【正文】 [J]. 傳感器與微系統(tǒng)，2012，（31） [3] 孫環(huán),滕召勝. 基于SHT10 單片集成傳感器溫濕度檢測模塊設(shè)計(jì)[J]. 國外電子測量技術(shù)，2006，（25）[4] . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].，2000[5] 林嘉. 基于89S52的LCD1602程序設(shè)計(jì)[J]. 電腦知識與技術(shù)， 2012，（8）[6] 隋清江. 基于PROTEUS的LCD1602接口設(shè)計(jì)與仿真[J]. 仿真技術(shù)，2010，（7）[7] 劉天時(shí)，劉賞，付春. 一種單片機(jī)鍵盤電路設(shè)計(jì)與消抖處理[J]. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò),2010,(10)[8] 趙亮. 跟我學(xué)51單片機(jī)（四）獨(dú)立矩陣鍵盤應(yīng)用與設(shè)計(jì)[J]. 電子制作，2011，（4）[9] 黃震宇. 溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 糧油裝備與自動(dòng)控制，2008,(15)[10] 于志贛，劉國平. 液顯LCD1602 模塊的應(yīng)用[J]. 計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用，2009，（4） [11] 趙亮. 液晶顯示模塊LCD1602應(yīng)用[J]. 電子制作，2007，（3）附錄1 系統(tǒng)的電路原理圖附錄2 系統(tǒng)仿真總圖附錄3 系統(tǒng)實(shí)物照片附錄4 系統(tǒng)源程序void main(void){ unsigned char error,checksum。以前做課程設(shè)計(jì)都是幾個(gè)人一組，有什么問題都很容易問別人，并且自己往往就做自己較為熟悉的部分，這使得自己獲得的知識很不完整，做一個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候不能全面地思考問題。這個(gè)看似簡單的事情花了我三天的時(shí)間，而且板子還有很多問題。但是由于本次設(shè)計(jì)用到的按鍵不多，只有五個(gè)，功能比較簡單，而且單片機(jī)工作比較空閑，因此使用的是查詢方式來處理鍵盤的輸入。當(dāng)溫度不僅回到上下限以內(nèi)，而且留有一定裕量后，停止溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。 為了使仿真圖看起來更整潔，我們部分電路連線選擇連線標(biāo)簽?zāi)Ｊ?，以單片機(jī)19引腳為例，將其用線引出，在窗口中輸入X1得到此效果 若要對某個(gè)元件或一部分電路做出說明，則單擊任務(wù)欄中的Text Script ，在界面中輸入文字即可。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件，它不僅具有其它EDA軟件的仿真功能，還可以對單片機(jī)及其外圍器件進(jìn)行仿真，是目前在這方面做得最好的EDA工具軟件。設(shè)置好以后，按S4退出設(shè)置。復(fù)位時(shí)序和啟動(dòng)傳輸時(shí)序可通過依次拉低或拉高時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線，因而實(shí)現(xiàn)起來比較簡單；而寫時(shí)序和讀時(shí)序就比較復(fù)雜。此程序流程包括五個(gè)部分，第一部分是主程序，其描述總體結(jié)構(gòu)；第二部分是SHT10溫度采集程序，其功能是通過SHT10傳感器采集溫濕度值，并進(jìn)行修正；第三部分是LCD1602顯示子程序，對LCD1602進(jìn)行初始化，將溫濕度進(jìn)行顯示；第四部分是輸出控制子程序，對設(shè)定值和實(shí)際值進(jìn)行判斷以決定是否進(jìn)行溫濕度的調(diào)節(jié)；第五部分是按鍵輸入電路，用來修改溫濕度上下限值。確切時(shí)間與內(nèi)部的晶振速度有關(guān)，最多會(huì)有177。在微控制器向SHT10進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的過程中，必須要保證數(shù)據(jù)線在時(shí)鐘線為高電平段時(shí)穩(wěn)定。℃，濕度的測量誤差為177。傳感器在一塊微型電路板上集成了信號處理電路和傳感元件，由于自帶ADC，所以輸出數(shù)字信號。∕EA∕VPP：當(dāng)∕EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部存儲器（0000H~FFFH），不論是否有內(nèi)部程序存儲器。對P3口進(jìn)行寫入“l(fā)”時(shí)，被內(nèi)部的上拉電阻拉高且可以作為一個(gè)輸入端口。對端口寫入“1”時(shí)，該引腳被懸空，由內(nèi)部的上拉電阻把引腳拉到高電平，這時(shí)候可以作為輸入口使用，此時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部自帶上拉電阻，所以被外部器件拉低電壓的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。① STC89C52RC的主要性能參數(shù)（1）增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼與傳統(tǒng)8051單片機(jī)是兼容的。打頭的字母“T”表示TTL電平，“R”表示RS232電平。其中，RS一232是PC機(jī)與通信工業(yè)中使用最早的一種串行接口標(biāo)準(zhǔn)。矩陣式鍵盤較為復(fù)雜，一般用于按鍵數(shù)目較多，而單片機(jī)可用的I/O口又比較有限時(shí)。需要注意的是，470uF的大電容可以濾低頻，為什么不能濾高頻，？從理論上來說大電容應(yīng)該高頻、低頻都可以，但是由于制造工藝的原因，電解電容的容值做得很大時(shí)，它就不再是一個(gè)單純的電容了，它等效于一個(gè)電容串聯(lián)一個(gè)電感。 電源的設(shè)計(jì) 電源電路電源電路是整個(gè)系統(tǒng)中非常重要的一部分，本設(shè)計(jì)中主要用到直流5V電源。