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基于51单片机花卉生长检测系统设计

花匠小妙招
2024-12-26 23:07

**单片机设计介绍，基于51单片机花卉生长检测系统设计

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51单片机花卉生长检测系统设计概要如下：

一、设计背景与目的

随着现代农业技术的发展，花卉种植对生长环境的要求日益提高。为了实现花卉生长环境的精准监控和自动调节，我们设计了一款基于51单片机的花卉生长检测系统。该系统能够实时监测花卉生长所需的关键参数，如温度、湿度、光照等，并通过单片机进行数据处理和控制，为花卉提供适宜的生长环境。

二、系统组成

51单片机控制器：作为整个系统的核心，负责接收传感器数据、执行控制算法，并输出控制信号。常用的51单片机型号有STC89C52等。
传感器模块：
温度传感器（如DS18B20）：用于实时监测花卉生长环境的温度。
湿度传感器（如DHT11）：用于实时监测花卉生长环境的湿度。
光照传感器（如光敏电阻）：用于实时监测花卉生长环境的光照强度。
显示模块：如LCD1602液晶显示屏，用于实时显示监测到的温度、湿度、光照等参数。
执行模块：根据传感器数据和预设的控制策略，控制相应设备的动作，如调节灯光亮度、开启或关闭加湿器等。
电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
三、系统功能

数据采集与显示：系统通过传感器实时采集温度、湿度、光照等参数，并通过LCD1602液晶显示屏实时显示。
阈值设置与报警：用户可设置温度、湿度、光照等参数的阈值。当实际值超过或低于阈值时，系统将通过声光报警等方式提醒用户。
自动控制：系统可根据传感器数据和预设的控制策略，自动调节灯光亮度、开启或关闭加湿器等设备，为花卉提供适宜的生长环境。
数据存储与查询：系统可存储历史数据，并支持用户查询和导出。
四、设计特点

实时性强：系统能够实时采集和显示花卉生长环境的参数，确保用户能够及时了解花卉的生长状况。
智能化程度高：系统能够根据预设的控制策略自动调节相关设备，为花卉提供适宜的生长环境。
简单易用：系统采用模块化设计，结构简单明了，易于安装和维护。同时，操作界面简洁友好，用户可轻松上手。
扩展性强：系统支持添加更多的传感器和执行设备，以适应不同花卉生长环境的需求。
五、应用前景

基于51单片机的花卉生长检测系统具有广阔的应用前景。随着现代农业技术的发展和人们对花卉种植品质要求的提高，该系统将为花卉种植提供有力的技术支持。同时，该系统也可应用于其他植物种植领域，为植物提供精准的生长环境监控和调节。

二、功能设计

51花卉生长检测系统-LCD1602-光敏-土壤-DS18B20-RELAY

本设计由STC89C52单片机+1602液晶显示电路+光照检测电路+土壤湿度传感器电路+温度DS18B20检测电路+继电器电路+电源电路组成。

1、在液晶上实时显示光照值、土壤湿度值和温度值。

2、光照、土壤湿度和温度超过相应阈值（阈值由通旺科技确定），则相应的继电器闭合。各个传感器对应的继电器的通断是分开控制的，各自为政。如果没有超过阈值，则相应的继电器不闭合。

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

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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

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