquisition is carried out through the A/D converter transforms into the digital quantity, which is controlled by a single chip microcomput

5、er SCM processing, finally if more than we preset temperature, light intensity limit, the alarm module will alarm.Key words: Single chip microcomputer; temperature sensor; photosensitive resistance; relay 前言随着社会发展，中国的农业技术的研究和应用，使农业发展迅速，但是温室花房是其一个重要的组成部分。在现代农业生产的重要环节,是农产品的生长环境检测和重要参数的控制。我们知道，温室花房内花的生

6、长与空气的温度、二氧化碳的含量、土花房温度、光照度控制电路设计2壤水分、光照强度有很大的关系。因此，温室花房环境的检测与动态控制技术的发展，对我国的农业现代化进程产生深远的影响。在温室温度和湿度、光技术设施园艺工程由于其广泛的密切纪律,技术含量高,得到了越来越多的关注世界各地,尤其是在一些发达国家,温室温度和湿度、光照度几乎是实现自动检测和自动控制。我国现代温室是在引进过程和自我发展过程中不断壮大的，在应用的深度以及广度的研究、国内的相关技术规模和范围与国外相比仍然还是有一定的差距。中国的温室的目前现状是，大多数温室主要依靠手工管理与控制温室的环境，缺乏立体的科学的指导技术。在对植物的栽培技术

7、方面，没有系统的科技技术而是完全凭借靠管理者的经验，不能自动调整温室中的温度，光、水、肥、气等植物生长环境，只能通过手动调节温室内的环境，这中技术方面的缺陷和不成熟成为了优质栽培温室作物的障碍，通过手动调节温室作物生长环境造成了人力资源的浪费，而且也不能保证对温室环境及时的控制与调节并，测量误差大，随意性强，在一定的基础上影响了植物生长。为了克服上述缺点，我们需要一个容易使用的自动检测与自动控制系统。温室环境与花卉、苗圃的生长、发育密切相关，环境监测是实现温室生产管理自动化，科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长规律，控制环境条件下，作物品质，高产，高效。随着计算机技术和传感器技

8、术 1的快速发展，在自动检测与自动控制系统领域发生了巨大的变化，现代农业温室的重要产品的实施，已被广泛应用在中国的大部分地区。温室环境的自动监测和控制突出的进步,由于其优良的性能价格比,逐渐取代了传统的温度,光强度的控制措施。农业温室控制系统是实现温室生产自动化管理的基本保证。结合各种花卉，苗圃生长规律，控制生长条件，使植物在不适宜生长的季节，培养目标是最终将花实现高产量，高质量，给花农带来巨大的经济效益。本系统设计是基于单片机的温度、光强度自动检测及自动控制原理设定的。这个温度，光照强度检测控制系统可以应用到农业生产中的温室，实现温度、光照强度的实时控制，是一种智慧、经济、科学的程序，比较适

9、合推广，从而促进花卉，苗木生长，从而提高实收率，质量成本，可以带来很大的经济效益和社会效益给予我们的花农。淮南师范学院本科毕业论文31 系统的总体设计1.1 系统设计要求本系统以温度、光照度作为主要的控制参数，来控制整个系统设计，其主要功能有：（1）实现对花房温度、光照度的实时监测、采集，测量空间的多点温度、光照度数值。由单片机对数据进行循环监测采集、数值处理以及存储，实现花房的自动化控制多点监测（2）对监测采集的数据超过预设置数值的及时报警系统，及自动控制系统能够完全做出温度或者光照度的参数处理，将花房的温度、光照度调节到开始设置的参数数值附近。（3）能够根据不同地点、时间、花卉种类的不同，

10、设定不同的参数值，可以使花卉在最佳适宜的环境下生长。1.2 系统工作原理及总体设计1.2.1 总体设计本系统以单片机为核心控制元器件，采用温度、光照度测量、检测及控制技术，以温度传感器、光敏电阻为测量元件，构成自动化温度、光照度测量、控制系统。可分为温度、光照度采集系统及液晶显示模块，报警系统，以及温度、光照度控制模块，复位电路和晶振模块。温度传感器采集模块光敏电阻经 A/D转换采集模块复位电路及晶振模块LCD1602 液晶显示模块报警系统温度光照度控制、调节模块STC89C52单片机图 1 系统结构框图花房温度、光照度控制电路设计41.2.2 工作原理利用单片机控制温度传感器、光敏电阻采集花

11、房温度和光照度，并反馈给单片机作出相应的分析和处理，而单片机将处理的结果显示在设备的 LCD1602 液晶显示器上。当花房的温度、光照度不在设定适宜范围情况时，单片机控制报警器报警，同时向温度光照度调节器发送信息，控制调节器调节花房温度光照度，使其回归正常范围。当花房空气温度超过设定值时，温度控制电路就会自动控制电路，打开排气扇设置在花房顶部的喷雾设备的进行一段时间的降温，而当温室温度低于设定值时，则通过单片机自动开启加热设备，使温度值达到适宜的范围。光照度高与设定值范围时，系统光照度控制电路自动控制打开花房顶部的遮阳网，避免阳光直射作物，减小光照度，以减少强光对作物生长的影响。当光照度低与设

12、定值时，就回自动关闭遮阳网，增加光照度，从而使光照度保持在合适的范围内。2 硬件简介1.1STC89C52 单片机1.1.1STC89C52 的主要特性STC89C52RC 单片机 2是新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单 片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机，12 时钟/机器周期和 6 时钟/ 机器周期可以任意选择。其主要特点有：1.8051 增强型单片机可以任意选择 6 时钟/机器周期和 12 时钟/ 机器周期，指令代码完全可以与传统 8051 单片机相兼容。2.工作电压：5.5V3.3V（5V 单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机） ；单片机工作频率范围：040MHz，而对于普

