單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)(蔬菜大棚溫度控制器設(shè)計(jì))

PAGEIV單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：蔬菜大棚溫度控制器設(shè)計(jì)院（系）：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：電氣121學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（簽字）起止時(shí)間：2015.06.22-2015.07.05

課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語院（系）：電氣工程學(xué)院教研室：學(xué)號(hào)1203學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目蔬菜大棚溫度控制器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)當(dāng)監(jiān)測(cè)到蔬菜大棚溫度超過上限報(bào)警值時(shí)，可開啟220V供電的排風(fēng)扇降溫；當(dāng)溫度低于下限報(bào)警值時(shí)，可開啟加熱引風(fēng)機(jī)提高溫室內(nèi)的溫度，直至符合要求時(shí)為止。大棚溫度范圍15～30度，白天溫度控制在25~30度，夜間溫度控制在15-20度。設(shè)計(jì)任務(wù)：1.CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括CPU選擇，晶振電路，復(fù)位電路）2.溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì)3.溫度顯示及控制電路設(shè)計(jì)4程序流程圖設(shè)計(jì)及程序清單編寫技術(shù)參數(shù)：1．大棚溫度15-30度，白天25-30度，夜間15-20度2．工作電源220V設(shè)計(jì)要求：1、分析系統(tǒng)功能，盡可能降低成本，選擇合適的單片機(jī)、AD轉(zhuǎn)換器、輸出電路等；2、應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；3、按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上。進(jìn)度計(jì)劃第1天 查閱收集資料第2天 總體設(shè)計(jì)方案的確定第3-4天 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì)第6天 溫度顯示及控制電路、電源電路設(shè)計(jì)第7天 程序流程圖設(shè)計(jì)第8天 軟件編寫與調(diào)試第9天設(shè)計(jì)說明書完成第10天 答辯指導(dǎo)教師評(píng)語及成績(jī)平時(shí)：論文質(zhì)量：答辯：總成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：年月日注：成績(jī)：平時(shí)20%論文質(zhì)量60%答辯20%以百分制計(jì)算摘要隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的提高，對(duì)于數(shù)量較多的大棚，傳統(tǒng)的溫度控制措施就顯現(xiàn)出很大的局性。為此，在現(xiàn)代化的蔬菜大棚管理中通常有溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，以控制蔬菜大棚溫度，適應(yīng)生產(chǎn)需要。

本論文主要闡述了基于AT89C51單片機(jī)的大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，主要電路設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)等。該系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)作為控制器，溫度傳感器作為溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令實(shí)現(xiàn)大棚溫度參數(shù)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)蔬菜大棚溫度的檢測(cè)與控制，從而有效提高蔬菜的產(chǎn)量。文中提出了具體設(shè)計(jì)方案，討論了蔬菜大棚溫濕度巡回檢測(cè)與控制的基本原理，進(jìn)行了可行性論證。關(guān)鍵詞：蔬菜大棚；溫度控制；89C51單片機(jī)；目錄TOC\o"1-3"\f\h\z第1章緒論 11.1 蔬菜大棚溫度控制器概況 11.2 本文研究?jī)?nèi)容 2第2章CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32.1 蔬菜大棚溫度控制器總體設(shè)計(jì)方案 32.2 CPU的選擇 42.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 52.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 52.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 62.6 CPU最小系統(tǒng)圖 6第3章溫度控制輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) 83.1 溫度傳感器的選擇 83.2 溫度檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì) 93.