【精品】基于单片机的温室大棚温度控制系统的设计_本科毕业的设计.doc

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 基于单片机温室大棚温度控制设计 摘要：本系统以AT89C51单片机为控制核心，利用温度传感器AD590对蔬菜大棚内的温度进行实时采集与控制，实现温室温度的自动控制。本系统由单片机小系统模块、温度采集模块、加热模块、降温模块、按键以及显示模块六个部分组成。可以通过按键设定温室的温度值，采集的温度和设定的温度通过LED数码管显示。当所设定的温度值比采集的温度大时，通过加热器加热，以达到设定值；反之，开启降温风扇，以快速达到降温效果。通过该系统，对蔬菜大棚内的温度进行有效、可靠地检测与控制。从而保证大棚内作物在最佳的温度条件下生长，提高质量和产量。 关键词：单片机、温室大棚、温度控制 一、 图1系统原理框图 该系统分为六个模块，分别是单片机小系统模块、温度采集模块、显示模块、键盘扫描模块、加热模块和降温模块。 （三）基于AT89C51的单片机小系统 本系统采用Atmel公司所生产的AT89C51单片机。AT89C51单片机小系统如图2所示： 图2 单片机小系统 这个小系统由本系统的温度采集和转换电路原理图如图所示，它的工作过程为：系统通过AD590采集外界的温度参数并通过三个放大器的作用将温度转化为电流模拟量；此模拟量通过ADC0804的转化变成数字量以便单片机辨认接收。 OPA1：以0℃为标准，调节可变电阻R10使其输出电压为2.73伏特。 OPA2：减2.73伏特，并反相。 OPA3：放大5倍并反相。 例如：AD590输出电压为1.5伏特，则其温度为：1.55（OPA3）+2.732（OPA2）=3.302伏特； 3.30210K=303.2微安培； 303.2-273.2=30微安培→30℃。温度值 OPA1 OPA2 OPA3 ADC VIN ADC输出值 0℃ 2.732V 0V 0V 0V 00H 10℃ 2.832V -0.1V 0.5V 0.5V 19H 20℃ 2.932V -0.2V 1V 1V 32H 30℃ 3.032V -0.3V 1.5V 1.5V 4BH 40℃ 3.132V -0.4V 2V 2V 64H 50℃ 3.232V -0.5V 2.5V 2.5V 7DH 60℃ 3.332V -0.6V 3V 3V 96H 70℃ 3.432V -0.7V 3.5V 3.5V AFH 80℃ 3.532V -0.8V 4V 4V C8H 90℃ 3.632V -0.9V 4.5V 4.5V E1H 100℃ 3.732V -1V 5V 5V FAH 表1 各温度与3个OPA及ADC0804的输入与输出关系 图4 ADC0804 如图4，AD转换器就是模拟数字转换器，是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端的信号可以是传感器或是转换器的输出，而ADC输出的数字信号可以提供给微处理器，以便更广泛地应用。 ADC0804电压输入与数字输出关系如下表2所示： 十六进制 二进制码 二 与满刻度的比率 相对电压值VREF=2.56伏 高四位字节 低四位字节 高四位字节电压 低四位字节电压 F 1111 1516 15256 4.800 0.300 E 1110 1416 14256 4.480 0.280 D 1101 1316 13256 4.060 0.260 C 1100 1216 12256 3.840 0.240 B 1011 1116 11256 3.520 0.220 A 1010 1016 10256 3.200 0.200 9 1001 916 9256 2.880 0.180 8 1000 816 8256 2.560 0.160 7 0111 716 7256 2.240 0.140 6 0110 616 6256 1.920 0.120 5 0101 516 5256 1.600 0.100 4 0100 416 4256 1.280 0.080 3 0011 316 3256 0.960 0.060 2 0010 216 2256 0.640 0.040 1 0001 116 1256 0.320 0.020 0 0000 0 0 表2 ADC0804电压输入与数字输出关系 例如：VIN=3V，由上表可知2.880+0.120=3V，=96H。 AD590产生的电流与绝对温度成正比，它可接收的工作电压为4V——30V，检测的温度范围为-55℃——+150℃，它有非常好的线性输出性能，温度每增加1℃，其电流增加1微安培。当摄氏温度为0℃时，AD590的电流为273.2微安培，经10千欧姆电阻