溫控電動(dòng)噴灌的研制畢業(yè)論文

1、 學(xué)科分類號(hào) 0712 本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題目（中文）： 溫控電動(dòng)噴灌的研制 （英文）：The Design of Temperature-control Electric Sprinkling Irrigation Device 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 系別： 專業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師： 起止日期： 2010.12-2011.5 2011年 5月 20 日懷化學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))誠(chéng)信聲明 作者鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))，是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的

2、成果。對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由作者承擔(dān)。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 年 月 日 目錄摘要關(guān)鍵詞AbstractKeywords1 前言12 方案設(shè)計(jì)與論證22.1 總體設(shè)計(jì)方案及論證22.2 溫度傳感器模塊選擇32.3 CPU 方案的選擇32.4控制方案和功率電路的選擇43.硬件電路設(shè)計(jì)與計(jì)算53.1 溫度采集電路53.2 功率控制電路73.3 單片機(jī)控制部分83.4 鍵盤及數(shù)字顯示部分94 軟件設(shè)計(jì)及程序流程圖104.1 PWM波的產(chǎn)生114.2 主系統(tǒng)程序流程圖125.測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果125.1 系統(tǒng)測(cè)試儀器及設(shè)備125.2

3、 測(cè)試方法125.3 測(cè)量結(jié)果126 設(shè)計(jì)總結(jié)13參考文獻(xiàn)15致謝16附錄A17附錄B18附錄C18附錄D19 溫控電動(dòng)噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要 本設(shè)計(jì)是以AT89S52 單片機(jī)為控制核心的溫控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由溫度傳感器18B20對(duì)溫度進(jìn)行采集并傳送給單片機(jī)，溫度實(shí)時(shí)控制采用增量型PID算法，通過脈寬調(diào)制控制電動(dòng)噴頭的開關(guān)，然后通過電控噴頭向外噴水，達(dá)到溫度控制噴灌，然后利用噴灌調(diào)節(jié)溫度的系統(tǒng)循環(huán)需求。該系統(tǒng)具有溫度超調(diào)量小、調(diào)節(jié)時(shí)間短、靜態(tài)誤差小、測(cè)量精確、恒定溫度與設(shè)定溫度偏差小等優(yōu)點(diǎn)，且采用鍵盤控制1602液晶顯示，控制方便、顯示直觀。同時(shí)該系統(tǒng)操作容易，性價(jià)比高的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞溫度控制;增量型PI

4、D算法;超調(diào)量;調(diào)節(jié)時(shí)間The Design of Temperature-control Electric Sprinkling Irrigation DeviceAbstract This design is the core of AT89S52 SCM control system for control. This system consists of the temperature sensor of temperature 18B20 collection and send it to the microcontroller, temperature real-time cont

5、rol adopts PID algorithm increment, through the pulse width modulation control electric shower nozzle, then through the switch to control water reach the sprinkler irrigation, then use the temperature control system of irrigation adjust temperature cycle demand. The system has a temperature small ov

6、ershoots and short setting time, static error is smaller, measurement precision, constant temperature and setting temperature deviation adopted, and the advantages of small keyboard control 1602 LCD display, control convenient, direct display. At the same time, this system easy operation, cost-effec

7、tive characteristic KeywordsTemperature control; Incremental; Type PID algorithm; Overshoot; Regulation time 1 前言 溫度是我們?nèi)粘Ｉ钪凶顬槭煜さ奈锢砹浚菢O為重要而又普遍的熱工參數(shù)之一，溫度的檢測(cè)與控制在工程控制領(lǐng)域中也屢見不鮮。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)量?jī)x器和控制技術(shù)的高速發(fā)展, 現(xiàn)代冶金、石油、化工及電力生產(chǎn)過程中，應(yīng)用了越來越多的先進(jìn)測(cè)量控制技術(shù)、設(shè)備和方法.在這些眾多的先進(jìn)測(cè)量控制技術(shù)中,如何對(duì)室內(nèi)溫度，室外溫度進(jìn)行控制成為焦點(diǎn)課題之一,為越來越多的科研機(jī)構(gòu)所重視。如何更快、更準(zhǔn)