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器選擇 93.2.2 模擬量檢測(cè)接口電路圖 93.3 溫度控制電路設(shè)計(jì) 103.4 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì) 103.4.1按鍵電路設(shè)計(jì) 103.4.2顯示電路設(shè)計(jì) 11第4章蔬菜大棚溫度控制軟件設(shè)計(jì) 124.1 軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述 124.2 流程圖設(shè)計(jì) 124.2.1 主程序流程圖設(shè)計(jì) 124.2.2 溫度調(diào)節(jié)流程圖設(shè)計(jì) 134.3 程序清單 13第5章系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 195.1 系統(tǒng)原理圖 19第6章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 20參考文獻(xiàn) 21PAGE22緒論蔬菜大棚溫度控制器概況在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展與是否能掌握溫度有著密切的聯(lián)系。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等行業(yè)，可以說幾乎80%的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素。溫度不但對(duì)于工業(yè)如此重要，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中溫度的監(jiān)測(cè)與控制也有著十分重要的意義。我國(guó)人多地少，人均占有耕地面積更少。因此，要改變這種局面，只靠增加耕地面積是不可能實(shí)現(xiàn)的，因此我們要另辟蹊徑，想辦法來提高單位畝產(chǎn)量。溫室大棚技術(shù)就是其中一個(gè)好的方法。溫室大棚就是建立一個(gè)模擬適合生物生長(zhǎng)的氣候條件，創(chuàng)造一個(gè)人工氣象環(huán)境，來消除溫度對(duì)生物生長(zhǎng)的約束。而且，溫室大棚能克服環(huán)境對(duì)生物生長(zhǎng)的限制，能使不同的農(nóng)作物在不適合生長(zhǎng)的季節(jié)產(chǎn)出，使季節(jié)對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)影響不大，部分或完全擺脫了農(nóng)作物對(duì)自然條件的依賴。由于溫室大棚能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，所以溫室大棚技術(shù)越來越普及，并且已成為農(nóng)民增收的主要手段。隨著大棚技術(shù)的普及，溫室大棚數(shù)量不斷增多，溫室大棚的溫度控制便成為一個(gè)十分重要的課題。傳統(tǒng)的溫度控制是在溫室大棚內(nèi)部懸掛溫度計(jì)，通過讀取溫度值了解實(shí)際溫度，然后根據(jù)現(xiàn)有溫度與額定溫度進(jìn)行比較，看溫度是否過高或過低，然后進(jìn)行相應(yīng)的通風(fēng)或者灑水。這些操作都是在人工情況下進(jìn)行的，耗費(fèi)了大量的人力物力。現(xiàn)在，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷提高，農(nóng)產(chǎn)品在大棚中培育的品種越來越多，對(duì)于數(shù)量較多的大棚，傳統(tǒng)的溫度控制措施就顯現(xiàn)出很大的局限性。溫室大棚的建設(shè)對(duì)溫度檢測(cè)與控制技術(shù)也提出了越來越高的要求。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來越多稱之為單片機(jī)的小電腦在為我們服務(wù)。采用單片機(jī)來對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問題是一個(gè)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問題。因此，本課題圍繞基于單片機(jī)的溫室大棚控制系統(tǒng)展開了應(yīng)用研究工作。本文研究?jī)?nèi)容本文介紹的溫度測(cè)控系統(tǒng)就是基于單片機(jī)技術(shù)及其器件組建的。該系統(tǒng)能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的溫度進(jìn)行采集，利用溫度傳感器將溫室大棚內(nèi)溫度的變化，變換成數(shù)字量，其值由單片機(jī)處理，最后由單片機(jī)去控制液晶顯示器，顯示溫室大棚內(nèi)的實(shí)際溫度，同時(shí)通過與預(yù)設(shè)量比較，對(duì)大棚內(nèi)的溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。這種設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了溫度實(shí)時(shí)測(cè)量、顯示和控制。該系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，具有較高的測(cè)量精度，不需要任何固定網(wǎng)絡(luò)的支持，安裝簡(jiǎn)單方便，性價(jià)比高，可維護(hù)性好。這種溫度測(cè)控系統(tǒng)可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫室大棚，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)控制，是一種比較智能、經(jīng)濟(jì)的方案，適于大力推廣，以便促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)，從而提高溫室大棚的畝產(chǎn)量，以帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)蔬菜大棚溫度控制器總體設(shè)計(jì)方案由溫度傳感器檢測(cè)溫度，通過A/D轉(zhuǎn)換器將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，進(jìn)而利用89C51單片機(jī)對(duì)采集的溫度信號(hào)進(jìn)行判斷與調(diào)節(jié)，通過顯示模塊顯示當(dāng)前溫度值，當(dāng)監(jiān)測(cè)到蔬菜大棚溫度超過上限報(bào)警值時(shí)，可開啟220V供電的排風(fēng)扇降溫；當(dāng)溫度低于下限報(bào)警值時(shí)，可開啟加熱引風(fēng)機(jī)提高溫室內(nèi)的溫度，直至符合要求時(shí)為止。