蔬菜大棚温度自动测试系统的设计

蔬菜大棚的温度自动测控系统

入Proteus，然后单击“OK”按钮保存设计。至此，就可以进行单片机的仿真。

图4-2 单片机属性的设定

4.3 PROTEUS仿真结果

Microproccessor ICs类的芯片的引脚与实际的芯片基本相同，唯一的差别是隐去了GND和VCC引脚，系统默认的是把它们分别连接到地和+5V直流电源。故在电路连线时可以不考虑电源和地的连接。为了快速进行仿真，系统所需的时钟电路，复位电路可以省略。

模拟信号经A/D转换后,结果送入单片机，再在数码管上显示；通过调节可调电阻的阻值，可以得到不同的显示结果。仿真结果表明，系统达到了预先的设计要求。在仿真运行过程中，能清楚的观察到[14]：

（1）引脚的电平变化，红色方块代表高电平，蓝色方块代表低电平，灰色方块代表未接入信号，或者为高阻态；通过方块颜色的变化可以很方便地知道每个管脚电平的变化，从而能对系统的运行有更直观的了解，这对程序的调试有很大的帮助。 （2）连到单根信号线上的电压探针的高低电平值在周期的变化，连接到总线上的电压探针的值显示的是总线数据。

单击仿真运行结束按钮，仿真结束。

仿真电路中有三个按键，一个MODE键，一个加一键，一个减一键。无论是设置温度范围，还是查看哪一路的温度，都要先按下MODE键。按一下MODE键，进入设置高报警温度点模式，在按下MODE键，进入设置低报警温度点模式，按第三下时，进入通道选择模式。

假如设定最低温度为5，最高温度为30，通过调节可调电阻的阻值，当ADC0808芯片的引脚的电压在[0.25V,1.5V]范围内,电路工作在正常范围内，只有数码管工作，

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蜂鸣器不响，74HC164控制的发光二极管不亮，报警点的二极管也不亮，其仿真电路如图4-3(a)所示；当超出这个电压范围，监控电路就会启动，串口控制的二极管，蜂鸣器都会工作，其仿真电路如图4-3(b)所示；当设置的最高温度时，高报警点的二极管会发光，即可以按加一或减一键来设置，其仿真电路如图4-3(c)所示；当要设置最低温度时，低报警点的二极管会亮，其仿真电路如图4-3(d)所示。

U3(CLOCK)106U3CLOCKSTARTEOCOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8R15R14R13R12R11R10R9R8C419VCC10k10k10k10k10k10k10k10k39383736353433322122232425P2.426P2.527P2.6oe281011121314151617RXDTXDsweoc118117116115114113112111eoc1111121131141151161171187212019188151417U1XTAL1C31nFX1C51nFR120018XTAL29RST9R210k293031PSENALEEAOEADC0808VREF(+)VREF(-)1216P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDVCCP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7U3(IN0)2627281234525242322U3(IN0)V=4.52962U3(IN4)V=1.50003GNDRV11kADD AADD BADD CALEVCCR20BUZ1BUZZERGNDP3.7R19Q72N39041234H_led5zhi_leng6L_led7jia_re8VCCP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51R5R3R4Y0AY1U4BY2CY3Y474LS138Y5E1Y6E2Y7E312310k10k10kGND3546217P3.7LTRBIBI/RBODCBAU27447gQGfQFeQEdQDcQCbQBaQA1415910111213247404117404740413U7:AU7:B6U7:CU7:D74041514131211109712P2.4P2.5+-modeVCC13211353645P2.69127404151016814H_led74LS11TXD89L_ledsw1211121321RXDU7:E7404U7:FU5:AU674HC164RC1/->&R6330R7330SRG81D13121110654H_ledL_ledD1D2D3D4D5D6D7abcdefg111213141516GND3D10D9D8LED-REDLED-REDLED-REDLED-REDLED-REDLED-REDLED-REDLED-RED （a）正常工作状态

