基于51单片机的蔬菜大棚温度控制系统设计

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1、 学号20100604050321 密级_ 兰州城市学院本科毕业论文 基于51单片机的蔬菜大棚温度检测系统的设计学 院 名 称：培黎工程技术学院专 业 名 称：电子信息工程与技术学 生 姓 名：王永良指 导 教 师：赵彦敏 讲师 二一一年九月 BACHELORS DEGREE THESISOF LANZHOU CITY UNIVERSITYBased On 51 Single Films Greenhouse Temperature Detection System DesignCollege ：Lanzhou City UniversitySubject ：Electronic Inform

2、ation Science and TechnologyName ：Wang yongliangDirected by ：Zhao yanmin Professor Sep 2011 郑 重 声 明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名： 王永良 日期： 2011年9月25号 摘 要我国北方冬季寒冷而漫长，大力推广蔬菜大棚种植蔬菜能

3、够更好地满足人民日益提高的生活需要。蔬菜大棚内通过调节温度可以有效地控制二氧化碳的浓度，二氧化碳是对植物生长起着重要的作用。因此，对棚内温度的控制是非常重要的。本文介绍的分布式单总线蔬菜大棚温度监测预警系统，采用全数字化设计，直接监测每个棚内不同部分的温度，通过对温度的良好控制，有效地提高蔬菜的产量。本温度设计采用现在流行的AT89S52单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。关键词

4、：单片机应用；温度采集控制；DS18B20应用AbstractIn north China in winter long and cold, vigorously promote vegetables grow vegetables are better able to shed low meet peoples increasing needs.By adjusting the temperature can effectively control both concentrations. Therefore, to secretly temperature control is very

5、important. This paper introduces distributed single bus vegetables canopy temperature monitoring and warning system, adopting digital design, direct monitoring each secretly various parts of the temperature, through the good control of temperature, effectively improve vegetable production. This temp

6、erature design USES popular now AT89S52 SCM, match with DS18B20 digital temperature sensor, the temperature sensor to set temperature on the floor. SCM detect temperature signal input and the temperature of the upper and lower limit comparison, thus judge whether starter relay to unlock equipment.Th

7、is design still joined common digital tube display and state lamp display lamps are commonly used circuit, make whole design more integrated and more flexible.Keywords: microcontroller applications; temperature acquisition and control; DS18B20 application 目 录摘 要IVAbstractV目 录VI第一章 绪论11.1 蔬菜大棚温度控制系统的

8、目的11.2 蔬菜大棚温度控制系统完成的功能2第二章 总体设计方案32.1 方案一32.2 方案二3第三章 硬件电路设计63.1 AT89S52 的选用63.2 温度采集模块的设计73.3 显示模块的设计133.4 晶振电路143.5 复位电路153.6 加热和制冷电路163.7 串行通信模块设计16第四章 系统软件设计194.1 系统软件的整体思路194.2 系统总流程图19第五章 结论25致 谢26参考文献27附录一 主板电路图28附录二 系统源程序29- VII -第一章 绪论1.1 蔬菜大棚温度控制系统的目的本设计的内容是蔬菜大棚温度测试控制系统，控制对象是温度。植物在生长发育的过程中

9、，温度的高低，直接影响到花卉的生理活动，如酶的活性、光合作用、呼吸作用、蒸腾作用，这是在原产地已形成固有的特殊性能。因温度周期的变化，可直接影响植物的生长，果实以及果实的数量大小等方面。生物正常的生命活动一般是在相对狭窄的温度范围内进行，大致在零下几度到50左右之间。温度对生物的作用可分为最低温度、最适温度和最高温度，即生物的三基点温度。当环境温度在最低和最适温度之间时，生物体内的生理生化反应会随着温度的升高而加快，代谢活动加强，从而加快生长发育速度；当温度高于最适温度后，参与生理生化反应的酶系统受到影响，代谢活动受阻，势必影响到生物正常的生长发育。当环境温度低于最低温度或高于最高温度，生物将

10、受到严重危害，甚至死亡。蔬菜大棚是开发日光资源、充分利用太阳光能的主要形式之一，能避光、增产、保湿，为蔬菜生长创造一个良好环境。蔬菜大棚作为一个相对封闭的环境，其内部形成了一个小气候环境，良好的空气环境是蔬菜正常生长的重要条件。为了增产、增收，要注意大棚内部的气体、温度和湿度3个要因素。气体主要是指棚内的二氧化碳的含量。当空气中的二氧化碳浓度提高到0.1%时，可使蔬菜光合作用速率增加1倍以上，增产20%80%；若使二氧化碳浓度降至0.005%时，光合作用几乎停止。蔬菜生长的适宜温度为2030。大棚内白天增温快，当棚外平均气温为15时，棚内可达4050。因此，要适时调节棚内温度，避免高温危害。塑

