基于單片機的便攜式土壤溫濕度測量儀的設計-wenkub
2022-09-07 14:52:28 本頁面
【正文】 6 由圖 34可知，單片機集成了中央處理器（ CPU）、存儲器系統(tǒng)（ RAM和 ROM）、定時 /計數(shù)器、并行接口、串行接口、中斷系統(tǒng)及一些特殊功能寄存器（ SFR） [2]。 XTAL1：反向振 蕩 放大器的 輸 入及 內 部 時鐘 工作 電 路的 輸 入。但在 訪問 外部 數(shù) 據(jù)存 儲 器 時 ， 這兩 次有效的 PSEN信 號將 不 5 出 現(xiàn) 。另外， 該 引腳被略微拉高。因此 它 可用作 對 外部 輸出的脈沖或用于定 時 目的。 當 振 蕩 器 復 位器件 時 ，要保持 RST腳 兩個 機器周期的高 電 平時間 。 圖 32 STC89C51外形示意圖 [3]. 控制信 號線 RST/VPD（ 9腳）： 復 位信 號輸 入端， 復 位 /掉 電時內 部 RAM的 備 用 電 源 輸 入端 VPP（ 31腳）： 訪問 外部存 儲 器允 許 /編 程 電壓輸 入。 當 采用外部振 蕩 器 時 ，此引腳要接地。 51系列單片機：集成 8位 CPU、 4K字節(jié) ROM、 128字節(jié) RAM、 4個 8位并口、 1個全雙工串行口、 2個 16位定時 /計數(shù)器。一個單片機應用系統(tǒng)能否被廣泛使用， 性價比是其中一個關鍵因素。高可靠性是單片機系統(tǒng)應用的前提，在系統(tǒng)設計的每一個環(huán)節(jié)，都應該將可靠性作為首要的設計準則。這類信號必須通過傳感器轉換成為電信號后，再由 A/D轉換器轉換成為數(shù)字量信號送入單片機進行處理，最后通過 LCD完成溫濕度值的顯示?？梢詫Νh(huán)境的溫度和濕度進行檢測和控制 ,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、溫濕度調節(jié)以及超限報警等各項功能，為此設計了一種基于 STC89C51單片機的溫濕度測量儀。在日常的生產(chǎn)生活中，經(jīng)常需要檢測環(huán)境中的溫濕度，而運用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域則要求更為嚴格。因而基于單片機的溫濕度測量系統(tǒng)對解決這些問題有著非常重大的意義。終端傳感器采用精確度較高的 TDR5 土壤溫濕度傳感器，該傳感器適用于節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場、土壤速測、植物培養(yǎng)、科學試驗等領域。本文給 出了系 統(tǒng) 硬件 電 路的 設計和軟件程序的設計 ， 實現(xiàn) 了土壤 溫濕度的實時自 動檢測 的功能。以前種植植被一般都用溫室栽培，為了充分的利用好溫室栽培這一高效技術，就必需有一套科學的，先進的管理方法，用以對不同種類植被生長的各個時期所需的溫 度及濕度等進行實時的監(jiān)控。隨著科技的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測在農(nóng)業(yè)領域的應用越來越廣泛，例如要確定某些幼苗的生長特性與溫度、濕度有什么樣的關系等。 2 2 系統(tǒng)的設計要求與設計思路 本系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能 、準確的顯示采樣溫度值與濕度值。本系統(tǒng)設計的一種基于 STC89C51單片機的便攜式溫濕度測量儀，溫度的測量范圍為 30℃ ~70℃ ，濕度測量范圍為 0~100%。提高系統(tǒng)的可靠性通常從以下幾個方面考慮：使用可靠性高的元器件；設計電路板時布線和接地要合理；對供電電源采用抗干擾措施；輸入輸出通道抗干擾措施；進行軟硬件濾波；系統(tǒng)自診判斷功能等。因此，再設計時，除了保持高性能外，盡可能降低成本，如簡化外圍硬件電路，在系統(tǒng)性能和速度允許的情況下盡可能使用軟件功能取代硬件功能等。尋址范圍 64K，并有控制功能較強的布爾處理器。 4 XTAL2（ 18腳）：接外部晶振的另一 個 引腳。 EA為 高 電 平 時 ， 訪問內 部存 儲 器；低 電 平 時 ， 訪問 外部存 儲 器。 