【正文】 從確定題目到查閱資料，從提出方案設(shè)計到方案設(shè)計，從單元電路設(shè)計到整體調(diào)試，每個階段都告訴自己要穩(wěn)扎穩(wěn)打的進行，通過合理的安排自己的進度，使得自己在畢業(yè)設(shè)計過程中面臨再多的困難也心平氣和。在鞏固專業(yè)知識的基礎(chǔ)上更全面的了解了一個作品的設(shè)計過程。室內(nèi)測試結(jié)果如表62所示： 表62 室內(nèi)溫度測試結(jié)果類別時間12345678910111213141516溫度計系統(tǒng)水缸測試結(jié)果如表63所示： 表63 水缸溫度測試結(jié)果類別時間12345678910111213141516溫度計系統(tǒng) 如圖61 LCD1602參數(shù)顯示界面 圖61 LCD 參數(shù)顯示界面 如圖62 溫度閥值設(shè)定界面 圖62 溫度閥值設(shè)定界面 如圖63 濕度閥值設(shè)定界面 圖63 濕度閥值設(shè)定界面 如圖64 LCD調(diào)時設(shè)定界面 圖64 LCD調(diào)時設(shè)定界面 在過程中我們利用鍵盤輸入濕度、溫度的閥值分別為70%、28℃，測試環(huán)境的濕度為60%，溫度為29℃。將所有模塊調(diào)試完畢后將整體的程序下載到單片機中進行運行和調(diào)試。 圖53濕度采集模塊中的555震蕩電路輸出波形如圖54所示，為555振蕩電路輸出波形經(jīng)過方波整形后的波形圖。以下是利用仿真軟件對單片機部分的仿真圖，當開始運行后，LCD1602顯示開機動畫，如圖51所示。 二氧化碳濃度傳感器6004程序設(shè)計 二氧化碳濃度傳感器6004程序如圖45所示： 開始 初始化 讀狀態(tài)6004是否預(yù)熱完畢？ 采樣濃度顯示判斷是否超過閥值？ 控制 N Y 結(jié)束 圖45 CO2二氧化碳濃度傳感器6004程序框圖 二氧化碳濃度傳感器6004程序如圖45所示，程序開始對傳感器進行初始化， 讀取傳感器的狀態(tài)并判斷傳感器是否預(yù)熱完畢，當檢測到預(yù)熱完畢后采集溫室環(huán)境的CO2濃度并轉(zhuǎn)化為LCD1602能顯示的數(shù)據(jù)并顯示在LCD1602上。 軟件結(jié)構(gòu)圖 基于單片機的溫室監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)圖如圖41所示，包括頂層文件，傳感器管理、顯示管理、鍵盤管理、控制管理部分。改變測量時間（高）01000_MT[7,6,5]請參考“根據(jù)光學扇窗的影響調(diào)整測量結(jié)果”改變測量時間（低）011_MT[4,3,2,1,0]請參考“根據(jù)光學扇窗的影響調(diào)整測量結(jié)果” 本系統(tǒng)基于單片機STC12C5A60S2控制，采用溫度、濕度、光照、C02濃度傳感器檢測環(huán)境參數(shù)，通過LCD1602顯示并且根據(jù)鍵盤預(yù)先輸入的閥值進行判斷，控制外圍器件啟動和停止。連續(xù)H分辨率模式20001_0001在 分辨率下開始測量。sI2C“開始”復(fù)位時間tSUSTA181。13. 最小誤差變動在177。4. 對應(yīng)廣泛的輸入光范圍(相當于 165535lx)。 BH1750FVI 設(shè)計中應(yīng)用的GY30模塊是一個數(shù)字光學模塊，其中BH1750FVI是一個16位的數(shù)字輸出型環(huán)境光強度傳感器集成電路，這種集成電路可以根據(jù)收集的光線強度數(shù)據(jù)來調(diào)整液晶或者鍵盤背景燈的亮度。 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。7DB0底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位）8DB1底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位9DB2底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位10DB3底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位11DB4高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位12DB5高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位13DB6高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位14DB7高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）（也是busy flang）15BLA背光 電源正極16BLK背光 電源負極LCD1602寄存器選擇控制如表311所示　　 表311 LCD1602寄存器控制表RSR/W操作說明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（DB7），以及讀取位址計數(shù)器（DB0~DB6）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表34所示：表312 控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。2％RH；極好的線性輸出；1～99％RH 濕度量程；40～100的溫度工作范圍，響應(yīng)時間5秒；濕度輸出受溫度影響極小，防腐蝕性氣體；常溫使用無需溫度補償，無需校準；具有最突出的優(yōu)點是長期穩(wěn)定性極強。 DS18B20的RAM指令如表34所示：表34DS18B20的RAM指令表指 令約定代碼功 能溫度變換44H啟動DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時最長為750ms（）。VDD：可選擇的VDD引腳。 時鐘電路 在時鐘電路中，與XTAL1腳相接的是振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端，與XTAL2腳相接的是振蕩器反相放大器的輸入端。穩(wěn)壓器的最大允許電流IIomax,穩(wěn)壓器的輸入電壓Vi的范圍為： (39)式中，Vomax為最大輸出電壓；V0min為最小輸出電壓；(ViV0)min為穩(wěn)壓器的最小輸出壓差；(ViV0)max為穩(wěn)壓器的最大輸入輸出壓差。