毕业设计基于单片机的温室大棚内温度检测与控制系统的设计

IXXX 大大学学 XXX 学学院院 本本科科毕毕业业论论文文 (设设计计)题题 目：目：温室大棚内的温度检测与控制系统的设计温室大棚内的温度检测与控制系统的设计 学学 部：部： 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师姓名：指导教师姓名： 指导教师职称：指导教师职称： 201 年年 月月 日日II温室大棚内的温度检测与控制系统的设计摘 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。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；温度传感器；温度控制；温度显示；键盘输入；温室IIIAutomatic Temperature-Control System of Greenhouse (College of Physics Science and Information Engineering, Jishou University, Jishou, Hunan 416000)AbstractThis system takes the AT89C51 single chip as the control core, using the temperature sensor AD590 to carry on real-time gathering and controlling to the greenhouse of vegetables, so it can realizes auto-control to the greenhouses temperature. This system contains the miniature single chip system module, the temperature gathering module, the heater module, the drop-temperature module, the key pressed module and the display module. The gathering temperature or the setting temperature is displayed through the seven-seg LED. It can be established new temperature value in the greenhouse through pressing buttons, when this temperature value is higher than the gathering temperature value, then makes the heater work in order to achieve the defined value; Otherwise, the heater knocks off, and opens the ventilator as fast as to achieve the supposed temperature. It will be effective and reliable to exam and control the temperature of the greenhouse by using this system, thus guarants the crop growing fine under the best temperature condition, and enhances the crops quality and output.Key words: Single chip; Temperature sensor; Temperature control; Temperature display; Keyboard entry; Greenhouse IV目目 录录1 1 引言引言.12 2 硬件设计硬件设计.32.1 设计思路.32.2 总体设计框图.32.3 基于 AT89C51 的单片机小系统.42.3.1 时钟脉冲.42.3.2 复位电路.52.4 温度采集模块.52.4.1 与温度传感器 AD590 配合使用的各个运算放大器 OPA 的功能 .62.4.2 温度转换器 ADC0804 的功能.72.5 显示模块.92.5.1 译码 IC 7447.92.5.2 段 LED 数码七管 .102.6 键盘扫描.112.6.1 键盘.112.6.2 键盘扫描芯片.122.7 WP 型温室加热器.122.8 降温模块.133 3 软件设计软件设计.153.1 主程序.153.2 定时器 T0 中断.173.3 显示模块.193.4 按键扫描.204 4 测试分析测试分析.23结束语结束语.24参考文献参考文献.25致致 谢谢.26附附 录录.27附录 1 系统电路图.27附录 2 源程序代码.27温室温度自动控制系统设计 引言11 1 引言引言温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量1。其中温度是一个非常重要的过程变量，因为它直接影响工农业生产、国防建设、科学研究、对外贸易以及人民生活各个领域。因此，作为温度控制系统的恒温系统广泛应用于农业、石油、化工、冶金、食品、医药、商检、国防、教学、科研等领域。温度的合理、准确、便捷的控制对提高产品质量和生产技术水平具有重要意义。作为人口大国，通过发展高科技提高农产品的产量有着十分现实的实际意义。而运用农业恒温系统是现代设施农业领域中的核心内容之一。