8、確的控制所需的溫度是溫度控制技術(shù)的關(guān)鍵。本次設(shè)計(jì)是針對(duì)于園林，田地，花壇，林地等需要溫度控制和濕度調(diào)節(jié)于一體的情況為前提，在經(jīng)濟(jì)，直觀，實(shí)用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)溫度控制噴灌，以求達(dá)到精確感應(yīng)溫度，控制溫度的目的。延伸來講，更可以用之控制田地，花壇，林園等的濕度，這對(duì)于合理利用水資源，有著相當(dāng)不錯(cuò)的效果。相對(duì)于傳統(tǒng)的澆灌，手動(dòng)的噴灌，溫控電動(dòng)噴灌都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。而此次選擇溫控電動(dòng)噴灌的研制作為此次設(shè)計(jì)的內(nèi)容，是相當(dāng)具有實(shí)際意義和延伸價(jià)值的。此次設(shè)計(jì)將我們四年所學(xué)的電子方面，電路方面的知識(shí)進(jìn)行了綜合運(yùn)用，有效的鞏固了所學(xué)知識(shí)，也讓我更加清晰的了解到了所學(xué)專業(yè)在社會(huì)上的前景，為以后的學(xué)習(xí)工作明確了目標(biāo)。當(dāng)

9、然在此次設(shè)計(jì)的過程中不可避免的會(huì)遇到問題，不過在老師的耐心指導(dǎo)和自己不斷的求證改進(jìn)之下，問題一個(gè)個(gè)得到解決，本次設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程，一個(gè)進(jìn)步的過程。溫控電動(dòng)噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)中采用了單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)的增量型PID 算法1，此算法控制靈活，精度高一直被使用與各中工程控制領(lǐng)域。此系統(tǒng)通過鍵盤輸入，串行數(shù)據(jù)傳輸，脈寬調(diào)制，實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)定、顯示、控制，并通過串口擴(kuò)展，能與PC 機(jī)通訊，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可控性和移植性。功率電路方面，選擇了光耦元件進(jìn)行信號(hào)控制，然后利用可控硅來控制通斷，此次設(shè)計(jì)選定了220V通用家庭電源，功率電路也同時(shí)設(shè)置了與之配套的保護(hù)電路，此次功率電路具有精簡(jiǎn)，安全，性價(jià)比高等特點(diǎn)。

10、此次設(shè)計(jì)在經(jīng)歷了不斷的篩選和嘗試之后做出了較為明晰的選擇。2 方案設(shè)計(jì)與論證2.1 總體設(shè)計(jì)方案及論證 根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)制作溫控電動(dòng)噴灌，對(duì)象為通過對(duì)溫度的測(cè)試來控制進(jìn)行噴灌，最后的直觀部分為電控噴頭。要求能在35設(shè)定控制噴灌，并具有較好的快速性和較小的超調(diào)，具有參數(shù)、波形顯示等功能。 因此我們采用AT89S52單片機(jī)2為核心。由溫度傳感器采集溫度變化信號(hào)，通過單片機(jī)處理后去控制溫度，使其達(dá)到穩(wěn)定。使用該單片機(jī)具有編程靈活，控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，使系統(tǒng)能簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)溫度的控制及顯示，并且通過軟件編程3能實(shí)現(xiàn)各種控制算法使系統(tǒng)還具有控制精度高的特點(diǎn)。系統(tǒng)原理框圖如圖2.1 所示?？刂齐娐凤@示輸入測(cè)溫電路