溫度傳感器溫度傳感器放大電路A/D轉(zhuǎn)換89C51單片機(jī)顯示電路溫度控制電路圖2-1總體方案框圖圖2-2各模塊與89C51單片機(jī)的關(guān)系表2-1各模塊功能模塊名稱功能溫度檢測(cè)模塊將物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量，用來采集數(shù)據(jù)顯示模塊顯示溫度晶振模塊給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)復(fù)位模塊使單片機(jī)的程序計(jì)數(shù)器清零溫度調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)89C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理CPU的選擇單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又稱微控制器，嵌入式微控制器等。它把中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路以及定時(shí)器計(jì)數(shù)器集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。因而單片機(jī)具有性價(jià)比高、可靠性高、控制功能強(qiáng)大、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于擴(kuò)展等優(yōu)異特點(diǎn)，在智能化儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品、測(cè)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)、家用電器等各大領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。本文選用AT89C51單片機(jī)作為應(yīng)用CPU，它由8個(gè)部件組成，即中央處理器，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，輸入/輸出接口，可編程串行口，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器，各部分通過內(nèi)部總線相連。其基本結(jié)構(gòu)依然是通用CPU加上外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式，但在功能單元的控制上，卻采用了特殊功能寄存器的集中控制方法。它的引腳結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-389C51引腳結(jié)構(gòu)圖圖2-389C51引腳結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展89C51片內(nèi)有128B的RAM存儲(chǔ)器，在實(shí)際應(yīng)用中僅靠這128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這種情況下可利用89C51單片機(jī)所具有的擴(kuò)展功能，擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。89C51單片機(jī)最大可擴(kuò)展64KBRAM。本文中采用6264進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展。6264是8K×8位靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，采用CMOS工藝制造，單一+5V電源供電，額定功耗200mW，典型存取時(shí)間200ns，為28線雙列直插式封裝。6264與89C51的硬件連接圖如圖2-4所示。圖2-46264與89C51的硬件連接圖圖2-46264與89C51的硬件連接圖復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)系統(tǒng)在上電啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。因此，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身不能自動(dòng)復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部復(fù)位電路才能實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)89C51通電，時(shí)鐘電路開始工作，在單片機(jī)的RST引腳加上大于24個(gè)時(shí)鐘周期以上的正脈沖，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0`P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其他專用寄存器被清0。RST由高電平降為低電平后，系統(tǒng)從0000H地址開始執(zhí)行程序。