11、料大棚经常处于密闭状态，蒸发量大大减小，内部湿度一般在80%90%，湿度过大极易导致病虫害的发生。现在对大棚内气体、温度和湿度的有效调节，主要是通过适时的通风来实现。二氧化碳含量过大和湿度过大都会导致温度升高。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。1.2 蔬菜大棚温度控制系统完成的功能本设计是对蔬菜大棚内温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当蔬菜大棚内温度低于设定下限温度时，

12、系统自动启动加热继电器加温，使温度上升，同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时，停止加温；当蔬菜大棚内温度高于设定上限温度时，系统自动启动风扇降温，使温度下降，同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时，停止降温。温度在上下限温度之间时，执行机构不执行。数码管即时显示温度，精确到小数点一位。 第二章 总体设计方案2.1 方案一测温电路的设计，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，电路设计比较麻烦。2.2 方案二考虑使用DS18B20，结合单片

13、机电路设计，用一只DS18B20，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。比较以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。在本系统的电路设计方框图如图2-1所示，它由三部分组成:控制部分主芯片采用单片机AT89S52；显示部分采用4位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示；温度采集部分采用DS18B20温度传感器；加热制冷控制电路。图21 温度计电路总体设计方案1. 控制部分单片机AT89S52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用，系统应用三节电池供电。2.

14、显示部分显示电路采用4位共阳LED数码管。3. 温度采集部分DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温。这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.0口，单片机接受温度并存储。此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单（1） DS18B20的性能特点如下：1) 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；2) 多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；

15、3) 无须外部器件；4) 可通过数据线供电，电压范围为3.05.5V；5) 零待机功耗；6) 温度以3位数字显示；7) 用户可定义报警设置；8) 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；9) 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 (2) DS18B20的内部结构DS18B20采用3脚PR35封装，如图2-2所示；DS18B20的内部结构，如图2-2所示。图22 DS18B20封装(3) DS18B20内部结构主要由四部分组成：1) 64位光刻ROM。开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC

16、校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。2) 非挥发的温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限值。3) 高速暂存存储，可以设置DS18B20温度转换的精度。4) CRC生。 第三章 硬件电路设计3.1 AT89S52 的选用1.AT89S52的参数AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52

17、为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2.AT89S52的性能AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可

18、编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工

19、作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。图3-1是它的接线图和实物图。 3-1单片机电路引脚图和实物图3.2 温度采集模块的设计1.DS18B20的工作原理根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：1. 每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位；2. 复位成功后发送一条ROM指令；3. 最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待1560微秒左右后

20、发出60240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，具体工作方法如,图3-2,3-3，3-4所示。(1) 初始化时序 图3-2 初始化时序 总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，主机响应应答脉冲。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。主机输出低电平，保持低电平时间至少480us，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7K上拉电阻将总线拉高，延时1560us，并进入接受模式，以产生低电平应答脉冲，若为低电平，再延时480us。(2) 写时序 图 3-3 写时序写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us，且在2次独立

21、的写时序之间至少需要1us的恢复时间，都是以总线拉低开始。写1时序，主机输出低电平，延时2us，然后释放总线，延时60us。写0时序，主机输出低电平，延时60us，然后释放总线，延时2us。(3) 读时序 图34 读时序总线器件仅在主机发出读时序是，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60us，且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15us之内采样总线状态。主机输出低电平延时2us，然后主机转入输入模式延时12us，然后

22、读取总线当前电平，然后延时50us2. DS18B20的测温原理 每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列号，在出厂前已写入片内ROM 中。主机在进入操作程序前必须用读ROM(33H)命令将该DSl8B20的序列号读出。程序可以先跳过ROM，启动所有DSl8B20进行温度变换，之后通过匹配ROM，再逐一地读回每个DSl8B20的温度数据。DS18B20的测温原理如图3-6所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打

23、开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55 所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器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2.3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程

