【正文】 //顯示光標(biāo)移動(dòng)位置 LCD_WriteCom(0x0c)。 LCD_E=0。 LCD_RS=0。 } } /***************1602 函數(shù) *******************/ void LCD_WriteData(uchar LCD_1602_DATA) /********LCD1602 數(shù)據(jù)寫入***********/ { delay5ms()。 } 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 37 void lcd_1602_word(uchar Adress_Com,uchar Num_Adat,uchar *Adress_Data) { uchar i。 _nop_()。 else dis0|=0x00。 //DI 開始失效，拉高電平，便于 DO數(shù)據(jù)傳輸 for(i= 0。 _nop_()。 //第二次拉低時(shí)鐘， ADC0832 DI 接受數(shù)據(jù) ADC_DI=0。 ADC_Clk=1。 V_Date=0。 CO2_View[2]=39。 if(CO2_Num110000) { CO2_View[0]=39。 if(CO2_View[0]==0x30) CO2_View[0]=39。.39。Num_Con8。 float CO2_Num。 sbit LCD_RW =P2^6。 for(c=5。根據(jù)簡單易用的原則設(shè)計(jì)了外形，幫助檢測人員提高效率。將硬、軟件按實(shí)現(xiàn)的功能劃分成不同的模塊，可巡回檢測溫室內(nèi)的二氧化碳濃度并具有數(shù)碼顯示功能。 在單片機(jī)控制部分中，根據(jù)程序設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。它由若干個(gè) 5X7或者 5X11 等 點(diǎn)陣 字符 位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義 CGRAM，顯示效果也不好）。 圖 電源供電部分 電流采樣處理部分 電流采樣電路，是把電路中的電流用采樣元件轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后用 ADC 量化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。 顯示子程序模塊 常用的顯示 方案有兩種：串口和并口。 ADC0832 與單片機(jī)連接電路的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的程序流程圖如圖 所示。在沒有外部控制信息輸入的情況下，系統(tǒng)分時(shí)、自動(dòng)采集二氧化碳傳感器的電壓值，并通過 A/D 轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，最后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過 LED 數(shù)碼管顯示。為便于連接和調(diào)試，系統(tǒng)軟件采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，將特定功能編成子程序，以調(diào)用子程序方式組成程序流。發(fā)光效率和顏色取決與制造的材料，這里如果正常工作時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)綠色的 LED二極管發(fā)光，如果超過指定的上限值或者低于指定的下限值，則驅(qū)動(dòng)紅色 LED 二極管發(fā)光 ,同時(shí)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。 2. 電磁式蜂鳴器電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。 芯片接口電路 采用 MAX232 接口電路如圖 所： 圖 RS232 接口電路 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 選用其中 的一路發(fā)送 /接收， R1OUT 接 MCS51 的 RXD， T1IN 接 MCS51 的 TXD， DB9連接器直接接到 PC 機(jī)上。在接口電路和計(jì)算機(jī)接口芯片中大都是TTL/CMOS 電平，所以在通信時(shí)，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，以便與 RS232 標(biāo)準(zhǔn)的電平匹配。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 圖 ADC0832 數(shù)據(jù)讀取程序流程： 串行通信接口設(shè)計(jì) MCS52單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)全雙工的串行通信口，即串行接收和發(fā)送緩沖器（ SBUF），這兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收發(fā)送器，既可以接收數(shù)據(jù)也可以發(fā)送數(shù)據(jù)。 ADC0832 芯片接口程序的編寫 ： 為了高速有效的實(shí)現(xiàn)通信，我們采用匯編語言編寫接口程序。直到第 11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù) DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。在第 1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μ S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。 GND 芯片參考 0 電位（地）。C to +85176。 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； 178。由于它體積小，兼容性，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。 