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温度是现实生活中一个非常重要的物理参数，是实际应用中最常用的参数，并随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素。因为它涉及到日常生活、科学研究、工业生产、农业生产等，如在温室环境下家禽养殖业等，可以保证畜禽适宜的生长环境，使其健康成长和预防瘟疫；大型仓库、大粮仓监测与控制现状等。可以说，几乎80%的部门要考虑温度的因素。围绕温度的检测和控制，因为温度在现实生活中的重要性，使这些测量工具得到了广泛的应用。随着科学技术的发展，这种仪器的发展变化很快。特别是随着计算机技术的飞速发展，微机控制的嵌入式系统已广泛应用于工业控制领域，形成一个测量和控制仪表的智能化，实时性高，精度高，可控制温度，从而使仪器的结构发生了根本性的变化，但也有其更广泛的应用前景。
1.2 本课题的任务
该设计主要是实现对蔬菜大棚中的温度进行实时监测并在液晶显示屏上显示，当温度超出相应范围自动报警的功能。整个系统由单片机控制，要能够接受温度传感器DS18B20的数据并存储、显示出来。可以编程对温度的上下限进行设置，超过设定值就会报警。设计一种合理、可行的单片机系统，完成温度的采集处理和显示的任务，并编写硬件驱动程序。
1.3 系统整体目标
利用单片机设计一个能够自动记录温度的系统，该系统能够自动采集温度并进行处理和显示，并且能够对异常情况进行报警，同时该系统能够将采集到的温度数据存储起来，并上传到电脑中，由专业人员进行分析，找出适合蔬菜生长的最佳温度范围，以此来控制相应设备，使蔬菜处于适宜条件下，获得大丰收。
2. 方案论证与选择
通过不同方案的介绍选择最优的方案。
2.1 方案设计
2.1.1 设计方案一
采用模拟的分立元件，如非线性元件像电容、电感或晶体管，实现多通道温度采集处理和显示，电路设计简单，操作简单，而且价格便宜，但采用分立元件分散，不便于集成的数字化，并且测量误差大。
2.1.2 设计方案二
该方案采用了器件单片机AT89C51、集成功率放大器、报警器、存储模块、LCD液晶显示电路、模拟温度传感器AD590、运算放大器、A/D转换器，方案二的框图如图1所示。
该方案使用了模拟温度传感器AD590[3]，将测量的温度信号转换成电流的变化，然后利用转换电路将其变成电压的变化，并使用运算放大器适当的放大信号，通过模数转换器进行模数转换，将转换后的信号传送给单片机，单片机的温度值采用液晶显示，当温度超过设定值时，系统开始报警。
图1 方案二的框图
2.1.3 设计方案三
该设计采用模块化的设计思想，由单片机进行主控，分四个模块进行设计论证，每个模块实现不同的功能。方案三的框图如图2所示。
图2 方案三的框图
该系统采用了智能温度传感器，除了采集温度信号，还能自行转换成数字信号，传递给单片机。由于采用了模块化设计思想，各模块功能简单易懂，直接明了，很方便就能实现系统所需功用。
2.2 方案的比较与选择
基于DS18B20的数字温度传感器的温度测量仪的硬件和软件开发过程，DS18B20将温度信号直接转换为数字信号，实现了与单片机的直接接口，从而消除了信号转换电路的需要。该系统电路简单，性能可靠，测量效率高，弥补了传统温度测量方法的不足。与方案1相比，在功能，性能，可操作性等方面都有较大的提高。与方案2相比，硬件电路简单，操作方便，具有较高的性价比。所以我用方案3完成了设计方案。
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