24、中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值. 图3-5 测温原理内部装置另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）发ROM功能命令发存储器操作命令处理数据。图3-6 测温原理内部装 3 .ROM操作命令当主机收到DSl8B20 的响应信号后，便可以发出ROM 操作命令之一，这些命令如表3-7：ROM操作命令。ROM操作命令：表3-7：指令约定代码功 能读ROM33H读DS18B20 ROM

25、中的编码符合ROM55H发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，访问单线总线上与该编码相对应的DS18B20 使之作出响应，为下一步对该DS18B20的读写作准备搜索ROM0F0H用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数和识别64位ROM地址，为操作各器件作好准备跳过ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度变换命令，适用于单片工作。警告索命令0ECH执行后，只有温度超过设定值上限或者下限的片子才做出响应温度变换44H启动DS18B20进行温度转换，转换时间最长为500MS，结果存入内部9字节RAM中读暂存器0BEH读内部RAM中9字节的内容写暂存器4EH发出向内部R

26、AM的第3，4字节写上、下限温度数据命令，紧跟读命令之后，是传送两字节的数据复制暂存器48H将E2PRAM中第3，4字节内容复制到E2PRAM中重调E2PRAM0BBH将E2PRAM中内容恢复到RAM中的第3，4字节读供电方式0B4H读DS18B20的供电模式，寄生供电时DS18B20发送“0”，外接电源供电DS18B20发送“1” 3.3 显示模块的设计 为了清楚地了解DS18B20的工作情况，设计了此显示模块，也有利于数据传输的准确性验证。1.数码管的结构和工作原理 常用的数码管显示器为8段，每一段对应一个发光二极管，分为共阳和共阴两种。共阴极LED显示的发光二极管的阴极连接在一起，通常此

27、公共阴极接地。当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED的发光二极管的样机连接在一起，通常此公共阳极接高电平，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。2动态显示常用的数码管显示器为8段，每一段对应一个发光二极管，分为共阳和共阴两种。共阴极LED显示的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地。当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED的发光二极管的样机连接在一起，通常此公共阳极接高电平，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。图3-8 显示部分3.4 晶振

28、电路单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容，中间再并个12MHZ的晶振，形成单片机的晶振电路。晶体振荡器在固定频率振荡器中能够提供较高的精度，绝大多数RTC采用32.768kHz的晶体，晶体振荡器输出经过分频后会产生1Hz的基准来刷新时间和日期。RTC的精度主要取决于晶振的精度，晶体振荡器在固定频率振荡器中能够提供较高的精度，绝大多数RTC采用32.768kHz的晶体，晶体振荡器输出经过分频后会产生1Hz的基准来刷新时间和日期。RTC的精度主要取决于晶振的精度，晶振一般在特定的电容负载下，其调谐振荡在正确的频点，而当晶振调谐于12.5pF负载的RTC电路中时，使用6pF负载的晶振将会

29、使时钟变快。Dallas Semiconductor提供的所有RTC均采用内部偏置网络，因而晶振可直接连接到RTC的X1、X2引脚，而不需要额外的元件。由于RTC的晶振输入电路具有很高的输入阻抗，因此，它与晶振的连线犹如一个天线，很容易耦合系统其余电路的高频干扰。而干扰信号被耦合到晶振引脚将导致时钟数的增加或减少。考虑到线路板上大多数信号的频率高于32.768kHz，所以，通常会产生额外的时钟脉冲计数。因此，晶振应尽可能靠近X1、X2引脚安装，同时晶振、X1/X2引脚的下方最好布成地平面图3-9 晶振电路3.5 复位电路 当AT89S52单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期

30、以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。上电或开关复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位。上电后，由于电容的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作图3-10 复位电路3.6 加热和制冷电路图3-11 加热和制冷电路3.7 串行通信模块设计1. MAX232简介MAX232芯片是

31、美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。主要特点：1、符合所有的RS-232C技术标准 2、只需要单一 +5V电源供电 3、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V- 4、功耗低，典型供电电流5mA 5、内部集成2个RS-232C驱动器 6、内部集成两个RS-232C接收器2.串行通信结构MCS-51系列内部含有一个可编程全双工串行通信接口，具有UART（通用异步接收和发送器）的全部功能。该接口电路不仅能同时进行数据的发送和接收，也可作为一个同步移位寄存器使用。可构成双机或者多机通信系统。3. 串行同信的工作原

