【正文】 究對象，由于溫度和濕度是雞生長發(fā)育 2 個影響最大的因素，參照科學(xué)研究和經(jīng)驗(yàn)所得結(jié)論，確定設(shè)計(jì)所需 參數(shù)如 表 2— 1 所示： 表 21 溫度對雞的影響 雞舍的適宜濕度，在適宜的溫度范圍內(nèi)，相對濕度在 60%65%最佳，如果安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 不是在舍內(nèi)溫度過高或過低的情況下，雞只對相對濕度 40%72%的范圍也能適應(yīng)。圖 溫度對濕度的影響。當(dāng)溫度高于 23℃時，進(jìn)行降溫 。首先依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則對硬件進(jìn)行初步選型，然后擬定一個系統(tǒng)的草案，同時還要考慮軟硬件實(shí)現(xiàn)的可行性。 控制單元：主要實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)控制信號的處理，并建立相應(yīng)的控制規(guī)則，是整個系統(tǒng)的核心單元，由檢測單元送入的檢測信號與主控單元進(jìn)行分析比較后，通過驅(qū)動電路使執(zhí)行單元工作。其中，顯示電路完成對溫度、濕度、等進(jìn)行顯示。 報(bào)警功能設(shè)計(jì)模塊中，但 溫、濕度 異常時根據(jù)不同的情況由蜂鳴器發(fā)出不同頻率的鳴叫，同時顯示屏顯示相應(yīng)的 溫、濕度 高低信息及調(diào)節(jié)器件工作狀態(tài)。 硬件設(shè)備的選擇 硬件的選擇關(guān)系到系統(tǒng)功能的穩(wěn)定性及系統(tǒng)開發(fā)的成本。該方案的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡明扼要，成本低；缺點(diǎn)是輸出功率不高，只能勉強(qiáng)驅(qū)動單片機(jī)，適合小電流負(fù)載。 綜上分析，為使系統(tǒng)調(diào)試方便，能夠穩(wěn)定工作，必須有可靠電源，所以決定選擇第二種方。 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 開 始顯 示 器 初 始 化設(shè) 置 顯 示 位 置將 命 令 發(fā) 送 到總 線 上延 時 1 0 u s將 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 到總 線數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 完 完 ？N結(jié) 束Y 圖 STC89c52 封裝圖 STC89c52 單片機(jī)的主要引腳功能如表 22 所示： 表 22 STC89c52 引腳功能圖 端口號 引腳編號 功能 VCC 40 接 +5V,提供電源 VSS 19 接地 XTAL1 、XTAL2 1 18 分別接 晶振兩端 RST 9 當(dāng)輸入兩個周期的高電平進(jìn)行復(fù)位 P0 端口 39～ 32 8 位雙向三態(tài) I/O 端口，作為低 8 位地址總線 /數(shù)據(jù)總線的分時復(fù)用端口，當(dāng)作為通用的 I/O 口使用，為準(zhǔn)雙向口，需外接上拉電阻 。普通的輸入端口使用時，應(yīng)先向端口的輸出鎖存器寫入高電平 和 端口除了上述功能外還具有作為定時器 /計(jì)數(shù)器 2 功能 [2]，其具體功能特性如表 23 所示： 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 表 23 和 引腳復(fù)用功能 引腳號 功能特性 T2（定時器 /計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計(jì)數(shù)器 2 捕獲 /重裝觸發(fā)和方向控制） P3 口作為普通的輸入端口使用時，應(yīng)先向端口的輸出鎖存器寫入高電平。濕度的檢測則采用濕敏電阻通過 AD 轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號可供微處理器處理。 通過比較， 溫、濕度 傳感器 DHT11 具有更高的性價(jià)比， DHT11 能夠構(gòu)建經(jīng)濟(jì)的測溫、測濕網(wǎng)絡(luò)。 方案二 :用液晶 1602 顯示。對于要顯示大量信息時，使用顯示功能更好的液晶顯示器比較好，它能顯示更多的數(shù)據(jù)。 綜上分析，由于 1602 只能顯示字符的缺陷，不能達(dá)到 本設(shè)計(jì) 的要求。 方案二：采用獨(dú)立式按鍵。 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在硬件設(shè)計(jì)中，主要考慮的問題就是結(jié)合中小型養(yǎng)雞場的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出切合實(shí)際的實(shí)用型控制器，能夠盡可能減少人工操作，提高工作效率，并且要盡量實(shí)現(xiàn)性價(jià)比高、操作簡單、故障率低。并將當(dāng)前的 溫、濕度 信息及執(zhí)行部件的工作狀態(tài)通過控制 LCD12864 液晶顯示器的顯示出來。