花房温度光照度控制电路设计

1、信息工程学院 课程设计报告 设计题目：花房温度控制电路设计 名 称：电子信息专业综合课程设计 班 级： 姓 名： 学 号： 设计时间：至 指导教师： 评 语： 评阅成绩：评阅教师： 、课程设计的性质和目的 通过课程设计，进行硬软件设计的方法和技能训练，巩固在课堂上学到的有关硬件电路 设计和相应程序设计的基本知识和基本方法，通过具体课题的训练，达到能独立阅读、查阅 资料、软硬件设计和调试完善特定功能的目的。 二、课程设计的要求 1、遵循硬件设计模块化。 2、要求通过自制PCB板、或万能板、或面包板设计实物。 3、程序设计结构化。 4、要求程序结构合理，程序简明易懂，有必要的注释。 三、主要仪器设

2、备及软件 PC机、Keil 软件、STCF载软件、ALTIUM DESINGERS09（PROTEL、9?roteus 绘图软件及 仿真等。 四、课程设计题目及要求 题目：花房温度控制电路设计 要求：实时显示花房温度并设置温度上下限，超过设置实现声光报警 五、课题分析及设计思路 1 系统的总体设计 1.1 系统设计要求 本系统以温度作为主要的控制参数，来控制整个系统设计，其主要功能有： （1）实现对花房温度的实时监测、采集，测量空间的多点温度数值。由单片机对数据进行 循环监测采集、数值处理以及存储，实现花房的自动化控制多点监测 （2）对监测采集的数据超过预设置数值的及时报警系统， 及自动控制系

3、统能够完全做出温 度的参数处理，将花房的温度调节到开始设置的参数数值附近。 1.2 系统工作原理及总体设计 1.2.1 总体设计 本系统以单片机为核心控制元器件，采用温度、检测及控制技术，以温度传感器，构成自 动化温度、控制系统。可分为温度、及数码管显示模块，报警系统，以及温度，复位电路和晶 振模块。 温度传感器采集 r 模块 数码管显示模块 复位电路及晶振 设置温度上下限 C SS单片机 报警系统 温度控制 模块 图1系统结构框图 1.2.2工作原理 利用单片机控制温度传感器，并反馈给单片机作出相应的分析和处理， 而单片机将处理的 结果显示在设备的数码管显示器上。当花房的温度不在设定适宜范围

4、情况时，单片机控制报警 器报警，同时向温度调节器发送信息，控制调节器调节花房温度，使其回归正常范围。当花房 空气温度超过设定值时，温度控制电路就会自动控制电路，打开排气扇设置在花房顶部的喷雾 设备的进行一段时间的降温，而当温室温度低于设定值时，则通过单片机自动开启加热设备， 使温度值达到适宜的范围。 2硬件简介 2.1.1复位电路 复位引脚（Reset）为第9脚，当此引脚连接高电平超过 2个机器周期，即可产生复位 的动作。 2.1.2晶振电路 晶振电路是用来给单片机提供时钟信号的。 晶振有两种其中包含有源晶振与无源晶振，是 时钟电路中最重要的部件之一，晶振的作用是向IC等部件提供相应的基准频率

5、。 2.1.3键盘电路 这个系统采用的键盘电路是利用最简单的低电平扫描方式实现的， 利用开关的一端与单片 机I/O 口相连接方式，另一端是用接地的方式，用单片机来检测I/O 口是否是低电平，此目的 是来判断键盘是否被按下。 2.2温度传感器 2.2.1 DS18B20温度传感器的特性 DS18B2C温度传感器的特点 1. 只需要一个端口 I/O就能够实现通信。 2. 在DS18B2冲的每个器件上都有独一无二的序列号。 3. 在实际的应用中实现检测温度是不用任何外部元器件的 4. 每次把温度转换为数字需要的时间为 200ms 5. 测量温度范围在55C到+ 125C之间，精确度在0.5度。 6.

