【正文】 控制 系統(tǒng) 【摘要】 本系統(tǒng)由單片機(jī) STC89C5溫度檢測電路、濕度檢測電路、光照度檢測電路、鍵盤掃描電路、時鐘電路、傳感器電路以及繼電器控制電路等部分組成?？朔藗鹘y(tǒng)的人工測量方法不能進(jìn)行連續(xù)測量的弊端，節(jié)省了工作量，并避免了 人為 的疏漏或錯誤造成的不必要的損失。例如：空氣的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。 為了克服以上幾點不足，我們需要一種造價低廉，使用方便且測量準(zhǔn)確的自動測 控系統(tǒng)。同時在外接的 LCD 液晶上顯 示實時參數(shù) ，便于觀察。采用光敏電阻檢測光照度。 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 3 濕度傳感器的選擇 單片機(jī)作為控制核心，要有被檢測信號輸入，由單片機(jī)處理。 測量土壤濕度的方法有很多種，其原理是根 據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的土壤中吸收水分后引起的物理或化學(xué)的性質(zhì)的變化，間接的獲得土壤的濕度。這種傳感器主要用于開 關(guān) 的傳感器，不能在寬頻域內(nèi)檢測濕度。 綜合比較方案一和方案二，方案一雖然滿足精度和測量溫度的要求，但是只是限定于一定的范圍內(nèi)使用時具有良好的線性度。 AD590 溫度傳感器是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。 AD590 為電流型傳感器溫度每變化 1℃ 其電流變化1uA 在 35℃ 和 95℃ 時輸出電流分別為 和 。 綜合比較方案一和方案二，兩方案都可以滿足設(shè)計所要求的精度溫度要求，但方案一的后續(xù)電路復(fù)雜，需要經(jīng)過放大，數(shù)模轉(zhuǎn)換等步驟，增加了設(shè)計的復(fù)雜度和成本，并需要占用單片機(jī)較多的 I/O 口。例如＋ 125℃的數(shù)字輸出為 07D0H （正溫度直接把 16 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)成 10 進(jìn)制即得到溫度值 ） 。 但價格昂貴，性價比不高，且不易購買。 靈敏度和 半導(dǎo)體材料 、以及入射光的 波長 有關(guān) ，價格低廉，性價比高。系統(tǒng)可通過按鍵人為 地 設(shè)定合適的參數(shù)，便于根據(jù)不同的植被 的 環(huán)境中使用。 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 6 （ 3） 信號處理 由并行 口 LCD 液晶顯示屏和繼電器控制電路組成。 若一開始檢測的光照度在適宜范圍，單片機(jī)將維持現(xiàn)有狀態(tài)。 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 8 開 始光 照 度 是 否 在 設(shè) 定的 適 宜 范 圍 內(nèi) ？光 照 度 是 否 高 于 設(shè) 定 的適 宜 范 圍 的 上 限 ？遮 陽 幕 的 繼電 器 吸 合光 照 度 是 否 低 于 設(shè) 定的 適 宜 范 圍 的 下 限 ？NNN結(jié) 束關(guān) 閉 遮 陽 幕遮 陽 幕 的 繼電 器 斷 開遮 陽 幕 關(guān) 閉YYY 圖 34 光照度控制 流程圖 元件的特性 STC89C52 特點 (1)它是 MCS51 系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品，在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn) 8052 單片機(jī)完全兼容， DIP40 封裝系列與 8051 兼容均為 PintoPin，使用時容易掌握； (2)高速 (最高時鐘頻率 90 MHz)、低功耗、價格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)，在系統(tǒng) /在應(yīng)用可編程 (ISP， IAP)，不占用戶資源。 HS1101/HS1100 作為 電容變量接在 555 的 TRIG 與 THRES 兩引腳上，引腳 7 用作電阻 R20 的短路。數(shù)字溫度傳感器的測量電路如圖 42 所示： DQ2GND1VCC3U5DS1820VCC 圖 42 溫度測量電路圖 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 11 光照度測量電路 系統(tǒng)采用價格低廉的光敏電阻測量光照度，因其沒有良好的線性度，所以只能大致的測量。與單片機(jī)的鏈接電路 如圖 44： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16P1 LCD1602RSLCDWRLCDEN VCC10R3VCC10KR7Res TapVCC10KR210KR410KR510KR610KR810KR1010KR1210KR14 圖 44 LCD1602 與單片機(jī)的連接電路圖 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 12 復(fù)位電路 為了確保系統(tǒng)中的電路溫度可靠工作，復(fù)位電路 [9]是必不可少的部分 ，其第一功能就是低電平復(fù)位，低電平復(fù) 位是在通電瞬間通過充電來實現(xiàn)的。這樣的方式可以方便鍵盤掃描部分的的編程。繼電器驅(qū)動就是一個典型的、簡單的功率驅(qū)動環(huán)節(jié)。二極管起保護(hù)作用，防止繼電器產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢燒壞 三極管或 繼電器。（ 4）各項參數(shù)的繼電器控制。 鍵盤掃描子程序流程如圖 53 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 16 開 始掃 描 鍵 盤判 斷 是 否有 鍵 按 下 ?稍 做 延 遲是 否 真 的 有鍵 按 下 ?NYNYS 1 是 否 按下 ？S 4 是 否 按下 ？進(jìn) 入 設(shè) 置 模式進(jìn) 入 切 換 顯示 模 式判 斷 S 1 按下 的 次 數(shù)判 斷 S 4 按下 的 次 數(shù)設(shè) 置 溫 度設(shè) 置 濕 度 設(shè) 置 光 照 度顯 示 設(shè) 置 濕度 和 實 時 濕度顯 示 設(shè) 置 溫度 和 實 時 溫度顯 示 設(shè) 置 濕度 和 實 時 光照 度NNYY1 次2 次3 次1 次3 次2 次S 2 是 否 按下 ？