【正文】 圍內(nèi)，若不在我們所設(shè)置的范圍內(nèi)，則需要進(jìn)行相應(yīng)的工作來(lái)對(duì)溫濕度進(jìn)行一個(gè)調(diào)整。具體如下： 47℃，這個(gè)時(shí)候它已經(jīng)高于所設(shè)置的溫度最高值40℃時(shí)，此時(shí)蜂鳴器會(huì)報(bào)警，藍(lán)燈亮，代表我們的設(shè)備應(yīng)該用來(lái)升溫 . 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 。提醒工作人員進(jìn)行一個(gè)升溫調(diào)整。然后檢測(cè)程序的寫(xiě)法以及電路有無(wú)問(wèn)題。主要是電阻電容的大小。 圖 51 程序燒 錄運(yùn)行圖 在電路板焊接完后，我們還要進(jìn)行一下我們的電路板的焊接是否正確，有無(wú)短路以及焊接錯(cuò)誤的現(xiàn)象。將電路板和電腦相連接。在我們做課題設(shè)計(jì)的軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，我們首先要了解這個(gè)軟件的安裝和使用過(guò)程。 圖 411 溫濕 度控制模塊軟件流程圖 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 412 DHT11 軟件流程圖 報(bào)警模塊與繼電器控制模塊 圖 413 報(bào)警模塊和繼電器控制模塊 軟件流程圖 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 12864 液晶顯示模塊 圖 414 LCD12864 液晶顯示模塊軟件流程圖 時(shí)鐘模塊（附加功能） 圖 415 DS1302 時(shí)鐘模塊軟件流程圖 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 第五章 系統(tǒng)分析與調(diào)試 硬件電路的調(diào)試 本課題是在 Keil C 環(huán)境下開(kāi)發(fā)的，這個(gè)軟件支持多種語(yǔ)言的使用。該液晶顯示屏上會(huì)呈現(xiàn)出來(lái)當(dāng)時(shí)的溫濕度值。在調(diào)用 12864 液晶顯示的過(guò)程中，流程圖如圖： 圖 48 調(diào)用 LCD12864 液晶顯示流程圖 其中顯示溫濕度限值的程序流程圖如下： 圖 49 溫濕度限值設(shè)置流程圖 溫濕度控制模塊 溫度和濕度控制模塊是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的核心內(nèi)容。每次輸入都要點(diǎn) *鍵確認(rèn)。 MAX232 可以對(duì)電腦里的寄存器進(jìn)行下面的程序框圖。 系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。首先設(shè)置的是溫度的最高值，用矩陣鍵盤(pán)設(shè)置，兩位數(shù)，點(diǎn)擊 *鍵確認(rèn)。 該課題的軟件設(shè)計(jì)思路如下圖： 開(kāi) 始開(kāi) 始初 始 化初 始 化設(shè) 置 參 數(shù)設(shè) 置 參 數(shù)溫 度 值 大 于 最 高 值 ？溫 度 值 大 于 最 高 值 ？溫 度 值 小 于 最 小 值 ？溫 度 值 小 于 最 小 值 ？濕 度 值 大 于 最 大 值 ？濕 度 值 大 于 最 大 值 ？濕 度 值 小 于 最 小 值 ？濕 度 值 小 于 最 小 值 ？L C D 1 2 8 6 4 液晶 顯 示L C D 1 2 8 6 4 液晶 顯 示報(bào) 警報(bào) 警藍(lán) 燈 亮藍(lán) 燈 亮報(bào) 警報(bào) 警黃 燈 亮黃 燈 亮報(bào) 警報(bào) 警綠 燈 亮綠 燈 亮報(bào) 警報(bào) 警紅 燈 亮紅 燈 亮 圖 43 系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì)思路 我們?cè)谶@個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的大體思路是： 開(kāi)始 初始化 設(shè)置參數(shù) 主循環(huán)（溫濕度顯示、限值控制模塊、時(shí)鐘數(shù)據(jù)顯示） 串口中斷，接受串口數(shù)據(jù)，然后傳送給主循環(huán)。這是一種非常經(jīng)典的、傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法。一個(gè)好的程序設(shè)計(jì)，軟件結(jié)構(gòu)要合理、簡(jiǎn)單、緊湊和高效。 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)的硬件和軟件開(kāi)發(fā)是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最重要的兩個(gè)過(guò)程，硬件和軟件的開(kāi)發(fā)可以同時(shí)進(jìn)行，也可以在硬件邏輯設(shè)計(jì)中、后期開(kāi)始軟件的設(shè)計(jì)。 