运用于农业的恒温系统是一种通过计算机实现温室环境因子实时调控的网络控制技术，集农业科技上的高、精、尖技术和计算机自动控制技术于一体，是现代农业科技向产业转化的物质基础。传统的恒温系统采用模拟电路设计，存在不可避免的缺陷，如温度控制的精度差，易出现温度的漂移，电路结构复杂，缺乏友好的人机截面，温度控制的实时性差等。随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。随着单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。温室环境控制是在充分利用自然资源的基础上，通过改变环境变量，如温度、湿度、光度等来获得植物的最佳生长环境，从而达到增加作物产量、改善作物品质、调节作物生长周期、提高经济效益的目的。温室控制应做到：1）温室中承载的是有生命的植物，因此保证温室中培育对象的安全是最基本的要求。2）为了保证温室中培育对象的良性生长，温室的气候调节过程需缓慢进行，应尽可能通过各种设施运作减少温室外部气候变化对温室环境气候的影响。3）严格按照温室中培育对象的生长规律分阶段对温室进行控制，在每个阶段都需保证环境气候、水肥、放病虫害等指标达到要求。4）随时根据市场现有的信息预测市场未来的变化，从而决定对温室的投入，控制产品的上市时间。5）实现农业可持续发展的根本保障是在农业生产过程中保护生态环境，因此温室生产要考虑生态效益的要求，不施农药，保持土壤原有酸碱度，保护地下水和空气不受污染等。6）尽可能低成本运作，例如尽量利用太阳能，选择最适宜的加温温度，营养液在线检测和循环使用，尽可能低成本通风、低消耗除湿。7）温室控制系统的最理想目标是保证良好的综合效益，即在保证生态效益的前提下，提高经济效益，也就是产量提高、能源消耗降低、资源消耗减少。本文设计的恒温系统采用 AT89C51 单片机2控制技术对温度进行调节，具有操温室温度自动控制系统设计 引言2作简单便捷、采集方便准确、适应性强、成本低以及节省能源的特点，可明显增加使用者的经济效益。该系统不但可以推行到温室中，还可以应用于其他进行温度调节的场合。随着科学技术的进步，这种温度控制系统已经有了越来越多的应用，给人们的生活和生产带来了极大的便利。比如说温度控制系统可以应用在各种高档智能连栋温室、日光温室生态酒店、生态洗浴工程设计、家庭休闲温室、异型温室、楼顶温室设计、现代化畜禽舍的设计等等。温室温度自动控制系统设计 工作原理32 硬件设计本系统要控制的对象为这样一个规模的温室。温室结构的参数为：屋脊高5.2m，檐高 3m，单跨度 6.5m，长为 20m，地面面积为 130 平方米3。要实现的目标是，使薄膜温室的温度保持在 2030之间，在这个区域内温度值是可设定的。2.1 设计思路系统原理框图如图 2.1 所示，温室温度自动控制系统总体电路图见附录一。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；反之，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 2030，温度控制的误差小于等于 0.5。通过使用该系统，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佳的温度条件下生长，提高质量和产量。2.2 总体设计框图图 2.1 系统原理框图温度采集键盘扫描显示WP 型温室加热器AT89C51 控制系统降温模块温室温度自动控制系统设计 硬件设计4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。现分别介绍如下：2.32.3 基于 AT89C51 的单片机小系统本系统采用 Atmel 公司所生产的 MCS51 系列中的 AT89C51 单片机4。AT89C51 单片机小系统如图 3.1 所示：图 3.1 单片机小系统这个小系统由两部分组成，现介绍如下：2.3.1 时钟脉冲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 12MHz。温室温度自动控制系统设计 硬件设计52.3.2 复位电路 AT89C51 的复位引脚（Reset）5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 的时钟脉冲为例，每个时钟脉冲 1us,两个机器周期为 12us,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 +5 伏电压时，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，达到复位的目的。2.4 温度采集模块 本系统的温度采集和转换电路原理图如图 3.2 所示，它的工作过程为：系统通过 AD5906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 ADC08047的转化变成数字量，以便单片机辨认接收。温室温度自动控制系统设计 硬件设计6图 3.2 AD590 温度传感器工作的系统结构电路图根据电路图，说明各个器件的功能如下：2.4.1 与温度传感器 AD590 配合使用的各个运算放大器 OPA 的功能如上图 3.2 所示：OPA1：以 0为标准，调节可变电阻 R10 使其输出电压为 2.73 伏特。OPA2：减 2.73 伏特，并反相。OPA3：放大 5 倍并反相。例如：AD590 输出电压为 1.5 伏特，则其温度为：1.5/5（OPA3）+2.732（OPA2）=3.302 伏特；3.302/10K=303.2 微安培；303.2-273.2=30 微安培30。注意：ADC0804 的 VREF=2.56V。