【正文】 按一下開窗鍵，開窗指示燈點亮，電機正轉(zhuǎn)表示開窗；再按 一下開窗鍵，開窗指示燈熄滅，電機停止。經(jīng)過編譯成為單片機可執(zhí)行的目標程序，然后對生成的目標文件進行仿真調(diào)試 ,并將程序燒寫到單片機。由于默認的執(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 “Options For Target1”,在出現(xiàn)的對話框中的屬性頁單擊 “Debug”選項卡，選擇 “Use Simulator”選項，即選擇了軟件仿真，其他選項為默認設(shè)置。 （ 1）創(chuàng)建項目： Project new Project save as…, 保存后會自動彈出 51 系列 CPU 類型對話框，用來選擇這個工程所采用的 51 系列 CPU 型號。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。主要包括錯線、開路、短路。林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 32 華科學院本科畢業(yè)設(shè)計（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 k 位長的信息幀。 圖 電機電路 華科學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 總體設(shè)計 前面已經(jīng)介紹了本次設(shè)計的硬件部分，這里開始主要介紹軟件部分。 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，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 預置 斜率增加器器 計數(shù)器 1 比較 預置 =0 溫度寄存器 計數(shù)器 2 =0 林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 24 顯示單元設(shè)計 1. LCD1602 液晶顯示電路 顯示電路設(shè)計采用的是液晶 LCD1602 來顯示實時日期時間、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。因為一線通信接口，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)生的信號作為計數(shù)器 2 的脈沖輸入。 7)在 9 位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 ?，F(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，在實際應用中取得了良好的測溫效果。 2） DS18B20 寄生電源強上拉供電方式 圖 DS18B20 寄生電源強上拉供 電方式 寄生電源強上拉供電方式電路圖改進的寄生電源供電方式如圖 所示，為了使DS18B20 在動態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應，當進行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到 E2 存儲器操作時，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 存儲器或啟動溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最 多 10μS 內(nèi)把 I/O 線轉(zhuǎn)換到強上拉狀態(tài)。 本系統(tǒng)的復位電路采用按鍵電平復位方式。若使用頗率為 6MHz 的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超過4us 才能完成復位操作。 3. 復位電路 單片機最小應用系統(tǒng)中復位電 路使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)下，并從這個狀態(tài)開始工作，無論是在控制系統(tǒng)剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位。只是選擇晶振時，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 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。上電運行時，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。 它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。 ? flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12v 的編程允許電源 VPP，當然這必須是該器件是使用 12v 編程電壓 VPP。 ? 對 flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 P3 做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流 (I/L )。對 p2 端口寫入 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。 ? P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個帶內(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 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程 序存儲器讀指令。且為了人性化的設(shè)計，系統(tǒng)還可采用按鍵電路實現(xiàn)手動控制與自動控制的切換 。 圖 窗戶橋臂導通示意圖 因此，為了避免直通短路且保證各個開關(guān)管動作之間的協(xié)同性和同步性，兩組控制信號在理論上要 求互為倒相的邏輯關(guān)系，而實際上卻必須相差一個足夠的死區(qū)時間，這個矯正過程既可以通過硬件實現(xiàn)，即在上下橋臂的兩組控制信號 之間增加延時，也可以通過軟件實現(xiàn)。因此，在溫度測量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強的新型數(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、適用電壓更寬在實際應用中取得了良好的測溫 效果。單片機對信號進行運算，然后與 由預 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)檢測電路所檢測到的 當前 窗狀態(tài) ,再輸出脈沖信號調(diào)整步進電機 ， 完成下雨自動關(guān)窗 等 。 國外倉庫的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的很成熟，高科技的數(shù)字傳感器廣泛應用于倉庫溫、濕華科學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 度監(jiān)控系統(tǒng)。 1) 硬件技術(shù) 早期倉庫溫濕度檢測主要采用溫度計量算法，它是將溫度計放 入特定的插桿中，根據(jù)經(jīng)驗插入倉庫的多個測溫點，工作人員定期拔出讀數(shù)，決定采取相應的措施。 倉庫管理的重點之一就是要經(jīng)常檢查溫度變化，以便及時發(fā)現(xiàn)儲藏物發(fā)熱點，減少損失。最典型的一個例子就是糧食儲備基地的倉庫實用。它直接影響到儲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行，首要問題是加強倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。眾所周知，糧食的儲存需要合適的濕度和溫度，若管理不當，糧食受潮發(fā)霉或生蟲，將會造成大量的糧食浪費。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)常進入悶熱、嗆人的倉庫內(nèi)觀察溫、濕度，不斷進行翻倉、加濕、通風和降溫設(shè)備來控制溫濕度，這樣不但控制精度低、實時性差，而且操作人員的勞動強度大。這種方法由于溫度計精度、人工讀數(shù)的人為因素等原因，溫度檢測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有發(fā)生。這種傳感器采用微控制器與半導體集成電路的最新技術(shù)，在一個芯片上集成了溫度檢測芯片、數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換芯片、計算機接口芯片，存儲芯片等，除完成溫 度檢測功能外，還可完成預置范圍溫度、報警、多路 A/D 轉(zhuǎn)換、溫度補償?shù)裙δ堋? 2. 本設(shè)計的要求 1)完成該課題必須重點研究 單片機控制 、 溫濕度采集、復位電路等 關(guān)鍵問題和理論。 DS18B20工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單 。 方案二： 倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)是以 AT89C52 系列單片機為核心構(gòu)成的檢測系統(tǒng)。 系統(tǒng)由最初的實驗階段到產(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 控制單元設(shè)計 單片機芯片 顯示單元 溫度采集電路 雨滴檢測電路 STC89C52 按鍵電路 電機電路 林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 8 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U28052P10P11P12KEY1KEY2KEY3M2M110KR3010uFC7S2SWPBVCC12Y230pFC430pFC5X1X2X1X2VCCVCCVCC10KR1510KR1610KR1710KR1810KR1910KR2010KR2110KR22LED1LED2LED3LED4LED5SCLKCS130218B20waterP00P01P02P03P04P05P06P07 圖 MCU 核心電路 本設(shè)計中采用了 STC89C52 單片機作為主控芯片， 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 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 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 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個口有8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電 流方式） 4 個 TTL 輸入。 P2 作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 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 可反復擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 2. DS1302 時鐘電路 本電路采用 DS1302 時鐘芯片， DS1302 主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護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進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。當 Vcc2大于 Vcc1+ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。只有在 SCLK 為低電平時，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 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。另外，還可以在上面的電路中加入 DS18B20，同時顯示實時溫度。本設(shè)計采用如圖 所示的復位電路，該電路既可以實現(xiàn)上電復位，又可以按鍵復位。 產(chǎn)生復位信號的電路邏輯如圖 所示： 華科學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 復位信號的電路邏輯圖 整個復位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。 圖 單片機復位電路 其它模塊通過 P0、 P P2 和 P3 四組 I/O 口與單片機控制系統(tǒng)相接，從而實現(xiàn)單片機控制系統(tǒng)的總調(diào)度任務。在強上拉方式下可以解決電流供應不走的問題，因此也適合于多點測溫應用，缺點就是要多占用一根 I/O 口線進行強上拉切換。 （ 1） DS18B20 的主要特性 華科學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 1） 適應電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電。 8） 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 一 線總線 串行傳送給 CPU，同時可傳送CRC 校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 。計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預置在－ 55℃ 所對應的一個基數(shù)值。主要首先提供以下功能命令之一： ① 讀 ROM， ② ROM 匹配