S 3 是 否 按下 ？當(dāng) 前 設(shè) 置 的參 數(shù) 加 一當(dāng) 前 設(shè) 置 的參 數(shù) 減 一YYN N當(dāng) 前 設(shè) 置 參數(shù) 不 變結(jié) 束 圖 53 鍵盤掃描流程圖 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 17 鍵盤掃描子程序一開始先掃描按鍵，判斷是否有按鍵被按下，確定有按鍵被按下時判斷被按下的是哪個按鍵，如果是按鍵 S1，系統(tǒng)將進(jìn)入設(shè)置模式，這時按鍵 S2 和 S3被啟用，進(jìn) 入那個參數(shù)的設(shè)置取決于按鍵 S1 被按下的次數(shù)， S1 被按下一次，進(jìn)行溫度值設(shè)置， S1 被按下兩次，進(jìn)行濕度值設(shè)置， S1被按下三次，進(jìn)行光照度設(shè)置，當(dāng)按下第四次，返回正常顯示，按鍵 S2 和 S3 被禁用。 define DataPort P0 //LCD 接口 define ReadPort P2 //AD 讀取 uchar code temp[]={temp: }。 uchar code inte[]={inte: }。 bit T_sign。 sbit s2=P1^1。 sbit relay2=P1^6。 sbit DS=P3^2。 sbit wr=P3^6。x0。 } void dsreset(void) //send reset and initialization mand { uint i。 DS=1。 bit dat。i++。 while(i0)i。 for(i=1。 //讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面，這樣剛好 //一個字節(jié)在 DAT 里 } return(dat)。 for(j=1。 dat=dat1。 DS=1。 //write 0 寫 0 部分 i=8。i++。 uchar k。 tmpwritebyte(0x44)。 tmpwritebyte(0xbe)。0x08。0x07。 y=(uint)temp1%10000。 y=(uint)y%100。 wr = 1。 wr = 1。 //稍延時，等待讀完數(shù) inte1 = ReadPort。 //百位數(shù) i_shi = (inte1%100)/10。 //讀 ADC ReadPort = 0xff。 //啟動 ADC rd=0。 hun2= ReadPort。 h_bai = hun1/100。 lcdrw=0。 //延時 lcden=1。 lcdrs=1。 delay(10)。 } void init() //初始化函數(shù) { s1=1。 lcdrw=0。 write_(0x0f)。 write_(0x01)。\039。 write_data(t)。 write_(0x80+a1)。 if(s1==0) { delay(5)。 print(0x80,tempset)。 print1(0x80+13,0+0x30)。 } if(s1num==2) { write_(0x01)。 print1(0x8e,0x20)。 print(0x80,inteset)。 print1(0x8d,0x4d)。 write_(0x01)。 if(s1num==1) { tempset1++。 } } } if(s3==0) { delay(5)。 print2(9,tempset1)。 if(s1num==2) { hunset1++。 } } } if(s3==0) { delay(5)。 print2(11,hunset1)。 if(s1num==3) { inteset1++。 } } 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 37 } if(s3==0) { delay(5)。 print2(9,inteset1)。 while(!s4)。 print2(9,tempset1)。 if(T_sign==1) print1(0xc7,0x2d)。 print1(0xc0+10,0x20)。 print1(0xcc,t_feng+0x30)。 print(0xc0。 print1(0xce,0x43)。 print1(0xca,t_ge+0x30)。 if(t_bai!=0) print1(0xc8,t_bai+0x30)。 print1(13,0+0x30)。 print(0xc0,temp)。 } } } } } if(s4==0) { delay(5)。 if(s1num==3) { inteset1。 print2(9,inteset1)。 } } } } if(s1num==3) { if(s2==0) { delay(5)。 if(s1num==2) 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 36 { hunset1。 print2(11,hunset1)。 } 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 35 } } } if(s1num==2) { if(s2==0) { delay(5)。 if(s1num==1) { tempset1。 print2(9,tempset1)。 } } } if(s1num!=0) { if(s1num==1) { if(s2==0) 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 34 { delay(5)。 write_(0x80+11)。 print1(0x80+12,0+0x30)。 write_(0x80+11)。 print1(0x8b,0x30)。 write_(0x0f)。 print1(0x80+11,0x2e)。 while(!s1)。 基于單片機(jī)的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 32 write_data(sge+0x30)。 sshi=t1/10。} *str=0。 } void print(uchar a,uchar *str) //輸出字符 { write_(a)。 write_(0x06)。 write_(0x38)。 hunset1=50。 delay(10)。 lcden=0。 lcden=0。 P0=。 //十位數(shù) h_ge = (hun1%10)。 cs2 =