恒温育种系统-设计说明书
电子校园网 编号：
CJ-51-2021-003-LW
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
字数：10000+
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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
2.6光照检测方案的选择
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
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 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2光照强度和温度检测实物测试
5.3 设置温度阈值实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
该设计方案基于实际问题，恒温育种是农业和生物科学领域中一项重要的研究工作。通过控制恒定的温度环境，可以优化植物、昆虫等生物的生长和繁殖条件，从而提高农作物产量、改良植物品质，以及促进昆虫的繁殖研究。基于单片机的恒温育种系统的设计选题背景主要包括以下几个方面：
研究需求：农业和生物科学领域对于恒温育种系统的需求日益增长。随着人口的不断增长和资源的有限性，提高农作物的产量和品质成为当今重要的课题。同时，昆虫的繁殖研究在生态学、生物学和医学领域也有着广泛的应用。恒温育种系统可以提供稳定的、可控的温度环境，满足不同生物种类的生长和繁殖需求，因此备受关注。
技术进步：随着单片机技术的不断发展，其性能越来越强大，能够实现更精确、稳定的控制。基于单片机的恒温育种系统借助其高性能的计算和控制能力，可以实现精确的温度调节，以及自动化运行和实时监测等功能。这些技术进步为设计和开发高效的恒温育种系统提供了可行性。
可持续农业：在追求可持续农业的背景下，恒温育种系统可以帮助减少对农药和化肥的依赖，提高生物的自然抗病性和耐逆性。通过优化生长条件，农作物的抗病能力和品质可以得到提升，从而降低农业生产的环境风险，实现更加可持续的农业发展。
我国最为世界第一农业大国，在农业也是积累了相当多的经验和知识，但是我国大部分地区都存在山多土地少，土质不好，土壤资源匮乏，气候条件复炸多变等劣势，这些劣势对农作物的生长及其不利；况且随着社会的进步，从事农业生产的人也日趋减少，而社会对农产品的需求却日益提高，原有农作种植方式已经不能满足社会发展的需要，必须对传统的农业经行技术更新和改造。因此在我国发展现代化农业是今后农业发展的必然趋势。而现代恒温育种就能满足以上的要求。恒温育种主要针对温度、光照强度等农作物的外在物理要素进行调节，以达到农作物生长的最佳条件。
综上所述，基于单片机的恒温育种系统的设计选题与背景紧密相关，它为满足农业和生物科学领域对于恒温环境的需求，利用先进的单片机技术实现高效、精确的恒温控制，促进可持续农业发展和生物繁殖研究提供了有力支持。这一技术的应用前景广阔，具有重要的科学研究和实践价值。
1.2 国内外研究现状
恒温育种在我国广大农业生产和科研中得到广泛的应用,由于受温度控制精度和功率大小等因素的影响,高精度和低功率是重点研究方向之一。本文在对国内外恒温育种进行深入分析的基础上,针对对我国广大农民的国情,将智能传感器监测和单片机控制相结合,设计制造符合广大农民的恒温育种。
向森林，徐志龙，郑伟，王韩，温纯；本实用新型公开了一种恒温育种装置，包括恒温箱本体，所述恒温箱本体内固定安装有电机，所述电机的输出轴端固定连接有旋转轴，所述旋转轴外表面转动安装至少有三组育种箱，所述育种箱底部固定安装有万向球，所述育种箱内设有至少六组育种盒,三组所述育种箱内分别设有第一内齿圈,第二内齿圈和第三内齿圈,所述第一内齿圈,第二内齿圈和第三内齿圈分别啮合有第一齿轮,第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮,第二齿轮和第三齿轮均贯穿且固定连接于旋转轴表面，所述第一内齿圈，第二内齿圈和第三内齿圈的直径不同，电机带动旋转轴转动，从而带动不同的齿圈和齿轮啮合转动，每个育种箱转动速度不同,使上下的育种箱都能充分接收到水分和光照,提高种子成活率。
陈萍弟，本实用新型公开了多功能恒温育种箱，包括育种箱本体，渗水框和集流槽，所述育种箱本体的内部中部螺钉连接有隔板，且隔板的内壁边缘开设有滑槽，所述滑槽的内部安装有滑块，所述渗水框固定粘接在育种框的末端外壁，且渗水框的末端与渗水框的内壁之间固定粘接有引流板，所述集流槽螺钉连接在育种板的下方，所述育种箱本体的后壁表面安装有输液机构。该多功能恒温育种箱中，育种框在育种板的顶端内部呈等间距布置，育种框的内部盛入适当的培土后，对种子进行种植，第一滤网是避免育种框内部的泥土出现掉落的情况，同时育种框多组的设置，可便于使用者同时对多组种子进行培育，亦可避免在培植的过程中种子之间相互干扰。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计基于基于单片机的恒温育种的整个系统。系统软件由STC89C52最小单片机，DS18B20测温控制模块，光照传感器和ADC0832组成的光照检测模块，继电器控制制冷和加热模块达到恒温和被动蜂鸣器警报模块设计，并具有单独的功能键控制模块一起形成。主要设计内容如下：
1）使用DS18B20集成IC检查当前温度；
2）光照传感器和ADC0832组成的光照检测模块，通过该模块可检测当前的光照值
3）继电器用于控制冷却风扇和加热片。当温度超过设定的最大值时，制冷继电器闭合，风扇打开；当温度超过设定的最小值时加热继电器打开，加热继电器，加热片打开；
4）LCD1602显示屏显示监测到的实时温度和光照强度；
5）根据按钮将警报值设置为温度的阈值。当温度高于或着低于阈值，蜂鸣器将发出警报。
