基于单片机的大棚温湿度控制系统设计与制作
系 部： 电子与通信工程系 学生姓名： 孙芳 专业班级： 通信11C1 学 号： 112231114 指导教师： 罗红艳
2014 年 3月 15 日
目录
摘要 ..................................................................................................................................... 1 一 引言 ............................................................................................................................. 2
（一）课题研究背景及意义 ...................................................................................... 2 （二）设计方案选择 .................................................................................................. 2 （三）设计的主要内容和设计思路 .......................................................................... 2 二 硬件设计 ..................................................................................................................... 3
（一）硬件电路原理框图 .......................................................................................... 3 （二）核心元件选择 .................................................................................................. 3 （三）模块电路设计 .................................................................................................. 7 （四）总电路原理图 ................................................................................................ 10 三 软件设计 ................................................................................................................... 10
(一) 软件设计总方案 ............................................................................................ 10 （二）软件程序流程图 ............................................................................................ 10 （三）程序设计 ........................................................................................................ 11 四 实物制作 ................................................................................................................... 18
（一）元器件清单 .................................................................................................... 18 （二）电路的组装 .................................................................................................... 18 （三）电路功能测试 ................................................................................................ 18 总结 ................................................................................................................................... 21 致谢 ................................................................................................................................... 21 参考文献 ........................................................................................................................... 22
附录一：原理图 ........................................................................................................ 23 附录二：元器件清单 ................................................................................................ 24 附录三：实物制作的正面图、背面图 .................................................................... 25
摘要
本文以单片机ST89C52为核心器件,通过对LCD1602温湿度显示模块、时钟模块、复位模块、报警模块、温湿度采集模块、温湿度调节模块的设计，完成了一款基于STC89C52单片机的大棚温湿度控制系统的设计与制作。该温湿度控制系统实现了对整个大棚温度和湿度控制系统的管理和报警功能,解决了人工种植大棚测量温湿度误差大的问题，同时也节省了大批的人力和物力，改进了大棚的种植技术，给大棚种植的用户们带来了一定的经济效益。该设计成本低，经济实用，操作简单方便，具有一定的实用价值和推广意义。
【关键词】: STC89C52；模块电路 ；温湿度控制；报警功能；
【ABSTRACT】
This paper takes ST89C52 MCU as the core device, the display module,oscillator module, reset module, alarm module, temperature and humidity data acquisition module, temperature and humidity control module on the LCD1602 temperature and humidity, completed a based on the design and production ofgreenhouse temperature and humidity control system of STC89C52 single chip microcomputer. The control system of temperature and humidity in thegreenhouse temperature and humidity control system management and alarm function. To solve the artificial planting greenhouse temperature and humidity measurement error problems, but also save a lot of human and material resources, improve the greenhouse planting technology, for greenhouse plantingusers bring certain economic benefits. The design of low cost, economic and practical, simple and convenient operation, and has certain practical value and significance of the promotion.
【 key words 】 : STC89C52; circuit; temperature and humidity control; alarm function;
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一、引言
（一）课题研究背景及意义 1.课题研究背景
经济的快速发展，导致了产业的大规模化、集约化。劳动力成本的提高，也促进了农业现代化程度的不断提高。在当今农业种植系统中，大棚种植已经成为非常普遍的种植模式。而在采用大棚种植模式时，最关键的因素就是大棚的温度、湿度等环境因素。这些环境因素直接影响了农作物的生长。传统的大棚种植业中，人们一般采用物理温度计和湿度计来检测大棚的种植环境。虽然用物理温度计和湿度计测量大棚温湿度值的稳定性高，但是该测量方法的精确度较低，实施性也差。鉴于物理温度计和湿度计的上述缺点，本设计拟采用单片机和温湿度传感器为核心器件，完成一个大棚温湿度控制系统的设计与制作。 2.设计意义
用单片机和传感器来检测、控制大棚温湿度，能够为大棚种植的用户们节省了大量的时间和人力、物力，可以为他们带来更好的经济效益，具有一定的实际意义。同时通过自己动手设计基于单片机的大棚温湿度控制系统，并对其进行实物制作、调试、排故、参数分析，不仅将我们在校所学的理论知识和实践充分的结合起来，让我们更加巩固以前所学的知识，而且还可以通过发现问题、分析问题、解决问题，在提高自己专业技能的同时，训练自身的逻辑思维能力。
（二）基于单片机的大棚温湿度控制系统的设计方案选择
大棚温湿度的检测控制可以采用多种方法来实现，而使用不同的方法来设计系统所达到的效果也是各有不同。例如，在工业上通常采用PLC来作为主控制器，其优势在于其使用梯形图编程，相对简单，而且抗干扰能力强。但是考虑到本设计是针对普通大棚种植需求，而PLC在价格上就让人有点难以承受，其经济性较差。随着当今世界电子技术的快速发展，数字芯片也越来越多样化，其价格也比较便宜。因此，尽管使用C语言对单片机编程比较复杂，但是考虑到它可以实现较多的功能，价格实惠，性价比高，比较符合本设计的用户需求，因此，本系统的设计制作将选用单片机作为主控制器。 （三）设计的主要内容和设计思路 1.主要研究内容
1)温度和湿度控制系统的硬件部分设计，包括电路原理图，绘制详细电路图； 2)温度和湿度控制系统的软件部分设计，包括程序设计的流程图，源程序； 3)完成温湿度大棚控制系统的制作； 4)对系统的实物性能进行相关测试。 2.设计思路
1)根据设计要求，温湿度的检测采用SHT10作为温湿度传感器，将采集到的温湿度信息传给单片机；
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2) 选用STC89C52单片机作为核心元件，将SHT10传感器采集到的温湿度数据进行处理后，送给LCD1602液晶显示器显示数据；
3）当大棚内温湿度超过或低于用户所设定的界限值时，系统就会立马启动报警器装置；
4)温湿度的显示采用了一种特殊的能显示字母、数字、符号的液晶显示器LCD1602作为核心元件，它分两行显示，一行显示温度值，一行显示湿度值；
5)通过三个按键：一个功能键、一个加键、一个减键来实现对系统温湿度界限值的设置。 二 、硬件设计
（一）硬件电路原理框图
硬件电路主要由LCD1602温湿度显示模块、STC89C52单片机控制模块、SHT10温湿度采集模块、时钟模块、复位模块、报警模块、按键调节温度和湿度模块组成。 根据研究内容的具体要求，硬件电路的主体设计方案如下：采用STC89C52单片机芯片配合SHT10温湿度传感器，构成一个具有测量温湿度的控制系统。当温湿度采集模块采集到数据之后，进行A/D转换后，由单片机进行数据处理，最终由LCD1602温湿度显示模块显示数据。再通过按键调节温湿度模块，对温度和湿度进行调节。由STC89C52单片机输出高低电平控制温湿度报警模块，当温度超过35低于20，湿度超过70低于30时，STC89C52单片机输出高电平，温湿度报警模块进行报警，反之，当温度在20到35，湿度在30到70之间时，STC89C52单片机输出低电平，温湿度报警模块关闭。其整体框图如图1-1所示。
图1-1 硬件电路原理框图
（二）核心元件选择 1、关于STC89C52单片机
随着电子技术的迅速发展，单片机在市场上的应用越来越广泛，种类也越来越多样
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