【正文】 7[display[2]]。S4=1。 S8=1。 LED1=1。 if ((TH3)T(TH+3)) {LED1=0。 if(key1==0) { TH++。 } /*******************************************************/ void timer0()interrupt 1 { TH0=0x3C。b)。 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)31for(a=40。 // uchar code dis_7={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 //驅(qū)動(dòng)器使能，1有效uint h,T。 sbit S7=P0^6。 sbit S3=P0^2。 //蜂鳴器輸出口 sbit key1=P2^0。 //濕度輸入口 sbit DIN=P1^7。//定義數(shù)的各位數(shù)，分別為百，十，個(gè)位 uint number。延時(shí)函數(shù)用include define Disdata P1 //段碼輸出口 define uchar unsigned char define uint unsigned int /* 485通信命令 */define __ACTIVE_ 0x01 // 主機(jī)詢問從機(jī)是否存在define __GETDATA_ 0x02 // 主機(jī)發(fā)送讀設(shè)備請(qǐng)求define __OK_ 0x03 // 從機(jī)應(yīng)答define __STATUS_ 0x04 // 從機(jī)發(fā)送設(shè)備狀態(tài)信息define __MAXSIZE 0x08 // 緩沖區(qū)長(zhǎng)度define __ERRLEN 12 // 任何通信幀長(zhǎng)度超過12則表示出錯(cuò)uchar dbuf[__MAXSIZE]。本設(shè)計(jì)的有優(yōu)點(diǎn)在于操作人員可根據(jù)不同農(nóng)作物的需求來設(shè)定最佳適宜溫度值，在當(dāng)前溫度偏離所設(shè)定的適宜溫度177。這樣的處理會(huì)使總線在狀態(tài)切換時(shí)，有一個(gè)穩(wěn)定的工作過程。這里采用的是數(shù)據(jù)包通信方式，通信數(shù)據(jù)是成幀成包發(fā)送的，每包數(shù)據(jù)都有引導(dǎo)碼、長(zhǎng)度碼、地址碼、地址碼、命令碼、內(nèi)容、校驗(yàn)碼等部分組成。如果在總線上所有發(fā)送器被禁止時(shí)，接收器輸出邏輯 0，這會(huì)誤認(rèn)為通信幀的起始引起工作不正常。 考慮到線路的特殊情況（如一條分機(jī)的 485 芯片被擊穿短路） ，為防止總線中其他分機(jī)的通信受到影響，在輸出端串聯(lián)了兩個(gè) 20Ω 的電阻 R3R36，這樣本機(jī)的硬件故障就不會(huì)使整個(gè)總線的通信受到影響。這種情況尤其表現(xiàn)在某個(gè)分機(jī)出現(xiàn)異常情況下（死機(jī)） ，會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)通信崩潰。在圖中，當(dāng)輸出高電平“1” 時(shí)，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約 +5V電壓而鳴叫；當(dāng)輸出低電平“0” 時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)發(fā)光二級(jí)管和蜂鳴器作為報(bào)警電路。這種鍵盤結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是當(dāng)鍵的數(shù)量較多時(shí)占用的 I/O 線的數(shù)量較多。2%RH，響應(yīng)時(shí)間小于 5S，℃ 。 HS1101的外部結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖210所示： 圖210 HS1101的符號(hào)及外部結(jié)構(gòu)基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)14HS1101電容式濕度傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大?？梢娋仁禽^高的。 圖28 為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)13 圖27 主機(jī)讀時(shí)序 濕度傳感器 HS1101 介紹 測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。連續(xù)寫 2位間的間隙應(yīng)大于1us。 初始化 單總線上的所有處理均從初始化開始。DS18B20溫度數(shù)據(jù)如表21所示： 表21 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT（Binary）DIGITAL OUTPUT(Hex)+125℃+85℃+℃+℃+℃0℃℃℃℃55℃0000 0111 1101 00000000 0101 0101 00000000 0001 1001 00010000 0000 1010 00100000 0000 0000 10000000 0000 0000 00001111 1111 1111 10001111 1111 0101 11101111 1110 0110 11111111 1100 1001 000007D0h0550h0191h00A2h0008h0000hFFF8hFF5EhFF6EhFC90H (3) DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM ，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。64位光刻ROM 的排列是：開始 8位（28H ）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。它工作在3V~，采用多種封裝形式，從而使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，設(shè)定分辨率及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20是由Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的“一線總線”接口的溫度傳感器。可見精度是較高的。 方案二：采用HS1100/HS1101濕度傳感器 HS1101電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測(cè)量的。DS18B20適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。在工業(yè)中用于50℃～180℃測(cè)溫。按IEC標(biāo)準(zhǔn)其測(cè)溫范圍為200℃～650℃，百度電阻比W（100）=，R0為100Ω和10Ω，其允許的測(cè)量誤差A(yù)級(jí)為177?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的核心單片機(jī)部分的設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化控制溫濕度的目標(biāo)。其原理結(jié)構(gòu)圖如圖 11 所示：復(fù)位電路濕度傳感器處理電路溫度傳感器AT89S51單片機(jī)鍵盤顯示電路報(bào)警電路485 半雙工收發(fā)器圖 11 原理結(jié)構(gòu)圖基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6 首先充分考慮氣候、環(huán)境因素對(duì)植物的影響，并根據(jù)溫室大棚內(nèi)植物保持正常狀態(tài)所需的溫度和濕度，設(shè)計(jì)出溫濕度參考值預(yù)先存儲(chǔ)于單片機(jī)中。 系統(tǒng)的工作原理溫濕度測(cè)控系統(tǒng)能完成數(shù)據(jù)采集和處理、顯示、串行通信、輸出控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話等多種功能。所以電子式濕度傳感器測(cè)濕方法更適合于在潔凈及常溫的場(chǎng)合使用。