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目录
摘要 .................................................................................................................................................... ABSTRACT ....................................................................................................................................... 第1章 绪论 .................................................................................................................................... 0
1.1 选题背景 ............................................................................................................................ 0 1.2 国内发展现状及水平 ........................................................................................................ 0 1.3 设计目的及意义 ................................................................................................................ 0 1.4 本章小结 ............................................................................................................................ 1 第2章 系统功能需求分析及方案选择 ........................................................................................ 2
2.1 设计要求 ........................................................................................................................... 2 2.2 系统的功能需求分析 ........................................................................................................ 2
2.2.1 硬件功能需求分析 ................................................................................................. 2 2.2.2 软件功能需求分析 ................................................................................................. 4 2.3 工作原理 ............................................................................................................................ 3 2.4 控制方案 ............................................................................................................................ 3
2.4.1 主控制系统方案 ..................................................................................................... 3 2.4.2 温度采集系统方案 ................................................................................................. 5 2.4.3 显示模块方案 ......................................................................................................... 4 2.4.4 机械控制系统方案 ................................................................................................. 5 2.5 系统控制方案的确定 ........................................................................................................ 6 2.6 本章小结 ............................................................................................................................ 7 第3章 硬件电路设计 .................................................................................................................... 9
3.1主控制器AT89C51单片机电路 ....................................................................................... 9
3.1.1 AT89C51功能介绍 ................................................................................................. 9 3.1.2单片机最小系统电路说明 ...................................................................................... 9 3.2 温度采集电路 .................................................................................................................. 10 3.2.1 DS18B20基本功能 ............................................................................................... 10 3.2.2 DS18B20 的电路连接原理 .................................................................................. 10 3.3 显示模块电路 .................................................................................................................. 11
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3.3.1 LCD1602基本功能 ............................................................................................. 11 3.3.2 显示模块电路连接原理 ....................................................................................... 11 3.4键盘输入模块电路 ........................................................................................................... 12 3.4.1键盘功能及其电路连接 ........................................................................................ 12 3.5 机械控制电路模块 .......................................................................................................... 13 3.5.1 降温模块电路 ....................................................................................................... 14 3.5.2 升温模块电路 ....................................................................................................... 14 3.6 蜂鸣器报警电路 .............................................................................................................. 15 3.7 电源输入部分 ................................................................................................................. 16 3.8 本章小结 .......................................................................................................................... 16 第4章 系统软件设计 .................................................................................................................. 18
4.1 系统主程序流程 .............................................................................................................. 18 4.2 DS18B20测温读取子程序 .............................................................................................. 20 4.3 LCD1602显示子程序 ...................................................................................................... 21 4.4 机械控制子程序 ........................................................................................................ 21 4.5 定时器子程序 .................................................................................................................. 21 4.6 本章小结 .......................................................................................................................... 22 第5章 系统调试与仿真 .............................................................................................................. 24
5.1 系统调试 .......................................................................................................................... 24 5.2 系统仿真 .......................................................................................................................... 24 5.3仿真结果 ........................................................................................................................... 25 第6章 结论 .................................................................................................................................. 27 致谢 ................................................................................................................................................ 29 参考文献 ........................................................................................................................................ 31 附录 ................................................................................................................................................ 33
附录1 硬件电路原理图 ....................................................................................................... 33 附录2 元件清单表 ............................................................................................................... 34 附录3 源程序清单 ............................................................................................................... 35
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摘要
本设计完成了蔬菜大棚温度控制系统的系统设计。系统选用AT89C51单片机作为控制器，利用DS18B20数字温度传感器实时监测大棚当前温度，以加热灯泡和电机作为执行器，进行温度控制。采用Proteus软件绘制系统硬件电路图，以C语言为编程语言，利用Keil平台，完成了系统的软件开发，并进行了仿真。仿真结果表明，控制系统基本能够实现检测温度、降温和升温的功能，特别是以不同的工作模式工作时，通过PWM脉宽调制技术控制的电机以不同的转速工作，满足基本的设计需求。
关键词:AT89C51，DS18B20，温度控制
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ABSTRACT
The design is completed the system design vegetable greenhouse temperature control system. AT89C51 microcontroller as the controller system selected, using digital temperature sensor DS18B20 real-time monitoring greenhouse current temperature, heating lamp and motors as actuators for temperature control. Proteus uses software rendering system hardware circuit, with C language programming language, using Keil platform to complete software development system, and simulation. The simulation results show that the control system is basically possible to detect the temperature, cooling and heating function, especially in the different operating modes of work, by a motor control PWM pulse width modulation technology work at different speeds to meet the basic design requirements.
Keywords: AT89C51 , DS18B20 , temperature control
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第1章 绪论
1.1 选题背景
在生活中，能量对于所有生物的重要性不言而喻，而温度则是能量的一个很重要的体现，所有生物跟温度都有着密不可分的关系。自从第一次工业革命以来，温度的控制对于工业的发展有着十分重要的作用，可以说掌控了温度，就掌控了工业发展的命脉。中国是个农业大国，而有农作物的生长跟温度有很大的关系，因此可以说温度的控制在农业的生产中也十分重要。限制我国农业发展的两个难题是耕地面积少和气候条件复杂，虽然说中国地大物博，但人口众多，耕地面积少，加上日益破坏严重的环境，人均占有的耕地面积就更少，这极大的制约了我国农业的发展。温室大棚技术的出现就是其中一个解决这两个难题的好方法。温室大棚通过温度控制建立一个适合农作物生长的人工气候环境，从而大大提高农作物产量。同时，温室大棚几乎可以建立在任何地方和任何环境，不用考虑地理因素和和环境因素，因此可以很好的解决制约农业发展中耕地面积少和气候条件差这两个难题，为农业的发展带来巨大的贡献。
1.2 国内发展现状及水平
随着生活水平不断提高，人们在解决温饱之后对生活的质量也有很高的要求，对绿色食物尤其是蔬菜的需求就在不断的增加。传统的农业生产带有很强季节性，即蔬菜的产量跟季节或自然环境有很大的关联，当季节不适合或自然环境不好时，其产量将大大降低，这就不能满足人们的需求，而蔬菜大棚的出现则能很好的解决这一难题。蔬菜大棚的主要技术核心之一是温度控制，目前我国最常用的蔬菜大棚温度控制的方法是通过人工在蔬菜大棚内装上温度计，然后通过读取温度计上显示的温度值得到大棚的当前温度，再把得到的当前温度与设定温度进行比较，看当前温度是过高还是过低，然后再进行相对应的降温还是升温[10]。这种人工监控方法不仅费时费力，成本高，而且误差大，随机性大，其调节措施也有很大的局限性。因此，我们需要一种造价低廉、测量准确以及控制方便的温度控制系统来解决这些难题。
1.3 设计目的及意义
单片机控制技术的出现为我们解决蔬菜大棚中温度控制的难题提供了很好的思路。单片机在现代的控制领域中被称之为小电脑，被越来越多的应用到现代的生活中[13]。在蔬菜大棚中进行温度控制时，采用单片机来控制温度的自动控制系统，其具有可靠性高、精度
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蔬菜大棚温度控制系统设计(优选.)
