【正文】 寫周期開始后，可在任意時刻進行數(shù)據(jù)查詢。編程時，可采用 4— 20MHz 的時鐘振蕩器， 89C51 編程方法如下：在地址線上加上要編程單元的地址信號在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能 4k 字節(jié) FLASH 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個 I/O 口線， 2 個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。擁有操作不可預(yù)測的設(shè)備的經(jīng)濟和法律風(fēng)險是很高的。開發(fā)的這種環(huán)境連接了 AT89C51。 首先通過 NRF905 無線傳輸模塊，將數(shù)據(jù)采集電路的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線傳輸接收模塊，無線傳輸模塊通過 MAX232 與電腦實現(xiàn)全雙工串口通信，通過電腦和單片機達到自動控制農(nóng)業(yè)大棚的目的。 在本次畢業(yè)設(shè)計中，從選題到搜集資料、從原理圖的設(shè)計到 PCB 圖的設(shè)計、從焊接到最后的程序調(diào)試，老師和同學(xué)們 都給予了 我 很大的幫助，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在整個制作過程中心情是如此復(fù)雜，感覺到開發(fā)一個產(chǎn)品是如何的不易。 但是本設(shè)計還存在一定的局限性，應(yīng)該還增加兩個傳感器：一個濕度傳感器，一個光照傳感器。 數(shù)據(jù)采集模塊的測試與運行 系統(tǒng)初始化后，數(shù)據(jù)采集模塊將實時環(huán)境溫度， 顯示屏幕 上如 圖 2 30 所示。 電路板硬件的測試 ? 制作好電路板之后需要進行硬件電路的測試。 PCB 布線 在 Altium Designer 下完成 PCB 版圖設(shè)計。 圖 27 無線接收模塊 無線接收初始化 調(diào)用 waitRecpacket 接收函數(shù) 將接收到 的數(shù)存 儲在TXRXbuffer 數(shù)組 結(jié) 束 開 始 無線發(fā)送初始化 將采集到的溫度 變量賦到變量組 將變量組賦給調(diào)用 TXpacket 函數(shù) 開 始 結(jié) 束 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 29 ．組態(tài)網(wǎng)程序的設(shè)計 ?15? 軟件的編寫是在 Keil C51 平臺上完成的，編程語言使用的是 C 語言這樣一款面向?qū)ο蟮恼Z言。對于串口通信模塊的驅(qū)動，只需要一個串口初始化（設(shè)置）函數(shù)。該系列集成穩(wěn)壓 IC型號中的 lm78 或 lm79 后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 lm7806 表示輸出電壓為正 6V， lm7909 表示輸出電壓為負 9V。由于 R RP電阻網(wǎng)絡(luò)的作用，使得輸出電壓被提高，提高的幅度取決于 RP 與 R1的比值。片內(nèi)過熱切斷電路提供了過載和過熱保護，以防環(huán)境溫度造成過高的結(jié)溫，其中過流保護和過熱保護模塊，能夠在應(yīng) 用電路的環(huán)境溫度大于 1 20℃以上或負載電流大于 900mA 時，保證芯片和系統(tǒng)的安全。 TTL/CMOS數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 送到電腦 DP9插頭； DP9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。是 PC 機與單片機串口進行通訊的電平轉(zhuǎn)換芯片。 MAX232 模塊的原理圖如圖 17所示。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 STC89C52RC 內(nèi)部有一個可編程的全雙工串行通信接口，該口能同時進行串口發(fā)送和接收，以便通過 RXD 引腳（串行數(shù)據(jù)接收端）和 TXD（串口數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界進行通信。 利用組態(tài)軟件制作控制觀測圖，模擬被控制量在計算機中的顯示狀態(tài)，通過設(shè)置按鍵、串口通信，控制物理量，從而達到相應(yīng)的顯示及直觀表達現(xiàn)實物的被控狀態(tài)。 ? 豐富的功能模塊。 ? 強大的界面顯示組態(tài)功能。 12864 的基本特性 低電源電壓（ VDD:++） 顯示分辨率 :128 64 點 內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個 16 16 點陣漢字 (簡繁體可選 ) 內(nèi)置 128 個 16 8 點陣字符 2MHZ 時鐘頻率 顯示方式： STN、半透、正顯 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 通訊方式：串行、并口可選 工作溫度 : 0℃ +55℃ ,存儲溫度 : 20℃ +60℃ 接口說明 12864 的數(shù)據(jù)傳輸方式可以采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式和并行數(shù)據(jù)傳輸方式兩種方式，本設(shè)計采用的是并行數(shù)據(jù)傳輸方式，并行接口如 下 表 2所示。 ? 排針間距為 100mil，標(biāo)準(zhǔn) DIP 插針 。為了穩(wěn)妥起見，我們使用了一個 的上拉電阻 。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 的工作時序 DS18B20 的一線工作協(xié)議流程是：初始化 → ROM 操作指令 → 存儲器操作指令 → 數(shù)據(jù)傳輸。 ? 溫度傳感器主要實現(xiàn)對溫度的測量．溫度傳感器的分辨率根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以在9～ 12 位之間單獨設(shè)置，當(dāng)設(shè)置分辨率越高轉(zhuǎn)換時間就越長，如果設(shè)置為 9 位，轉(zhuǎn)換時間最大為 ， 當(dāng)為 12 位時，達到 750ms，所以在軟件設(shè)計時必 須考慮 ．轉(zhuǎn)換的溫度一般存放在兩個 8 位的 RAM 中． DS18B20 的核心是其數(shù)字溫度傳感器，精度可以通過用戶編程配置為 l1 和 l2 位，其分別 對應(yīng)于 ℃ 、 ℃ 、℃和 ℃ ，可以 滿足各種不同的分辨率要求。 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。 12 位分辨率時的最大工作周期為 750 毫秒。這佯，只要電源 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使 系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動。單片機控制器在上電 啟動運行時，都需要先復(fù)位。時鐘 由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生 ,如圖 4 所示 。掉電保護方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造 ， 在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU(K)系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 ，使得 STC89C51 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 2 硬件設(shè)計 總體硬件設(shè)計 ?5? 