11、功率電路電動(dòng)噴灌地圖 2.1 溫控電動(dòng)噴灌系統(tǒng)原理圖2.2 溫度傳感器模塊選擇 方案一：選用鉑電阻溫度傳感器，此類溫度傳感器在各方面特性都比較優(yōu)秀，但其成本較高。 方案二：采用熱敏電阻，可滿足35到95的測(cè)量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性和可靠性都比較差，對(duì)于檢測(cè)精度小于1的溫度信號(hào)是不適用的。 方案三：選用美國(guó)Analog Devices 公司生產(chǎn)的二端集成電流傳感器AD590，此器件具有體積小、質(zhì)量輕、線形度好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。其測(cè)量范圍在-50到+150，滿刻度范圍誤差為0.3。 方案四：采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20。DS18B20是支持一線總線接口的溫度傳感器，具有抗干擾性強(qiáng)，體積小

12、，靈活經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。它的測(cè)量溫度范圍為-55到+125，在-10到+85范圍內(nèi)，精度為0.5且有9到12位分辨率可調(diào)，使用電壓為3到5V無需備用電源。此外DS18B20集合了64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器，可以直接實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量和轉(zhuǎn)換，無需再另接外部電路。 比較以上三種方案，方案四具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此此次設(shè)計(jì)選用方案四。2.3 CPU 方案的選擇 方案1：可以用邏輯電路搭建一個(gè)控制器，實(shí)現(xiàn)PID控制。但系統(tǒng)還要附加顯示、溫度設(shè)定等功能，要附加很多電路，總體的電路設(shè)計(jì)和制作比較繁瑣。 方案2：采用8031芯片，其內(nèi)部沒有程序存儲(chǔ)器，需要進(jìn)行外部拓展，這給

13、電路增加了復(fù)雜度。 方案3：本方案的CPU模塊采用2051芯片，其內(nèi)部有2KB單元的程序存儲(chǔ)器，不需要外部拓展程序存儲(chǔ)器，但由于系統(tǒng)用到較多的I/O口，因此此芯片的資源不夠用。 方案4：采用AT89S52單片機(jī)4，其內(nèi)部有8KB單元的程序存儲(chǔ)器，不需要外部擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，而且其I/O5口達(dá)32個(gè)，完全滿足本次設(shè)計(jì)需要。 比較這4種方案，綜合的考慮單片機(jī)各部分資源，由于本設(shè)計(jì)需采用大量數(shù)據(jù)采集及處理單元，因此，采用方案4不僅減少了硬件電路，同時(shí)提高了最大功率點(diǎn)實(shí)時(shí)采集速度，精度。2.4控制方案和功率電路的選擇 方案1：控制的裝置，根據(jù)題目，可以使用電動(dòng)噴灌，控制噴頭的開與關(guān)，從而達(dá)到降溫的目的。

14、當(dāng)溫度過高時(shí)，單片機(jī)輸出一個(gè)低電平，控制功率電路導(dǎo)通，電動(dòng)噴灌打開，開始灑水降溫。 方案2：可以采用可控硅控制加熱器的工作6。通過單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)來控制可控硅的導(dǎo)通和關(guān)斷，控制電動(dòng)噴灌噴頭的開與關(guān)，從而達(dá)到在一定溫度時(shí)進(jìn)行噴灌的設(shè)計(jì)目的。 從散熱的響應(yīng)速度考慮，采用方案2。因?yàn)樯岬墓β瘦^大，故電源采用220V。3.硬件電路設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 溫度采集電路 一種電路是采用單線數(shù)字溫度傳感器18B20，可直接輸出數(shù)字量，單線器件和單片機(jī)的接口只需一根信號(hào)線，所以本設(shè)計(jì)的硬件電路十分簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。能達(dá)到0.5C的固有分辨率，使用讀取溫度暫存寄存器的方法能達(dá)到0.2C以上的精度。 18B20連接

