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编号：
CJL-51-2022-122
设计简介：
本设计是基于单片机的土壤温湿度检测系统，主要实现以下功能：
可通过LCD1602显示温湿度 ；
可通过按键设置温湿度阈值；
温湿度不在阈值内时蜂鸣器报警相应的继电器工作；
可通过蓝牙模块给手机发送温湿度。
标签：51单片机、LCD1602、蓝牙模块、土壤湿度检测、温度检测。
题目扩展：温湿度控制系统
基于单片机的土壤温湿度检测系统：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：
中控部分
- 核心处理器：STC89C52单片机，负责数据采集、处理、逻辑判断和输出控制。
- 数据处理：接收并解析来自输入部分的土壤湿度（通过ADC0832转换）和温度（DS18B20）数据。
- 逻辑判断：将接收到的数据与预设的阈值进行比较，判断是否需要启动加热、制冷、加湿或除湿继电器。
- 输出控制：根据逻辑判断结果，控制继电器、LCD1602显示模块和蜂鸣器的动作。
- 通信功能：通过ECB02蓝牙模块，将测量数据发送到手机进行远程监控。
输入部分
输出部分
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，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Type-C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。第六部分是下载口，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。第七部分是温度传感器，用的是DS18B20测得温度。第八部分是土壤湿度传感器，先焊接4Pin的排母，直接插入排母。第九部分是模数转换芯片ADC0832，先焊接一个2*4Pin的底座，将芯片插入底座。第十部分是四个继电器，直接焊接在板子上。第十一部分是三个独立按键模块，直接焊接在板子上。第十二部分是蓝牙模块，先焊接一个6Pin的排母，将传感器插入排母。第十三部分是蜂鸣器，直接焊接在板子上。下图5-1为焊接完的整体实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 蓝牙连接实物测试
如图5-2所示，上电后，LCD1602显示屏显示温度、湿度。连接蓝牙时先在微信中搜索“特纳斯电子”公众号，关注之后在屏幕的左下角有“工具”，点一下“工具”，再点一下“蓝牙助手”，找到名称带有“＠”符号的蓝牙名称，点一下会自动连接，连接好之后，可通过手机查看数据。
图5-2蓝牙连接图
5.3 按键实物测试
如图5-3所示，第一次按下第一个按键S2，显示屏显示“Temp_max”和“Temp_min”，且“Temp_max”的值在闪烁，这时，按下第二个按键S3，温度最大值+1，按下第三个按键S4，温度最大值-1。同理，可设置温度最小值、湿度最大值和湿度最小值。
图5-3按键实物图
5.4 湿度控制实物测试
如图5-4所示，当湿度小于湿度最小值时，加湿继电器打开，蜂鸣器报警。
图5-4加湿实物图
如图5-5所示，当湿度大于湿度最大值时，除湿继电器打开，蜂鸣器报警。
图5-5除湿实物图
5.5 温度控制实物测试
如图5-6所示，当温度大于温度最大值时，制冷继电器打开，蜂鸣器报警。
图5-6制冷实物图
如图5-7所示，当温度小于温度最小值时，加热继电器打开，蜂鸣器报警。
图5-7加热实物图
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
仿真设计总体包括51单片机最小系统、LCD1602显示屏、三个按键、模拟土壤湿度检测的电位器和ADC0832、温度传感器、四个继电器、蜂鸣器和模拟蓝牙模块的串口虚拟终端。
图6-1 仿真设计总图
6.2 按键仿真测试
如图6-2所示，第一次按下第一个按键S2，显示屏显示“Temp_max”和“Temp_min”，且“Temp_max”的值在闪烁，这时，按下第二个按键S3，温度最大值+1，按下第三个按键S4，温度最大值-1。同理，可设置温度最小值、湿度最大值和湿度最小值。
图6-2按键仿真图
6.3 湿度控制仿真测试
如图6-3所示，当湿度小于湿度最小值时，加湿继电器打开，蜂鸣器报警。
图6-3加湿仿真图
如图6-4所示，当湿度大于湿度最大值时，除湿继电器打开，蜂鸣器报警。
图6-4除湿仿真图
6.4 温度控制仿真测试
如图6-5所示，当温度大于温度最大值时，制冷继电器打开，蜂鸣器报警。
图6-5制冷仿真图
如图6-6所示，当温度小于温度最小值时，加热继电器打开，蜂鸣器报警。
图6-6加热仿真图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
本文介绍了一种基于单片机的土壤温湿度检测系统的设计与实现。该系统通过使用温湿度传感器和土壤湿度传感器，可以实时监测土壤的温度和湿度。通过LCD1602液晶显示屏，系统可以将监测到的温湿度数据直观地显示出来。同时，系统还配备了按键，用户可以通过按键来设置温湿度的阈值。当温湿度超过设定的阈值时，系统会触发蜂鸣器进行报警。此外，系统还支持蓝牙连接，用户可以通过手机远程监测和控制土壤的温湿度。通过实验验证，该系统具有较高的准确性和稳定性，可以有效地监测土壤的温湿度，为农作物的生长提供重要的参考信息。
该系统的设计采用了单片机作为控制核心，具有较低的功耗和成本。温湿度传感器和土壤湿度传感器能够准确地采集土壤的温湿度数据，并通过ADC转换后传输给单片机进行处理。LCD1602液晶显示屏可以清晰地显示当前的温湿度数值，方便用户实时了解土壤的环境状况。通过按键设置阈值，用户可以根据需要进行自定义设置，当温湿度超过设定的阈值时，蜂鸣器会发出警报，提醒用户及时采取措施。此外，系统还支持蓝牙连接，用户可以通过手机远程监测和控制土壤的温湿度，提高了系统的便捷性和灵活性。该系统具有较高的准确性和稳定性，能够准确地监测土壤的温湿度变化。通过及时了解土壤的温湿度状况，农民可以根据实际情况采取相应的措施，合理调节土壤的温湿度，提高农作物的产量和质量。该系统具有较好的实用性和推广价值，可广泛应用于农业生产和科研领域。
关键词：单片机；蓝牙模块；温度检测；土壤湿度检测
字数：11000+
目录：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
3.5 土壤湿度传感器
3.6 ADC0832模数转换芯片模块
3.7 蓝牙模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键功能图
4.4 显示函数流程图
4.5 处理函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 蓝牙连接实物测试
5.3 按键实物测试
5.4 湿度控制实物测试
5.5 温度控制实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 按键仿真测试
6.3 湿度控制仿真测试
6.4 温度控制仿真测试
结 论
参考文献
致 谢