温室温度自动控制系统设计 硬件设计7表 1 各温度与 3 个 OPA 及 ADC0804 的输入与输出关系温度值OPA1OPA2OPA3ADC VINADC 输出值02.732V0V0V0V00H102.832V-0.1V0.5V0.5V19H202.932V-0.2V1V1V32H303.032V-0.3V1.5V1.5V4BH403.132V-0.4V2V2V64H503.232V-0.5V2.5V2.5V7DH603.332V-0.6V3V3V96H703.432V-0.7V3.5V3.5VAFH803.532V-0.8V4V4VC8H903.632V-0.9V4.5V4.5VE1H1003.732V-1V5V5VFAH2.4.2 温度转换器 ADC0804 的功能图 3.3 ADC0804温室温度自动控制系统设计 硬件设计8（1）如图 3.3 所示，所谓 A/D 转换器就是模拟/数字转换器，是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端的信号可以是传感器或是转换器的输出，而 ADC 输出的数字信号可以提供给微处理器，以便更广泛地应用。（2）ADC0804 电压输入与数字输出关系如下表 2 所示：表 2 ADC0804 电压输入与数字输出关系与满刻度的比率相对电压值 VREF=2.56 伏十六进制二进制码 二高四位字节低四位字节高四位字节电压低四位字节电压F111115/1615/2564.8000.300E111014/1614/2564.4800.280D110113/1613/2564.0600.260C110012/1612/2563.8400.240B101111/1611/2563.5200.220A101010/1610/2563.2000.200910019/169/2562.8800.180810008/168/2562.5600.160701117/167/2562.2400.140601106/166/2561.9200.120501015/165/2561.6000.100401004/164/2561.2800.080300113/163/2560.9600.060200102/162/2560.6400.040100011/161/2560.3200.0200000000例如：VIN=3V，由上表可知 2.880+0.120=3V，为 10010110B=96H。（3）AD590 产生的电流与绝对温度成正比，它可接收的工作电压为 4V30V，检测的温度范围为-55+150，它有非常好的线性输出性能，温度每增加 1，其电流增加 1 微安培。当摄氏温度为 0时，AD590 的电流为 273.2 微安培，经 10千欧姆电阻后其电压为 2.732 伏特。余者依上述方法类推。（4）利用 AD590 以及接口电路把温度转换成模拟电压，经由 ADC0804 转换成数字信号后传送给 AT89C51 处理。（5）温度采集和 AD590 温度传感器工作的系统结构电路图为图 3.2。温室温度自动控制系统设计 硬件设计92.5 显示模块译码 IC 及温度显示的电路图如图 3.4 所示。显示部分的工作原理是，它将温度转换的数字量，即温度值，经由 AT89C51 的 P1 口由两个译码 IC 输出并分别送入两个七段数码管显示8，这两个 LED 都是共阳极的。图 3.4 译码 IC 及温度显示2.5.1 译码 IC 7447BCD 码转换成 7 段 LED 数码管的译码驱动 IC，如图 3.5 所示，首推 7447 系列，包括 7446、7449、74LS499。其中的 7446 及 7447 输出低电平驱动的显示码，用以推动共阳极 7 段 LED 数码管；而 7448 及 74LS49 输出高电平驱动显示码，用以推动共阴极 7 段 LED 数码管，7446、7447 与 7448 的引脚相同（双并排 16pins） 。7447温室温度自动控制系统设计 硬件设计10引脚说明：1、D、C、B、A：BCD 码输入引脚。2、a、b、c、g：7 段数码管输出引脚。3、/LT：本引脚为测试引脚，当接高电平时，所连接的 7 段 LED 数码管全亮。正常显示下应接低电平。4、/RBI：本引脚为涟波淹没输入引脚，正常显示下应接低电平。5、/BI 和/RBO：本引脚为淹没输入或涟波淹没输出引脚，正常显示下应接低电平。图 3. 5 译码 IC 74472.5.2 段 LED 数码七管7 段 LED 数码管是利用 7 个 LED 组合而成的显示设备，可以显示 0 到 9 共 10 个数字。当要显示多个数码管，可分别驱动每个数码管；当要利用人类的视觉暂留现象，则可以采用快速扫描的方式，只要一组驱动电路即可达到显示多个数码管的目的。一般来说，7 段 LED 数码管可分为共阳极和共阴极两种，共阳极就是把所有LED 的阳极连接到共同的接点 com，而每个 LED 的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g 及 dp（小数点） ；同样的，共阴极就是把所有 LED 的阴极连接到共同的接点 com，而每个 LED 的阳极分别为 a、b、c、d、e、f、g 及 dp（小数点） 。温室温度自动控制系统设计 硬件设计112.6 键盘扫描图 3.6 是键盘扫描的电路图，其中 7492210是键盘扫描 IC。键盘扫描电路的原理是，将键盘接在一个键盘扫描 IC 74922 上，当在键盘上按下键时，相关的键码将通过 74922 的 A、B、C、D 口线传递给 AT89C51 单片机。图 3.6 键盘扫描电路2.6.1 键盘本键盘采用电话式键盘，其结构如图 3.7 所示。