15、電路圖如圖3.1所示。圖3.1 溫度傳感器 圖3.2溫度傳感器18B20其基本通信過程如下： 主機(jī)拉低單總線產(chǎn)生至少480us的Tx復(fù)位脈沖； 然后由主機(jī)釋放總線，進(jìn)入Rx接收模式，主機(jī)釋放總線時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由低電平變?yōu)楦唠娖降纳仙?。 單總線器件檢測(cè)到該上升沿后，延時(shí)15到60u；單總線器件通過拉低總線60到240us來產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。 主機(jī)接收到從機(jī)的應(yīng)答信號(hào)后，說明有單總線器件在線，然后就可以開始對(duì)從機(jī)進(jìn)行ROM命令和功能命令操作。 DS18B20直接輸出數(shù)字量，可直接與單片機(jī)進(jìn)行通信，讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，電路非常簡(jiǎn)單。使用它，主要工作量集中在了單片機(jī)編程上。另一種測(cè)溫電路采用AD590集成溫度

16、傳感器8，AD590將溫度轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，但由于AD轉(zhuǎn)換大都需要電壓信號(hào)，因此還需要通過相應(yīng)的調(diào)理電路，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。AD590測(cè)溫電路如圖3.3所示。圖3.3 功率電路圖 由于這個(gè)電路輸出的是電壓信號(hào)，不能直接被單片機(jī)利用，因此需經(jīng)過一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換器有很多類型，需要根據(jù)精度和轉(zhuǎn)換速度來進(jìn)行選擇。本設(shè)計(jì)可采用最常用的A/D芯片之一AD0809的應(yīng)用電路。也可直接選用帶有A/D的單片機(jī)，這樣可以省去A/D電路的制作，簡(jiǎn)化了電路，提高了可靠性。帶A/D的單片機(jī)有很多型號(hào)，如常用的PIC16C711內(nèi)含有4路8位A/D，C8051F020內(nèi)含一組8路

17、12位A/D和一組8路8位A/D，凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)內(nèi)含有8路10位A/D9。3.2 功率控制電路 此部分電路主要由光電耦合器MOC3041和雙向可控硅BTA12組成。以脈寬調(diào)制輸出控制電動(dòng)噴頭與電源的接通和斷開比例，以通斷控制調(diào)壓法控制電動(dòng)噴灌噴頭的開與關(guān)。MOC3041的內(nèi)部集成了發(fā)光二極管、過零檢測(cè)電路和一個(gè)小功率雙向可控硅。當(dāng)單片機(jī)PWM輸出為1，MOC3041中的發(fā)光二極管發(fā)光，用于過零檢測(cè)電路的同步作用，內(nèi)部的雙向可控硅在過零后馬上導(dǎo)通，從而使觸發(fā)雙向可控硅BTA16導(dǎo)通，負(fù)載中有電流通過，反之當(dāng)單片機(jī)PWM輸出為0，雙向可控硅截止，負(fù)載中沒有電流通過。光電耦合的耐壓值為4

18、00v，它的輸出級(jí)由過零觸發(fā)的雙向可控硅構(gòu)成，它控制著主電路雙向可控硅的導(dǎo)通和關(guān)閉。為了滿足應(yīng)用要求并適當(dāng)流有余地，雙向可控硅可選用BTA12 600，其最大工作電壓為600V，電流為12A，足以滿足要求。光耦選擇MC3041，它的耐壓值為400v，它的輸出級(jí)由過零觸發(fā)的雙向可控硅構(gòu)成，它控制著主電路雙向可控硅的導(dǎo)通和關(guān)閉。100電阻與0.01uF 電容組成雙向可控硅保護(hù)電路10。 控制部分電路圖如下： 圖3.3 控制部分電路圖3.3 單片機(jī)控制部分 此部分是該系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)的控制采用了單片機(jī)AT89S52。單片機(jī)AT89S52內(nèi)部有8KB字節(jié)的可編程FLASH存儲(chǔ)器和256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