圖2-5復(fù)位電路圖2-5復(fù)位電路時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的各個(gè)功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍的工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響到單片機(jī)的速度。設(shè)計(jì)晶振電路如下圖。圖2-6晶振電路圖2-6晶振電路其中，復(fù)電容參數(shù)值：C1=C2=30pF晶振頻率為12MHz。CPU最小系統(tǒng)圖CPU最小系統(tǒng)圖由89C51單片機(jī)、數(shù)據(jù)擴(kuò)展芯片、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路構(gòu)成。89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容C1的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。下圖為CPU最小系統(tǒng)圖（省略了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展部分）。圖2-7CPU最小系統(tǒng)圖圖2-7CPU最小系統(tǒng)圖溫度控制輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)溫度傳感器的選擇傳統(tǒng)的模擬式溫度傳感器，如熱電阻、熱敏電阻，在一些溫度范圍內(nèi)線性不好，需要經(jīng)行冷端補(bǔ)償或引線補(bǔ)償；集成模擬溫度傳感器與之相比，具有靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且它還將驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)處理電路以及需要的邏輯控制電路集成在單片IC上，有尺寸小，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。常見的模擬溫度傳感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103電壓輸出型、AD590電流輸出型。經(jīng)比較，本設(shè)計(jì)的溫度傳感器選用AD590。AD590是電流輸出型的集成溫度傳感器，具有測(cè)溫誤差小、動(dòng)態(tài)阻抗高、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等優(yōu)點(diǎn)，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。其工作電壓范圍較寬（4～30V），測(cè)溫范圍為－55～150℃，輸出電阻較大，長(zhǎng)導(dǎo)線上的壓降一般不影響測(cè)量精度，因此不需要專門的溫度補(bǔ)償電路。流過AD590的電流等于所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度系數(shù)。它只需要一個(gè)電源即可實(shí)現(xiàn)溫度到電流的線性變換，然后再終端使用一只取樣電阻，即可實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換。它使用方便，并且具有較高的精度。下圖為AD590的基本應(yīng)用電路。圖3圖3-SEQ圖3\*ARABIC1AD590的基本應(yīng)用電路溫度檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換器選擇由于溫度是一種模擬信號(hào)，則由信號(hào)采集電路采集的信號(hào)是一種模擬信號(hào)，而且頻率很低，但是單片機(jī)所識(shí)別的是具有高低電位的數(shù)字信號(hào)，這就要求在信號(hào)處理中必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)從而輸出給單片機(jī)處理。ADC0809是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行的A/D轉(zhuǎn)換器件。內(nèi)有一個(gè)8通道多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它由比較器、逐次逼近器、A/D轉(zhuǎn)換器及控制和定時(shí)5部分組成，輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可以直接連到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線上。ADC0809的最大不可調(diào)誤差為±1LSB。模擬量檢測(cè)接口電路圖圖3-SEQ圖3\*ARABIC圖3-SEQ圖3\*ARABIC2模擬量檢測(cè)接口電路圖圖3-SEQ圖3\*ARABIC3模擬量檢測(cè)接口電路圖溫度控制電路設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中，被測(cè)溫度信號(hào)經(jīng)采樣處理后，還需要通過單片機(jī)系統(tǒng)的P1.2口輸出用以控制蔬菜大棚的溫度，通過這種方式達(dá)到控制的目的?？刂频姆绞街饕心M量控制和開關(guān)量控制。本系統(tǒng)采用的是開關(guān)量控制。所謂的開關(guān)量控制就是通過控制設(shè)備的“開”或“關(guān)”狀態(tài)的時(shí)間來達(dá)到控制的目的。本設(shè)計(jì)采用繼電器作為控制電路的主要器件，繼電器具有一定的隔離作用，在繼電器前面加一個(gè)三極管用以放大輸出信號(hào)就可以驅(qū)動(dòng)繼電器的閉合和斷開，從而實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電的效果。本設(shè)計(jì)采用直流驅(qū)動(dòng)電壓為+5V的繼電器。觸電輸出部分可以直接與市電連接?？刂齐娐啡鐖D3-3所示：圖3-3溫度控制電路圖3-3溫度控制電路人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)按鍵電路設(shè)計(jì)非編碼鍵盤可以分為兩種結(jié)構(gòu)形式：獨(dú)立式按鍵和行列式按鍵，獨(dú)立式按鍵的電路的結(jié)構(gòu)和處理程序簡(jiǎn)單，擴(kuò)展方便，但占用的I/O口線相對(duì)較多，不適合在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合下采用。本設(shè)計(jì)有三個(gè)按鍵，共需要三個(gè)I/O口線，占用的口線不多，因此可以采用獨(dú)立式按鍵。設(shè)計(jì)按鍵電路如圖。圖3-圖3-4按鍵電路顯示電路設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的顯示采用七段數(shù)碼管作為顯示器件。

