温室大棚温度湿度自动控制系统设计毕业论文.doc

温室大棚温度湿度自动控制系统设计毕业论文 目 录 1 绪 论 1 1.1 课题背景 1 1.2 总体要求 1 1.3 具体要求 1 1.4 设计思路 1 1.5 温室大棚计算机控制的概况 1 2 系统组成与工作原理 3 2.1 系统的硬件总体结构框图 3 2.2 系统的工作原理 3 3 系统主要硬件电路模块设计 4 3.1 AT89C51单片机结构组成 4 3.2 AT89C51的复位电路 5 3.3 数据存储器的扩展 6 3.4 八路温湿度采集电路 8 3.5 八路温湿度选择电路 9 3.6 单路温湿度处理电路 9 3.7 A/D转换电路 10 3.8 电源稳压电路 11 3.9 声光报警电路 12 3.10 看门狗电路 12 3.11 显示电路 13 3.12 数字温湿度传感器DS1820和湿度检测电路 14 3.12.1 DS1820 的主要特性 14 3.12.2　DS1820 内部结构 15 3.12.3 DS1820的工作原理 15 3.12.4 DS1820使用中注意事项 16 3.12.5 湿度检测电路 17 4 系统的软件设计 18 4.1主程序模块设计 18 4.2数据采集模块设计 18 4.3数据处理模块设计 19 4.4报警模块设计 20 4.5显示模块设计 20 结束语 21 致 谢 22 参考文献 23 附 录 24 1 绪 论 1.1 课题背景 单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。 单片机有两种结构：一种是在通用微型计算机中广泛采用的，程序存储器和数据存储器共用一个存储器空间的结构，称为“冯·诺依曼”结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为“哈佛”结构，目前的单片机采用此种结构较多。 本文介绍的分布式单总线温室大棚温湿度系统，采用全数字化设计，直接监测每个棚内不同部分的温度，通过对温度的良好控制，有效地提高温室的产量。A/D转换器转换成数字信号进入单片机内部，显示于LED显示器上。单片机将给定的温度安全范围与测量的温度相比较，若测量温度在给定的温度安全范围则表明所测环境温度正常，各工作器件可在此环境中继续工作；若测量温度不在给定的温度安全范围内，则相应报警系统工作，发出报警，说明所测环境温度需要调整。同时此系统设有看门狗电路模块，可以防止程序在运行过程中“跑飞”，保证系统运行的稳定、可靠。 1.3 具体要求 本方案中整个系统由温度采集电路，温度选择电路，温度处理电路，A/D转换电路，单片机处理电路，声光报警电路，看门狗电路，显示电路等组成，软件选用汇编语言编程。 内容： （1）安全温度范围为-30—50℃，最小区分度为1℃，标准温度≤1℃。 （2）温度控制的静态误差≤1℃。 （3）用十进制数码管动态显示所测环境温度。 （4）由于单片机无操作系统，若程序出现异常无法正常工作，故本系统采用了一个硬件看门狗来防止程序“跑飞”，保证系统运行的稳定、可靠。 1.4 设计思路 本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制温度传感器经过处理的信号，把信号通过单总线传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制对象正常的目的。 1.5 温室计算机控制的概况 应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一。近年来电子技术和信息技术的飞速发展，带来了温室控制与管理技术方面的一场革命，随着“设施农业”、“虚拟农业”等新名称的出现，“设施园艺”、“虚拟温室”的概念也应运而生。与管理系统正在不断吸收自动控制和信息管理领域新的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完善，从而使温室种植业实现真正意义上的现代化、产业化。国内外技术的发展状况计算机的发展最早可以追溯到上个世纪的40年代，但将计算机用于环境控制则开始于20世纪60年代。20世纪80年代初诞生了第一批温室控制计算机，此后及管理技术便先在发达国家得到广泛应用，后来各发展中国家也都纷纷引进、开发出适合自己的系统。这在给各国带来巨大的经济效益的同时，也极大地推动了各国农业的现代化进。 温湿度自动控制系统是针对温室大棚温湿度而设计，可用于粮食仓储、冷库及烟叶发酵等场合的温湿度。塑料大