19、。故系統(tǒng)不必外拓存儲(chǔ)器，這樣大大減少了系統(tǒng)的硬件電路。圖3.4 單片機(jī)ATS52圖3.5 單片機(jī)控制圖3.4、鍵盤及數(shù)字顯示部分 系統(tǒng)僅采用五個(gè)按鍵來進(jìn)行溫度的控制，分別用作確定開關(guān)通斷與否、溫度粗加、溫度粗減、溫度細(xì)加、溫度細(xì)減。 在顯示方面，我們采用了LCD1602的液晶顯示模塊，通過軟件編程，方便清晰的以十進(jìn)制顯示設(shè)定的溫度和實(shí)測(cè)的溫度，在利用鍵盤對(duì)溫度進(jìn)行設(shè)定時(shí)可以從液晶屏上直接看到，方便直觀。此外，液晶模塊的使用也比較簡(jiǎn)單，只要連接數(shù)據(jù)總線，選通端口和命令/數(shù)據(jù)端口即可。 圖3.6 鍵盤及數(shù)字顯示電路圖 4 軟件設(shè)計(jì)及程序流程圖4.1 PWM波的產(chǎn)生 PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)

20、字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用,方波的占空比被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字信號(hào),因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻,滿幅值的直流供電不是完全有(ON) ,就是完全無(OFF) 。電壓或電流源是以一種通(ON) 或斷(OFF) 的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候,斷的時(shí)候即是供電被斷開的時(shí)候。只要帶寬足夠,任何模擬值都可以使用PWM 進(jìn)行編碼9。 用單片機(jī)做PWM控制電動(dòng)噴灌的通斷的控制思路可以這么考慮；當(dāng)環(huán)境溫度高于所設(shè)溫度時(shí)，輸出一個(gè)高電平，功率電路導(dǎo)通，控制電動(dòng)噴灌開始工作降溫；當(dāng)溫度降到所設(shè)置的溫度以下時(shí)，控制單片機(jī)輸出

21、低電平，功率電路截止，電動(dòng)噴灌降溫停止，維持溫度在設(shè)定值。 4.2 主系統(tǒng)程序流程圖 開始初始化鍵盤掃描調(diào)用溫度子程序調(diào)用液晶顯示子程序讀出溫度值給參數(shù)i賦值有鍵按下設(shè)定溫度值K1鍵按下溫度加1K2鍵按下溫減1溫iPWM賦1打開電動(dòng)噴灌溫度=iPWM賦0關(guān)閉電動(dòng)噴灌NYNNNNYYYY圖4.2主系統(tǒng)程序流程圖5. 測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果 此次設(shè)計(jì)過程中的測(cè)試相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單，在測(cè)試溫度達(dá)到35以上的時(shí)候電動(dòng)噴灌的開關(guān)會(huì)相應(yīng)打開，從而達(dá)到噴灌降溫增濕的設(shè)計(jì)目的。5.1 系統(tǒng)測(cè)試儀器及設(shè)備： 數(shù)字萬用表、GW-INSTEKG、OM-8254、 0100溫度計(jì)、電動(dòng)噴灌、秒表。5.2 測(cè)試方法 接上系統(tǒng)

22、的電路裝置，裝入電動(dòng)噴灌，設(shè)定溫控溫度。記錄調(diào)節(jié)時(shí)間、超調(diào)溫度、穩(wěn)態(tài)溫度波動(dòng)幅度填入表中。5.3 測(cè)量結(jié)果假定室溫30：表5.1 測(cè)試結(jié)果設(shè)定溫度/ 24 18 15 13超調(diào)溫度/ 1.1 0.8 0.2 0.3穩(wěn)態(tài)誤差/ 0.6 0.4 0.6 0.6調(diào)節(jié)時(shí)間/min 3.37 5.85 10.05 15.22結(jié)果分析： 由以上測(cè)量結(jié)果可見，系統(tǒng)性能基本達(dá)到了所要求的指標(biāo)。在溫控指標(biāo)中，影響系統(tǒng)性能的因素很多，最關(guān)鍵的是電動(dòng)噴灌本身的物理性質(zhì)及控制算法時(shí)間。傳感器必須加上防水設(shè)施，故溫度傳感難免遲滯，當(dāng)噴頭灑出飛時(shí)調(diào)節(jié)溫度本來就有延時(shí)，室溫受到噴頭水量的影響不會(huì)太快，這些都會(huì)直接影響系統(tǒng)的