键盘是接在键盘扫描 IC 74922（上图 3.6 所示）上面的，键盘的输入通过 74922 的 X1X4 和 Y1Y4输入。 X1 X2 X3Y1温室温度自动控制系统设计 硬件设计12 图 3.7 电话式键盘但鉴于键盘扫描 IC 为 4*4 形式，以下键盘编码每行后面都有 0FFH，以配合硬件使用。按键及分别对应的键盘编码如表 3 所示：表 3 键盘编码按键123456对应编码01H02H03H04H05H06H按键789*0#对应编码07H08H09H0AH00HOBH2.6.2 键盘扫描芯片键盘扫描芯片 74922 的图形如图 3.6 所示。键盘扫描 IC 74922 的工作过程是这样的：X1X4 接键盘的行，Y1Y4 接键盘的列，按键信息由这几个口输入，由 A、B、C、D 四个口输出到 P3 口的低四位，再通过 P1 口经过译码 IC 显示在 LED上。键盘扫描芯片不断查询是否有按键输入，当查询到有按键时，DA 置 1，同时执行相应的程序，比较温度是否超出上、下限，进而决定是加热还是降温。2.7 WP 型温室加热器 如图 3.6 所示，在 AT89C51 的 P2.1 口上接一个继电器，将加热器接在此继电器上。需要提高温度时，单片机控制 P2.1 口，使之置 1，进而控制加热器加热。传统的空气对流加热系统，通过反复循环，重复加热冷空气，加热空气时自上而下，先加热温室的上层，然而地板处在最后，所以很难加热，因此十分耗费能量。WP 型温室加热器是从下至上进行加热的。温室中的物体和地面由表面吸收热量，同时又向四周的空气辐射，从而保持整个空间很暖和，这种方式，可以节约能量并减少运行费用。WP 型温室加热器具有如下特点：(1) 高效节能。本产品消耗的能量比锅炉供暖减少 25%，比传统煤炉降低 40%以上,从而大大降低了加热运行成本。123456789*0#Y2Y3Y4温室温度自动控制系统设计 硬件设计13(2) 传热效率高。产品由于采用了高科技热超导技术，升温速度特别快。(3) 投资成本低廉。与传统的利用锅炉干燥方式相比，省去了专用锅炉房、水处理、水分析、管道、阀门、换热器等设施，投资减少近一半，因而价格便宜。(4) 本产品结构简单、操作方便、安全可靠、使用寿命长。WP 型温室加热器特别适合寒冷地区各类蔬菜温室大棚、花房、家禽动物养殖场等需要加热保温的场所。在温室加热器充分保证棚温室适宜温度后，选择附加值高的蔬菜、花卉必将切实提高广大用户的经济效益。2.8 降温模块如图 3.6 所示，在 AT89C51 的 P2.2 口上接一个继电器,将降温风扇接在此继电器上。需要降温时，单片机控制 P2.2 口，使之置 1，进而控制降温风扇降温。当室内温度较高需要降温时，就要用到降温模块了。在此处的温室中，降温模块包含了两个部分：(1) 自然通风由于这里的温室周围和顶层留了通风窗（侧窗与天窗），故可以采用自然通风的方式来降温。当室内温度由于日照而提高时，热空气会因密度降低而上浮，由天窗溢出，而外界空气由侧窗流入造成对流，温度差异愈大时其流速愈快。自然通风在冬天效果最好，因为此时内外空气的温差最大。由于空气温差，可使屋顶排气孔成为绝佳的出气口，侧面排气孔则成为绝佳的进气口。当天气很热时，内外的空气温差就很小，甚至不存在。事实上，当最需要通风的时候往往是自然通风最小的时候。若通风是外界风所引起，则较温暖的地区，使用自然通风会有较佳的效果。(2) 机械通风机械式通风一般指的是使用降温风扇等降温设备将温室内的热空气强制抽出，同时由于压差而将大气吸入，达到通风的效果。这个方案需要维持适当的气密性，才能使空气由进气口进，由排气风机出；但是也因为气密而容易有热累积的现象，是以在设计上需注意通风量的大小，至少其降温效果要优于自然通风，即要比在同一地点采用侧窗配合天窗的温室的降温效果要好。利用风扇在温室内产生负压的强行通风方式比自然通风系统可靠，通常将通风率设计为每一分钟一个温室体积(1 AC, Air Change)的通气风量率。一间 10m x 33m 的温室大约需 700 m3/min 的通气风量率。由kW 马达带动的风机（系统负压为 2.5 厘米水柱）可提供此风量率。若风扇以平均每天消耗 1 元计算，则业者每月每平方米温室面积的电费应为 1 元。电费会随季节、作物种类和地理位置的不同而有所差异。由于这种降温方法需要耗电，相比于自然通风，这是它的缺点。温室温度自动控制系统设计 硬件设计14在这个温室大棚中，运用的是自然通风和机械通风相结合的方式。当需要降温的幅度不大时，则打开天窗和侧窗，利用自然通风来降温，这样既可达到很好的降温效果，又节省了开支。而当要降温的幅度偏高或者自然条件下不适合用自然通风降温时，就采取机械通风的方式来降温。当然，在自然条件允许的条件下，采用自然通风和机械通风相结合的降温方式可以达到更好的降温效果。 温室温度自动控制系统设计 软件设计153 软件设计本系统的工作流程是，操作人员可以从键盘上输入要设定的温度值。当此温度值与当前温度不同时，单片机控制系统采取调节的动作。当设定温度大于测定温度时，则使加热器工作；当设定温度小于测定温度时，则开启降温风扇。此程序流程包括 4 个部分。第一部分是主程序，它描述的是程序的总体结构；第二部分是定时器 T0 的描述，它的功能是将实际温度和设定的温度比较，再作出相应的动作；第三部分是键盘扫描部分；第四部分是显示部分，用于显示温度值（系统总程序见附录 2） 。3.1 主程序主程序流程图如图 3.8 所示：图 3.8 主程序本温度控制系统的总体设计思路见图 3.8 的主程序流程图，系统采用温度传感器 AD590 采集温度数据，再由 ADC0804 模数转换器将温度转化为单片机可以处理的数据。本系统将温度总体控制在 20到 30之间，并且可以通过键盘输入要设定的温度值，并通过 7 段数码管显示出来。