基于单片机冬暖式温室大棚环境监测系统的设计.doc

摘 要 本系统以STC89C52单片机为核心部件，外加温度采集电路、光强采集电路、及显示电路。温度部分采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20，使系统具有测温误差小、分辨率高、抗干扰能力强，动态显示的方式等特点。光强部分采用A/D转换器ADC0809。本设计既可以对当前温度和光强进行检测又可以其进行数码显示。 关键词：仿真 温度检测 报警 DS18B20 ADC0809 光强检测 题目要求与分析 1.1课程设计的意义 本次课程设计是我们在学习计算机控制技术的一次实习。可增强我们的动手能力，特别对单片机的系统设计有很大的帮助。 1.2题目要求 利用单片机检测和控制温度以及光强并应用于普通温暖式大棚的温度控制和光控制。 设定定时功能，可以定时只允许在设定的时间范围内触发单片机工作控制温度或光强。 1.3题目分析 本设计可分为温度检测与控制部分和光强检测部分。温度检测部分，可以利用单总线型数字式的温度传感器DS18B20，使系统具有测温误差小、分辨率高、抗干扰能力强，动态显示的方式等特点。光强检测电路，可以使用光敏电阻之类的器件利用其感光效应，在将随被测光亮变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测光强显示出来。 系统总体方案及硬件设计 2.1温度检测与控制部分 2.1.1温度检测与控制系统设计 本系统设计了一个由数字化测温元件构成的温度检测控制系统，本系统包括了温度检测、温度显示、温度设置等部分。 本系统主要运用了单片机STC89C52，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K bytes的可反复擦写的MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元等强大功能；也采用了新型传感器DS18B20，利用它的体积小，高精度、强大的读写功能等特点进行温度的采集；用PNP型三极管做驱动，采用4位共阳LED动态显示方式。主要采用了自动复位操作。 2.1.2硬件设计与分析 主控制器采用STC89C52单片机 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。如表所示兼容MCS51指令系统可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能表 STC89C52主要功能 图1 STC89C52 PDIP封装图 STC89C52最小系统 最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。STC89C52最小应用系统电路如图2所示。它包含五个电路部分：电源电路、时钟电路、复位电路、片内外程序存储器选择电路、输入/输出接口电路。其中电源电路、时钟电路、复位电路是 保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可。 ①电源电路 芯片引脚VCC一般接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源电压范围在4~5.5之间，可保证单片机系统能正常工作。为提高电路的抗干扰性能，通常在引角Vcc与GND之间接上一个10uF的电解电容和一个0.1uF陶片电容，这样可抑制杂波串扰，从而有效确保电路稳定性。 ②时钟电路 单片机引脚18和引脚19外接晶振及电容， STC89C52芯片的工作频率可在2~33MHz范围之间选，单片机工作频率取决于晶振XT的频率，通常选用11.0592MHz晶振。两个小电容通常取值3pF，以保证振荡器电路的稳定性及快速性。 ③复位电路 一般若在引脚RST上保持24个工作主频周期的高电平，单片机就可以完成复位，但为了保证系统可靠地复位，复位电路应使引脚RST保持10ms以上的高电平。如图复位电路带有上电自动复位功能，当电路上电时，由于C1电容两端电压值不能突变，电源+5V会通过电容向RST提供充电电流，因此在RST引脚上产生一高电平，使单片机进