32、理在进行异步通信时，数据的发送和接收分别在各自的时钟控制下进行的，但都必须与字符位数的波特率保持一致。MCS-51串行口的发送和接收时钟可由两种方式产生，一种是由主机频率经分频后产生，另一种方式是由内部定时器的溢出率经16分频后提供。收发过程 发送和接收的过程如下：串行口的发送过程启动时由一条写发送缓冲器的指令把数据写入串行口发的发送缓冲器SBUF中，再由硬件电路自动在字符的始末加上起始位（低电平）、停止位（高电平）及其他控制位（如奇偶位），然后在移位脉冲SHIFT的控制下，低位在前，高位在后，从TXD端（方式0除外）一位位地向外发送。串行口的接收与否受制于允许接收位REN的状态，当REN被软

33、件置“1”后，允许接收器接收。接收端RED一位位地接收数据，直到收到一个完整的字符数据后，控制电路进行最后一次移位，自动去掉起始位，使接收中断标志位R1置“1”，并向CPU申请中断。CPU响应中断，把接收缓冲器SBUF的内容读入累加器。T1和R1是由硬件置位的，但需要用软件复位。它的相关寄存器有：SBUF是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器，可同时发送、接收数据。两个缓冲器只用一个字节地址99H，可通过指令对SBUF的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。串行口对外有两条独立的收发信号线RXD(P3.0)、TXD(P3.1)，因此可以同时发送、接收数据，实现全双工。SCON寄存

34、器用了控制串行口的工作方式和状态，可按位寻址，其字节地址为98H。PCON中的SMOD用来控制波特率加倍。TMOD设置定时器1的工作方式，用来产生波特率。如果用到中断，则还余姚用到中断相关的寄存器IE,IP等。MCS-51系列单片机有4中工作方式，可通过SCON中的SM0,SM1的设置进行选择图3-11 串行通信结构图第四章 系统软件设计4.1 系统软件的整体思路一个应用系统要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有

35、时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用与S51系列单片机相对应的51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。 汇编语言的优点就是速度快，实时性高，应用高级语言经过软件的编译，往往不会有直接编写汇编语言来的简洁；但其缺点就是用一种单片机就得学一种汇编，而且没有高级语言来的直接易懂。 般用于实时性高的场合，就是要求响应速度快。现在大部分单片机还是以C语言为主，在实时性要求高的地方，可以内嵌汇编，就是只有那部分代码是汇编写的。MCS51指令系统的指令长度较短，它在存储空间和执行时间方面具有较高的效率，编成的程序占用内存单元少，执行也非常的快捷，与本

36、系统的应用要求很适合。而且MCS51指令系统有丰富的位操作（或称位处理）指令，可以形成一个相当完整的位操作指令子集，这是MCS51指令系统主要的优点之一。对于要求反应灵敏与控制及时的工控、检测等实时控制系统以及要求体积小、系统小的许多“电脑化”产品，可以充分体现出汇编语言简明、整齐、执行时间短和易于使用的特点。本装置的软件包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序、以及有关DS18B20的程序（初始化子程序、写程序和读程序）。4.2 系统总流程图系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，复位应答子程序，写入子程序等。图4-1 系统总流程图1.主程序流程图 1）主程序主程序的主要功能是

37、负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图4-2所示。通过调用读温度子程序把存入内存储中的整数部分与小数部分分开存放在不同的两个单元中，然后通过调用显示子程序显示出来。图4-2 主程序流程图2.读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。DS18B20的各个命令对时序的要求特别严格，所以必须按照所要求的时序才能达到预期的目的，同时，要注意读进来的是高位在后低位在前，共有12位数，小数4位，整数7位，还有一位符号位。其程序流程

38、见图4-3所示图4-3 读出温度子程序3.复位，应答子程序其程序流程见图4-4所示图4-4读出温度子程序4.写入子程序一个应用系统要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用与S51系列单片机相对应的51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。其程序流程见图4-5所示图 4-5 写入子程序第五章 结论写完这篇毕业论文总结预示着我即

39、将毕业，即将走出可爱的校园步入社会的大讲堂，开始我的又一个新的人生旅程。那么，我应该记下一些东西，对我的毕业论文做一个总结，划上一个完整的句号。我的毕业设计是基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统。当我接到选题通知后，开始着手论文的准备工作。开始的时候，我不知道要如何写起，要往哪方面着手。这个时候张文洁老师给我很大的帮助，给我指明了设计的思路。通过张老师的指导与帮助，我就开始了第一步搜集资料的重要工作。从搜集文献到硬件电路的完成，到软件程序的实现，到论文的完成。每一次的进步都让我喜悦，每一次张老师的指点都让我收获良多，每一次遇到困难都让我更我得学会挑战自我。通过这次的设计，我实现了温度控制的硬件连接

