基于单片机的大棚温湿度控制系统的设计.doc

基于单片机的大棚温湿度控制系统的设计 摘要 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。 本论文主要阐述了基于AT89C51单片机的温室大棚温湿度控制系统设计原理，主要电路设计及软件设计等。该系统采用AT89C51单片机作为控制器，SHT11作为温湿度数据采集系统，可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节，根据实际需求设计了单片机硬件系统，该系统能够实现数据采集，数据处理，数值显示，键盘扫描等功能功能。同时介绍了温湿度传感器，单片机接口，及其应用软件的设计，该基于单片机和SHT11温湿度传感器的大棚温湿度控制系统，该系统性能可靠，结构简单，能实现对温室内温湿度的自动调节。 关键词：AT89C51；SHT11；大棚；温湿度；控制系统；传感器；单片机 目录 1.绪论 4 1.1 系统设计背景 4 1.2 系统功能、优势及特点 4 2. 设计内容 5 2.1 总体方案的设计 5 2.1.1 设计思想 5 2.1.2 系统组成及框图 5 2.2 系统主要电路的设计 6 2.2.1 主要芯片89C51的功能及引脚图 6 2.2.2 温湿度检测电路的设计 7 2.2.3 温湿度传感器SHT11的工作原理 8 2.2.4 温湿度调节系统的设计 9 2.2.5 X25045简介 9 3. 硬件设计 10 3.1 温湿度测量电路 10 3.2 LCD显示电路 11 3.3 键盘扫描电路 12 3.4输出接口控制电路 13 3.5单片机与X25045接口电路 14 4. 系统软件的设计 15 4.1 系统主程序 15 4.2 键盘扫描子程序，消抖程序流程图 16 4.3 1602LCD液晶显示程序流程图 19 4.4 温湿度读取子程序 19 4.5 键盘扫描源程序 20 4.6 显示程序 22 4.7 温湿度采集程序 26 参考文献 27 温湿度的监控包括以下步骤：感应环境温湿度；判断感应到的温湿度是否异常；若感应到的温湿度异常，判断异常是否超过预设时间若异常超过预设时间异常报警；判断异常是否处理完毕；若异常处理完毕，解除报警。并可以利用控制器和机来达到机房温湿度的远程控制，从而实现温湿度管理的实时性和有效性。该检测系统充分利用AT89C51单片机的软、硬件资源,辅以相应的测量电路和智能仪器,能实现多任务、多通道的检测和输出。它具有测量范围广、测量精度高等特点,前端测量用的传感器类型可在该基础上修改为其他非电量参数的测量系统。系统在硬件设计上充分考虑了可扩展性,经过一定的添加或改造,很容易增加功能。　 系统由温湿度传感器、、和控制模块（）组成。 　　1、温湿度传感器：负责检测并采集各控制点温湿度数据。 　　2、数据通讯转换器：负责温湿度数据采集数据的信号转换 　　3、软件部分：软件部分负责对所有数据进行读取分析，并执行各项管理功能。 4、控制部分：执行远程控制指令。 图2-1 大棚温湿度控制原理框图 2.2 系统主要电路的设计 2.2.1 主要芯片89C51的功能及引脚图 芯片89C51共有40个引脚，其中电源引脚有4个，控制引脚有4个，并行的I/O接口有32个，其引脚图如图2-2所示： 图2-2 89C51引脚 （1）电源及时钟引脚（4个） Vcc:电源接入引脚； Vss:接地引脚； XTAL1:晶体振荡器接入的一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚接地）； XTAL2:晶体振荡器接入的另一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡信号的输入端）。 （2）控制线引脚（4个） RST/VPD:复位信号输入引脚/备用电源输入引脚； ALE/PROG:地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚(低电平有效）； EA/Vpp:内外存储器选择引脚（低电平有效）/片内EPROM（或FlashROM）编程电压输入引脚； PSEN:外部存储器选通信号输出引脚（低电平有效）。 (3)并行I/O引脚（32个，分成4个8位口） P0.0～P0.7:一般I/O引脚或数据/低位地址总线服用引脚； P1.0～P1.7:一般I/O引脚； P2.0～P2.7:一般I/O引脚或高位地址总线引脚； P3.0～P3.7:一般I/O引脚或第二功能引脚。 2.2.2 温湿度检测电路的设计 本系统选择的温湿度传感器是由 瑞士Sens