該設(shè)計通過溫度傳感器 DS18B20 采集到大棚中的溫度，經(jīng)單片機 處理后 （內(nèi)部有個AD轉(zhuǎn)換） 在 LCD 上顯示出當(dāng)前環(huán)境溫度?？梢?實現(xiàn)實時監(jiān)測大棚中的環(huán)境溫度值 ，并 在 LCD 上 顯示 出來 。 目 錄 1 引言 .................................................................... 1 課題設(shè)計的背景 ........................................................ 1 課題設(shè)計目的和意義 ................................................... 1 2 硬件設(shè)計 ............................................................... 1 總體硬件設(shè)計 ......................................................... 1 STC89C51 單片機最小系統(tǒng) .............................................. 2 溫度采集模塊 .......................................................... 8 NRF905 ........................................ 12 液晶顯示模塊 ......................................................... 13 組態(tài)網(wǎng)模塊 ........................................................... 17 ．串口通信模塊 ....................................................... 18 ．繼電器控制電路模塊 ................................................. 21 穩(wěn)壓芯片 ............................................................. 22 3 軟件設(shè)計 ............................................................... 25 總體程序流程圖設(shè)計 ................................................... 25 分模塊程序設(shè)計 ....................................................... 26 4 電路板的制作 ........................................................... 30 PROTEL 電路圖設(shè)計 .................................................... 30 PCB 布線 ............................................................. 30 電路板的制作與焊接 ................................................... 30 電路板硬件的測試 ..................................................... 30 5 整機系統(tǒng)測試和運行 ..................................................... 31 液晶測試與運行 ....................................................... 31 數(shù)據(jù)采集模塊的測試與運行 ............................................. 31 組態(tài)網(wǎng)的測試與運行 ................................................... 32 6 總結(jié) ................................................................... 33 參考文獻 ................................................................ 34 致 謝 詞 ............................................................... 35 獨 撰 聲 明 .............................................................. 36 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 1 引言 課題設(shè)計的背景 隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對溫度的要求越來越高，準(zhǔn)確測量溫度對農(nóng)作物 生產(chǎn) 至關(guān)重要。不僅 可以利用組態(tài)網(wǎng)顯示出環(huán)境中的 實時數(shù)據(jù)和 歷史數(shù)據(jù) ，而且 可以通過 組態(tài)網(wǎng) 控制 繼電器的工作，實現(xiàn)對溫度控制的作用。經(jīng)過無線發(fā)送模塊將溫度數(shù)字傳輸?shù)浇邮瞻逯?，接收板接收到溫度值后?jīng)過串口 處理 將溫度值傳輸?shù)浇M態(tài)網(wǎng)中，在組態(tài)網(wǎng)上又顯示出 當(dāng)前 溫度值 。 STC89C51 具體介紹 單片機 STC89C51 引腳圖如 圖 2所示。最高運作頻率 35Mhz， 6T/12T 可選。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 （ a）內(nèi)部方式時鐘電路 （ b）外部方式時鐘電路 圖 4 時鐘電路 內(nèi)部方式的時鐘電路，在 RXD 和 TXD 引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。其作用是使 CPU和控制器中其它部件處于一個確定的初始狀態(tài)，從這個狀態(tài)開始工作，因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。 RST（ 9 腳 ） 引腳是復(fù)位信號的輸入端。 按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 可選擇寄生工作方式。 系統(tǒng)供電電壓容許范圍大，可在 3V到 5． 5V 的范圍波 動。開始一次溫度轉(zhuǎn)換時，微處理器需要向 DS18B20 發(fā)出指令。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序， 如圖 10 所示。 無線發(fā)射和無線接收模塊 NRF905 圖 ?13? 如圖 12所示。 ? 與 51 系列單片機 P0 口連接時候，需要加 10K 的上拉電阻，與其余口連接 不需 NewMsgRF905 模塊 所有配置字都是通過 SPI 接口送給 RF905。 表 2 12864 并行接口 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“ H” ,表示 DB7—— DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“ L” ,表示 DB7—— DB0 為