23、控制性能?？刂扑惴ǚ矫妫璺磸?fù)實(shí)驗(yàn)比較，在上升時(shí)間和超調(diào)量之間做權(quán)衡，選出綜合效果最好的控制時(shí)間。6 設(shè)計(jì)總結(jié)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我受益良多，下面我談?wù)勎业捏w會(huì)和簡(jiǎn)要回顧下設(shè)計(jì)過程。還記得剛剛接到此次設(shè)計(jì)的題目的時(shí)候，我比較興奮，因?yàn)樽约嚎梢岳盟鶎W(xué)的知識(shí)做自己喜歡做的事情。可是此次設(shè)計(jì)卻并不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的興奮就可以達(dá)到要求的。萬事開頭難，在此次設(shè)計(jì)的開始階段，我經(jīng)歷了一個(gè)很茫然的過程，我不知道溫控電動(dòng)噴灌系統(tǒng)從何下手，不知道自己要做的是什么東西，不知道我所學(xué)的知識(shí)該怎樣運(yùn)用到這次設(shè)計(jì)時(shí)間中來，這個(gè)過程持續(xù)了一個(gè)禮拜左右，后來才慢慢靜下心來，和指導(dǎo)我此次設(shè)計(jì)的李老師進(jìn)行了多次交流之后，才對(duì)此次設(shè)計(jì)有

24、了較為清晰的了解。接下來的過程就是電路原理圖的設(shè)計(jì)，作為我相當(dāng)重視的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)電路圖的時(shí)候我不斷的提出思路，然后自我否定，不斷的改進(jìn)。這個(gè)過程是繁瑣的，可也是充實(shí)的，我更加了解了我所學(xué)的專業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)也提高了動(dòng)手能力。后來就是硬件的制作和程序的輸入，在老師的指導(dǎo)和一些同學(xué)的幫助下，問題基本上都得到了解決。此次設(shè)計(jì)是一個(gè)與實(shí)際結(jié)合的相當(dāng)緊密的過程，所以在怎樣找準(zhǔn)實(shí)際應(yīng)用與設(shè)計(jì)方案的契合點(diǎn)相當(dāng)?shù)闹匾?，如，所用的溫度傳感器，并不能直接埋在土地，或者裸露在空氣中長(zhǎng)期測(cè)量溫度，在實(shí)踐中需要用一個(gè)類似于保護(hù)膜類型的裝置進(jìn)行保護(hù)，在達(dá)到保護(hù)了溫度傳感器的同時(shí)，卻使得溫度的測(cè)量不是最直觀。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以

25、AT89S52單片機(jī)為核心，采用軟件編程，運(yùn)用定時(shí)器來控制時(shí)間，繼而控制電動(dòng)噴灌的噴灌時(shí)間來實(shí)現(xiàn)溫度的控制。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程基本達(dá)到了預(yù)期目的，系統(tǒng)比較精簡(jiǎn)，實(shí)現(xiàn)了所要求的功能，同時(shí)也具有較高的性價(jià)比。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來說是一次比較全面的,富有創(chuàng)造性和探索性的鍛煉，完成了我選題時(shí)的心愿。同時(shí)，老師無私的敬業(yè)精神以及同學(xué)們的熱情幫助也令我深有感觸，對(duì)于我今后的學(xué)習(xí)、工作和生活都將是受益無窮的.參考文獻(xiàn)1 高吉祥.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽系列教程數(shù)字系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京：電子工業(yè)出版社，2007.6.2 高吉祥.模擬電子技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，2007.1.3 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)

26、計(jì)M.北京：清華大學(xué)出版社，2005.4 鐘睿.MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用開發(fā)技術(shù)M.北京：中國(guó)鐵道出版社，2006.7.5 劉修文.實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)制作300例M.北京：中國(guó)電力出版社，2005.6 石宗義.電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程Protel99SEM.北京：希望電子出版社，2002.6.7 李林功，吳飛青，王兵，丁曉.單片機(jī)原理與應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.8 李光忠.基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社，2008.9 南建輝，熊鳴，王軍茹.MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)例M.北京：清華大學(xué)出版社，2003.10 劉文濤.Protel 20

