基于单片机.温度控制系统的设计与实现.doc

基于单片机的温度控制系统的设计与实现 摘要: 本文介绍了基于单片机 STC89C52 的温度控制系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器 DS18B20 采集温度数 据, 液晶显示屏 LCM1602 显示温度数据, AT24C02B 存储温度上下限设定值, 按键设置温度上下限并可改变加热器与致冷器 的温控状态, 当温度低于设定的下限时, 单片机启动加热器加热, 同时点亮绿色发光二极管, 当温度高于设定的上限时, 单 片机启动致冷器降温, 同时点亮红色发光二极管。给出了系统总体框架、程序流程图和 Proteus 仿真结果, 并在硬件平台上实 现了所设计的功能。 关键词: 单片机; 温度控制系统; 温度传感器; 液晶显示器 一、 引言 从我国国情来看，我国人多地少，人均占有耕地面积更少。因此，要改变这种局面，只靠增加耕地面积是不可能实现的，因此我们要另辟蹊径，想办法来提高单位亩产量。温室大棚技术就是其中一个好的方法。温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度对生物生长的约束。而且，温室大棚能克服环境对生物生长的限制，能使不同的农作物在不适合生长的季节产出，使季节对农作物的生长不再产生过度影响，部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于温室大棚能带来可观的经济效益，所以温室大棚技术越来越普及，并且已成为农民增收的主要手段。 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。传统的温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计，通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度，然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较，看温湿度是否过高或过低，然后进行相应的通风或者洒水。这些操作都是在人工情况下进行的，耗费了大量的人力物力。现在，随着国家经济的快速发展，农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，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限性。温室大棚的建设对温湿度检测与控制技术也提出了越来越高的要求。 所以温度的测量及控制变得越来越重要。本文采用单片机 STC89C52设计了温度实时测量及控制系统。单片机 STC89C52能够根据温度传感器 DS18B20 所采集的温度数据来控制加热器或致冷器的启停, 从而把温度控制在设定的范围之内。在温控开关被激活的情况下, 当温度低于设定的下限时, 单片机启动加热器加热, 同时点亮绿色发光二极管, 当温度高于设定的上限时,单片机启动致冷器降温, 同时点亮红色发光二极管。所有温度数据均通过液晶显示器 LCM1602 显示出来。为了防止单片机掉电引起的数据丢失, 温度上下限的设定值存储在 AT24C02B 中。 设计方案 2.1、设计题目； 大棚温度测量及控制系统设计 2.2、设计内容及要求； 设计一个以单片机为核心的温度控制系统。通过温度传感器 DS18B20 对大棚内的温度进行测量，然后与设定的农作物所需的温度进行比较，然后再进行调节。测温范围：－55℃～＋125℃。 2.3、设计原理； 利用单片机STC89C52单片机作为本系统的中控模块。单片机可把由DS18B20读来的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到LED数码管显示模块中，实现温度的显示。然后再与设定的温度进行比较，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。 2.4、设计步骤 方案拟定； b、任务分配； C、系统硬件电路的设计； D、系统软件的设计。 三、系统硬件电路的设计 3.1系统硬件电路整体框架图 3-1系统硬件电路整体框架图 3.2 单片机控制模块 单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，嵌入式微控制器等，属于第四代电子计算机。它把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器叶数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点，因此，适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。正是由于这一原因，国际上逐渐采用微控制器(MCU)代替单片微型计算机(SCM)这一名称。“微控制器”更能反映单片机的本质，但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受，所以仍沿用“单片机”这一名称。 1、单片机的主要特点有: (1) 具有优异的性能价格比。 (2) 集成度高、体积小、可靠性高。 (3) 控制功能强。 (4) 低电压，低功耗。 因此，在本课题设计的温湿度测控系统中，采用单片机来实现。在单片机选用方面，由于STC89系列单片机与MCS-51系列单片机兼容，所以，本系统中选用STC8