在整个系统的运行期间，有一个定时器 T0中断每隔 20ms 扫描一次，用于当前温度与设定温度的比较，然后发出加温或降温的命令。程序代码如下：ORG 00H JMP START ORG 0BH JMP TIM0 ;定时器 T0 中断子程序START: MOV TMOD,#01H ;选择 TIMER0，MODE1 MOV TH0,#60 MOV TL0,#76 SETB TR0 ;启动定时器 T0 MOV IE,#82H MOV R4,#09H ;(30H)-(38H)寄存器YNYN开始系统初始化A/D 转换判断有无按键？A/D 转换完成否？显示按键程序温室温度自动控制系统设计 软件设计16 MOV R0,#30HCLEAR: MOV R0,#00H ;清除 RAM(30H)-(38H) DJNZ R4,CLEAR MOV A,#00H MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV 34H,A ;(34H)为上限温度-30 度 MOV A,#01H MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV 35H,A ;(35H)为下限温度-20 度 MOV 36H,#0FFH ;(36H)为存储的旧温度值START0: MOVX R0,A ; /WR=0,ADC0804 开始转换WAIT: JB P3.4,KEYIN ; P3.4=1 表示有按键，转往按键子程序 JB P2.0,ADC ;检测 ADC0804 转换完成否？P2.0=1，; 则完成 JMP WAITADC: MOVX A,R0 ;将转换好的数据送入累加器 MOV 37H,A ;温度的比较。将现温度值存入 37H CLR C SUBB A,36H ;现温度值减去旧温度寄存器的值 JC TDOWNTUP: MOV A,37H ;将现温度值存入 A CLR C SUBB A,34H ;与上限温度作比较 JNC POFF ;C=0 表示比上限温度大，必须停止加热 JMP LOOPPON: CLR P2.1 JMP START0POFF: SETB P2.1 ;继电器不动作，即停止加热 JMP LOOPTDOWN: MOV A,37H ;将现温度值存入 A CLR C SUBB A,35H ;与下限温度作比较 JC PON ;C=1 表示比下限温度小，须加热温室温度自动控制系统设计 软件设计17 JMP LOOPLOOP: MOV 36H,37H ;将现温度值存入 36H 中 CLR A MOV R4,#0FFH ;延迟 DJNZ R4,$ CALL L1 ;二-十进制转换程序 MOV 21H,#10H ;显示延迟 NOV R1,#30HDISP1: CALL DISP ;温度值的显示 DJNZ 21H,DISP1 JMP START03.2 定时器 T0 中断定时器 T0 中断的工作流程如图 3.9 所示。当定时器 T0 发生中断时，就将按键输入的设定的温度值与当前的温度值比较。当输入的温度值大于当前测定的温度值，单片机就控制加热器加热；当设定的温度值小于当前测定的温度值，就开启降温风扇。NNNYYY定位装入初值比较的十位相同？比较的个位相同？开启降温风扇返回加热器工作设定温度测定温度？加热器停止工作温室温度自动控制系统设计 软件设计18图 3.9 定时器 T0 中断子程序程序代码如下：TIM0: PUSH ACC PUSH PSW MOV TH0,#60 ;重设中断时间 MOV TL0,#76 MOV A,33H CJNE A,31H,T ;设定温度的十位是否等于所 ;测温度的十位数 MOV A,32H CJNE A,30H,T ;设定温度的个位是否等于所 ;测温度的个位数 JMP OFF ;个位相等，则令加热器停止加热T: JC OFF ;设定温度小于现在温度，停止加热 CLR P2.1 ;否则加热RETURN: POP PSW POP ACC RETIOFF: SETB P2.1 ;停止加热 JMP RETURNDELAY: MOV R7,#06 ;显示器扫描时间D1: MOV R6,#248 DJNZ R6,$ DJNZ R7,D1 RET3.3 显示模块显示子程序流程图如图 3.10 所示:（说明：30H 用于暂时存放要显示温度的高四位，31H 用于暂时存放要显示温度的低四位，38H 用于存放最终要显示在 7 段数温室温度自动控制系统设计 软件设计19码管上的温度值；D1、D2 分别表示两个 7 段数码管的存储地址。 ）取（30H）高四位为 D1取（31H）低四位为 D2返回将（38H）的值送 P1将（30H） 、 （31H）合成为（38H）延时DISP图 3.10 显示子程序 系统提供温度的显示功能，将温度用两个 7 段数码管显示出来。程序如下：DISP: MOV A,R1 ANL A,#0F0H ;D1 值：取(30H)高 4 位 SWAP A MOV 38H,A INC R1 MOV A,R1 ANL A,#0FH ;D2 值：取(31H)低 4 位 SWAP AORL A,38H ;D1,D2 合成为 8 位 MOV P1,A ;送给 7 段数码管显示 CALL DELAY ;扫描延迟 RET3.4 按键扫描温室温度自动控制系统设计 软件设计20按键扫描子程序流程图如图 3.11 所示:按键 图 3.11 按键子程序将键盘接在一个键盘扫描 IC 74922 上，所按键将被此芯片处理后传送给单片机处理。工作流程如图 3.11 所示。如果要设定新的温度值，操作流程为：按“*”要设定的温度值按“*” ，这样就完成了温度的设定。程序代码如下：KEYIN: JB P3.4,$ ;有按键，放开否？