（b）越限报警仿真电路

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（c） 设置高报警点

U3(CLOCK)106U3CLOCKSTARTEOCOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8R15R14R13R12R11R10R9R8C419VCC10k10k10k10k10k10k10k10k39383736353433322122232425P2.426P2.527P2.628oe1011121314151617RXDTXDsweoc118117116115114113112111eoc1111121131141151161171187212019188151417U1XTAL1C31nFX1C51nFR120018XTAL29RST9R210k293031PSENALEEAOEADC0808VREF(+)VREF(-)1216P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDVCCP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7U3(IN0)2627281234525242322U3(IN0)V=5.54698U3(IN4)V=1.50003GNDRV11kADD AADD BADD CALEVCCR20BUZ1BUZZERGNDP3.7R19Q72N39041234H_led5zhi_leng6L_led7jia_re8VCCP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51R5R3R4Y0AY1U4BY2CY3Y474LS138Y5E1Y6E2Y7E312310k10k10kGND3546217P3.7LTRBIBI/RBODCBAU27447gQGfQFeQEdQDcQCbQBaQA1415910111213247404117404740413U7:AU7:B6U7:CU7:D74041514131211109712P2.4P2.5+-modeVCC13211353645P2.69127404151016814H_led74LS11TXD89L_ledsw1211121321RXDU7:E7404U7:FU5:AU674HC164RC1/->&R6330R7330SRG81D13121110654H_ledL_ledD1D2D3D4D5D6D7abcdefg111213141516GND3D10D9D8LED-REDLED-REDLED-REDLED-REDLED-REDLED-REDLED-REDLED-RED (d) 设置低报警点 图4-3 仿真电路

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蔬菜大棚的温度自动测控系统

5 结论

本设计是以温度采集及控制过程设计为总目标，以AT89C51单片机最小应用系统为总控制中心，辅助设计有温度采集电路、A/D转换电路、声光报警电路、键盘电路，LED显示电路、控温电路等。在硬件设计过程中，遇到了许多的问题，如设计重点不明确，思路混乱，元器件的选择不明，经过认真思考和老师的指导，才确定了自己的思路。温度控制是农业或者工业生产过程控制中一个重要的参数，它从原始的电子线路PID控制到计算机智能控制系统，已经使温度控制系统达到自动化、智能化，比过去单纯采用电子线路经行PID调节的控制效果要好的多。了解到温度控制的重要性，使自己在设计过程中，更加有兴趣和动力。

由于时间的关系，我没有把实物做出来，这的确是毕业论文的一种遗憾。为了

确保我设计的电路是能正常工作的，我采用了Proteus软件经行了仿真，在经过硬件设计及软件设计与调试等一系列过程之后，通过仿真可以看出，该温度自动测控系统能达到了预期的功能。

本次设计的温度自动测试系统的特点有：成本低，操作方便，设计人性化，有较为明朗直观的操作面板，能直接通过按键来设置温度的范围，基本上能满足管理者的各种需要，如声光报警，按键控制，自动升温降温等，因此具有良好的推广价值。

在这次毕业设计中，我确实遇到了很多的问题，例如以前只明白一些芯片的基本的功能，但对于芯片的具体使用方法却不大清楚，在设计电路图时也遇到了一些问题，在老师的帮助下我才顺利完成了电路图的设计，通过这次设计我意识到以前学到的知识是十分有限的，另外书本上的知识和实际动手时还是有很大的差距的。有些细节性的东西以前在课本上是无法得到的，只有在实际中真正动手时才会意识到这些问题的存在，并且想办法去解决它们，所以在某种意义上可以说实践是最好的老师。

通过做毕业设计，我确实学到了不少东西。归纳起来，主要有以下几点： 1 知道一项相对比较大型的设计所必不可少的几个阶段。毕业设计能够从理论设计和工程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合、个人作用和集体协作相结合等方面全面的培养学生的全面素质。我经过这次系统的毕业设计，熟悉了对一项课题进行研究、设计和实验的详细过程。这些在我们在将来的工作和学习当中都会有很大的帮助。

2 大学期间都是在学习电子理论基础知识，并未真正地去应用和实践。虽然学校

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