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毕业设计-基于单片机的大棚温湿度控制—硬件电路设计，共53页，24724字，附电路图、实物图、开题报告等
主要内容
针对大棚内温度、湿度，研究单片机控制的温室大棚自动控制，综合考虑
系统的精度、效率以及经济性要求多方面因素之后，设计一种基于AT89S52单
片机的温室大棚温湿度控制系统，解决温室大棚人工控制测试的温度及湿度误
差大，且费时费力、效率低等问题。本系统采用AT89S52单片机作为控制器
，SHT11温湿度传感器作为温湿度数据采集系统，可对执行机构发出指令实现
大棚温湿度参数调节，实现数据采集，数据处理，数值显示，键盘扫描等功能
。本系统性能可靠、成本低、结构简单、集成度高、调试方便、测试精度高、
具有一定的实用价值，能实现对温室内温湿度的自动调节。要求达到的技术指
标：测温范围为-40~+100℃，测湿范围为0 ~ 100%RH，温湿度控制设定可调，
并在LCD上显示。
其中，我主要负责硬件电路的设计，除了查阅大量资料、进行市场调研外
，我还负责硬件电路方案的设计、比较、选择，电路图的绘制、仿真以及最后
硬件电路的实物制作。同时，做好协助课题组其他成员软件编程和传感器部分
的设计工作。
下面介绍一下，系统的具体研究内容、目标成果、设计功能及要求：
1、本系统主要研究内容
①数据采集、控制方法研究，应用电路设计
②运放应用：信号调理电路的设计仿真
③信号检测：A/D变换、V/F变换，低通滤波和非线性算法研究
④系统的温湿度控制方法研究，输出控制电路设计
2、研究的目标成果
· 系统完整电路设计。
· 系统的软件编程和功能调试，整机性能测试。
· 上电后能够实时、准确的显示采样温度值与湿度值。
· 通过采集温度及湿度值，准确的判断预设值与当前值之间的差异，及时的启动报警装置（警报提示音）进行报警，并自动启动相应的设备工作加以控制。
· 温湿度控制设定可调。根据植被在不同时间段内对温湿度的不同要求，用户可以通过按键更改温度及湿度的预设上下限值，以满足不同需求。
· 可查询设定温度、湿度报警上限值和下限值，并通过显示器显示。
· 实物的仿真设计及制作，小型的封闭式温室大棚模型设计制作。

中文摘要
在现代化的蔬菜大棚管理中通常采用温湿度自动控制系统来控制大棚温湿度，适应生产需要。
本文针对大棚内的温湿度，研究基于单片机的控制系统，综合考虑系统的精度、效率以及经济性要求多方面因素之后，设计了一种基于STC89C52单片机的温室大棚温湿度控制系统，解决了温室大棚人工测试控制温湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。本系统采用STC89C52单片机作为控制器，DS18B20温度传感器作为多点温度数据采集，DHT11温湿度传感器作为湿度数据采集，MCU对采集到的温湿度数据进行处理，然后通过液晶屏LCD1602来实现数据的显示；设置温湿度上下限预警，越限时启动相应的控制设备，实现对温湿度实时的自动调控功能。
本系统性能可靠、成本低、结构简单、集成度高、调试方便、测试精度高、具有一定的实用价值，能实现对大棚内温湿度的自动调节。本设计可以达到的技术指标：测温范围为-20~+70℃，测湿范围为20 ~ 80%RH，温湿度上下限控制设定可调，并在LCD上实时显示。
关键词：温湿度控制；传感器；单片机；DS18B20；DHT11

目 录
第一章 引言 1
1.1 选题背景 1
1.2 选题的目的和意义 1
1.3 研究的目标成果 2
第二章 系统分析与方案论证 3
2.1 系统分析 3
2.1.1 设计思想 3
2.1.2 设计功能及要求 3
2.2 系统方案设计 4
2.2.1 温湿度采集方案设计 4
2.2.2 主控芯片方案 6
2.2.3 显示部分方案设计 7
2.2.4 报警及控制设备部分方案设计 8
2.3 系统最终方案 8
第三章 主要芯片介绍和系统硬件电路设计 9
3.1 单片机芯片及最小系统电路 9
3.1.1 STC89C52简介 9
3.1.2单片机最小系统 10
3.2 温度采集模块 11
3.2.1 DS18B20简介 11
3.2.2 DS18B20时序操作 13
3.2.3 DS18B20的硬件设计 14
3.2.4温度计算 15
3.3 湿度采集模块 15
3.3.1 DHT11简介 15
3.3.2 DHT11时序操作 16
3.3.3 DHT11的硬件设计 18
3.3.4湿度计算 19
3.4 显示电路 19
3.3.1 LCD1602简介 19
3.3.2 LCD1602时序操作 20
3.3.3显示电路硬件设计 22
3.3.4显示字符及定位 23
3.5 蜂鸣器报警电路 25
3.6 按键扫描电路 26
3.7 温湿度控制设备模块 27
3.7.1 继电器HK4100F-DC5V-SHG简介 27
3.7.2 继电器驱动原理 28
3.7.3 温湿度控制设备模块的硬件设计 29
3.8 系统硬件总电路 32
第四章 软件设计 33
4.1 主程序设计 33
4.2 主程序框图 33
4.3 温度采集程序框图 35
4.4 湿度采集程序框图 36
第五章 系统调试及结果分析 37
5.1 测试所使用的仪器 37
5.2 硬件测试 37
5.2.1 液晶LCD1602显示测试 37
5.2.2 温度采集测试 37
5.2.3 湿度采集测试 38
5.2.4 温度控制测试 38
5.2.5 湿度控制测试 40
5.3 统一调试 42
5.4 温湿度测试结果分析 42
第六章 结论与设想 44
6.1 结论 44
6.2 设想与展望 44
收获体验及谢辞 46
参考文献 47
附录 系统效果图 48