繼電器選用5V的，驅(qū)動(dòng)繼電器需要大約100mA的電流，也就是說驅(qū)動(dòng)繼電器的三極管的集電極電流為Ic=100mA。光耦的驅(qū)動(dòng)能力有限，一般電流只能達(dá)到30mA左右，不足以驅(qū)動(dòng)繼電器，因此再加一個(gè)三極管放大電流。蜂鳴器為一種采用一體化結(jié)構(gòu)的電子器件， 采用了直流電壓來供電，廣泛的應(yīng)用到了計(jì)算機(jī)、報(bào)警器、復(fù)印機(jī)、電子玩具、電話機(jī)、汽車電子設(shè)備、定時(shí)器等電子產(chǎn)品之中用作發(fā)聲器。它與單片機(jī)的接口電路如下圖所示： LCD1602與單片機(jī)的接口電路 溫濕度傳感器模塊溫濕度傳感器選用瑞士Sensirion公司生產(chǎn)的SHT10。隨著充電的繼續(xù)進(jìn)行，電流會(huì)逐漸減小，電阻兩端的電壓UR=IR也逐漸減小，即RST引腳的電勢逐漸減小。外部時(shí)鐘方式是把已有的時(shí)鐘信號從XTAL1或XTAL2送入單片，一般用于有多個(gè)單片機(jī)的情況，所以本設(shè)計(jì)中時(shí)鐘電路采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，選用12M的晶振和兩個(gè)30pF的電容與片內(nèi)的高增益反相放大器構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。從價(jià)格方面上看，單片機(jī)就比PLC具有很大的優(yōu)勢。而且PLC抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，這一點(diǎn)已被長期的工業(yè)控制實(shí)踐所證明。5%RH；（5）測濕范圍：0～100%RH；（6）通過鍵盤電路修改上下限：有；（6）溫濕度報(bào)警：有； 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 可靠性可靠性是在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該優(yōu)先考慮的一個(gè)因素，一個(gè)控制系統(tǒng)必須要能穩(wěn)定、可靠地工作，才能投入到生產(chǎn)實(shí)踐中去。這要求我們提高溫濕度檢測與控制技術(shù)，來滿足對溫室大棚建設(shè)的需要。晴天在傍晚關(guān)窗至次日早晨開窗前溫室維持在高濕度。關(guān)鍵詞：STC89C52RC，SHT10，I2C總線，獨(dú)立式鍵盤，溫濕度自動(dòng)控制Abstract: This design is an automatic temperature and humidity controller for greenhouses, with the STC89C52RC MCU being its main controller. It uses the SHT10 as the temperature and humidity sensor, and the LCD1602 to display the messages. The SHT10 uses a timing sequence much like the I2C to municate with the microcontroller. Because it’s a highly integrated chip, it already includes an analog to digital converter. Therefore, it’s quite convenient to use, and also accurate and durable. The LCD1602 can display two lines of messages, with the first line for temperature and the second line for humidity. The design can measure the temperature and humidity in a greenhouse, and then display it on a LCD1602. Meanwhile, it pares the data with the set limit. If the limit is exceeded, then the system will send out a warning using a buzzer and activate the temperature and humidity controlling equipment. Besides, the set limit can be modified with the independent keyboard. Through schematic design and Proteus simulation, the feasibility of this design has been proved.Keywords: STC89C52RC, SHT10, I2C bus, independent keyboard, temperature and humidity control目 錄1 前言 12 總體方案設(shè)計(jì) 3 溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 3 可靠性 3 性價(jià)比 3 方案比較 4 方案一 4 方案二 4 方案論證 5 方案選擇 53 單元模塊設(shè)計(jì) 6 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì) 6 單片機(jī)最小系統(tǒng) 6 液晶顯示模塊 8 溫濕度傳感器模塊 8 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 9 輸出電路設(shè)計(jì) 10 電源的設(shè)計(jì) 12 按鍵電路設(shè)計(jì) 13 串口通信電路 14 元件清單 15 關(guān)鍵器件的介紹 17 STC89C52RC 17 SHT10溫濕度傳感器 194 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 22 