6、 数字温度计的分辨率用户可以从实现 9位到12位选择方式。 7. 其内部可以有温度上、下限设置报警。 8. 具有负压特性，当电源极性给接反时，温度计是不能正常工作的，但也不会由于发热而 被烧毁O 2.2.2 DS18B20的引脚及指令表 GND电源地 DQ为数字信号输入/输出端 VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源线方式时接地） 表1 DS18B20的ROM旨令表 指令 约定代码 功能 读ROM 33H 读DS18B20温度传感器 ROM中的编码 符合ROM 55H 发出指令之后，接着发出64位ROM编码，只有访冋单总 线上与DS18B20相对应编码才能做出响应 搜索ROM OFOH 是为了

7、确定在同一总线上 DS18B20的数量与识别64位的 ROM地址，是为各元器件工作做准备7 跳过ROM OCCH 忽略64位ROM中地址，可以直接向 DS18B20发送温度改 变指令 告警搜索 OECH 在其工作后只有温度超过预先设定值的最大温度或最小 命令 温度时才会发出报警响应 2.3数码管显示 4位一体数码管，其内部段已连接好，引脚如图所示（正面朝自己，小数点在下方）。a、b、 c、d、e、f、g、dP为段引脚，1、2、3、4分别表示四个数码管的位。 OOOOOO 1 a f 23 b OOOOOO e d dp c g 4 即：12-9-8-6 为公共端，A-11 B-7 C-4 D-

8、2 E-1 F-10 G-5 DP-3 SEO 1 日.日日日. I-*-! |- 图5数码管引脚图 3硬件系统设计 3.1温度测试电路 由于在本系统中采用了 DS18B20数字温度传感器9，所以后续电路简单，只需将传感器的 数据输入/输出管脚直接接到单片机I/O 口，通过单片机的控制DS18B20专感器并实时读取花 房空气温度。数字温度传感器的测量电路如下图： 3.2报警电路 当花房的空气温度不在设定值范围时蜂鸣器就会自动报警并且LED灯同时也会亮以告知 工作人员，此时花房的温度不在设定的范围值之内11 3.3继电器电路 图8继电器驱动电路原理图 图中的三极管是作开关使用的，当单片机输出高电

9、平1时，三极管就会导通，继电器表现 出吸合的状态。当单片机输出低电平 o时，继电器就会断开12。二极管是作为保护使用的，是 防止继电器产生的感应电动势烧坏三极管或继电器。 4软件设计 单片机通过温度传感器DB18B20佥测、采集花房空气温度，而当花房温度低于设定适宜范 围值时，则通过单片机控制继电器驱动打开加热设备工作，使花房温度值达到适宜的范围值； 当空气温度超过设定适宜范围值时13，就通过继电器控制电路，打开排气扇配合设置在花房顶 部的喷雾设备的进行一段时间的降温， 使花房温度达到设定适宜范围值内。 如果检测的温度在 适宜范围，单片机将维持现状。 4.2键盘扫描流程图 开始 扫描键盘 设置

10、温度上限 K4 当前设置加1 是 当前设置不变 按下K3设置完成确定 结束 键盘扫描程序开始时先扫描按键， 判断是否有按键被按下， 确定有按键被按下时判断被按 下的是哪一个按键，如果是按键 K4,系统将开始设置，这时按键 K1和K2被启用，进入哪个 参数的设置取决于按键K4被按下的次数，K4被按下1次，进入温度上限设置，K4被按下2次, 进行温度下限设置，每次按下 K1，当前设置的参数值就加一。每次按下 K2,当前设置的参数 值就减一。如果是K3键被按下，就确定设置完成。 六、程序主要代码与分析（关键代码要有注释） ： 见附录（ 2） 七、调试与分析 见附录（ 1） 八、心得体会 此花房控制系

11、统设计综合利用单片机技术、 传感器技数码管显示等知识， 完成了基于单片 机的温度和显示装置的设计。系统简单介绍了硬件的组成和相应的设计方法，并利用单片机 （STC89C52 C语言完成了系统软件的相应设计，具体系统的相应运行过程如下： （1）把传感器技术应用到单片机控制系统中，实现了对环境温度的数据采集和读取。 （2）利用数码管的显示完成了花房温度及显示电路的设计。 （ 3）外接蜂鸣器报警模块，花房温度不在设定范围时系统自动报警及时告知工作人员作 出相应的处理。 另外此次课程设计是在常老师的细心指导以及全力支持下完成的。本花房温度控制系统 的设计成功与常老师的帮助是不可分开的，再加我自己的努力

12、才能够很好的完成预想的目标。 常老师渊博的知识， 对新知识及新事物独特的理解以及敏捷的思维、 敏锐的观察力让我受益匪 浅，他对工作的敬业和对学术的一丝不苟的精神， 这些对我的学习态度有莫大的帮助，是我一 生学习的榜样。他给与我很大的帮助，使我有了很大的的提高、受益不少，这对于我以后的工 作和学习都是有益的，同时感谢他耐心的辅导。 附录1 CR-STl li _E iFQ Pij dg P VuV - PO.404IXI Ilj、川禮 IPDOJ P叮灿/DS18B20 接入口 uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,