40、，了解了芯片的选用，模块的建立，都会遇到这样那样的问题，而每一次的冲破阻碍就会感到知识得到了升华。硬件设计我分为了以下模块：显示模块、A/D转换模块、键盘模块、温度控制模块和温度传感器模块。然后设计软件，编写程序调试硬件电路各个模块的功能。最后对整个系统联调，实现设计要求。最终结果表明：我的设计是合理的，能很好的达到预期的效果和要求。大学三年我从书本中学了很多知识，这是第一次自己动手完成一项任务。以前虽然我也做过一些实验，但那都是简单、单一的任务，远远没有这次毕业设计这样的系统。通过这次系统的设计，我不但增强了编程的能力，更培养了分析问题和解决问题的能力。而且是我的画图能力得到了进一步的提高，

41、知道了很多以前不知道的技巧，让我明白了“实践出真知”的道理。时至今日，论文基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。遇到困难，我会觉得无从下手，不知从何写起；当困难解决了，我会觉得豁然开朗，思路打开了；当论文基本成形的时候，我感觉到了从没有过的成就感。 致 谢毕业设计是大学的最后一个阶段，是对大学三年所学知识的一个综合应用。经过几个月的奋战我成功的实现了温度控制的设计和研究。经过这个毕业课题的训练，使我更加了解了单片机和汇编语言的知识，以及数字、模拟电路的应用，提高了PROTEL的应用能力，增强了自己的动手能力和分析能力。因为我们只有对实践中

42、出现的纷繁复杂的情况分析摸索，才能够看清前方的迷雾，走出自己的道路。任何书面的理论与教条，在实践面前都是苍白无力的，实践才是最好的老师。在课题的设计过程中我也看到了自己的粗心、急噪、知识的融会应用能力不足等等的问题，毕业设计给了我一个及时发现问题，解决自我问题的机会。白驹过隙，日月如梭。几个月的毕业设计已经走入最后的阶段。大学的生活也即将落幕，但对于我来说，才是真正踏入社会工作、生活的预演。毕业设计的完成是一个阶段的完成，也是另一种生活的开始。人生道路的转角已经露出了端倪，前方的道路也许更难，但我有信心。很高心能顺利的完成本课题的设计工作。虽然设计谈不上完美，还有很多欠缺的地方需要改进，但让我

43、学到了很多知识。在课题的研究过程中，我的同学给予了大量的指导、帮助和支持，在此表示衷心的感谢！在此，对赵彦敏老师的悉心培养谨致以最衷心的感谢。感谢默默的支持着我的亲人，是他们给我学习创造了很好的条件。给了我前进的永远动力。感谢母校三来的栽培，是您给了我美好的大学时光，让我学有所成。最后，向所有关心、帮助过我的老师、同学、朋友表示衷心的感谢！ 参考文献1 方彦军、孙健.智能仪器技术及其应用M.北京:化学工业出版社, 20032 潘永雄、沙河、刘向阳.电子线路CAD实用教程M.西安:西安电子科技大学出版社，20013 余锡存、曹国华编著.单片机原理及接口技术M.西安：西安电子科技大学出版社，200

44、7 4 张伟、张杰.单片机原理与应用M.北京: 机械工业出版社，20055 曹薇、谢云敏.单片机原理及应用M.北京：中国水利水电出版社，2004 6 陈伟人. MCS-51系列单片机实用子程序集锦M.北京：清华大学出版社， 1998 7 张福学.传感器应用及其电路精选M.北京：北京电子工业出版社，1991 8 康华光.电子技术基础数字部分M.北京:高等教育出版社,20009 李桂安、丁则信、田野.电工电子实践初步M.南京:东南大学出版社，199910 余载泉、李玉和编著.PROTEL实战演练M.北京：人民邮电出版社，200011 何克忠、李伟编著.计算机控制系统M.北京:清华大学出版社，199

45、812 余永权编著.89系列(MCS-51兼容)Flash单片机原理及应用M.北京:电子工业出版社，199713 张卫平、张英儒编著.现代电子电路原理与设计M.北京:原子能出社，199714 冯勇编著.现代计算机控制系统M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，199715 于海生编著.微型计算机控制技术M.北京:清华大学出版社，1998 附录一 主板电路图 附录二 系统源程序程序代码ORG 0000HTEMPER_L EQU 29HTEMPER_H EQU 28HFLAG1 EQU 38H;是否检测到DS18B20标志位A_BIT EQU 20H ;数码管个位数存放内存位置B_BIT EQU 21H