MOV A,P3 ;是则读 74922 的按键值 ANL A,#0FH ;取有效的低 4 位 MOV DPTR,#TABLE ;至 TABLE 取键盘转换码 MOVC A,A+DPTR XRL A,#0AH ;是否按“*”？ JNZ START0 ;不是，回到现在温度模式 JB P3.4,KEYIN1 ;有新的按键否？ MOV R1,#32H ;无，设定温度显示地址 CALL DISP ;显示设定温度地址中的值 MOV R5,4FH ;几秒钟后无按键则自动解除 ;设定温度模式D4: MOV R7,#0FFHD3: MOV R6,#0FFHD2: JB P3.4,KEYIN1 DJNZ R6,D2 DJNZ R7,D3 DJNZ R5,D4 JMP START0KEYIN1: JB P3.4,$ ;按键放开否？ MOV A,P3 ;放开则读 74922 键盘值 ANL A,#0FH MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV 20H,A ;按键值存入(20H) XRL A,#0AH ;是否按“*”？ JZ X1 ;是，则温度设定完成 MOV A,20HYYNN按键是“*”？有新的按键？是“*”？是“#”？显示NNYY温室温度自动控制系统设计 软件设计21 XRL A,#0BH ;#未设定键 JZ WAIT1 MOV A,20H ;不是*、#，则为数字键 XCH A,32H ;按键值存入(32H)，(33H) XCH A,33H温室温度自动控制系统设计 测试分析224 测试分析通过伟福编译器编译，观察各个寄存器和输出端口的值，发现程序能够完成既定的各项功能。温室结构的参数为：屋脊高 5.2m，檐高 3m，单跨度 6.5m，长为20m，地面面积为 130 平方米。这个薄膜温室的特点是：1. 能在可见光 0.40.7 微米范围内得到最大光照。2. 薄膜内表面的涂层处理能够有效地解决温室结露。3. 三层共挤技术使薄膜外层表面形成光滑表面，有效防止灰尘堆积。4. 采用双层充气膜，可大大提高温室保温性能，节省运行成本。要求温度的上限为 30，下限为 20。通过对温室运行时的实际观测，摘录一组数据如表 1 所示：表 1 测试数据温度提升区间()2022222525272730所需时间（s）60906090实际达到的温度值()216247272303绝对误差（）04030203从运行结果来看，控制后的温度误差范围小于等于 0.5,控制后的温室温度能够达到作物生长环境的要求。温室温度自动控制系统设计 结束语23结束语根据实际生产需要和环境调控的简单实用，作物整个生长周期被分为两个阶段，即营养生长阶段和生殖生长阶段。在营养生长阶段，采取温度优先的控制策略，减少能量消耗，降低调控机构的操作运行成本；而在作物的生殖生长阶段，通过有机结合作物生长模型、温室控制机构的调控效果模型和成本模型，实现经济最优目标的决策过程。从实际决策的实例来看，采用经济最优目标的策略来进行温室环境调控，给出最佳的温室环境控制方案，既能保证作物适宜的生长环境条件要求，又能保证温室经营者的利益。温室温度自动控制系统设计 参考文献24参考文献1 张义和，陈敌北，改编：刘丹等 .例说 8051M. 北京：人民邮电出版社，2006，4355.2 吴金戍，沈庆阳，郭庭吉. 8051 单片机实践与应用M. 北京：清华大学出版社，2006，6882.3 陈明荧. 8051 单片机课程设计实训教材M. 北京：清华大学出版社，2005，112135.4 张友德，赵志英，涂时亮. 单片微型机原理、应用与实验M.上海：复旦大学出版社，2003，7891.5 沈庆阳. 单片机实践与应用M. 北京：清华大学出版社，2002，4582.6 林申茂. 8051 单片机彻底研究M. 北京：人民邮电出版社，2004，145178.7 沙占友 孟志永 王彦朋. 单片机外围电路设计M. 北京：电子工业出版社，2006，156214.8 杨金岩. 8051 单片机数据传输接口扩展技术与实例应用M. 北京：人民邮电出版社，2005，205231.9 李伯成. 嵌入式系统可靠性设计嵌入式系统与单片机系列丛书M. 北京：电子工业出版社，2006，5567.10 戴佳，苗龙，陈斌. 51 单片机应用系统开发典型实例M. 北京：中国电力出版社，2005，187204. 温室温度自动控制系统设计 致谢25致 谢本文是在 XXX 老师的悉心指导下完成的。 “悉心”二字，绝非可有可无。因为，从选题到今天成文，X 老师给予了我很大帮助，付出了大量的心血。可以说，没有X 老师的指导，就没有今天的顺利成文。在师从 X 老师做毕业设计的这段时间里，我感到学到很多东西。X 老师治学严谨、做事认真，大到结构，小至标点，一一从严要求，决不允许敷衍；X 老师为人真诚、待人热情，从选题至成文，说来惭愧，应该说是在 X 老师的推动下，才得以如期完成。很多时候，都是 X 老师给我主动打电话，帮助我规划好时间，及时传道授业、答疑解惑。从年前选定题目、到现在定稿完成，无论是寒假期间，还是在外奔波，X 老师的关怀帮助始终如一，这让我在感动的同时，又深感惭愧!X 老师很忙，教学、科研任务繁重。但我每次交稿，他都认真修改，及时回复。每每看到论文上细密的红色批语，深感暖意阵阵！也突然明白鲁迅对藤野先生认真修改他的笔记的那种感动。是的，在很多人将敷衍奉为圭臬的情形下，依然能够认真谨严做事，依然能够热情诚恳帮助别人的人，令人感激和钦佩！“学高为师，行为世范。 ”我再次明白了“老师”二字的厚重内涵!人生的各个阶段，一般要面临很多选择。大学四年，也概莫能外。我曾做出过不少选择，但事后令自己深感得意的，并不是很多。可是，师从 X 老师做毕业设计却不能不说是其中一个！在此，向 X 老师致以最诚挚的谢意！我还要感谢在大学四年来所有曾经教过及帮助过我的老师，是他们的谆谆教诲、无私奉献，使我增加了知识、提高了能力！