圖3-5LED數(shù)碼管發(fā)光二極管的陽極連在一起稱為共陽極顯示器，陰極連在一起稱為共陰極顯示器。一位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中，7個(gè)發(fā)光二級(jí)管構(gòu)成字形“8”的各個(gè)比劃（段）a～g，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時(shí)，該段比劃即點(diǎn)亮，不加電壓則該段二極管不亮。為了保護(hù)各段LED不被損壞，需要外加限流電阻。圖3-6顯示電路圖3-6顯示電路蔬菜大棚溫度控制軟件設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述本課設(shè)要實(shí)現(xiàn)的是蔬菜大棚溫度控制。由89C51單片機(jī)和其他一些器件組成的控制系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)的軟件功能是將蔬菜大棚中的溫度信息通過溫度檢測(cè)模塊傳送給89C51單片機(jī)，途中利用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，讓單片機(jī)識(shí)別，并顯示。然后溫度進(jìn)行判斷，進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過顯示模塊顯示溫度，使大棚中的的溫度一直維持在適合蔬菜生長(zhǎng)的條件下。流程圖設(shè)計(jì)主程序流程圖設(shè)計(jì)溫度信號(hào)通過溫度檢測(cè)模塊傳送給89C51單片機(jī)，途中利用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，讓單片機(jī)識(shí)別，并處理，然后溫度進(jìn)行判斷，進(jìn)行調(diào)節(jié)。開始開始系統(tǒng)初始化數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換LED顯示溫度是否超過范圍返回調(diào)節(jié)是否圖4-1主程序流程圖溫度調(diào)節(jié)流程圖設(shè)計(jì)開始溫度開始溫度大于30度P1.3輸出低電平繼電器閉合220V排風(fēng)扇工作開始溫度小于15度P1.2輸出低電平繼電器閉合加熱引風(fēng)機(jī)工作返回返回返回返回圖4-2加熱調(diào)節(jié)流程圖圖4-3降溫調(diào)節(jié)流程圖程序清單ENABLE EQU 00HDTSIGN EQU 01HSDSIGN EQU 02HHAVE EQU 03H ；DS18B20有無PSHU EQU 04HLED0 EQU P2.0LED1 EQU P2.1LED2 EQU P2.2WR1820 EQU P2.6SEG EQU P0 ；顯示W(wǎng)ARNH0 EQU 31H ；溫度上限WARNH1 EQU 32H ；溫度下限TEMP0 EQU 34H ；溫度小數(shù)部分TEMP1 EQU 35H ；溫度整數(shù)部分DIS0 EQU 36H ；小數(shù)位DIS1 EQU 37H ；個(gè)位DIS2 EQU 38H ；十位DIS3 EQU 39H ；百位ORG 0000HAJMP MAINORG 000BHAJMP T0INTORG 0023HAJMP S_INT主程序ORG 0030HMAIN: MOV SP,#40H ；堆棧棧底放50HMOV WARNH0,#25HMOV WARNH1,#18HCALL T0INIT ；初始化T0CALL SCANKEY ；掃描鍵盤CLR ENABLE ；清使能標(biāo)志CLR DTSIGN ；清數(shù)據(jù)標(biāo)志LCALL INT_ENLOOP: CALL DISPLY ；調(diào)用顯示子程序AJMP LOOP；T0初始化TOINIT: ORL TMOD,#01HANL TMOD,#F1HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#B0HMOV R7,#15H ；軟件計(jì)數(shù)初值RET；開中斷子程序INT_EN: SETB EASETB ET0 ；開T0中斷STEB TR0RET；關(guān)中斷子程序INT_DS: CLR ET0 ；關(guān)T0中斷CLR TR0 ；T0停止計(jì)數(shù)RET；顯示子程序DISPLY: PUSH ACCPUSH 06HMOV A,TEMP1 ；溫度整數(shù)部分送ADISPLY1:MOV B,#100HDIV AB ；相除取百位MOV DIS3,A ；百位送DIS3MOV A,B ；余數(shù)送AMOV B,#10HDIV AB ；相除取十位MOV DIS2,A ；十位送DIS2MOV DIS1,B ；個(gè)位送DIS1MOV DIS0,TEMP0 ；小數(shù)部分送DIS0MOV DPTR,#ZIXING；送字形碼首地址MOV A,DIS0 ；取小數(shù)MOVC A,@A+DPTR ；取對(duì)應(yīng)字形碼MOV P0,ASETB LED0SETB LED1SETB LED2CLR LED0MOV SEG,A ；送字形碼CALL DELAY0MOV A,DIS1 ；取個(gè)位MOVC A,@A+DPTR ；取對(duì)應(yīng)字形碼MOV P0,ACLR ACC.7；清最高位顯示小數(shù)點(diǎn)SETB