【正文】 按一下開窗鍵，開窗指示燈點(diǎn)亮，電機(jī)正轉(zhuǎn)表示開窗；再按 一下開窗鍵，開窗指示燈熄滅，電機(jī)停止。經(jīng)過編譯成為單片機(jī)可執(zhí)行的目標(biāo)程序，然后對(duì)生成的目標(biāo)文件進(jìn)行仿真調(diào)試 ,并將程序燒寫到單片機(jī)。由于默認(rèn)的執(zhí) 行環(huán)境為硬件仿真器，在執(zhí)行程序前要修改為軟件仿真器，選擇 “Project”菜單中發(fā)熱菜單項(xiàng) “Options For Target1”,在出現(xiàn)的對(duì)話框中的屬性頁(yè)單擊 “Debug”選項(xiàng)卡，選擇 “Use Simulator”選項(xiàng)，即選擇了軟件仿真，其他選項(xiàng)為默認(rèn)設(shè)置。 （ 1）創(chuàng)建項(xiàng)目： Project new Project save as…, 保存后會(huì)自動(dòng)彈出 51 系列 CPU 類型對(duì)話框，用來選擇這個(gè)工程所采用的 51 系列 CPU 型號(hào)。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查 VCC 與 GND 之間電位，若在 5V～ 之間屬正常。主要包括錯(cuò)線、開路、短路。林思波：基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。 電機(jī)控制系統(tǒng) 窗戶控制系統(tǒng)主要包括開關(guān)窗戶的控制。 2 ｎ 除以 P 的余數(shù) R。 2 ｎ 除以 P 的商和余數(shù)分別是 Q 和 R，則有 M M 為一個(gè) k 位長(zhǎng)的信息幀。 圖 電機(jī)電路 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 前面已經(jīng)介紹了本次設(shè)計(jì)的硬件部分，這里開始主要介紹軟件部分。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 Tx 低溫度系數(shù)震蕩器 高溫度系數(shù)震蕩器 預(yù)置 斜率增加器器 計(jì)數(shù)器 1 比較 預(yù)置 =0 溫度寄存器 計(jì)數(shù)器 2 =0 林思波：基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 顯示單元設(shè)計(jì) 1. LCD1602 液晶顯示電路 顯示電路設(shè)計(jì)采用的是液晶 LCD1602 來顯示實(shí)時(shí)日期時(shí)間、溫度等內(nèi)容。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成 ROM 設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。 7)在 9 位分辨率時(shí)最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時(shí)最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 。現(xiàn)在，新一代的數(shù)字溫度傳感器DS18B20 體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)，可充分發(fā)揮 “一線總線 ”的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè)溫效果。 2） DS18B20 寄生電源強(qiáng)上拉供電方式 圖 DS18B20 寄生電源強(qiáng)上拉供 電方式 寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖改進(jìn)的寄生電源供電方式如圖 所示，為了使DS18B20 在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到 E2 存儲(chǔ)器操作時(shí)，用 MOSFET 把 I/O 線直接拉到 VCC 就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到 E2 存儲(chǔ)器或啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最 多 10μS 內(nèi)把 I/O 線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。 本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用按鍵電平復(fù)位方式。若使用頗率為 6MHz 的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過4us 才能完成復(fù)位操作。 3. 復(fù)位電路 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)中復(fù)位電 路使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)下，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，無論是在控制系統(tǒng)剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。只是選擇晶振時(shí)，不同的晶振，誤差也較大。 圖 DS1302 的控制字節(jié) ② 數(shù)據(jù)輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。 ? flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12v 的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12v 編程電壓 VPP。 ? 對(duì) flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 P3 做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流 (I/L )。對(duì) p2 端口寫入 1 時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。 ? P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào) PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程 序存儲(chǔ)器讀指令。且為了人性化的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)還可采用按鍵電路實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制與自動(dòng)控制的切換 。 圖 窗戶橋臂導(dǎo)通示意圖 因此，為了避免直通短路且保證各個(gè)開關(guān)管動(dòng)作之間的協(xié)同性和同步性，兩組控制信號(hào)在理論上要 求互為倒相的邏輯關(guān)系，而實(shí)際上卻必須相差一個(gè)足夠的死區(qū)時(shí)間，這個(gè)矯正過程既可以通過硬件實(shí)現(xiàn)，即在上下橋臂的兩組控制信號(hào) 之間增加延時(shí)，也可以通過軟件實(shí)現(xiàn)。因此，在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問題的最有效方案，新型數(shù)字溫度傳感器 DS18B20具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè)溫 效果。單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，然后與 由預(yù) 先設(shè) 置的參數(shù)臨界值相比較 ,從而作出開 /關(guān)窗 的 判斷 ,再結(jié)合窗狀態(tài)檢測(cè)電路所檢測(cè)到的 當(dāng)前 窗狀態(tài) ,再輸出脈沖信號(hào)調(diào)整步進(jìn)電機(jī) ， 完成下雨自動(dòng)關(guān)窗 等 。 