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基于C51的香菇大棚温控系统的实现

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基于C51的香菇大棚温控系统的实现

【摘 要】本文以AT89C51为核心,利用DS18B20传感器、LED数码显示电路、空调器和报警电路组成香菇大棚温室控制系统。系统中使用温度传感器,把采集的温度信号转换为数字电压信号送给单片机,由单片机控制LED显示电路实时显示温室内的温度。当温度超过设定值,报警系统报警,进而对大棚内的温度进行控制。

【关键词】AT89C51;DS18B20传感器;LED数码显示

0.引言

随着科学技术的进步,温室种植成为一种先进的种植手段,可以使水果蔬菜跨时令跨区域的生产。为了能够大规模的生产香菇,为了提高香菇的产量,菇农们也引进了温室大棚种植系统。那么采用温室大棚种植必须要满足香菇生长对温度的需求,本文设计了个基于C51的大棚温室温度控制系统。在系统中使用传感器实时采集大棚里的温度信号,并把温度信号转为电压信号,经过模数转换送入单片机,经单片机处理后控制数码显示器,显示大棚内的温度。并且当温度超过上下限温度时,由单片机输出控制信号,驱动报警器报警,同时对大棚内的温度进行控制。

1.控制系统设计原理

本系统以单片机为核心,由温度传感器,LED数码显示电路,声光报警电路,空调电路组成。在系统中实时采集、显示、调整香菇大棚的温度,实现了自动控制。系统框图如下:

图1 香菇大棚温控系统框图

该温度测控系统的工作原理就是通过单片机编程,使温度传感器去检测大棚内实际温度,并由数字显示电路显示出当时的温度值,如果采集的温度值高于温度上限值时,系统将发出报警,同时自动开启空调制冷系统,把温度降下来。当温度降到一定的程度,即低于上限复位值时,立即关闭空调制冷系统,此时空调处于低功率节能状态。当采集的温度值低于下限报警温度值时,系统又发出报警,自动启动空调制热系统,使大棚内的温度上升,当温度上升到一定的程度,即高于下限复位值时,立即关闭空调制热系统,使空调处于待机状态,从而使温室大棚的温度值维持在一定的范围内[1]。

1.1智能温度传感器

温度传感器的作用主要是用来实时检测香菇大棚内的温度,并且把温度信号转为电压或者电流信号送给单片机。在这里选用DS18B20智能温度传感器,因为DS18B20温度传感器既能对温度进行测量,又能设定所需要的控制温度。其

自身又具有模数转换功能,不需要专门的A/D转换电路,直接输出数字信号电压值,性能可靠。

DS18B20测温原理如图2所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振 随温度变化其振荡率明显改变,所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当计数器1的预置值减到0时,温度寄存器的值将加1,计数器1的预置将重新被装入,计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图2中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正计数器1的预置值[2]。

图2 DS18B20测温原理

1.2 AT89C51主控器件

单片机应用电路模块由核心芯片AT89C51、时钟电路和复位电路组成。该模块的功能是让单片机正常工作,对由DS18B20读取的温度输入数据进行处理,并通过P0口将温度数据送至数据显示模块完成显示。

AT89C51 提供以下标准功能:4k 字节Flash 闪速存储器,128字节内部RAM,32 个I/O 口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位[3]。

单片机AT89C51的P3.4与温度传感器DS18B20相连,P1口接74LS244驱动七段码,P3.0~P3.3通过驱动三极管接到共阳数码管的COM端。温度传感器DS18B20将被测环境温度转化为带符号的数字信号(以十六位补码形式,占两个字节),传感器可置于离装置120米以内的任何地方,输出脚I/O直接与单片机的P3,4相连,传感器采用外部电源供电[4]。

2.结语

该系统的设计实现了温度的实时检测和控制,自动化程度高,抗干扰能力强,成本低,广泛适用于农业香菇大棚,蔬菜大棚等生产中,为农作物的生长提供了一个很好的环境,使农业生产量增加,并节省了大量的人力物力,深受广大农民群众的喜爱。

【参考文献】

[1]李振东.蔬菜温室大棚温度控制系统[D].中国海洋大学,2010:5-7.

[2]百度百科http://baike.http://www.cmpx.com.cn//view/1341776.htm.

[3]李全利.单片机原理及应用技术[M].北京:高等教育出版社,2001.185-189.

[4]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,1996:274-279.

基于C51的香菇大棚温控系统的实现

基于C51的香菇大棚温控系统的实现【摘要】本文以AT89C51为核心,利用DS18B20传感器、LED数码显示电路、空调器和报警电路组成香菇大棚温室控制系统。系统中使用温度传感器,把采集的温度信号转换为数字电压信号送给单片机,由单片机控制LED显示电路实时显示温室内的温度。当温度超过设定值,报警系统报警,进而对大棚内的温度进行控制。
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