摘 要 本设计为基于单片机的温度和湿度监测控制系统，程序和硬件采用模块化、层次化设计。在温室大棚中，智能的控制系统将直接影响到农作物的产量以及生长情况等等。近些年来，各种各样的单片机和传感器迅速发展，因此我们可以用这些来使温室智能控制系统更加完善。本次设计是以STC89C52单片机为主控芯片，用新型的数字智能温湿度传感器DHT11，主要是对温度、湿度的监测，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机STC89C52进行数据的分析和处理，为显示提供信号，显示部分采用字符型LCD1602液晶显示器显示所测温度和湿度值，控制部分采用加湿设备、加温设备、降温设备控制温湿度的高低。本系统设计电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，具有一定的实用价值[1]。 最后，在实验室环境下进行了系统测试。实验结果表明，所设计系统具有较高准确性；同时，也证明了本设计所采用软硬件设计方法的有效性。
目录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 1
1.3 本课题的研究内容 2
2 系统总体设计方案 3
2.1 方案论证与设计 3
2.2 系统的组成及工作原理 4
3 系统硬件电路设计 5
3.1 单片机及其最小系统电路 5
3.1.1 STC89C52各引脚功能 5
3.1.2 复位电路 7
3.1.3 时钟电路 7
3.2 显示电路 7
3.2.1 1602字符型LCD简介 7
3.2.2 引脚功能 8
3.2.3 1602控制操作 9
3.3 温湿度传感器电路 9
3.4 电源电路 12
3.5 按键电路 13
3.6 步进电机与单片机接口电路 13
3.7 声光报警电路 14
3.8 DHT11温湿度传感器电路 14
3.9 温湿度调节控制电路 15
3.10 开窗和闭窗及开幕和闭幕电路 16
4 系统软件设计 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
17
4.1 程序设计总体方案 17
4.2 按键电路子程序 17
4.3 温湿度采样电路子程序 18
4.4. 温湿度控制电路子程序 19
4.5 报警电路子程序 20
4.6 开窗和闭窗及开幕和闭幕电路子程序 21
5 测试与分析 23
5.1 软硬件联调 23
5.2 测试数据 24
5.3 测试结果分析 24
6 总结与展望 25
参考文献 26
致谢 27
附录1： 28
附录2：总电路图 39
附录3：电源电路图 40
1 绪论
1.1 研究背景
现代农业生产中对农作物周围环境的控制是提高农作物质量的重要一环。温室环境与生物的生长有着密切得关系，进行环境监控是实现温室自动化、科学化的保证，并对检测数据进行分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。所以对大棚内的温度、湿度与光照强度等参数的控制就显的非常重要了。老式的方法是酒精或水印温度计测量温度和湿度，再对不符合的温度、湿度进行灌溉、降温等。测量的误差大、随机性大，随意性强。为了克服以上几点不足，我们需要一种造价低廉，使用方便且测量准确的自动测控系统[2]。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但
是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件，不利于在我国广
泛地推广，因此需要需用适合我国需要的系统。
通过查阅文献资料，总结出目前大棚温室自动控制系统的研究如下：
（1）采精确的温湿度传感器作为检测元件
该系统性能主要影响因素之一是环境温度和湿度的检测精度，以前国内大棚中多采用的水银温度计，水银温度计存在精度不高、误差大、线性度差等缺点。
随着传感器技术的飞速发展，温湿感器已从模拟器件发展成为小型的数字化集成芯片。新型的温湿度传感器采用数字CMOS工艺，将采集传感器与模数转换集成到了一起；并可直接输出温度和湿度数据，可实现与微处理器直接相连[4]。
（2）采用高性能微处理器作为控制核心
在大棚控制系统研究中，广泛采用高性能微处理器（例如：MCS51单片机、STC公司STM32单片机）作为控制处理器，提高了温度和湿度控制系统的控制精度和动态管理速度。
（3）利用利用硬件保护技术，控制电源部分实现快速保护
尽管目前单片机速度在迅速提高，但是某些场合还是需要硬件提供保护，因为硬件保护具有更快的速度,再次确保整个系统的安全性。
1.3 本课题的研究内容
本项目主要研究一个基于大棚自动控制系统。主要研究内容如下：
（1）根据大棚控制系统的各项性能指标，提出系统的总体设计方案。
（2）研究大棚控制系统的硬件电路设计，包括：温湿度传感器怎么选取、弱电控制强电电路、LCD显示电路、键盘控制电路、报警指示电路等设计。
（3）对硬件电路、软件程序进行调试，并解决出现的问题。
2 系统总体设计方案
2.1 方案论证与设计
（1）主控电路
方案一：采用可编程逻辑器件FPGA作为控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，I/O资源丰富，易于进行功能扩展，但是FPGA成本高且电路复杂。
方案二：采用STC89C52单片机作为主控器，软件编程简洁灵活、且其功耗低、技术成熟，成本低廉。本系统控制器主要是进行信号的处理以及风扇电机的控制。经综合考虑，本系统设计的功能使用51单片机均可实现，且性价比高，故采用方案二。
（2）角度传感器
方案一：用DS18B20传感器。DS18B20是一款小而精确的超低功耗温度计，可以测量精准的温度，其测量精度较高，但是数据处理比较麻烦，成本较高。
方案二：使用DHT11传感器。该集成芯片为专用的温度和湿度测量芯片，具有体积小、灵敏度高，接线简单等优点。综合考虑使用方案二。
（3）按键选用
方案一：采用矩阵键盘，可输入的值比较多，占用I/O口少。
方案二：采用独立键盘。操作简单，本系统不需要较多按键，为节约成本。采用方案二。
（4）显示电路
方案一：使用数码管显示。数码管由于显示速度快，使用简单，亮度也比较高，显示效果简洁明了而得到了广泛应用。但是最大的缺点是稳定性差，在调试中比较耗时显示内容少，需要加驱动电路而且占用单片机资源比较多。
方案二：用LCD1602液晶显示。1602是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式液晶，1602分为上下2行，每行显示16个字符。驱动简单，但不能显示汉字。
本系统不需要显示很多东西，综合考虑后选择第二种方案。

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