國(guó)外倉(cāng)庫(kù)的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的很成熟，高科技的數(shù)字傳感器廣泛應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)溫、濕華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 度監(jiān)控系統(tǒng)。 1) 硬件技術(shù) 早期倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)主要采用溫度計(jì)量算法，它是將溫度計(jì)放 入特定的插桿中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)插入倉(cāng)庫(kù)的多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，工作人員定期拔出讀數(shù)，決定采取相應(yīng)的措施。 倉(cāng)庫(kù)管理的重點(diǎn)之一就是要經(jīng)常檢查溫度變化，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)藏物發(fā)熱點(diǎn)，減少損失。最典型的一個(gè)例子就是糧食儲(chǔ)備基地的倉(cāng)庫(kù)實(shí)用。它直接影響到儲(chǔ)備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作的順利進(jìn)行，首要問題是加強(qiáng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測(cè)工作。眾所周知，糧食的儲(chǔ)存需要合適的濕度和溫度，若管理不當(dāng)，糧食受潮發(fā)霉或生蟲，將會(huì)造成大量的糧食浪費(fèi)。然而，堆積物的熱傳遞又是那樣的緩慢，使人感知極差，需要管理人員經(jīng)常進(jìn)入悶熱、嗆人的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)觀察溫、濕度，不斷進(jìn)行翻倉(cāng)、加濕、通風(fēng)和降溫設(shè)備來控制溫濕度，這樣不但控制精度低、實(shí)時(shí)性差，而且操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大。這種方法由于溫度計(jì)精度、人工讀數(shù)的人為因素等原因，溫度檢測(cè)不僅速度慢而且精度低，抽樣不徹底，局部糧食溫度過高不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，局部糧食發(fā)霉變質(zhì)引起大面積壞掉的情況時(shí)有發(fā)生。這種傳感器采用微控制器與半導(dǎo)體集成電路的最新技術(shù)，在一個(gè)芯片上集成了溫度檢測(cè)芯片、數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片、計(jì)算機(jī)接口芯片，存儲(chǔ)芯片等，除完成溫 度檢測(cè)功能外，還可完成預(yù)置范圍溫度、報(bào)警、多路 A/D 轉(zhuǎn)換、溫度補(bǔ)償?shù)裙δ堋? 2. 本設(shè)計(jì)的要求 1)完成該課題必須重點(diǎn)研究 單片機(jī)控制 、 溫濕度采集、復(fù)位電路等 關(guān)鍵問題和理論。 DS18B20工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單 。 方案二： 倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)是以 AT89C52 系列單片機(jī)為核心構(gòu)成的檢測(cè)系統(tǒng)。 系統(tǒng)由最初的實(shí)驗(yàn)階段到產(chǎn)品的形成過程中，其基本的功能框架如下 ： 圖 系統(tǒng)框圖 各單元電路設(shè)計(jì) 控制單元設(shè)計(jì) 單片機(jī)芯片 顯示單元 溫度采集電路 雨滴檢測(cè)電路 STC89C52 按鍵電路 電機(jī)電路 林思波：基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U28052P10P11P12KEY1KEY2KEY3M2M110KR3010uFC7S2SWPBVCC12Y230pFC430pFC5X1X2X1X2VCCVCCVCC10KR1510KR1610KR1710KR1810KR1910KR2010KR2110KR22LED1LED2LED3LED4LED5SCLKCS130218B20waterP00P01P02P03P04P05P06P07 圖 MCU 核心電路 本設(shè)計(jì)中采用了 STC89C52 單片機(jī)作為主控芯片， STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可 擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，該器件采用 STC 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 M C S5 1 指令集和輸出管腳相兼容。 ④ 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電 流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。 P2 作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 p3 口亦作為 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 ? 如有 必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8eh 單元的 d0 位置位，可禁止 ALE操作。 2)、 STC89C52 主要功能如下表所示 表 STC89C52 的主要功能特性 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口線 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 2. DS1302 時(shí)鐘電路 本電路采用 DS1302 時(shí)鐘芯片， DS1302 主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用三線接口與 CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。另外，還可以在上面的電路中加入 DS18B20，同時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度。本設(shè)計(jì)采用如圖 所示的復(fù)位電路，該電路既可以實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，又可以按鍵復(fù)位。 產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖 所示： 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖 整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。 圖 單片機(jī)復(fù)位電路 其它模塊通過 P0、 P P2 和 P3 四組 I/O 口與單片機(jī)控制系統(tǒng)相接，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制系統(tǒng)的總調(diào)度任務(wù)。在強(qiáng)上拉方式下可以解決電流供應(yīng)不走的問題，因此也適合于多點(diǎn)測(cè)溫應(yīng)用，缺點(diǎn)就是要多占用一根 I/O 口線進(jìn)行強(qiáng)上拉切換。 （ 1） DS18B20 的主要特性 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 1） 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電。 8） 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一 線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 。計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。主要首先提供以下功能命令之一： ① 讀 ROM， ② ROM 匹配