如圖 所示： 圖 晶振電路 復(fù)位電路 復(fù)位電路具有實(shí)時檢測 CPU 的功能，能夠及時發(fā)現(xiàn) CPU 陷入死循環(huán)并使系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位電路圖如圖 所示： 圖 復(fù)位電路圖 溫、濕度 傳感器模塊 DHT11 的工作原理 DHT11 溫、濕度 傳感器包括一個溫度傳感器件和一個電阻式感濕元件 [6]，具有質(zhì)量優(yōu)良、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。 當(dāng)總線空閑狀態(tài)為低電平時，說明 DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號， DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號后，再把總線拉高 80us，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一位數(shù)據(jù)都以 50us 低電平時隙開始，高電平的長短定了數(shù)據(jù)位是 0 還是 1。用 來虛擬數(shù)據(jù)線 DATA?？梢燥@示 84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字、也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。 表 33 基本指令 指令 指 令 碼 功 能 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清除 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 清除顯示屏幕，把 DDRAM 位址計(jì)數(shù)器調(diào)整為“ 00H” 設(shè)定CGRAM位址 0 0 0 1 設(shè)定 CGRAM 位址到位址計(jì)數(shù)器（ AC） 設(shè)定DDRAM位址 0 0 1 設(shè)定 DDRAM 位址到位址計(jì)數(shù)器（ AC） 讀取忙碌狀態(tài)（ BF）和位址 0 1 BF 讀取忙碌狀態(tài)（ BF）可以確認(rèn)內(nèi)部動作是否完成，同時可以讀出位址計(jì)數(shù)器（ AC）的值 寫資料到RAM 1 0 寫入資料到內(nèi)部的 RAM（ DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM） 讀出RAM 的值 1 1 從內(nèi)部 RAM 讀取資料（ DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM） 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 顯示電路設(shè)計(jì) 顯示屏是單片機(jī)最簡單的輸出設(shè)備，通過它可以了當(dāng)前的 溫、濕度 [9]，當(dāng)前溫、濕度 調(diào)節(jié)器件工作的狀態(tài)，及按鍵的調(diào)節(jié)的狀態(tài)等。其與單片機(jī)的連接圖如圖 所示： 圖 LCD12864 連接圖 報(bào)警模塊 蜂鳴器是一種使用直流電壓供電的結(jié)構(gòu)一體化的電子發(fā)聲器件 [11]。 單片機(jī)的 口輸出高電平時，三極管導(dǎo)通，集電極電流通過蜂鳴器，從而使蜂鳴器發(fā)出聲音，當(dāng)輸出低電平時，三極管截止，蜂鳴器不工作。繼電器是一種在電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用特別廣泛的電控制器件，它可以用小電流去控制大電流，當(dāng)輸入量的變化或量值達(dá)到規(guī)定要求時，對被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”控制，故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用，繼電器實(shí)物如圖 所示。 圖 繼電器 實(shí)物圖 圖 繼 電器 電路圖 設(shè)計(jì)共使用四個繼電器，分別 與 加熱、降溫、加濕、除濕 器件連接。系統(tǒng)使用 3 個按鍵分別是選擇按鍵、加、減按鍵。采用這種方法不僅使程序模塊化，使程序結(jié)構(gòu)層次分明，便于管理和維護(hù)，同時可方便以后開發(fā)的調(diào)用，只要按照函數(shù)接口參數(shù)的定義，在功能程序模塊中調(diào)用接口函數(shù)即可，而不必關(guān)心底層驅(qū)動是如何實(shí)現(xiàn)的，這樣縮短了開發(fā)周期，開發(fā)效率大大提高。因此在設(shè)計(jì)主函數(shù)時首先考慮系統(tǒng)如何將雞舍的溫、濕度 顯示處理，所以首先對 STC89c52 單片機(jī)的各個 I/O 口進(jìn)行初始化，并將 LCD12864 初始化，為后續(xù)的顯示提供可靠的環(huán)境，接 著讀取 DHT11 溫、濕度 傳感器的 溫、濕度 值，將當(dāng)前的 溫、濕度 值與 溫、濕度 正常范圍內(nèi)的值進(jìn)行比較，若 溫、濕度 異常則執(zhí)行相應(yīng)的 溫、濕度 調(diào)控器件并報(bào)警。 系統(tǒng)上電后，首先實(shí)現(xiàn)顯示屏的初始化化，接著讀取 DHT11 溫、濕度 傳感器的 溫、濕度 值，單片機(jī)判讀當(dāng)前 溫、濕度 是否處于正常狀態(tài)，若 溫濕異常單片機(jī) 發(fā)送指令給驅(qū)動電路， 正常則不作處理，接著單片 機(jī)發(fā)送指令與數(shù)據(jù)給顯示屏，顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)。 //開放總中斷 EX0=1。 //上電，等待穩(wěn)定 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 LCD_init()。 //讀取 溫、濕度 Delay_xms(1000)。 while(1) { show2()。其工作流程圖如 圖 所示 ： 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 開 始傳 感 器 上 電 初 始 化讀 取 設(shè) 備 發(fā) 送 起 始信 號讀 取 4 0 位 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 校 驗(yàn) 正 確 ？更 新 溫 濕 度 值Y結(jié) 束N 圖 DHT11 工作流程圖 以下程序?yàn)?溫、濕度 讀取程序，主要實(shí)現(xiàn)獲取 DHT11 溫、濕度 傳 感器中的溫、濕度 值及校驗(yàn)碼。 P2_0=1。 //判斷從機(jī)是否發(fā)出 80us 的低電平響應(yīng)信號是否結(jié)束 while((!P2_0)amp。 //判斷從機(jī)是否發(fā)出 80us 的高電平，如發(fā)出則進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài) while((P2_0)amp。 LCD12864 顯示程序設(shè)計(jì) LCD12864液晶操作之前先要對其進(jìn)行初始化，初始化完后它才能正常顯示。 其部分代碼如下： void LCD_init() { Delay_xms(3)。 LCD_wcmd(0x30)。 LCD_wcmd(0x01)。 其部分代碼如下： void LCD_pos(uchar X， uchar Y) { uchar pos。} else if (X==4) //判讀是否在第四行 {X=0x98。由于 LCD12864 能夠顯示 128*64 像素圖片，在顯示圖像過程中需關(guān)閉顯示功能，圖像數(shù)據(jù)完全寫入后打開顯示功能方能顯示真確的圖像，否則在顯示過程中出現(xiàn)亂碼的情況。 //寫數(shù)據(jù)時，關(guān)閉圖形顯示 for(i=0。 //寫入垂直坐標(biāo)值 for(j=0。 } for(i=0。 for(j=0。 } LCD_wcmd(0x36)。 //擴(kuò)充指令操作 Delay_xms(5)。 //清屏 Delay_xms(5)。 報(bào)警工作流程圖 如圖 所示。當(dāng) 溫、濕度 異常時分別實(shí)現(xiàn)報(bào)警處理及 溫、濕度 異常糾正處理。 temp=wendu_shi*10+wendu_ge。i++) 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 31 keyscan()。 } ……. if(K==0) { if(s4num==0) { if(temptemp_H|temptemp_L|rhhum_H|rhhum_L) { LED=1。 else { if(temptemp_Lamp。 按鍵識別設(shè)計(jì) 由于按鍵是該系統(tǒng)唯一的人機(jī)信息交互部件，因此按鍵識別部分需及時響安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 32 應(yīng)，但本系統(tǒng)顯示的多樣性，導(dǎo)致主芯片數(shù)據(jù)處理量大。 其按鍵工作流程圖如圖 所示： 開 始選 擇 鍵 按 下加 鍵 按 下減 鍵 按 下進(jìn) 入 中 斷鍵 盤 掃 描S 4 n u m = ( s 4 n m b e r + 1 ) % 5YNNS 4 n a m = 1 溫 度 上 限 加 1 ；S 4 n a m = 2 溫 度 下 限 加 1 ；S 4 n a m = 3 溫 度 上 限 加 1 ；S 4 n a m = 4 溫 度 下 限 加 1 ；S 4 n a m = 1 溫 度 上 限 減 1 ；S 4 n a m = 2 溫 度 下 限 減 1 ；S 4 n a m = 3 溫 度 上 限 減 1 ；S 4 n a m = 4 溫 度 下 限 減 1 ；YYS 4 n u m = = 0 ?退 出 中 斷YNNS 4 n u m = = 0結(jié) 束 圖 按鍵工作流程圖 以下是按鍵識別及處理的主要程序，主要通過按鍵掃描實(shí)現(xiàn)按鍵是否按下，但在按鍵掃描的過程中應(yīng)排除按鍵抖動造成的異常，因此在按鍵識別過程中通過 延時達(dá)到消抖效果。 s4num++； //選擇下一功能 …… if(s4num!=0) //按鍵計(jì)數(shù)加 { if(s2==0) { Delay(10)。 //刷新溫度上限 。 中斷處理流程圖如圖 所示 ： 進(jìn) 入 中 斷按 鍵 識 別 與 處理顯 示 當(dāng) 前 信 息按 鍵 編 輯 溫 濕 度 范圍 是 否 結(jié) 束退 出 中 斷YN開 始結(jié) 束 圖 中斷處理流程圖 本系統(tǒng)使用外部中斷 0。 中斷處理程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)的中斷處理具有及時響應(yīng)特點(diǎn)，由于本系統(tǒng)在人機(jī)交互功能上要體現(xiàn)及時性，故在體現(xiàn)人機(jī)交互功能時使用中斷處理。//消抖，否則就會一下加很多 //調(diào)節(jié)修改顯示的位置 if(s4num==1) { temp_H++。 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 33