代码收藏家 基于单片机大棚环境温湿度自动控制系统设计
**单片机设计介绍，基于单片机大棚环境温湿度自动控制系统设计
文章目录
一 概要 二、功能设计 设计思路 三、 软件设计 原理图 五、 程序 六、 文章目录
一 概要
基于单片机的大棚环境温湿度自动控制系统设计是一个综合性的工程，旨在通过单片机技术实现对大棚内温湿度环境的自动监测与调控，为农作物生长提供适宜的生长条件。以下是该设计的概要，包括主要组成部分、工作原理、设计特点及应用优势，并按照清晰、分点的格式进行归纳和总结。
一、主要组成部分
单片机：
作为系统的核心控制器，负责整个系统的协调与控制。常用型号如STM32、STC89C52等，这些单片机应具备足够的IO端口、处理速度和内存空间。
单片机通过读取传感器数据，并根据预设的控制逻辑输出控制信号，实现对大棚内温湿度的自动调节。
温湿度传感器：
用于实时监测大棚内的温度和湿度信息，并将模拟信号转换为数字信号发送给单片机。常用型号如DHT11、DHT22、AM2302等。
这些传感器具有高精度、高稳定性和低功耗的特点，能够准确反映大棚内的温湿度状况。
控制执行机构：
包括通风扇、加热器、加湿器等设备，根据单片机的控制指令自动调节大棚内的温湿度。
这些设备通过接收单片机发出的控制信号，实现相应的动作，以维持大棚内的温湿度在适宜范围内。
显示模块：
用于实时显示大棚内的温湿度数据以及系统的工作状态，方便用户了解大棚环境情况。常用模块如LCD1602液晶显示屏。
人机交互界面：
设计友好的人机交互界面，方便用户查看实时温湿度数据、设定温湿度阈值以及进行其他相关操作。
二、工作原理
数据采集：
温湿度传感器实时检测大棚内的温湿度变化，并将数据传送给单片机进行处理。
数据处理与判断：
单片机读取传感器数据后，进行必要的滤波和校准处理，确保数据的准确性。然后，将处理后的数据与预设的温湿度阈值进行对比。
控制输出：
当实际温湿度值超出预设阈值范围时，单片机将自动输出控制指令，调节控制执行机构的动作，如启动通风扇降温、开启加热器升温或启动加湿器增湿等，使温湿度回归适宜范围。
实时显示与报警：
显示模块实时显示大棚内的温湿度数据以及系统的工作状态。当温湿度超出允许范围时，系统可能会触发报警功能，提醒用户注意。
三、设计特点
自动化程度高：
系统能够自动监测和调节大棚内的温湿度环境，无需人工干预，降低了劳动强度。
精确控制：
通过高精度传感器和先进控制算法，实现对大棚温湿度的精确控制，为农作物生长提供最佳环境。
灵活性好：
用户可以根据不同作物的生长需求，灵活设定温湿度阈值和控制参数。
可靠性高：
系统采用稳定的硬件和软件设计，确保长期稳定运行，提高大棚生产效益。
四、应用优势
提高农作物产量和质量：
通过为农作物提供适宜的温湿度环境，促进作物生长，提高产量和质量。
降低人工成本：
自动化控制系统减少了人工干预的需求，降低了人力成本。
提升农业生产效率：
实时监测和调控大棚环境，确保作物始终处于最佳生长状态，提升农业生产效率。
综上所述，基于单片机的大棚环境温湿度自动控制系统设计是一个集硬件设计、软件设计以及控制逻辑于一体的综合性项目。通过合理的设计和实现，可以实现对大棚温湿度的自动监测与调控，为农作物的生长提供良好的环境条件。
二、功能设计
摘 要：本设计是基于STC89C52RC单片机的大棚温湿度自动控制系统，采用SHT10作为温湿度传感器，LCD1602液晶屏进行显示。SHT10使用类似于I2C总线的时序与单片机进行通信，由于它高度集成，已经包括A/D转换电路，所以使用方便，而且准确、耐用。LCD1602能够分两行显示数据，第一行显示温度，第二行显示湿度。这个控制系统能够测量温室大棚中的温度和湿度，将其显示在液晶屏LCD1602上，同时将其与设定值进行对比，如果超出上下限，将进行报警并启动温湿度调节设备。此外，还可以通过独立式键盘对设定的温湿度进行修改。通过设计系统原理图、用Proteus软件进行仿真，证明了该系统的可行性。
关键词：STC89C52RC，SHT10，I2C总线，独立式键盘，温湿度自动控制
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：创新电子设计