波長的窄帶濾光片后，由紅外傳感器監(jiān)測透過 !未找到引用源。 互不相同。 顯然，有： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，氣體介質(zhì)的厚度為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。但是，空氣中二氧化碳濃度的測量，是一個(gè)比較困難的問題，因?yàn)樗婕?到測量方法、信號(hào)的獲取和測量設(shè)備的成本。此外， AT89S52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制的要求設(shè)計(jì)的，在智能控制系統(tǒng)中，微控制器得到了廣泛的應(yīng)用 【 14】 。 詳細(xì)設(shè)計(jì) 本文通過以上對陽光溫室蔬菜中的參量及其相互關(guān)系的分析研究，對檢測系統(tǒng)總體方案進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，采用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89S52 單片機(jī)、美國生產(chǎn)的紅外二氧化碳傳感器 6004。數(shù)據(jù)采集與處理模塊能夠完成溫室內(nèi)二氧化碳濃度的模擬量的采集和處理，結(jié)果送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或傳輸給監(jiān)控服務(wù)器，由監(jiān)控服務(wù)器存儲(chǔ)和管理，輸出控制模塊主要負(fù)責(zé)與主機(jī)相連接時(shí)溫室執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制；通信模塊則是基于 RS232 總線，由雙絞線進(jìn)行遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)檢測器和主機(jī)的通信。 課題的主要內(nèi)容及研究意義 為適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要 ,根據(jù)以上分析存在的問題，本論文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的二氧化碳濃度檢測系統(tǒng)。目前我國引進(jìn)溫室的測控系統(tǒng)大多投資大、運(yùn)行費(fèi)用過高，并且測控系統(tǒng)中所側(cè)重考慮的環(huán)境參數(shù)與我國的氣候特點(diǎn)存在矛盾。目前，國外現(xiàn)代化溫室的內(nèi)部設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標(biāo)準(zhǔn) 【 6】 。因此，為了實(shí)現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 的科學(xué)化并提高農(nóng)業(yè)研究的準(zhǔn)確性，推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程，科學(xué)合理地調(diào)節(jié)溫室內(nèi)二氧化碳的濃度，使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜，水果生長的環(huán)境，是大棚蔬菜和水果早熟、優(yōu)質(zhì)、高效益的重要環(huán)節(jié)。 中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須走現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)這條道路，隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速增長，農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，特別是日光溫室已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。 關(guān)鍵詞：日光溫室，二氧化碳濃度，溫濕度，單片機(jī)，測控 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 II Design of carbon dioxide infrared detector based on MCU Abstract As our country realizes the paratively welloff level basically, people39。綜合考慮系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性要求這三個(gè)方面之后，確定以 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，選用性價(jià)比比較高的傳感器，來實(shí)現(xiàn)對二氧化碳濃度、溫濕度的準(zhǔn)確檢測。近些年來，我國北方農(nóng)村形成了以日光溫室為主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化，因此，為二氧化碳的增施創(chuàng)造了有利的條件。該系統(tǒng)考慮到溫室環(huán)境的復(fù)雜性增加傳感器實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)多目標(biāo)因子的檢測。 humidity。溫室內(nèi)的二氧化碳濃度參數(shù)，直接關(guān)系到蔬菜和水果的生長。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和智能控制理論的發(fā)展，近百年來，溫室大棚作為設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，其自動(dòng)控制和管理技術(shù)不斷得以提高，在世界各地都得到了長足的發(fā)展 【 1】【 2】 。