1、 1 基于单片机温室大棚温度控制设计 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
2、片机、温室大棚、温度控制 一、 硬件设计 （一）设计目标 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。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。 （二）设计思路 系统原理框图如图 1 所示。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
3、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。 1 图 1 系统原理框图 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。 （三）基于 AT89C51 的单片机小系统 本系统采用 Atmel 公司所生产的 AT89C51 单片机。 AT89C51 单片机小系统如图 2 所示： 图 2 单片机小系统 这个小系统由时钟脉冲和复位电路组成， AT89C51 内部已具备振荡电路，
4、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 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 1 12MHz。AT89C51 的复位引脚为第 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 1 s,两个机器周期为 12s,因此，在第 9 脚上连接一个 12s 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 +5V 电压时， 电容相当于短路，经过一段时间（
5、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。 （四）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 所示，它的工作过程为：系统通过 AD590 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 ADC0804 的转化变成数字量，以便单片机辨认接收。 图 3 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：
6、OPA1：以 0为标准，调节可变电阻 R10 使其输出电压为 2.73 伏特。 1 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。 温度值 OPA1 OPA2 OPA3 ADC VIN ADC 输出值 0 2.732V 0V 0V 0V 00H 10 2.832V -0.1V 0.5V 0.5V 19H 20 2.932V -0.2V 1V 1V 32H 30 3.032V -0.3V 1.5V 1.5V 4BH 40 3.132V -0.4V 2V 2V 64H 50 3.232V -0.5V 2.5V 2.5V 7DH 60 3.332V -0.6V 3V 3V 96H 70 3.432V -0.7V 3.5V 3.5V AFH 80 3.532V -0.8V 4V 4V C8H 90 3.632V