ALE/PROG： 當訪問 外部存 儲 器 時 ，地址 鎖 存允 許 的 輸 出 電 平用于 鎖 存地址的低位字 節(jié) 。然而要注意的是：每 當 用作外部 數(shù) 據(jù)存 儲 器 時 ， 將 跳過 一 個 ALE脈沖。如果微 處 理器在外部 執(zhí) 行 狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 EA｜ VPP： 當 EA保持低 電 平 時 ， 則 在此期 間 外部程序存 儲 器（ 0000HFFFFH），不管是否有 內 部程序存 儲 器。 XTAL2： 來 自反向振 蕩 器的 輸 出。他們通過內部總線緊密地聯(lián)系在一起。 中 央 處 理 器C P U時 鐘 電 路 R O M R A M 定 時 / 計 數(shù) 器R O MP 1 P 2串 行 接 口 中 斷 系 統(tǒng)P 0 P 3T X D R X DI N T 1I N T 0 圖 33 單片機結構示意圖 CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器。 7 T/C：兩個定時 /記數(shù)器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數(shù)模式。外接晶體諧振器以及電容 C1和 C2構成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中，片內的放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。當單片機的復位引腳 RESET 8 出現(xiàn) 2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。 MCS51的通信端口有一個接收緩沖式的串行接口，在特殊功能寄存器中有一個串行數(shù)據(jù)緩沖器寄存器，專門供存放發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。 RS232C標準規(guī)定其高電平為 +3 ~+15V，低電平為 3V~15V，噪聲容限為 2V。 機械特性 RS232C接口規(guī)定使用 25針連接器， 市場上常見的有 25針串口和 9針串口兩種接口形式，連接器的尺寸及每個插針的排列位置都有明確的定義。所以計算機與單片機之間通訊時需要加電平轉換芯片 MAX232。這樣，通過單5V供電就可以滿足所需要的轉換電平。它是連接外部設備的 一個串口總線標準。 11 12V轉 5V電路采用的芯片是三端穩(wěn)壓集成電路 L7805CV。在實際應用中，應在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當然小功率的條件下不用）?，F(xiàn)在往往將 LCD控制器、驅動器、 RAM、 ROM和 LCD顯示器連接在一起，稱為液晶顯示模塊。 1602是一種點陣字符型液晶顯示模塊，可以顯示兩行共 32個字符。當 RS和 RW共同為低電平時，可以寫入指令或者顯示地址；當 RS為低電平、 RW為高電平時，可以讀忙信號；當 RS為高電平、 RW為低電平時，可以寫入數(shù)據(jù)。 P0=。 lcden=0。 delay(5)。 } void init_lcd()//lcd初始化 { lcden=0。//寫字符指針加 1,光標加 1 write_mand(0x01)。首先通過調節(jié)滑動變阻器改變輸入到 ADC0804芯片的電壓值（ ADC0804芯片的參考電壓調節(jié)成 0V～ 5V,而滑動變阻器產(chǎn)生的電壓范圍也為 0V～ 5V，因此沒有必要設計額外的模擬電路），然后通過單片機進行運算處理得到這個輸入電壓值，最后再通過 LCD將這個電壓值顯示出來。 RD：低 電 平有效，即 RD=0時 ，可以通 過數(shù) 據(jù)端口 DB0～ DB7讀 出本次的采 樣結果。x) for(y=110。 } void start_ad() //AD啟動 { wrad=1。 //啟動 一次 ADC0
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