引進(jìn)的 溫室與我國傳統(tǒng)溫室比較，其空間大，便于進(jìn)行機(jī)械作業(yè)，生產(chǎn)率與資源利用率比較高，為我國溫室的發(fā)展提供了借鑒作用。 總體上說，我國自行開發(fā)的溫室測控系統(tǒng)其技術(shù)水平和調(diào)控能力與發(fā)達(dá)國家還有一定的差距。其中，上位機(jī)是溫室主機(jī) (PC 機(jī) )，下位機(jī)是檢測器。 鍵盤：用以人工預(yù)置各適宜環(huán)境參數(shù)值。 具體 的系統(tǒng)框圖如圖 所示： 圖 二氧化碳檢測器的原理圖 RXD TXD P0 INTO AT89S52 RST XTAL2 XTAL1 P2 ~ 二 氧化碳傳感器 1~n 采樣保持器 RS 232 上位計(jì)算機(jī) 復(fù)位電路 鍵盤顯示 聲光報(bào)警 A/D轉(zhuǎn)換電路 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 3 硬件設(shè)計(jì) 微控制器概述和選用 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積龐大。 AT89S52 單片機(jī)的特點(diǎn) AT89S52 的 PDIP 封裝管腳如圖 所示。在作物的整個(gè)生長期，都需要提供不同濃度的二氧化碳。 ： 當(dāng)紅外光通過待測氣體時(shí)，這些氣體分子對特定波長的紅外光有吸收 作用，其吸收關(guān)系服從朗伯 比爾吸收定律。 （ ） 式中： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 及厚度 錯(cuò)誤 !未找中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 到引用源。 圖 NDIR紅外氣體分析示意圖 圖 為 NDIR 紅外氣體分析原理圖。 常用的 A/D 轉(zhuǎn)換方式有逐次逼近式和雙斜積分式，前者轉(zhuǎn)換時(shí)間短，但抗干擾能力差；后者轉(zhuǎn)換時(shí)間 長，抗干擾能力較強(qiáng)。 圖 ADC0832封裝以及各端子 ADC0832 的主要 特點(diǎn) 及管腳 ADC0832 的主要 特點(diǎn) 有： 178。 商用級芯片溫寬為 0176。 178。 178。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。（見圖 ）當(dāng) ADC0832未工作時(shí)其 CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的電平可任意。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“ 0”、“ 1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端 IN， CH1 作為正輸入端 IN+進(jìn)行輸入。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 表 2 作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí) ADC0832的輸入電壓是 0~5V且 8位分辨率時(shí)的電壓精度為 。在使用轉(zhuǎn)換子程序之前必須確定通道功能寄存器 B 的值，其賦值語句為“ MOV B,data”（ 00H~03H）。適用于終端設(shè)備（ DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（ DCE）之間的接口。 MAX232C 外圍需要 4 個(gè)電解電容 C1， C2， C3， C4，它們是內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換所需電容，其取值均為 1μ F/16V，選用鉭電容并且應(yīng)盡量靠近芯片； C5為 F 的去藕電容。 有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，壽命長，對電壓電流要求極容易實(shí)現(xiàn)多路等，因此在智能化測量控制儀表中獲得了廣泛的應(yīng)用。此外， C 語言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，從而為軟 件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法提供了有力的保障。二氧化碳測控儀智能化的核心是單片機(jī)，其監(jiān)控程序和應(yīng)用軟件全部固化在 EPROM 中。 數(shù)據(jù)采集子程序模塊 對所有數(shù)據(jù)都采用了先集中采集后分別處理的方法來完成。 T0 計(jì)數(shù)器設(shè)定為方式 定時(shí)狀態(tài)、選通控制設(shè)為“ 1”。具體的程序流程圖如圖 圖 顯示子程序流程圖 LCD 清零 數(shù) 據(jù)區(qū)清零 LCD 顯示 延時(shí) 20ms 有鍵按下？ 按鍵處理 有鍵按下？ N N Y Y 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 5 電路 設(shè)計(jì) 電源供電部分 電源是所 有硬件開發(fā)設(shè)計(jì)中不可或缺的部分，有些產(chǎn)品只用電池即可以，但對大多數(shù)產(chǎn)品來說，工程師需要考慮的是將 220V 或 380V 的交流電轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品所需要的各類電壓。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 圖 電流采樣處理部分 單片機(jī)控制部分 AT89S52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8KBISP 的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 Atmel 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 于各部分保持同步。 如圖 為復(fù)位部分。在設(shè)計(jì)的過程中，緊密結(jié)合陽光溫室的實(shí)際情況，