27、04完全學(xué)習(xí)手冊(cè)M.北京：電子工業(yè)出版社，2005.致謝我之所以能順利完成溫控電動(dòng)噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，是和指導(dǎo)我的導(dǎo)師有關(guān)的。我首先謝謝我的指導(dǎo)教師李老師。在整個(gè)設(shè)計(jì)完成期間，從原理上的可行到應(yīng)用到設(shè)計(jì)，以及后期軟硬件的改進(jìn)，不管是什么時(shí)候遇到困難，只要和李老師一說他就會(huì)給我們講，從不厭其煩。這一點(diǎn)我深表感謝。作為一個(gè)老師他是負(fù)責(zé)的，態(tài)度是認(rèn)真的，同時(shí)在設(shè)計(jì)期間我的同學(xué)們也給了我很大的幫助，在此,我對(duì)我的同學(xué)們表示感謝。我要感謝院方，也就是學(xué)院給我們提供這么多的支持。不管是從老師還是其它的輔助設(shè)施上，我深表感謝，給我們帶來了極大的方便。我也很感謝論文答辯的各位評(píng)委老師，感謝他們?cè)诎倜χ?/p>

28、抽出時(shí)間幫我們答辯。我心里深深知道不管他們提出什么樣的問題，難也好，容易也好，其目的只有一個(gè)，那就是幫助我們提高，在這我也想說一聲謝謝您們！謝謝您們幫助我們提高，歡迎你們提出寶貴的意見。附錄附錄A：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)原理圖圖A 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖附錄B：功率電路原理圖圖B 功率電路原理圖附錄C：功率電路PCB圖圖C 功率電路PGB圖附錄D：#include#include#define uchar unsigned char #define uint unsigned intunsigned char code digit11=0123456789-;unsigned char code Temp=SH

29、ICE:;unsigned char code Temp1=YUSHE:;unsigned char code User=0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00;sbit s1=P25;sbit s2=P26;sbit s3=P2sbit fmq=P10;sbit RS=P20;sbit RW=P21;sbit E=P22; sbit BF=P07;sbit DQ=P33;sbit PWM=P11;unsigned char time,set_temp,HighL0,HighH0,HighL1,HighH1,c;unsigned char flag,tl

30、temp,flag1,flag3,PWMH0,PWMH1uint o,diff,i,j,t;void ok();void delay1ms() unsigned char i,j; for(i=0;i4;i+) for(j=0;j33;j+) ; void delay(unsigned char n) unsigned char i;for(i=0;in;i+) delay1ms(); bit BusyTest(void)bit result;RS=0;RW=1;E=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result=BF;E=0;return result;vo

31、id WriteInstruction (unsigned char dictate) while(BusyTest()=1);RS=0;RW=0;E=0;_nop_();_nop_();P0=dictate;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E=0;void WriteAddress(unsigned char x) WriteInstruction(x|0x80);void WriteData(unsigned char y) while(BusyTest()=1);RS=1;RW=0;E

32、=0;P0=y;_nop_();_nop_();E=1;_nop_();_nop_();E=0;void LcdInitiate(void) delay(15);WriteInstruction(0x38);delay(5); WriteInstruction(0x38);delay(5);WriteInstruction(0x0c);delay(5);WriteInstruction(0x06);delay(5);WriteInstruction(0x01); void display_temp1(unsigned char y,unsigned char x) unsigned char