輔助模塊 圖 321 電源模塊電路圖 圖 322 電平轉(zhuǎn)換模塊電路圖 輔助模塊不是本課題的核心內(nèi)容。這個(gè)時(shí)候可以確定按鍵的列位置。當(dāng)檢測(cè)出某個(gè)列線為低電平時(shí)，這個(gè)時(shí)候低電平行線和低電平列線的交叉口就是被按下的按鍵。若列線全部都是高電平則說(shuō)明沒(méi)有按鍵被按下。 16個(gè)按鍵如果按照按鍵方式和單片機(jī)相連，我們需要是 16個(gè)IO，而使用矩陣鍵盤(pán)的形式我們現(xiàn)在只需要 8個(gè) IO口即可。簡(jiǎn)單地講，矩陣鍵盤(pán)其實(shí)還是按鍵，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)元件，只不過(guò)現(xiàn)在它相當(dāng)于很多個(gè)按鍵、很多個(gè)開(kāi)關(guān)。 既然有按鍵，為何還要有矩陣鍵 盤(pán)這個(gè)東西呢？在單片機(jī)按鍵的使用過(guò)程中，當(dāng)按鍵數(shù)量極其多的時(shí)候，我們不僅要考慮怎么把這些按鍵擺放整齊和美觀。晶振在這里是給 DS1302 提供計(jì)時(shí)脈沖的。采用主電源和備用電源雙電源供電方式，備用電源的充電方式是我們可以設(shè)置的。 時(shí)鐘模塊 時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介 圖 315 DS1302 實(shí)物圖 圖 316 DS1302 時(shí)鐘芯片引腳圖 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 DS1302 時(shí)鐘芯片是由美國(guó) DALLAS 公司推出的，它具有涓細(xì)電流充電能力，同時(shí)它是一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。但是當(dāng)釋放電壓太小的時(shí)候。直到繼電器斷開(kāi)的時(shí)候記下此時(shí)的電流值和電壓值。一邊調(diào)高電壓，一邊測(cè)量電流。 測(cè)觸點(diǎn)電阻 我們可以用數(shù)字萬(wàn)能表的歐姆檔來(lái)測(cè)量常開(kāi)觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)之間的阻值，它的值應(yīng)為無(wú)窮大；而常閉觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)之間的電阻，其阻值應(yīng)為 0。也就提醒工作人員溫濕度應(yīng)該作何調(diào)整了。同時(shí)繼電器工作，然后有色二極管發(fā)光提示?？紤]到我們只是個(gè)課題設(shè)計(jì)，所以我們選擇用幾個(gè)不同顏色的 LED 發(fā)光二極管來(lái)代表我們的不同信號(hào)，即升溫、降溫、加濕、去干。只要線圈斷電了，那么電磁鐵的吸引力也就消失了，銜鐵就會(huì)通過(guò) 彈簧的反作用力返回到原來(lái)的位置，使得動(dòng)觸點(diǎn)和之前的靜觸點(diǎn)（也就是常閉觸點(diǎn)）吸合。 電磁繼電器是由銜鐵，觸點(diǎn)，鐵芯，簧片和線圈等構(gòu)成的。 繼電器控制模塊 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 312 繼電器實(shí)物圖 圖 313 蜂鳴器內(nèi)部原理圖 繼電器就是一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)。 蜂鳴器報(bào)警模塊電路原理圖 圖 311 蜂鳴器報(bào)警模塊與單片機(jī)相連電路圖 在這個(gè)系統(tǒng)中，三極管是用來(lái)作為驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲的。 多出振蕩電路，價(jià)格較高一點(diǎn)。因此它被廣泛的應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。除此之外它還有兩種界面可以用來(lái)連接微處理器。它有 128*64 的 點(diǎn)陣模塊，內(nèi)部帶有 192 個(gè)中文漢字、 128 個(gè)字符及 16*16(256)點(diǎn)陣顯示 RAM。 DHT11 的優(yōu)點(diǎn)是： （ 1） 尺寸小，功耗低； （ 2） 反應(yīng)速度極快，很 強(qiáng)的抗干擾能力，高性價(jià)比； （ 3） 信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，高達(dá) 20 米以上； （ 4） 品質(zhì)優(yōu)良，使其成為即使在更苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合也是一個(gè)最佳的選擇； （ 5） DHT11 是單線串行接口。 DHT11 是一個(gè)單一的串行接口，它可以使系統(tǒng)集成變得非常簡(jiǎn)單而快速的。在串口通信的場(chǎng)合是很方便的。