【正文】 中，當(dāng)按鍵數(shù)量極其多的時候，我們不僅要考慮怎么把這些按鍵擺放整齊和美觀。 16個按鍵如果按照按鍵方式和單片機相連，我們需要是 16個IO，而使用矩陣鍵盤的形式我們現(xiàn)在只需要 8個 IO口即可。當(dāng)檢測出某個列線為低電平時，這個時候低電平行線和低電平列線的交叉口就是被按下的按鍵。 輔助模塊 圖 321 電源模塊電路圖 圖 322 電平轉(zhuǎn)換模塊電路圖 輔助模塊不是本課題的核心內(nèi)容。一個好的程序設(shè)計，軟件結(jié)構(gòu)要合理、簡單、緊湊和高效。 該課題的軟件設(shè)計思路如下圖： 開 始開 始初 始 化初 始 化設(shè) 置 參 數(shù)設(shè) 置 參 數(shù)溫 度 值 大 于 最 高 值 ？溫 度 值 大 于 最 高 值 ？溫 度 值 小 于 最 小 值 ？溫 度 值 小 于 最 小 值 ？濕 度 值 大 于 最 大 值 ？濕 度 值 大 于 最 大 值 ？濕 度 值 小 于 最 小 值 ？濕 度 值 小 于 最 小 值 ？L C D 1 2 8 6 4 液晶 顯 示L C D 1 2 8 6 4 液晶 顯 示報 警報 警藍 燈 亮藍 燈 亮報 警報 警黃 燈 亮黃 燈 亮報 警報 警綠 燈 亮綠 燈 亮報 警報 警紅 燈 亮紅 燈 亮 圖 43 系統(tǒng)軟件整體設(shè)計思路 我們在這個系統(tǒng)設(shè)計中的大體思路是： 開始 初始化 設(shè)置參數(shù) 主循環(huán)（溫濕度顯示、限值控制模塊、時鐘數(shù)據(jù)顯示） 串口中斷，接受串口數(shù)據(jù)，然后傳送給主循環(huán)。 系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。每次輸入都要點 *鍵確認(rèn)。該液晶顯示屏上會呈現(xiàn)出來當(dāng)時的溫濕度值。在我們做課題設(shè)計的軟件開發(fā)時，我們首先要了解這個軟件的安裝和使用過程。 圖 51 程序燒 錄運行圖 在電路板焊接完后，我們還要進行一下我們的電路板的焊接是否正確，有無短路以及焊接錯誤的現(xiàn)象。然后檢測程序的寫法以及電路有無問題。具體如下： 47℃，這個時候它已經(jīng)高于所設(shè)置的溫度最高值40℃時，此時蜂鳴器會報警，藍燈亮，代表我們的設(shè)備應(yīng)該用來升溫 . 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 。不然有一個出問題，就有可能導(dǎo)致整個電路出現(xiàn)故障。在燒錄前我們要進行一些必要的設(shè)置。然后進行編程調(diào)試和運行。 當(dāng)單片機收到相關(guān)的溫濕度信息時，它會做個簡單的處理。 在這個設(shè)計中，我們是依次輸入上限、下限。都需要點擊 *鍵確認(rèn)。這樣，即使在設(shè)計過程中更換設(shè)計者，新來者也可以根據(jù)所提供的文件很容易地就接手繼續(xù)工作。 概述 軟件設(shè)計相比硬件設(shè)計來說是很復(fù)雜和困難的。當(dāng)有按鍵按下的時候，高四位中會天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 有一位由 1 變成 0，而低四位不變。具體怎么檢測出是哪個按鍵，方法如下：我們依次給行線置一個低電平，其他三個行線為高電平。這個矩陣鍵盤是 4*4 結(jié)構(gòu)的。 為了在系統(tǒng)斷電情況下時鐘依然可以走動，我們可以在 DS1302 外部加個電池，下次再次啟動系統(tǒng)的時候就不必調(diào)時間了，給我們帶來了極大的方便。 它附加了 31byte 的靜態(tài) RAM，采用與 CPU 進行同步通信的 SPI 三線接口，同時可以使用突發(fā)模式一次性傳輸多個時鐘信號和 RAM數(shù)據(jù)。這樣才可能確保有個相對準(zhǔn)確的數(shù)值。 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 測吸合電壓、吸合電流 用一個可調(diào)的穩(wěn)壓電源給繼電器輸入電壓。當(dāng)溫濕度發(fā)生異常時，單片機系統(tǒng)會作出判斷，然后通過 IO 口控制電流的通斷，電流通過三極管經(jīng)過放大后使得繼電器工作，從而常開觸點閉合使得開關(guān)閉合。這樣就實現(xiàn)了開關(guān)的作用。它的控制原理就是用較小的物理量去控制較大的物理量，然后控制銜鐵的吸合、斷開，從而控制電路的通斷，以此保證電路的安全， 起到了自動調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換電路和智能化控制的作用。 2． 加一定頻率電流發(fā)聲且可改變頻率發(fā)出不同聲音。 12864 液晶顯示模塊電路原理圖 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 39 LCD12864 液晶顯示屏與單片 機連接的電路圖 報警模塊 蜂鳴器介紹 圖 310 蜂鳴器實物圖 一、蜂鳴器的介紹：蜂鳴器是一體化結(jié)構(gòu)的，它采用的是直流電壓供電。我們用的是帶字符的這種。它應(yīng)用專用的模塊采集技術(shù)和數(shù)字式溫濕度傳感器技術(shù)，用來確保其產(chǎn)品具有卓越的長期穩(wěn)定性和高可靠性。 