33、k,l; /j,k,l分別儲(chǔ)存溫度的百位、十位和個(gè)位k=x/10; /取十位l=x%10; /取個(gè)位 WriteAddress(y); /寫顯示地址,將在第2行第8列開始顯示W(wǎng)riteData(digitk); /將十位數(shù)字的字符常量寫入LCDWriteData(digitl); /將個(gè)位數(shù)字的字符常量寫入LCDdelay(50); /延時(shí)1ms給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間 void display_temp2(unsigned char x) WriteAddress(0x4a); /寫顯示地址,將在第2行第11列開始顯示W(wǎng)riteData(digitx); /將小數(shù)部分的第一位數(shù)字字符常量寫入LCD

34、delay(50); /延時(shí)1ms給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間void display_dot(void) WriteAddress(0x49); /寫顯示地址，將在第2行第10列開始顯示 WriteData(.); /將小數(shù)點(diǎn)的字符常量寫入LCD delay(50);bit Init_DS18B20(void) bit flag; /儲(chǔ)存DS18B20是否存在的標(biāo)志，flag=0，表示存在；flag=1，表示不存在 DQ = 1; /先將數(shù)據(jù)線拉高 for(time=0;time2;time+) /略微延時(shí)約6微秒 ; DQ = 0; /再將數(shù)據(jù)線從高拉低，要求保持480960us for(time=

35、0;time200;time+) /略微延時(shí)約600微秒 ; /以向DS18B20發(fā)出一持續(xù)480960us的低電平復(fù)位脈沖 DQ = 1; /釋放數(shù)據(jù)線（將數(shù)據(jù)線拉高） for(time=0;time10;time+) ; /延時(shí)約30us（釋放總線后需等待1560us讓DS18B20輸出存在脈沖） flag=DQ; /讓單片機(jī)檢測(cè)是否輸出了存在脈沖（DQ=0表示存在） for(time=0;time200;time+) /延時(shí)足夠長(zhǎng)時(shí)間，等待存在脈沖輸出完畢 ; return (flag); /返回檢測(cè)成功標(biāo)志unsigned char ReadOneChar(void) unsigned

36、 char i=0;unsigned char dat; /儲(chǔ)存讀出的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)for (i=0;i8;i+) DQ =1; / 先將數(shù)據(jù)線拉高 _nop_(); /等待一個(gè)機(jī)器周期 DQ = 0; /單片機(jī)從DS18B20讀書據(jù)時(shí),將數(shù)據(jù)線從高拉低即啟動(dòng)讀時(shí)序 _nop_(); /等待一個(gè)機(jī)器周期 DQ = 1; /將數(shù)據(jù)線人為拉高,為單片機(jī)檢測(cè)DS18B20的輸出電平作準(zhǔn)備 for(time=0;time=1; if(DQ=1) dat|=0x80; /如果讀到的數(shù)據(jù)是1，則將1存入datelsedat|=0x00;/如果讀到的數(shù)據(jù)是0，則將0存入dat /將單片機(jī)檢測(cè)到的電平信號(hào)DQ存

37、入ri for(time=0;time8;time+) ; /延時(shí)3us,兩個(gè)讀時(shí)序之間必須有大于1us的恢復(fù)期 return(dat); /返回讀出的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)WriteOneChar(unsigned char dat)unsigned char i=0;for (i=0; i8; i+) DQ =1; / 先將數(shù)據(jù)線拉高 _nop_(); /等待一個(gè)機(jī)器周期 DQ=0; /將數(shù)據(jù)線從高拉低時(shí)即啟動(dòng)寫時(shí)序 DQ=dat&0x01; /利用與運(yùn)算取出要寫的某位二進(jìn)制數(shù)據(jù), /并將其送到數(shù)據(jù)線上等待DS18B20采樣 for(time=0;time10;time+) ;/延時(shí)約30us，DS18B20在拉低后的約1560us期間從數(shù)據(jù)線上采樣 DQ=1; /釋放數(shù)據(jù)線 for(time=0;time=1; /將dat中的各二進(jìn)制位數(shù)據(jù)右移1位 for(time=0;time4;time+) ; /稍作延時(shí),給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間void ReadyReadTemp(void) Init_DS18B20(); /將DS18B20初始化WriteOne