没有他们，也就没有我四年学业的顺利完成！另外，我还要感谢四年来朝夕相处的同学，和他们切磋知识、交流思想，也使我感到受益匪浅！最后，向所有关心和帮助过我的老师和同学们致以最诚挚的谢意！ 温室温度自动控制系统设计 附录26附 录 附录 1 系统电路图附录 2 源程序代码程序要完成的功能是将总体温度控制在 2030之间，在这个范围内，可以设定任一温度值，并使之达到恒温效果；如果超出这个范围，则程序自动控制继电器工作使温度稳定在这个范围之间。程序中各寄存器说明如下：30H、31H：所测得的实际温度32H、33H：键盘设定的温度34H：系统的上限温度值（30）温室温度自动控制系统设计 附录2735H：系统的下限温度值（20）36H：旧温度值的存放地址源程序如下:ORG 00H JMP START ORG 0BH JMP TIM0START: MOV TMOD,#01H ;选择 TIMER0，MODE1 MOV TH0,#60 MOV TL0,#76 SETB TR0 ;启动定时器 T0 MOV IE,#82H MOV R4,#09H;(30H)-(38H) MOV R0,#30HCLEAR: MOV R0,#00H ;清除 RAM(30H)-(38H) DJNZ R4,CLEAR MOV A,#00H MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV 34H,A ;(34H)为上限温度：30 度 MOV A,#01H MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV 35H,A ;(35H)为下限温度：20 度 MOV 36H,#0FFH ;(36H)为存储的旧温度值START0: MOVX R0,A ;令 ADC0804 开始转换/WR=0WAIT: JB P3.4,KEYIN ;有按键否？按“*”才有效。P3.4=1 表;示有按键 JB P2.0,ADC ;检测 ADC0804 转换完成否？P2.0=1，; 则完成 JMP WAITADC: MOVX A,R0 ;将转换好的数据送入累加器 MOV 37H,A ;将现温度值存入 37H CLR C温室温度自动控制系统设计 附录28 SUBB A,36H ;现温度值减去旧温度寄存器的值 JC TDOWNTUP: MOV A,37H ;将现温度值存入 A CLR C SUBB A,34H ;与上限温度作比较 JNC POFF ;C=0 表示比上限温度大，必须停止加热 JMP LOOPPON: CLR P2.1 JMP START0POFF: SETB P2.1 ;继电器不动作，即停止加热 JMP LOOPTDOWN: MOV A,37H ;将现温度值存入 A CLR C SUBB A,35H ;与下限温度作比较 JC PON ;C=1 表示比下限温度小，须加热 JMP LOOPLOOP: MOV 36H,37H ;将现温度值存入 36H 中 CLR A MOV R4,#0FFH ;延迟 DJNZ R4,$ CALL L1 ;调用二-十进制转换程序 MOV 21H,#10H ;显示延迟 NOV R1,#30HDISP1: CALL DISP DJNZ 21H,DISP1 JMP START0L1: CLR C MOV 30H,#00H ;十进制转换的低位寄存器 MOV 31H,#00H ;十进制转换的高位寄存器 MOV R3,#08H ;调整的次数NEXT: RLC A ;将取入值转换为十进制 MOV R2,A MOV A,30H ADDC A,30H ;(30H)*2+CY DA A ;作十进制的调整温室温度自动控制系统设计 附录29 MOV 30H,A ;结果存回(30H) MOV A,31H ADDC A,31H DA A MOV 31H,A MOV A,R2 DJNZ R3,NEXTL2: MOV A,30H ;(30H)*2 ADD A,30H DA A MOV 30H,A MOV A,31H ;(31H)*2 ADDC A,31H DA A MOV 31H,A RETKEYIN: JB P3.4,$ ;有按键，放开否？ MOV A,P3 ;是则读 74922 的按键值 ANL A,#0FH ;取有效的低 4 位 MOV DPTR,#TABLE ;至 TABLE 取键盘转换码 MOVC A,A+DPTR XRL A,#0AH ;是否按“*”？ JNZ START0 ;不是，回到现在温度模式 JB P3.4,KEYIN1 ;有新的按键否？ MOV R1,#32H ;无，设定温度显示地址 CALL DISP ;显示设定温度地址中的值 MOV R5,4FH ;几秒钟后无按键则自动解除 ;设定温度模式D4: MOV R7,#0FFHD3: MOV R6,#0FFHD2: JB P3.4,KEYIN1 DJNZ R6,D2 DJNZ R7,D3 DJNZ R5,D4 JMP START0温室温度自动控制系统设计 附录30KEYIN1: JB P3.4,$ ;按键放开否？ MOV A,P3 ;放开则读 74922 键盘值 ANL A,#0FH MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV 20H,A ;按键值存入(20H) XRL A,#0AH ;是否按“*”？ JZ X1 ;是，则温度设定完成 MOV A,20H XRL A,#0BH ;#未设定键 JZ WAIT1 MOV A,20H ;不是*、#，则为数字键 XCH A,32H ;按键值存入(32H)，(33H) XCH A,33HWAIT1: MOV R1,#32H ;设定温度显示地址 CALL DISP JB P3.4,KEYIN1 JMP WAIT1X1: JMP START0DISP: MOV A,R1 ANL A,#0F0H ;D1 值：取(30H)高 4 位 SWAP A MOV 38H,A INC R1 MOV A,R1 ANL A,#0FH ;D2 值：取(31H)低 4 位 SWAP A ORL A,38H ;D1,D2 合成为 8 位 MOV P1,A CALL DELAY ;扫描延迟 RETTIM0: PUSH ACC PUSH PSW MOV TH0,#60 ;重设中断时间 MOV TL0,#76温室温度自动控制系统设计 附录31 MOV A,33H CJNE A,31H,T ;设定温度的十位是否等于所 ;测温度的十位数 MOV A,32H CJNE A,30H,T ;设定温度的个位是否等于所 ;测温度的个位数 JMP OFF ;个位相等，则令加热器停止加热T: JC OFF ;设定温度小于现在温度，停止加热 CLR P2.1 ;否则加热RETURN: POP PSW POP ACC RETIOFF: SETB P2.1 ;停止加热 JMP RETURNDELAY: MOV R7,#06 ;显示器扫描时间D1: MOV R6,#248 DJNZ R6,$ DJNZ R7,D1 RETTABLE: DB 01H,02H,03H,0FFH DB 04H,05H,06H,0FFH DB 07H,08H,09H,0FFH DB 0AH,00H,0BH,0FFHTABLE1 : DB 4BH DB 32H END 温室温度自动控制系统设计 附录32g an employment tribunal claiEmployment tribunals sort out disagreements between employers and employees.You may need to make a claim to an employment tribunal if:you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against youyour employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.For more information about dismissal and unfair dismissal, see Dismissal.You can make a claim to an employment tribunal, even if you havent appealed against the disciplinary action your employer has taken against you. However, if you win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal.Remember that in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. If your application is received after this time limit, the tribunal will not usually accept i.If you are worried about how the time limits apply to you, take advice from one of the organisations listed under Further help.Employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an oath or affirmation.Most people find making a claim to an employment tribunal challenging. If you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed under Further help.If you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of your compensation if you win the case. This is known as a damages-based agreement. In England and Wales, your solicitor cant charge you more than 35% of your compensation if you win the case.If you are thinking about signing up for a damages-based agreement, you should make sure youre clear about the terms of the agreement. It might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a Citizens Advice Bureau. To find your nearest CAB, including those that give advice by e-mail, click on nearest CAB.For more information about making a claim to an employment tribunal, see Em