13、通 8051 的 0 80MHz。3.单片机程序应用空间为 8K 字节 ，片上集成 512 字节 RAM 。4.通用 I/O 口 （32 个）复位后为：P1、P2 、P3 、P4 是并行双向 I/O 接口， P0 口输出是漏极开路电路，当用为总线扩展时，不需要外接上拉电阻，而作为 I/O 口用时，则需外接上拉电阻。 5.具有 ISP（系统可编程）/IAP （应用可编程） ，不必用专用编程器，也不必用专用仿真器，直接利用串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）下载客户程序，几秒即可完成好多。6.具有 EEPROM 功能 ； 具有看门狗功能 7.共 3 个 16 位定时器/计数器。即定时器 T0

14、、T1、T2淮南师范学院本科毕业论文58.外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒 2.1.2 STC89C52 的引脚图图 2 STC89C52 的引脚图VCC（40 引脚）：电源电压GND（20 引脚）：接地 RST（9 引脚）：复位方式输入。当输入连续 24 个时钟周期以上高电平时，系统开始用来完成单片机内部的复位初始化操作。复位期间，ALE、PSEN 输出高电平。XTAL1（19 引脚） ：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2（18 引脚） ：振荡器反相放大器的输入端。ALE/ ROG （30 引脚）

15、 地址锁存控制信号输出端 ：在访问片外程序存储器期间，下降沿用于锁存 P0 输出的低 8 位地址的输出脉冲 3。在编程时，此引脚（ROG）用作编程脉冲输入端。 2.1.3 复位电路复位引脚（Reset）为第 9 脚，当此引脚连接高电平超过 2 个机器周期，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 脚上外接一个 12us 以 上的高电平脉冲，此时就可以产生复位的动作。而对于上电复位，在复位引脚上外接了一个电容，当复位引脚接 +5 V 电压时，此时的花房温度、光照度控制电路设计6电容是作为短路的，经过一小段时间后，电容就将会

16、处于充电的状态，此刻的电路是相当于断开的。另外的一种就是手动复位了,其的接法就是在 STC89C52 的复位引脚外接的电容上并联连接一个开关。在当开关没有按下去的时候，此时的电容是处于充电状态的；而当在按钮按下时候，此时的电容就将开始放电，因此，在复位引脚上产生了高电平，达到了电路复位的作用。 图 3 复位电路原理图2.1.4 晶振电路晶振电路是用来给单片机提供时钟信号的。晶振有两种其中包含有源晶振与无源晶振，是时钟电路中最重要的部件之一，晶振的作用是向 IC 等部件提供相应的基准频率。XTAL1 是单片机作为时钟电路反向放大器的输入端，XTAL2 是单片机作为时钟电路反向放大器的输出端，这个

17、反向放大器是能够用作片内振荡器的配置而使用的，在这其中石晶振荡器和陶瓷振荡器都是可以使用的。当我们在实际的应用中使用外部时钟源驱动器件时，此时的 XTAL2 是需要不接的 4。而对于输入到时钟电路内部连接的时钟信号，是需要一个二分频触发器来实现的，在实际的应用中，对外部连接时钟信号的脉宽是不需要做什么要求的，但首先是要求脉冲的高低电平与电路所要求得电平是一样的。淮南师范学院本科毕业论文7图 4 晶振电路原理图2.1.5 电源电路图 5 电源电路原理图系统的电源电路由电源和二极管组成，为整个电路提供电源，使整个系统能够正常工作。2.1.6 键盘电路图 6 键盘电路花房温度、光照度控制电路设计8这

18、个系统采用的键盘电路是利用最简单的低电平扫描方式实现的，利用开关的一端与单片机 I/O 口相连接方式，另一端是用接地的方式，用单片机来检测 I/O 口是否是低电平，此目的是来判断键盘是否被按下。2.2 温度传感器2.2.1 DS18B20 温度传感器的特性DS18B20 数字温度传感器是 DALLAS 公司生产的 1Wire，被我们称之为单总线器件，其特点是线路非常的简单、外形也是很小的。因此，如果把它来用作组成测量温度电路的器件，线路相当的简单，只需要在一根通信线上就能够放好多和 DS18B20一样的数字温度计，使用也是很方便的。DS18B20 温度传感器的特点1. 只需要一个端口 I/O

19、就能够实现通信。2.在 DS18B20 中的每个器件上都有独一无二的序列号。3.在实际的应用中实现检测温度是不用任何外部元器件的。4.每次把温度转换为数字需要的时间为 200ms。5.测量温度范围在55 oC 到125 oC 之间，精确度在 0.5 度。6.数字温度计的分辨率用户可以从实现 9 位到 12 位选择方式。7.其内部可以有温度上、下限设置报警。8.具有负压特性，当电源极性给接反时，温度计是不能正常工作的，但也不会由于发热而被烧毁 5。2.2.2 DS18B20 的内部结构DS18B20 其的内部是由 3 部分组成的：1. 具有 64 位激光只读存贮器，在这里存放着每个 DS18B20 的唯一的序号 ,开始 8 位是产品类型的编号(DS18B20 为 10H） ,接着是每个器件的唯一的序号 ,共有 48 位 ,最后 8 位是前 56 位的 CRC 校验码这也是多个 DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。 2. 温度传感器，它是将温度转化为数字量的关键部分。3.DS18B20 的存贮器，它由高速存贮器 RAM 和 EERAM(高温 TH 和低温 TL 报警触发器）组成,数据首先写入高速存贮器 RAM 中 ,然后通过复制命令将数据写入 EERAM 中。高速存贮器 RAM 由 8 个字节组成 ,头两个字节存放检测温度的值,0 号