所以干濕球測(cè)濕方法更適合于在高溫及惡劣環(huán)境的場(chǎng)合使用。下面對(duì)這兩種方案進(jìn)行比較: 干濕球濕度計(jì)的特點(diǎn)：干濕球濕度計(jì)的準(zhǔn)確度只有 5％—7％RH。而其中某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng),就可能造成整個(gè)系統(tǒng)性能的下降。 在傳統(tǒng)的溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,往往采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞 單片機(jī) 溫度傳感器 濕度傳感器 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)IITHE MONITORING SYSTEM OF THE TEMPERATURE AND HUMIDITY BASED ON SINGLE CHIP MIRCROCOMPUTER ABSTRACTIn this paper, we first present the general scheme of the monitoring system of the temperature and humidity based on single chip microputer, and describe the working principle of the temperature sensor DS18B20 and the humidity sensor HS1101. Secondly, this paper designed the hardware electric circuits which include temperature measurement circuit, humidity measurement circuit, key and display circuit and alarm circuit. Then on this basis, it designed the software, this software part includes main program flow diagrams, the keypress scanning subprogram flow diagrams and temperature and humidity program flow diagrams. Finally, using C language programmed each part of the scheme. Prove through practice the system has the advantage of better performance and convenient operation, and also realized the measurement, display, regulation and alarm function of temperature and humidity.KEY WORDS single chip microputer the temperature sensor the humidity sensor基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3緒 論 溫濕度是衡量溫室大棚的重要指標(biāo),它直接影響到栽培作物的的生長(zhǎng)和產(chǎn)量,為了能給作物提供一個(gè)合適的生長(zhǎng)環(huán)境,首要問題是加強(qiáng)溫室內(nèi)的溫濕度的檢測(cè), 傳統(tǒng)的方法是用與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測(cè)量計(jì)和濕度試紙等測(cè)試器材，通過人工進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。通過實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具有性能好、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫濕度的測(cè)量、顯示、調(diào)節(jié)和報(bào)警功能。本設(shè)計(jì)即是針對(duì)這一問題,設(shè)計(jì)出了能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度自動(dòng)檢測(cè),顯示,上下限報(bào)警等多功能的溫濕度監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。這樣就不可避免地遇到諸如引線誤差補(bǔ)償、多點(diǎn)測(cè)量中的切換誤差和信號(hào)調(diào)理電路的誤差等問題。 現(xiàn)代濕度測(cè)量方案最主要的有兩種：干濕球測(cè)濕法，電子式濕度傳感器測(cè)濕法。與電子式濕度傳感器相比，干濕球測(cè)濕法不會(huì)產(chǎn)生老化，精度下降等問題。濕度傳感器是采用半導(dǎo)體技術(shù)，因此對(duì)使用的環(huán)境溫度有要求，基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4超過其規(guī)定的使用溫度將對(duì)傳感器造成損壞。通過對(duì)信號(hào)的采集、分析、處理，然后輸出信號(hào)來使執(zhí)行部件進(jìn)行動(dòng)作，使溫室大棚達(dá)到所要求指標(biāo)。主要硬件包括溫度傳感器，濕度傳感器，AT89S51 單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集電路、 LED 顯示器、發(fā)光二極管、蜂鳴器、鍵盤等。當(dāng)溫濕度值超過允許的誤差范圍，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警，如果有必要，工作人員還可以根據(jù)實(shí)際的情況通過鍵盤來人工修改片內(nèi)存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)值。 溫度傳感器的選型 方案一：采用熱電阻溫度傳感器 熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元件。缺點(diǎn)是價(jià)格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場(chǎng)影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7 銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價(jià)格低，也易于提純和加工，但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。℃，現(xiàn)場(chǎng)溫度可直接通過“一線總線”以數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 濕度傳感器的選擇 測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于5S ；溫度 pF/ ℃。 2 傳感器及其硬件電路設(shè)計(jì) 溫度傳感器 DS18B20 介紹 測(cè)溫元件采用新型的溫度傳感器DS18B20。DS18B20適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。DS18B20 的封裝形式及引腳排列如圖 23 所示： 圖 23 DS18B20 的引腳排列圖 DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件： 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)10 (1) 光刻 ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。其中DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端(采用寄生電源供電方式時(shí)接地)。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表所示（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位）：表23 分辨率設(shè)置R1 R0 分辨率