基于AT89C51单片机温室大棚温度控制设计.docx

基于AT89C51单片机温室大棚温度控制设计.docx基于AT89C51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釆集的温度人时，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、温室人棚、温度控制
一、硬件设计
（-）设计冃标
本系统耍控制的对象为这样一个规模的温室。温室结构的参数为：,檐高 3m,单跨度6. 5m,长为20m,地面面积为130平方米。要实现的冃标是，使薄膜温室的温 度保持在20°C——30°CZ间，在这个区域内温度值是可设定的。
（二）设计思路
系统原理框图如图1所示。本系统由单片机小系统模块、温度采集模块、WP型温室加 热器、降温模块、按键以及显示模块六个部分组成。通过按键设定温度值，设定的温度值 和采集的温度值都可以通过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Z,开启降温风扇，以快速达到降温效果。该系统对温度 的控制范围在20°C——30°C,，对蔬菜 大棚内的温度进行有效、可靠地检测与控制，保证大棚内作物在最住的温度条件下生长， 提高质量和产量。
键盘扌U描
AT89C51 3^s
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:
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图2单片机小系统
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这个小系统由时钟脉冲和复位电路组成，AT89C51内部已具备振荡电路，只要在接地 引脚上面的两个引脚（即19、18脚）连接简单的石英晶体即可。AT89C51的时钟频率为
12MHzo AT89C51的复位引脚为第9脚，当此引脚连接高电平超过2个机器周期（一个机器
周期为6个时钟脉冲），即可产生复位的动作。以12MHz的吋钟脉冲为例，每个时钟脉冲1 US,两个机器周期为12 US,因此在第9脚上连接一个12US以上的高电平脉冲，即可产 生复位的动作。对于上电复位，复位引脚上串接了一个电容，当复位引脚接+5V电压时， 电容相当于短路，经过一•段时间（在这段时间内完成复位）后，电容处于充电状态，相当 于断开。还有一种是手动复位，它的接法是在AT89C51复位引脚所串连的电容上并联接一 个按钮开关。当按钮没按下时，电容处于充电状态；当按钮按下时，电容对复位引脚放电, 从而在这个引脚上产生高电平，达到复位的冃的。
（四）温度采集模块
本系统的温度采集和转换电路原理图如图3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。
图3
|-一・
根据电路图，说明各个器件的功能如下：
0PA1：以0°C为标准，调节可变电阻R10使其输出电压为2. 73伏特。
0PA2:减2. 73伏特，并反相。
0PA3：放大5倍并反相。
例如：AD590输出电压为1. 5伏特,则其温度为： (0PA3) + (0PA2) =
伏特;
3. 302/10K=303. 2 微安培;
303. 2-273. 2=30 微安培->30°Co
温度值
OPA1
OPA2
OPA3
ADCVIN
ADC输出值
o°c

OV
OV
OV
OOH
10°C

-


19H
20°C

-
IV
IV
32H
30°C

-
V

4BH
40°C