軟件設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu) 22 主要模塊的設(shè)計(jì)流程框圖 24 主程序流程圖 24 SHT10子程序流程圖 25 LCD1602子程序流程圖 27 輸出控制子程序流程圖 28 鍵盤掃描子程序流程圖 29 軟件設(shè)計(jì)所用工具 31 Keil uVision4 31 Proteus 315 系統(tǒng)調(diào)試 32 用Proteus搭建仿真總圖 32 用Keil對程序進(jìn)行調(diào)試、編譯 336 結(jié)論 36 系統(tǒng)的功能 36 系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù) 36 系統(tǒng)功能分析 367 總結(jié)與體會(huì) 388 致謝 399 參考文獻(xiàn) 40附錄1 系統(tǒng)的電路原理圖 41附錄2 系統(tǒng)仿真總圖 42附錄3 系統(tǒng)實(shí)物照片 43附錄4 系統(tǒng)源程序 44附錄5 英文參考資料 461 中文翻譯 462 英文原文 491 前言溫室大棚作為一種高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式相比具有很大的優(yōu)點(diǎn)。SHT10使用類似于I2C總線的時(shí)序與單片機(jī)進(jìn)行通信，由于它高度集成，已經(jīng)包括A/D轉(zhuǎn)換電路，所以使用方便，而且準(zhǔn)確、耐用。溫室農(nóng)業(yè)采用適時(shí)適量供水的優(yōu)化用水同時(shí)配以微灌和高濕環(huán)境，可達(dá)到農(nóng)業(yè)用水高效高產(chǎn)，按產(chǎn)品的數(shù)量平均計(jì)算，節(jié)省水分量是很大的。而溫度在夜間下降過低也會(huì)影響光合作用的效率。這次選用STC89C52RC作為主控制器，可以從按鍵電路輸入設(shè)定的溫濕度，通過溫濕度傳感器SHT10對溫度、濕度信號進(jìn)行采集，然后通過I2C總線與單片機(jī)通信，并將溫濕度顯示在液晶屏LCD1602上，單片機(jī)把它們與設(shè)定的值進(jìn)行對比后決定是否報(bào)警，并啟動(dòng)空調(diào)設(shè)備對溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。要提高控制系統(tǒng)的可靠性，那么就要注意以下幾個(gè)方面：選用的元器件要有很高的可靠性；由于供電電源很容易產(chǎn)生干擾，所以應(yīng)該對其采用抗干擾措施；對輸入輸出通道也一樣，要采用抗干擾措施；在對電路板的設(shè)計(jì)時(shí)，要合理的布線和接地；軟硬件都要進(jìn)行濾波；系統(tǒng)要有自己診斷功能等。溫濕度傳感器SHT10通過I2C總線與單片機(jī)連接。 方案選擇PLC和單片機(jī)都能作為主控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是在價(jià)格方面單片機(jī)具有巨大優(yōu)勢。 上電+手動(dòng)復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位主要有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，之所以要進(jìn)行復(fù)位，目的就是為了讓單片機(jī)進(jìn)入初始狀態(tài)，比如讓PC指向0000H，這樣單片機(jī)才能從頭運(yùn)行程序。手動(dòng)復(fù)位就是在上電復(fù)位電路的電容兩邊并聯(lián)一個(gè)微動(dòng)開關(guān)，需要手動(dòng)復(fù)位時(shí)將其按下，使之接通，RST獲得高電平，而且人按動(dòng)按鈕的時(shí)間肯定是超過兩個(gè)機(jī)器周期的，于是單片機(jī)復(fù)位。 SHT1X系列各型號傳感器的濕度、溫度最大誤差從曲線中可以看出，無論是濕度還是溫度，SHT10的誤差都是最大的，SHT15誤差最小，但是它們的價(jià)格也相差很大，SHT10多為二三十元一個(gè)，而SHT15價(jià)格上百。本設(shè)計(jì)中使用的是有源蜂鳴器，在它兩端加載5V的直流電壓就可以使之鳴叫。光耦選用TLP5214，它是Toshiba公司生產(chǎn)的四路光耦，由單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。如果輸入端的電流為20mA，電流傳輸比為50%的話，那么輸入端電流Io最大只能為10mA。然后用橋式整流電路把交流電整流為直流電，此時(shí)的直流電只是方向不變，但仍按正弦方式變化，是脈動(dòng)的直流電。濾波完以后，電壓的脈動(dòng)成分已經(jīng)下降了很多，但是仍有起伏，所以最后還需加上一個(gè)三端集成穩(wěn)壓器，這里選用LM7805，它能將電壓穩(wěn)定在5V。從S0到S4，分別控制進(jìn)入溫度上下限設(shè)置、進(jìn)入濕度上下限設(shè)置、數(shù)值加、數(shù)值減、確認(rèn)并退出。TTL電平中，；而RS232電平是負(fù)邏輯電平，電壓在3V~15V時(shí)為高電平，電壓在3V~15V時(shí)為低電平，因此要通過MAX232這種電平轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換。MAX232芯片專門為電腦的RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路,使用+5v單電源供電。（4）內(nèi)含8KB的程序存儲器，1000次寫∕擦寫周期；（5）內(nèi)含512字節(jié)的RAM；（6）32個(gè)可編程I/O口線；（7）3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器 T0、TT2（8）6個(gè)中斷源、5個(gè)中斷矢量、2級優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；（9）具有一個(gè)全雙工UART串行通道；（10）掉電模式和低功耗空閑；② STC89C52RC主要引腳功能STC89C52RC的管腳排列如圖2一2所示： STC89C52RC引腳圖P0口（~）：