典型轴类零件的加工与分析
典型轴类零件的加工与分析[20200123191117]
【摘要】
本论文主要阐述了基于ST89C51单片机的蔬菜大棚温湿度控制系统的设计，包括主要电路设计及软件设计等。该系统采用ST89C51单片机作为控制器，DHT11温湿度传感器湿敏电阻等元件，从而实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。该系统运行可靠，成本低。系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。
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关键字:】AT89C51；蔬菜大棚；控制系统；DH11温湿度传感器。
引言 1
一、蔬菜大棚恒温控制概论 2
（一）设计背景 2
（二）设计的现实意义 2
二、整体系统结构原理图及工作原理 3
（一）工作原理 4
（二）控制模块的设计 4
（三）传感器的设计 5
（四）硬件电路的设计 6
（五）执行模块的设计 9
三、温室控制系统软件设计 11
（一）C语言 11
（二）控制程序设计 11
（三）主控制程序设计 11
（四）信号数据采集子程序设计 17
四、系统调试 19
（一）硬件调试 19
（二）Proteus仿真 20
（三）软件硬件联调 22
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
目前，我国农业正处于从传统农业到以优质，高效，高产为目标的现代化农业转化的新阶段。而大棚作为现代化农业实施的重要产物，在国内多数地区得到了广泛应用。现代农业生产离不开环境控制，农业大棚控制系统是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证。结合作物生长规律，控制环境条件，使作物在不适宜生长的反季节中获得比室外生长更优的环境条件，从而使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。由于大棚中各种环境因素是可以人为控制的，因此控制技术直接决定着大棚中农作物的产量和质量。
为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。它以先进的技术和现代化设施，人为控制作物生长的环境条件，使作物生长不受自然气候的影响，做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生产。
一、蔬菜大棚恒温控制概论
（一） 设计背景
温度是工农业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。例如：在农业温室大棚生产、冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、 加热炉、热处理炉、反应炉和对锅炉中的温度进行检测和控制。可以毫不夸张的说，温度控制应用于我们日常生活中的方方面面，在我们的生产生活中是必不可少的。
随着现代化科学技术的普及，很多传统的的管理技术已经渐渐推出了时代，取而代之的是更加规范，更加准确地并且经济地管理，就拿蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局性。还有就是温室大棚的工作条件，有很多的水分要使其保持一个恒温的环境需要的耗费太大。
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。
（二）设计的现实意义
常用的温度控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同，在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大，存在很多不确定的因素，难以建立精确的数学模型，从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。
本次设计中准备采用单片机作为核心，结合传感器实时实现对温度进行检查，进而进行调整；本套系统不仅具有控制方便、组态简单和操作灵活等几大优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高蔬菜大棚的温度稳定性，提高农作物产品的生长质量和数量。
通过实践证明，系统具有性能好、操作方便等优点，能实现对温、湿度等的显示、调节和控制。系统在其它领域还具有一定的推广价值。温、湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。而且其应用十分广泛。
二、整体系统结构原理图及工作原理
图2-1 系统整体框图
图2-2 系统整体电路图
（一）工作原理
本系统由如图2-1、图2-2所示，DHT11温湿度传感器采集数据，STC89C52单片机进行数据处理，LCD1602显示模块显示温湿度。由PWM控制温度调节模块进行温度调节，当温度小于18℃时，M4QA045电机停止运转，当温室大于28℃时，M4QA045电机全速运转，当温度处于18℃和28℃之间时，通过PWM控制M4QA045电机转速。由STC89C52单片机输出高低电平控制湿度报警模块，当湿度大于65%RH或者小于45%RH时，STC89C52单片机输出高电平，湿度报警模块报警，当湿度处于45%RH和65%RH之间时，STC89C52单片机输出低电平，湿度报警模块关闭。
（二）控制模块的设计
1. 单片机概述
单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，嵌入式微控制器等，属于第四代电子计算机。它把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器叶数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点，因此，适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。正是由于这一原因，国际上逐渐采用微控制器(MCU)代替单片微型计算机(SCM)这一名称。“微控制器”更能反映单片机的本质，但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受，所以仍沿用“单片机”这一名称。
2.STC89C52单片机简介
STC89C52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。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52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。
具有以下标准功能： 8k字节Flash512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，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。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。
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。
和atmel的对比 STC89C52RC单片机: 8K字节程序存储空间；512字节数据存储空间；内带4K字节EEPROM存储空间;可直接使用串口下载； AT89S52单片机:8K字节程序存储空间；256字节数据存储空间；没有内带EEPROM存储空间;
3. 单片机的选择
因此，在本课题设计的温湿度测控系统中，采用单片机来实现。在单片机选用方面，由于STC89系列单片机与MCS-51系列单片机兼容，所以，本系统中选用STC89C52单片机。
【摘要】