LED0SETB LED1SETB LED2CLR LED1MOV SEG,A ；送字形碼CALL DELAY0MOV A,DIS2 ；取十位MOVC A,@A+DPTR ；取對(duì)應(yīng)字形碼MOV P0,AOUTDIS: POP 06HPOP ACCRETZIXING:DB03FH,006H,05BH,04FH,66H,6DH,7DH,078H7FH,6FH；共陽數(shù)碼管但是加了uln2803才使用共陰極數(shù)碼管字型碼；延時(shí)子程序DELAY0:MOV R6,#1FHDEL0: MOV R5,#0BHDEL1: NOPDJNZ R5,DEL1DJNZ R6,DEL0RET；鍵盤子程序SCANKEY:ACALL KEYJNB F0,LNEXTACALL KEYPROCLNEXT: AJMP SCANKEYDELAY: MOV R7,#100HD1: MOV R6,#100H DJNZ R6,$ DJNZ R7,D1 RETKEYPROC: MOV A,BJB ACC.0,KEYS1JB ACC.1KEYS2JB ACC.2,KEYS3JB ACC.3,KEYS4AJMP KEY_RETKEYS1: SETB S1AJMP KEY_RETKEYS2: SETB S2AJMP KEY_RETKEYS3: SETB S3AJMP KEY_RETKEYS4: SETB S4AJMP KEY_RETKEY_RET: RETKEY: CLR F0ORL P1,#00001111BMOV A,P1ORL A,#11110000BCPL AJZ K_RETCALL DELAYORL A,#00001111BMOV A,P1ORL A,#11110000BCPL AJZ K_RETMOV B,ASETB F0K_RET: ORL P1,#00001111BMOV A,P1ORL AJZ K_RET1AJMP K_RETK_RET1: CALL DELAYRETS1: INC CJBC #1,T1JBC #2,T2JBC #3,T3RETS2: MOV A,31H INC A AJMP S4S3: MOV B,32H DEC B AJMP S4S4: MOV A,31H MOV B,32H RETT1: MOV A,WARNH0 AJMP DISPLY1T2: MOV A,WARNH1 AJMP DISPLY1T3: AJMP DISPLY1 CLR C AJMP S1 RET；T0中斷子程序T0INT: PUSH ACC PUSH 06H PUSH 05H MOV TL0,#B0H MOV TH0,#3CH DJNZ R7,OUTSINT MOV R7,#15H LCALL GET_TEMPER ；讀取溫度JNB HAVE,OUTT0INTMOV A,TEMP1CLR CSUBB A,WARNH0 ；將讀取的溫度與高溫限比較TINT0: JNZ T1NT1 ；判斷是否大于高溫限 AJMP T1NT2 ；不大于轉(zhuǎn)T1NT2T1NT1: CLR P2.3 CLR P2.4 AJMP TINT4TINT2: SUBB A,WARNH1 ；將讀取的溫度與低溫限比較 JC TINT3 ；判斷是否小于低溫限 AJMP TINT4 ；不小于轉(zhuǎn)TINT4TINT3: CLR P2.3 CLR P2.5 AJMP TINT4 TINT4: CALL PRO ；處理數(shù)據(jù)OUTT0INT: POP 05HPOP 06HPOP ACCRETI從18B20獲得溫度數(shù)據(jù)程序GET_TEMPER:CALL INI_18B20 ；操作前先復(fù)位JB HAVE,GET0 ；若18B20存在則轉(zhuǎn)MOV TEMP0,#0FH ；數(shù)碼管顯示000MOV TEMP1,#00H AJMP OUTGET ；退出GET0: MOV A,#CCH ；跳過ROM匹配CALL WR_18B20MOV A,#44H ；開始轉(zhuǎn)化CALL WR_18B20MOV R6,#11H ；延遲約800msGET1: LCALL DISPLY DJNZ R6,GET1CALL INI_18B20 ；操作前先復(fù)位MOV A,#CCH ；跳過ROM匹配CALL WR_18B20MOV A,#0BEH ；讀取命令 CALL WR_18B20CALL RD_18B20 ；開始讀取ROMOUTGET: RET；18B20復(fù)位程序INI_18B20: SETB WR_18B20NOPCLR WR_18B20 ；拉低數(shù)據(jù)線MOV R6,#3H ；延遲約500usINI1: MOV R5,#75HDJNZ R5,$DJNZ R6,INI1SETB WR_18B20 ；然后釋放NOPNOPMOV R5,#25HINI2: JNB WR_18B20,INI3 ；等待18B20回應(yīng) DJNZ R5,INI2 AJMP INI4 ；延時(shí)INI3: SETB HAVE ；置標(biāo)志位，表示18B20存在 AJMP INI5INI4: CLR HAVE ；消標(biāo)志位，表示18B20不存在 LJMP INI7INI5: MOV R5,#90HINI6: DJNZ R5,INI6 ；時(shí)序要求延時(shí)一段時(shí)間INI7: SETB WR_18B20 RET；18B20寫程序WR_18B20:MOVR6,#8H；一共8位數(shù)據(jù)CLRCWR1: CLRWR_18B20:拉低數(shù)據(jù)線MOVR5,#6H；延遲約17usDJNZ R5,$RRC A ；右移數(shù)據(jù)到CYMOV WR_18B20,C ；寫入18B20MOV R5,#25H ；保持電平35usDJNZ R5,$SETB WR_18B20 ；釋放數(shù)據(jù)線NOPDJNZ R6,WR1；若未完成寫入，繼續(xù)SETB WR_18B20 ；釋放數(shù)據(jù)線 RET；18B20讀程序（高位寸TEMP1，低位存TEMP0）RD_18B20:MOV R6,#2H ；需要讀2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)MOV R0,#TEMP0 ；送高位首地址RD0: MOV R5,#8H ；讀8位數(shù)據(jù)RD1: CLR C ；清CY，為讀數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備SETB WR_18B20NOPCLR WR_18B20 ；拉低數(shù)據(jù)線NOPSETB WR_18B20 ；釋放數(shù)據(jù)線MOV R4,#08H ；稍作延遲DJNZ R4,$MOV C,WR_18B20 ；讀數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)到CMOV R4,#23H ；延遲DJNZ R4,$RRC A ；右移CY數(shù)據(jù)到ADJNZ R5,RD1 ；若8位沒讀完，轉(zhuǎn)RD1MOV @R0,A ；將讀到數(shù)據(jù)送ROMINC R0 ；ROM指針加一DJNZ R6,RD0 ；若2字節(jié)未讀完，轉(zhuǎn)RD0RET；獲得數(shù)據(jù)處理程序PRO: MOV 21H,TEMP0 ；溫度低8位存位尋址區(qū)21HMOV 22H,TEMP1 ；溫度高8位存位尋址區(qū)22HMOV A,22H ；高8位數(shù)據(jù)送ASWAP A ；交換高低4位保護(hù)數(shù)據(jù)MOV C,0FH ；將21H第7位送ACC第3位MOV ACC.3,C MOV C,0EH MOV ACC.2,CMOV C,0DH MOV ACC.1,C MOV C,0CH MOV ACC.0,CMOV TEMP1,AMOV A,TEMP0ANL A,#0FHMOV DPTR,#XIAOSHU MOVC A,@A+DPTRMOV TEMP0,AMOV A,TEMP1CJNE A,#128,FSHU；判斷是否為負(fù)溫度CLR CFSHU: JC NOTFU ；不是負(fù)數(shù)轉(zhuǎn)NOTFUADD A,#01HCPL ASETB FSHU ；負(fù)數(shù)標(biāo)致位置1NOTFU: CLR FSHUOUTPRO: RET XIAOSHU: DB00H 00H01H02H03H03H04H04H05H06H ；小數(shù)部分轉(zhuǎn)化為BCD表END系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析系統(tǒng)原理圖圖5-圖5-SEQ圖5-\*ARABIC1系統(tǒng)原理圖課程設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)是以溫度采集及控制過程設(shè)計(jì)為總目標(biāo)，以89C51單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)為總控制中心，輔助設(shè)計(jì)有溫度檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、鍵盤電路、數(shù)碼管顯示電路、控溫電路等。89C51單片機(jī)把中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路以及定時(shí)器計(jì)數(shù)器集成在一塊芯片上，具有體積小、功耗低、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高等特點(diǎn)。89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)由89C51單片機(jī)、數(shù)據(jù)擴(kuò)展芯片、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路構(gòu)成，形成了總控制中心，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本文中詳細(xì)介紹了89C51的引腳功能，為正確使用89C51提供了條件，同時(shí)也對(duì)最小系統(tǒng)中的替他部分進(jìn)行了說明及描述。輸入輸出接口電路包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、鍵盤電路和顯示電路。溫度信號(hào)通過溫度傳感器，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，送入89C51單片機(jī)中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再由溫度調(diào)節(jié)模塊對(duì)溫度進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)、控制，由數(shù)碼管顯示電路顯示溫度數(shù)值，方便直觀的了解大棚中的溫度情況。最后對(duì)89C51單片機(jī)進(jìn)行軟件編程，完成本文研究的內(nèi)容，即蔬菜大棚的溫度控制設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)[1]梅麗鳳等.單片機(jī)原理及接口技術(shù).清華大學(xué)出版社，2009.7[2]趙晶.Prote199高級(jí)應(yīng)用.人民郵電出版社，2000[3]于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).清華大學(xué)出版社，2003.4[4]隋振.單片機(jī)應(yīng)用與編程技術(shù).中國(guó)電力出版社，2009[5]馮國(guó)民.如何調(diào)節(jié)蔬菜大棚的溫濕度及光照.吉林農(nóng)業(yè)出版社，2006[6]周堅(jiān).片機(jī)輕松入門.北京更空橫田大學(xué)出版社，2010[7]王慶利，袁建敏.單片機(jī)設(shè)計(jì)案例實(shí)踐教程.郵電大學(xué)出版社，2008[8]沈紅衛(wèi).基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).電子工業(yè)出版社，2005[9]戴勝華，蔣大明，楊世武.單片機(jī)原理與應(yīng)用.北京交通出版社，2005基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)HYPERLIN