經(jīng)典的的 52 單片機(jī)是在高電平保持兩個(gè)機(jī)器周期后被復(fù)位的，也就是被重置了。所以我們?cè)诤附拥臅r(shí)候可以選擇用插針焊接，這樣就可以把晶振插在插針上，當(dāng)我們需要其他晶振時(shí)可以直接更換晶振，而不需要再變更電路了。在這里我們選擇了 MAX232 作為我們的電平轉(zhuǎn)換芯片。不管是電阻還是電容我們都要選擇質(zhì)量好的。除此之外，它還有8K 字節(jié)的閃存，內(nèi)置 4KB 的 EEPROM ； 2． 1 個(gè)外部中斷， 32 位 I / O 線； 不是 ROM，也不是 RAM； 35MHz 時(shí)， 6T/12T 可選； 5． 1 個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器，全雙工串行口。它是一個(gè) 8 位的 CMOS 微控制器。它是用來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行的，起到了核心領(lǐng)導(dǎo)的作用。硬件系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中是基礎(chǔ)，也是軟件設(shè)計(jì)的重要支撐和依據(jù)，根據(jù)上面的討論，我們最終選擇的是 STC89C52 這個(gè)單片機(jī)就可以滿足我們對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)的全部要求。在這里，考慮到實(shí)際情況，我們也不可能用個(gè)制冷器、空調(diào)、加濕器，不太實(shí)際。這個(gè)系統(tǒng)是以 STC89C52 單片機(jī)為核心的。 （ 8） 時(shí)鐘模塊：提供時(shí)間和年月日。 （ 4） 液晶顯示模塊：用來(lái)顯示溫濕度實(shí)時(shí)信息以及當(dāng)前的時(shí)間，日歷。 除此之外它內(nèi)置有 MAX810 專用復(fù)位電路，而且能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離升級(jí) ,也有廉價(jià)，基于這種種的優(yōu)點(diǎn)，我們選擇我們最常用的 STC 系列單片機(jī)來(lái)作為我們課題所用的芯片。 單片機(jī)（ SingleChipMicroputer）又稱為單片微型計(jì)算機(jī)、微控制器。這是因?yàn)?LCD12864 液晶顯示屏不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示漢字、圖形。它的屏幕有 2行。 LCD1602 僅僅可以顯示數(shù)字和字符，不能顯示中文漢字。具有非常好的的性價(jià)比，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性很高所以故選擇方案二即用 DHT11作為溫濕度采集模塊的傳感器。 2℃ 濕度測(cè)量精度：177。它采用了濕敏電阻這個(gè)核心部件，濕敏電阻的穩(wěn)定性不好，但是成本很低。 %RH （ 2）方案二：選擇 DHT11 作為溫濕度檢測(cè)模塊的傳感器。它的核心部件采用的是濕敏電容，所以精度和穩(wěn)定性都很高。 （ 1）方案一：選擇 溫濕度傳感器 SHT10 或者溫濕度傳感器 SHT11 作為溫度檢測(cè)模塊。 而那些溫濕度的范圍以及如何控制繼電器、蜂鳴器等的工作都通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果溫室內(nèi)的當(dāng)前溫度或者濕度超過(guò)我們最初設(shè)置的這個(gè)溫濕度限值時(shí)，我們通過(guò)編程來(lái)控制不同的繼電器去工作，然后不同的電路導(dǎo)通，使得不同顏色 LED 燈亮。但是在我們的這個(gè)課題中不可能買個(gè)空調(diào)或者加濕器等，也沒(méi)必要。LCD12864 液晶顯示屏能夠顯示 4 行的漢字，為了增加我們系統(tǒng)的一個(gè)功能，我們又加了個(gè)時(shí)鐘芯片 DS1302。綜合考慮各方面的要素，我們選取 DHT11 來(lái)作為這個(gè)模塊的芯片。在本課題中也就是進(jìn)行升溫、降溫、加濕、去干的一個(gè)操作。工作人員可以及時(shí)的知道不同時(shí)間段內(nèi)溫濕度的一個(gè)變化情況。我們?cè)谶@個(gè)系統(tǒng)中多加了一個(gè)功能天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 就是時(shí)鐘的功能。當(dāng)不同的情況下，不同繼電器工作，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的一個(gè)閉合。我們是通過(guò)控制部分的指示燈報(bào)警方式來(lái)顯示出溫度還是濕度的一個(gè)報(bào)警，以加以區(qū)別。對(duì)于報(bào)警模塊 蜂鳴器無(wú)疑成為我們的最佳選擇。在多次衡量后，我們最終還是選擇了我們最為熟悉的 STC89C52 單片機(jī)。