等量電容HS1101/， 通過R2放電到觸發(fā)電平 然后R4通過引腳7短路到地。MAX232C芯片可以完成電平轉(zhuǎn)換這一工作。I/O口擴展電路原理圖如圖314所示。線性穩(wěn)壓電源原理圖如圖313（1）、（2）所示。銜鐵在彈簧的拉力作用下回到原來的位置，動觸點與靜觸點分開，工作電路被切斷，小燈泡L不發(fā)光。 本設(shè)計使用的是電磁繼電器，其構(gòu)造如圖311所示，A是電磁鐵，B是銜鐵，C是彈簧，D是動觸點，E是靜觸點。LCD1602接線圖如圖310所示。 在LCD液晶顯示屏上顯示出年月日，如果主電源和備用電源都斷電后，DS1302斷電，當再次通電后DS1302重啟，按照程序初始時間開始計時，可以通過鍵盤的調(diào)時鍵來進行調(diào)試。掃描鍵盤的時候，我們讀P1口，看P1是 否還為0xF0,如果仍為0xF0，則表示沒有按鍵按下；如果不0xF0，我們先等待10ms左右，再讀P1口，再次確認是否為0xF0，這是為了防止是 抖動干擾造成錯誤識別，如果不是那就說明是真的有按鍵按下了，我們就可以讀鍵碼來識別到底是哪一個鍵按下了。若吸收介質(zhì)中含i種吸收氣體，則式（33）應(yīng)改為 ） （34）此對于多種混合氣體，為了分析特定組分，應(yīng)該在傳感器或紅外光源前安裝一個適合分析氣體吸收波長的窄帶濾光片，使傳感器的信號變化只反映被測氣體濃度變化。40ppm或者讀數(shù)的3%；響應(yīng)時間小于兩分鐘即可達到典型階躍變化的90%。在溫室中我們需要監(jiān)測溫室光照量，充足的光照能夠促進植物生長，所以本設(shè)計采用數(shù)字光照模塊GY30來監(jiān)測溫室系統(tǒng)的光照量。此外由于555振蕩輸出的方波存在外界干擾和自身器件原因，以及考慮單片機I/O口對電平的采集要求，所以在設(shè)計中加入一個由555構(gòu)成的方波整形電路，使得輸出的方波幅度固定，頻率不發(fā)生變化，其電路圖如34所示。DS18B20數(shù)字溫度計是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。 主控制器為一個增強型51單片機系統(tǒng)的最小系統(tǒng)，我們選擇了STC12C5A60S2系列單片機，主控制器電路如圖31所示。在成本的控制上，要盡可能的減少成本獲得最大的利益效果。二氧化碳濃度檢測傳感器采用紅外二氧化碳傳感器6004?？刂撇糠植捎美^電器控制加熱、加濕、通光窗、排風扇等外圍電器。3月16日—3月30日，進行硬件電路設(shè)計；4月1日—4月20日，進行程序的編寫；4月21日—5月10日，進行整機調(diào)試；5月10日—5月24日進行報告的撰寫，并準備畢業(yè)設(shè)計答辯。利用各種傳感器將數(shù)據(jù)采集，監(jiān)控系統(tǒng)的實時檢測環(huán)境變化及控制執(zhí)行機構(gòu)的動作，良好的人機效果使得操作過程簡便。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。畢業(yè)設(shè)計說明書 基于單片機的溫室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計目 錄 1 1 22 總體方案設(shè)計 3 方案比較 3 方案一 3 方案二 4 方案論證 5 53 單元模塊設(shè)計 6 6 6 7 濕度檢測模塊設(shè)計 7 9 9 鍵盤模塊設(shè)計 10 DS1302時鐘電路設(shè)計 11 顯示電路設(shè)計 12 13 15 I/O口擴展電路 16 MAX232通訊電路設(shè)計 17 18 555振蕩電路 18 19 時鐘電路 20 特殊器件的介紹 20 DS18B20 21 HS1101 22 LCD1602 25 BH1750FVI 27 31 軟件設(shè)計原理及設(shè)計所用工具 31 軟件結(jié)構(gòu)圖 32 軟件流程框圖 32 總體流程圖 32 4x4矩陣鍵盤的軟件設(shè)計： 34 DS18B20的軟件程序設(shè)計 35 二氧化碳濃度傳感器6004程序設(shè)計 36 上/下位機程序設(shè)計 375. 系統(tǒng)調(diào)試 38 硬件調(diào)試 38 軟件調(diào)試 39 406結(jié)論 427 總結(jié)與體會 438謝辭 449 參考文獻 45附1 系統(tǒng)的原理電路圖 46附2 系統(tǒng)的相關(guān)軟件 48 溫室是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長創(chuàng)造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊Ｄ壳罢_發(fā)和研制計算機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。 本設(shè)計主要以單片機為核心來實現(xiàn)溫室監(jiān)控系統(tǒng)。2 總體方案設(shè)計 方案比較 方案一加熱加濕光照釋放CO2控制系統(tǒng)檢測系統(tǒng)溫度單片機89S52 濕度 光照強度LCD液晶顯示鍵盤 二氧化碳濃度 圖 21 方案一的原理框圖 方案一：本方案采用STC89S52單片機為控制器，處理由傳感器傳回的數(shù)據(jù)并根據(jù)鍵盤輸入的環(huán)境參數(shù)閥值來控制外部控制器的開啟和關(guān)閉，通過液晶實時顯示出環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)。傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳送到單片機中，單片機根據(jù)預(yù)先由鍵盤設(shè)定的閥值作出相應(yīng)的控制動作，控制外圍電器的開啟和關(guān)閉，并且LCD液晶顯示屏將實時顯示環(huán)境參數(shù)?？刂撇糠植捎美^電器控制加熱、加濕、通光窗、排風扇等外圍電器。溫室監(jiān)控系統(tǒng)比較重要的兩個指標是采集的數(shù)據(jù)的精度和控制的準確度。STC12C5A60S2是STC生產(chǎn)的單時鐘周期的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051，但是速度快812倍。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。 圖 33 555輸