我們在很早以前就學(xué)過，電容兩端的電壓是不能突變 的。并且電平轉(zhuǎn)換芯片最好使用國外的品牌。在一個單芯片， STC89C52 之所以可以為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高度靈活的、超有效的解決方案，是因為它的 8 位 CPU 具有智能的在系統(tǒng)可編程閃存的功能。其中主控模塊是整個系統(tǒng)設(shè)計的中心模塊。而 LCD12864 是用來呈現(xiàn)當(dāng)前時間和溫濕度信息的。 （ 6） 蜂鳴器報警模塊：當(dāng)異常發(fā)生時發(fā)生警報聲，以提醒工作人員。 在本課題設(shè)計的溫濕度測控系統(tǒng)中，我們采用的是主控芯片是 STC 系列的單片機。和方案一相比價格相對便宜。 LCD12864 液晶顯示屏的構(gòu)成是： 1）行驅(qū)動器； 2）列驅(qū)動器； 3） 128*64 全點陣液晶顯示器。在我們這個設(shè)計中對溫濕度要求不是很高，所以可以采用這個傳感器作為采集 溫濕度的元件。 SHT11 的一些參數(shù)： 溫度測量標(biāo)準(zhǔn)： 40℃ — +℃； 濕度測量標(biāo)準(zhǔn)： 0— 100%RH； 溫度測量精度： 177。但是我們在實際運用中，要選擇最優(yōu)的方案來進行我們的課題設(shè)計。如天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 何來控制這些動作的發(fā)生呢。將 DHT11 采集到的溫濕度信息傳送給主控模塊，在這個課題中我們將單片機作為我們的主控模塊。 （ 2） 系統(tǒng)要實現(xiàn)以下功能：單片機接收來自傳感器的數(shù)據(jù)進行處理和分析，把得到的溫度和濕度值通過液晶顯示屏顯示出來，完成溫濕度數(shù)據(jù)顯示； （ 3） 溫濕度的限值是可以通過電路板上的矩陣鍵盤來進行設(shè)置和修改，以便隨時做出調(diào)整。在這里我們用的是幾個不同顏色的 LED 燈來代表不同的行為，以便有效地調(diào)整溫室內(nèi)的溫濕度，從而實現(xiàn)了簡單控制。當(dāng)溫室內(nèi)的當(dāng)前溫濕度值超越我們的限制范圍時，蜂鳴器會報警。這樣我們的溫濕度采集模塊就完成了。一來方便工作人員及時的得到時間的一個信息。當(dāng) 系統(tǒng)上電后，我們可以通過矩陣鍵盤設(shè)置我們所需要的溫濕度限值范圍，用來控制溫室內(nèi)的溫濕度保持在一定的合適范圍內(nèi)。 課題研究的主要內(nèi)容 本課題的核心在于我們對溫室內(nèi)溫濕度控制，為溫室提供一個適宜的溫濕 度環(huán)境。我們這個系統(tǒng)主要用來采集溫室內(nèi)的溫濕度信息，及時的反映出溫濕度的變化，以便及時的對溫室內(nèi)的溫濕度做出調(diào)整，保證一個良好的溫濕度環(huán)境。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件走向智能化、集成化和多參數(shù)檢測。不同的環(huán)境給我們帶來的測量結(jié)果也是不一樣的。溫度和濕度是環(huán)境因素中的兩大重要因素。 在上個世紀(jì) 70 年代，國外首先采用了模擬式的組合儀表，用來采集現(xiàn)場信息并進行顯示、記錄和控制。國內(nèi)的調(diào)節(jié)器雖然價格比較低，但是精度和分辨率遠遠不如國外的，落后很多。本次設(shè)計就是針對溫室內(nèi)的溫濕度進行一個智能控制。無疑溫濕度也就成為了我們關(guān)注的重要方面。在我國，特別是近些年來我們的農(nóng)產(chǎn)品出口量一直保持著增長的趨勢。當(dāng)溫室內(nèi)的溫度過高時，蜂鳴器報警，繼電器工作，控制空調(diào)來進行降溫；反之，則開啟空調(diào)進行升溫。 10 合計 100 意見及建議 評閱人簽名： 年 月 日 天津 **大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）成績考核表 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 電子與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級 題目 基于單片機的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評語及成績： 指導(dǎo)教師簽 字： 年 月 日 2．畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會評語及成績： 答辯主席（或組長）簽字： 年 月 日 3．畢業(yè)設(shè)計（論文）總成績： 給定成績 給定成績 總成績 (a +b +c ) 成績： 成績： 摘 要 在快速發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，許許多多的、健康的農(nóng)產(chǎn)品都來自于大棚溫室栽培作物。 