該傳感器能夠同時(shí)采集溫度和濕度的當(dāng)前值，它告別 了過(guò)去要同時(shí)控制溫度傳感器和濕度傳感器兩個(gè)傳感器的測(cè)量，集兩個(gè)傳感器于一身，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的同時(shí)測(cè)量。 課題研究的實(shí)現(xiàn)原理 本課題最重要的就是溫濕度采集模塊以及如何將溫濕度的信息顯示出來(lái)。 （ 4）在這個(gè)設(shè)計(jì)中，我們加了一個(gè)時(shí)鐘的功能。而且這些數(shù)據(jù)的更新要及時(shí)，可以比較準(zhǔn)確地反映出溫室內(nèi)當(dāng)前的值。通過(guò)這樣一個(gè)溫室大棚溫濕度天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 控制系統(tǒng)，確保適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸拳h(huán)境。溫濕度的采集是這個(gè)設(shè)計(jì)中很重要的模塊，我們要選擇合適的傳感器來(lái)采集信息，再將采集到的溫濕度信息及時(shí)有效地傳送給單片機(jī)，然后單片機(jī)處理數(shù)據(jù)后發(fā)送到到液晶顯示屏。 我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)系統(tǒng)可以及時(shí)、精確地反映溫室內(nèi)的溫度以及濕度的變化，保證溫室內(nèi)溫濕度的控制要求。對(duì)于濕度的控制也是同樣的道理。 在整個(gè)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)是我們控制的核心。對(duì)于濕度測(cè)量最主要的是濕敏電容技術(shù)，但是這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)還不是很成熟，大部分都是來(lái)自國(guó)外的。濕度傳感器主要有電阻式和電容式這兩種。絕大多數(shù)的濕敏元件只有在一個(gè)合適的溫濕度環(huán)境下才能正常工作。 作為一名學(xué)電子的學(xué)生，我們都知道，很多元器件以及儀器儀表的使用都需要一個(gè)嚴(yán)格的環(huán)境。但是過(guò)去我們對(duì)溫度和濕度的測(cè)量方法太落后，無(wú)法滿足對(duì)溫濕度的很好的智能控制。 數(shù)字溫度傳感器是由下面幾部分構(gòu)成的，分別為① A/D 轉(zhuǎn)換器 ②存儲(chǔ)器（或寄存器）③信號(hào)處理器④溫度傳感器⑤接口電路 （ 1）國(guó)內(nèi)濕度控制系統(tǒng)的研究 自從中國(guó)加入 WTO（世界貿(mào)易組織）以后，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的商品遭遇了越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。如今國(guó)際上正在開(kāi)發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)。但是近幾年來(lái)我國(guó)的溫度控制技術(shù)發(fā)展還不錯(cuò)，正在呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)。 從技術(shù)上來(lái)看，以單片機(jī)為核心又分為： 一、 單參數(shù)單回路系統(tǒng) 二、 多參數(shù)綜合控制系統(tǒng) 第二類系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中并沒(méi)有真正的實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)實(shí)際中有很多問(wèn)題沒(méi)有解決。這類調(diào)節(jié)器在市場(chǎng)上非常天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 多。我們?cè)谡J(rèn)真 學(xué)習(xí)了西方發(fā)達(dá)國(guó)家的溫度控制技術(shù)之后，我國(guó)科學(xué)技術(shù)人員不斷地努力進(jìn)取，多次研究試驗(yàn)，才慢慢掌握了微機(jī)控制技術(shù)。在養(yǎng)殖場(chǎng)里我們可以看到各種牲畜都需要有個(gè)舒適安逸的環(huán)境才能長(zhǎng)得更快。傳統(tǒng)的溫濕度檢測(cè)是以人為核心的。并且改革開(kāi)放以來(lái)，我們的生活水平不斷提高，人們對(duì)生存環(huán)境的要求也愈加苛刻。蔬菜、水果，水產(chǎn)品等的生長(zhǎng)需要一個(gè)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，這樣才能保證有更大的產(chǎn)量和更好的質(zhì)量。 contrary, the air conditioning is for cooling. The same applies to the humidity, controlled by humidifying and drying. Com