13、0 x 07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71; 共阴极字型码 int temp; / 温度值 int ss;/中间的一个变量 int dd; int j; uchar data b;/定时器中断次数 uchar data buf4;/字型显示中间变量 int alarmH=320; / 默认报警值 int alarmL=100; /定义开关的接入口 sbit k1=P2A5;/+ sbit k2=P2A6;- sbit k3=P2A7;/ sbit k4=P2A4; / sbit relay=P3A7; sbit bell=P1A

14、0; / sbit HLight=P1A2; / sbit LLight=P1A3; / sbit warn=P1A4; / sbit Red=P1A6; sbit Gree n=P1A7; / 确认 切换 蜂鸣器 正温指示灯 负温度指示灯 报警指示灯 /温度上限设置指示灯 温度下限设置指示灯 bit set=0; / 初始化 bit Flag=0; /设置标志 int n; /函数的声明区 void key_to1(); void key_to2(); void delay(u in t); void key(); void Show(); /函数的定义区 /*延时子函数*/ void de

15、lay(u int num) while( num-); /DS18b20温度传感器所需函数，分为初始化，读写字 节，读取温度4个函数 In it_DS18B20(void) /传感器初始化 成功 uchar x=0; DATA = 1; /DQ delay(10); / DATA = 0;/ delay(80); / DATA = 1;/ 复位 稍做延时 单片机将DQ拉低 精确延时大于480us /450 拉高总线 delay(20); x=DATA; / x=1则初始化失败 delay(30); ReadOneChar(void) / uchar i=0; uchar dat = 0; f

16、or (i=8;i0;i-) DATA = 0; / dat=1; DATA = 1; / if(DATA) dat|=0 x80; delay(8); retur n(dat); 稍做延时后如果x=0则初始化 读一个字节 给脉冲信号 给脉冲信号 Write On eChar(u nsig ned char dat) uchar i=0; for (i=8; i0; i-) DATA = 0; DATA = dat delay(10); DATA = 1; dat=1; delay(8); /写一个字节 int ReadTemperature(void) / uchar a=0; uchar

17、b=0; int t=0; float tt=0; In it_DS18B20(); WriteO neChar(OxCC);/ WriteO neChar(0 x44); / In it_DS18B20(); WriteO neChar(OxCC); / WriteO neChar(OxBE); / 可读9个寄存器) 读取温度 跳过读序号列号的操作 启动温度转换 跳过读序号列号的操作 读取温度寄存器等（共 P2=0 xfb; / 片选 LCD2 P0=tablebuf2; delay(100); P2=0 xff; P0=0 x00; P2=0Xfd; 片选 LCD3 a=ReadO neC

18、har(); b=ReadO neChar(); t=b; t=8; t=t|a; tt=t*0.0625; t= tt*10+0.5; return(t); void display00() * dd=-(temp-1); buf1=dd/1OO; 前两个就是温度 低位 高位 显示负值子函数 P0=tablebuf3; delay(100); P2=0 xff; P0=0 x00; P2=0Xfe; PO=tablebufO; delay(100); P2=0 xff; /显示正值子函数 void display() /片选LCD4 buf1=temp/1000;显示百位 buf2=temp

19、/100%10;显示十位 buf3=temp%100/10;显示个位 buf2=dd/100; buf3=dd%100/10; bufO=dd%1O; /动态显示 for(j=0;j5;j+) P2=0 xff; / 初始灯为灭的 P0=0 x00; P2=0 xfd; /显示小数点 P0=0 x80; / 显示小数点 delay(100); P2=0 xff; /初始灯为灭的 P0=0 x00; P2=0 xf7; / 片选 LCD1 P0=0 x40; delay(100); P2=0 xff; P0=0 x00; buf0=temp%10; / for(j=0;j3;j+) P2=0 x

20、ff; / P0=0 x00; P2=0 xfd; / P0=0 x80; / delay(300); P2=0 xff; / P0=0 x00; P2=0 xf7;/ P0=tablebuf1; delay(300); P2=0 xff; P0=0 x00; P2=0 xfb; / P0=tablebuf2; delay(300); P2=0 xff; P0=0 x00; P2=0Xfd;/ P0=tablebuf3; delay(300); 小数位 初始灯为灭的 显示小数点 显示小数点 初始灯为灭的 片选LCD1 片选LCD2 片选LCD3 P2=0 xff; PO=OxOO; P2=0Xfe; PO=tablebufO; 片选 LCD4 delay(300); P2=0 xff; void key() /按键扫描子程序 if(k1!=1) delay(20); if(k1!=1) while(k1!=1) key_to1(); for(n=0; n 8; n+) Show(); if(k2!=1) de