完成課題的現(xiàn)有條件 實驗室的基本儀器，電腦仿真軟件，圖書資料，網(wǎng)絡(luò)資源 審查意見 指導(dǎo)教師： 年 月 日 學(xué)院意見 主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 天津 **大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）進度檢查記錄 題目 基于單片機的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 電子與信息工程 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 日 期 指 導(dǎo) 記 錄 天津 **大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱表 （設(shè)計類） 畢業(yè)設(shè)計 題目 基于單片機的溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)生班級 指導(dǎo)教師姓名 評審項目 指標(biāo) 滿分 評分 選題 能體現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，題目大小、難度適 中；學(xué)生工作量飽滿，能得到較全面訓(xùn)練。濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測量屬于 90 年代興起的行業(yè)。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。通過采集溫度及濕度值，準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)值與當(dāng)前值之間的差異，及時的啟動報警裝置（蜂鳴器提示音）進行報警。 20 設(shè)計具有創(chuàng)新性或?qū)嵱脙r值。我們可以通過編程來實現(xiàn)對溫室溫濕度的智能控制。我國是個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易在我們經(jīng)濟發(fā)展中占了舉足輕重的位置。我們都想要一個更加適宜更加舒適的環(huán)境。 研究溫室內(nèi)溫濕度的控制系統(tǒng)，為溫室提供一個更好的溫濕度，保證一個良好的環(huán)境，這樣可以有更多的溫室農(nóng)產(chǎn)品、牲畜供我們使用，使得我們的生活質(zhì)量越來越高。國外的調(diào)節(jié)器分辨率和精度都很高，價格昂貴。 （ 2）國外溫度系統(tǒng)的研究 國外對溫度控制技術(shù)的研究相對較早。各行各業(yè)特別是科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域都迫切需要自動控制技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)進行更多更好的改造和提升。比如溫度、濕度等。近些年來，國內(nèi)外在濕度傳感器的研發(fā)領(lǐng)域取得了很大的進步。單片機操作起來簡單，價格較低，非常適合做一些設(shè)計使用。溫室溫濕監(jiān)控制系統(tǒng)的設(shè)計是一個對實際生產(chǎn)生活非常實用，可行性很高的一個設(shè)計，對學(xué)生在單片機知識的運用上也是非常好的鍛煉課題。 本課題的設(shè)計要求是： （ 1）非常人性化的設(shè)計。可以顯示時間和年月日。這樣可以使我們的系統(tǒng)更加方便、簡潔。當(dāng)系統(tǒng)工作時，我們首先要設(shè)置溫濕度的限值（一個上限值，一個下限值）。從而控制我們的空 調(diào)或者其他設(shè)備工作，用來控制溫濕度的一個及時調(diào)整。 天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 功能要 求 關(guān)于我們的課題“基于單片機的溫室溫濕度控制系統(tǒng)”具體要求如下 : （ 1） 采用適合的主控芯片單片機、傳感器以及液晶顯示屏等。它是個數(shù)字溫濕度傳感器。所以在這個系統(tǒng)中我們用幾個不同顏色 LED 燈來表示不同的功能行為， 如升溫、降溫、加濕、去干等。 方案選擇 不同模塊的功能不同，而且每個模塊 都很多不同的實現(xiàn)方法。雖 然性能很高，但是價格要遠遠高于 DHT11 的價格。所以 DHT11 的價格相對較低。 （ a） （ b） 圖 21 LCD12864 與 LCD1602 液晶顯示屏實物圖 （ 1）方案一：選擇 LCD12864 液晶。只能現(xiàn)實數(shù)字和字符，不能顯示漢字。它的結(jié)構(gòu)特點是在一個半導(dǎo)體芯片上將微型計算機的的基本功能部件如中央處理天 津 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 器 (Central Processing Unit,CPU)、存儲器（隨機存取存儲器 Random Access Memory,RAM 和只讀存儲器 Read Only Memory,ROM）、輸入接口電路（ Input）、輸出接口電路（ Output）、定時 /計算器及終端系統(tǒng)等集成起來，構(gòu)成一個小而完善的微型計算機。 （ 5） 溫濕度采集模塊：用來搜集當(dāng)前的溫濕度即時信息，然后將其傳送給單片機。它可以用來操作數(shù)據(jù)的處