本论文主要阐述了基于ST89C51单片机的蔬菜大棚温湿度控制系统的设计，包括主要电路设计及软件设计等。该系统采用ST89C51单片机作为控制器，DHT11温湿度传感器湿敏电阻等元件，从而实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。该系统运行可靠，成本低。系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。
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关键字:】AT89C51；蔬菜大棚；控制系统；DH11温湿度传感器。
引言 1
一、蔬菜大棚恒温控制概论 2
（一）设计背景 2
（二）设计的现实意义 2
二、整体系统结构原理图及工作原理 3
（一）工作原理 4
（二）控制模块的设计 4
（三）传感器的设计 5
（四）硬件电路的设计 6
（五）执行模块的设计 9
三、温室控制系统软件设计 11
（一）C语言 11
（二）控制程序设计 11
（三）主控制程序设计 11
（四）信号数据采集子程序设计 17
四、系统调试 19
（一）硬件调试 19
（二）Proteus仿真 20
（三）软件硬件联调 22
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
目前，我国农业正处于从传统农业到以优质，高效，高产为目标的现代化农业转化的新阶段。而大棚作为现代化农业实施的重要产物，在国内多数地区得到了广泛应用。现代农业生产离不开环境控制，农业大棚控制系统是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证。结合作物生长规律，控制环境条件，使作物在不适宜生长的反季节中获得比室外生长更优的环境条件，从而使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。由于大棚中各种环境因素是可以人为控制的，因此控制技术直接决定着大棚中农作物的产量和质量。
为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。它以先进的技术和现代化设施，人为控制作物生长的环境条件，使作物生长不受自然气候的影响，做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生产。
一、蔬菜大棚恒温控制概论
（一） 设计背景
温度是工农业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。例如：在农业温室大棚生产、冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、 加热炉、热处理炉、反应炉和对锅炉中的温度进行检测和控制。可以毫不夸张的说，温度控制应用于我们日常生活中的方方面面，在我们的生产生活中是必不可少的。
随着现代化科学技术的普及，很多传统的的管理技术已经渐渐推出了时代，取而代之的是更加规范，更加准确地并且经济地管理，就拿蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局性。还有就是温室大棚的工作条件，有很多的水分要使其保持一个恒温的环境需要的耗费太大。
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。
（二）设计的现实意义
常用的温度控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同，在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大，存在很多不确定的因素，难以建立精确的数学模型，从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。
本次设计中准备采用单片机作为核心，结合传感器实时实现对温度进行检查，进而进行调整；本套系统不仅具有控制方便、组态简单和操作灵活等几大优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高蔬菜大棚的温度稳定性，提高农作物产品的生长质量和数量。
通过实践证明，系统具有性能好、操作方便等优点，能实现对温、湿度等的显示、调节和控制。系统在其它领域还具有一定的推广价值。温、湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。而且其应用十分广泛。
二、整体系统结构原理图及工作原理
图2-1 系统整体框图
图2-2 系统整体电路图
（一）工作原理
本系统由如图2-1、图2-2所示，DHT11温湿度传感器采集数据，STC89C52单片机进行数据处理，LCD1602显示模块显示温湿度。由PWM控制温度调节模块进行温度调节，当温度小于18℃时，M4QA045电机停止运转，当温室大于28℃时，M4QA045电机全速运转，当温度处于18℃和28℃之间时，通过PWM控制M4QA045电机转速。由STC89C52单片机输出高低电平控制湿度报警模块，当湿度大于65%RH或者小于45%RH时，STC89C52单片机输出高电平，湿度报警模块报警，当湿度处于45%RH和65%RH之间时，STC89C52单片机输出低电平，湿度报警模块关闭。
（二）控制模块的设计
1. 单片机概述
单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，嵌入式微控制器等，属于第四代电子计算机。它把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器叶数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点，因此，适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。正是由于这一原因，国际上逐渐采用微控制器(MCU)代替单片微型计算机(SCM)这一名称。“微控制器”更能反映单片机的本质，但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受，所以仍沿用“单片机”这一名称。
2.STC89C52单片机简介
STC89C52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。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52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。
具有以下标准功能： 8k字节Flash512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，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。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。
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。
和atmel的对比 STC89C52RC单片机: 8K字节程序存储空间；512字节数据存储空间；内带4K字节EEPROM存储空间;可直接使用串口下载； AT89S52单片机:8K字节程序存储空间；256字节数据存储空间；没有内带EEPROM存储空间;
3. 单片机的选择
因此，在本课题设计的温湿度测控系统中，采用单片机来实现。在单片机选用方面，由于STC89系列单片机与MCS-51系列单片机兼容，所以，本系统中选用STC89C52单片机。
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