46、 ;数码管十位数存放内存位置XS EQU 30HMOV A,#00HMOV P2,AMAIN:LCALL GET_TEMPER;调用读温度子程序MOV A,29HMOV B,ACLR CRLC ACLR CRLC ACLR CRLC ACLR CRLC ASWAP AMOV 31H,AMOV A,BMOV C,40H;将28H中的最低位移入CRRC AMOV C,41HRRC AMOV C,42HRRC AMOV C,43HRRC AMOV 29H,ALCALL DISPLAY;调用数码管显示子程序AJMP MAIN; 这是DS18B20复位初始化子程序INIT_1820:SETB P1.0N

47、OPCLR P1.0;主机发出延时537微秒的复位低脉冲MOV R1,#3TSR1:MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1SETB P1.0;然后拉高数据线NOPNOPNOPMOV R0,#25HTSR2:JNB P1.0,TSR3;等待DS18B20回应DJNZ R0,TSR2LJMP TSR4 ; 延时TSR3:SETB FLAG1 ; 置标志位,表示DS1820存在LJMP TSR5TSR4:CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在LJMP TSR7TSR5:MOV R0,#117TSR6:DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间TSR

48、7:SETB P1.0RET; 读出转换后的温度值GET_TEMPER:SETB P1.0LCALL INIT_1820;先复位DS18B20JB FLAG1,TSS2RET ; 判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回TSS2:MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配LCALL WRITE_1820MOV A,#44H ; 发出温度转换命令LCALL WRITE_1820;这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒LCALL DISPLAYLCALL INIT_1820;准备读温度前先复位MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配LCALL

49、 WRITE_1820MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令LCALL WRITE_1820LCALL READ_18200; 将读出的温度数据保存到35H/36H RET;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求)WRITE_1820:MOV R2,#8;一共8位数据CLR CWR1:CLR P1.0MOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV P1.0,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB P1.0NOPDJNZ R2,WR1RET; 读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据 READ_18200:MOV R4,#2 ; 将温度高位和低位从

50、DS18B20中读出MOV R1,#29H ; 低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)RE00:MOV R2,#8;数据一共有8位RE01:CLR CSETB P1.0NOPNOPCLR P1.0NOPNOPNOPSETB P1.0MOV R3,#9RE10: DJNZ R3,RE10MOV C,P1.0MOV R3,#23RE20: DJNZ R3,RE20RRC ADJNZ R2,RE01MOV R1,ADEC R1DJNZ R4,RE00RETDISPLAY:CLR CSUBB A, #30JNB CY, T1MOV A, BCLR CSUBB A,#25

51、JNB CY, XIANSHICLR P1.1LJMP XIANSHIT1:CLR P1.2XIANSHI:MOV A,BMOV B,#10 ;10进制/10=10进制DIV ABMOV B_BIT,A ;十位在AMOV A_BIT,B ;个位在BMOV R0,#4 CLR C;多加的DPL1: MOV R1,#250 ;显示1000次DPLOP:MOV DPTR,#NUMTAB1MOV A,A_BIT ;取个位数MOVC A,A+DPTR ;查个位数的7段代码MOV P0,A ;送出个位的7段代码CLR P2.1 ;开个位显示ACALL D1MS ;显示1MSSETB P2.1MOV DPT

52、R,#NUMTABMOV A,B_BIT ;取十位数MOVC A,A+DPTR ;查十位数的7段代码MOV P0,A ;送出十位的7段代码CLR P2.2 ;开十位显示ACALL D1MS ;显示1MSSETB P2.2JC XSW;多加的MOV A,31HMOV B,#160DIV ABMOV XS,BXSW:MOV A,XS MOVC A,A+DPTRMOV P0,A CLR P2.0 ACALL D1MS SETB P2.0SETB C;多加的DJNZ R1,DPLOP ;250次没完循环DJNZ R0,DPL1 ;4个250次没完循环RET;1MS延时(按12MHZ算)D1MS: MOV R7,#80 DJNZ R7,$RETNUMTAB:DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH，7FH，7FH,7FH,7FH,7FH,7FHNUMTAB1: DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFHEND- 33 -