恒温育种系统（有完整资料）

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编号：

CJ-51-2021-003

设计简介：

本设计是基于单片机的恒温育种系统，主要实现以下功能：

可实现LCD1602显示光照强度以及温度值；
可实现通过按键调节温度的最大值以及温度的最小值；
可实现光敏电阻采集光照强度自动控制灯的亮度；
可实现通过ADC0832采集光敏电阻的电压大小；
实现通过PWM控制灯的亮度，继电器控制加热制冷。

标签：51单片机、LCD1602、PWM控制灯亮度、DS18B20测温、继电器自动控制

一、中控部分

核心控制器：STC89C52单片机

功能：
- 数据获取：从输入部分获取温度、光照值等数据。
- 数据处理：对获取的数据进行处理，判断是否超出设定的温度阈值，并根据结果控制输出部分。
- 控制输出：根据处理结果，控制LCD1602显示模块、继电器、LED、蜂鸣器等输出设备。
特点：
- STC89C52单片机具有丰富的I/O端口、定时器和中断系统，能够高效处理多任务。
- 通过编程实现温度和光照的实时监测与控制。

二、输入部分

输入部分由以下四部分组成：

DS18B20温度检测模块
- 功能：检测当前环境的温度。
- 特点：DS18B20是一款数字温度传感器，具有高精度（±0.5℃）和单总线通信的特点，适合实时温度监测。
光照传感器 + ADC0832模块
- 功能：检测当前环境的光照值。
- 组成：
  - 光照传感器：用于感知环境光照强度。
  - ADC0832：8位模数转换器，将光照传感器输出的模拟信号转换为数字信号，供单片机处理。
- 特点：通过ADC0832的转换，单片机可以精确获取光照值。
独立按键
- 功能：通过三个独立按键实现以下功能：
  - 切换界面：切换LCD1602显示的内容。
  - 设置温度阈值：用户可以通过按键设置温度的最大值和最小值。
- 特点：按键操作简单，方便用户对系统进行设置。
供电电路
- 功能：为整个系统提供稳定的电源。
- 特点：供电电路设计合理，确保各模块正常工作，同时具备过流、过压保护功能，提高系统的安全性。

三、输出部分

输出部分由以下五部分组成：

LCD1602显示模块
- 功能：显示当前温度、光照值、温度阈值等信息。
- 特点：LCD1602具有16x2字符显示能力，显示清晰，适合实时显示系统状态。
继电器控制风扇
- 功能：当温度大于设定的温度最大值时，继电器闭合，风扇转动，降低环境温度。
- 特点：通过继电器控制风扇的开关，实现温度的自动调节。
加热继电器
- 功能：当温度小于设定的温度最小值时，加热继电器闭合，启动加热装置，提高环境温度。
- 特点：通过加热继电器实现温度的自动补偿，确保温度在设定范围内。
LED指示灯
- 功能：当温度小于温度最小值时，LED亮起，提示用户当前温度过低。
- 特点：LED作为简单直观的指示设备，方便用户快速了解系统状态。
蜂鸣器
- - 功能：当温度大于温度最大值时，蜂鸣器报警，提示用户当前温度过高。
  - 特点：蜂鸣器作为报警设备，能够在温度异常时及时提醒用户。

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分光敏电阻，第十部分是温度检测模块，使用DS18B20温度传感器，检测当前教室的温度，第十一部分是继电器，第十二部分是光敏电阻，第十三部分是USB灯座子。下图5-1为焊接完整实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2光照强度和温度检测实物测试

如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示测得的光照强度为80.4：Lx，室内温度为26.1℃。

图5-2人数和温度检测实物图

5.3 设置温度阈值实物测试

如图5-3所示，此设计中设置了温度最大值和最小值，当室内温度大于设置的最大温度值时，继电器闭合，风扇开始工作，且蜂鸣器报警提醒。温度下降到小于设置的温度最大值，加热继电器打开，LED灯亮起。

图5-3 设置温度阈值实物图

设计摘要：

本设计是基于单片机的恒温育种系统，系统采用STC89C52芯片，可实现高精度恒温控制。DS18B20温度传感器实时监测环境温度，并将数据传输给单片机，通过智能算法实现精确的温度调节。这确保了生物育种过程中恒定的、稳定的温度条件，最大程度地满足不同生物种类的生长需求。系统配备了智能风扇，可根据环境温度自动调节转速。当环境温度超过设定值时，风扇会启动以带走多余的热量，保持稳定温度。反之，当环境温度过低时，加热器将被激活，确保环境恒温。这种优化调节策略有助于节能和提高系统的稳定性。包括光照传感器和ADC0832组成的光照检测模块。监测光照强度，进行补光。自动调整LED光源的亮度，确保生物在恒定的温度和合适的光照条件下生长繁殖。

关键词：单片机；DS18B20温度传感器；光敏电阻