【正文】 程時(shí)， P0 口接收指令，在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令，需要接電阻。 功能特性 AT89C51 提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)： 4K 字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 32 個(gè)I/O 口， 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 1個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)， 1 個(gè)串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時(shí)鐘電路。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 48 頁(yè) 致 謝 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，最應(yīng)該感謝的是我的 指導(dǎo)老 師 梁芳 老師，本次溫室大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的成功設(shè)計(jì)與 梁 老師的幫助是息息相關(guān)的。反之，如果當(dāng)前溫濕度高于用戶(hù)設(shè)定的上限溫濕度值，則說(shuō)明當(dāng)前溫濕度過(guò)高，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)警報(bào)燈，直至溫濕度值降到適當(dāng)范圍時(shí)警報(bào)燈熄滅。第一行顯示： TRH RH:%，第二行顯示：TRH T:。 溫濕 度判斷控制模塊也是系統(tǒng)的核心模塊之一，所謂判斷控制模塊，就是對(duì)當(dāng)前溫室內(nèi)的實(shí)際溫濕度與給定的溫濕度范圍進(jìn)行比較，先進(jìn)行判斷，然后再進(jìn)行控制，控制模塊是決定系統(tǒng)將要進(jìn)行什么工作的。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳成低電平 的 時(shí) 候 ，液晶模塊 則 執(zhí)行命令。 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量： 16 2 個(gè)字符 芯片工作電壓： 工作電流： () 模塊最佳工作電壓： 字符尺寸： (W H)mm VSS1VDD2V03RS4R/W5EN6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BLA15BLK16LCD1602P8LCD1602D0D1D2D3D4D5D6D710KR5123P10ENRSWRVCCGNDVCCGNDVoutGND 圖 1602LCD 引腳圖 引腳功能說(shuō)明： 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無(wú)背光）或 者 16 腳（帶背光）接 口，各 個(gè) 引腳接口說(shuō)明如下： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 48 頁(yè) 第 1 腳： VSS 為地電源。 圖 單片機(jī)與 nRF24L01 連接圖 配置字 SPI 口為同步串行通信接口，最大 的 傳輸速率 達(dá)到 10 Mb/s，傳輸時(shí) 首 先傳送低位字節(jié)，然后在 傳送高位字節(jié)。若自動(dòng)開(kāi)啟應(yīng)答，那么 NRF2401 在發(fā)射數(shù)據(jù)后 馬上 進(jìn)入接收模式， 立刻 接收應(yīng)答信號(hào)（自動(dòng)應(yīng)答接收地址應(yīng)該與接收節(jié)點(diǎn)地址 TX_ADDR 一致 ）。 電氣特性 VDD=5V， T = 25℃，除非特殊標(biāo)注 表 電氣特性表 參數(shù) 條件 min typ max 單位 供電 DC 3 5 V 供電電流 測(cè)量 mA 平均 1 mA 待機(jī) 100 150 uA 采樣周期 秒 1 次 無(wú)線(xiàn)模塊設(shè)計(jì) NRF24L01 是一款新型 的 單片射頻收發(fā)器件，工作 在 GHz ～ GHz ISM 頻段 內(nèi) 。 數(shù)據(jù)格式 : 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 48 頁(yè) 8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù) + 8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù) + 8bit 溫度整數(shù)數(shù)據(jù) + 8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù) + 8bit 校驗(yàn)位。 引腳 1： VDD 供電 引腳 2： DATA 串行數(shù)據(jù)，單總線(xiàn) 引腳 3： NC 空腳，懸空 引腳 4： GND 接地，電源負(fù)極 圖 典型應(yīng)用 電源引腳 DHT11 的供電電壓為 3－ 。相對(duì)濕度和溫度測(cè)量 傳感器包括一個(gè) NTC 測(cè)溫元件 、 一個(gè)電阻式感濕元件，并 且與 一個(gè)高性能 8 位 單片機(jī) 相連 。當(dāng)采用外接晶體振蕩器 的 時(shí) 候 ，此引腳應(yīng) 該 接地。如圖 所示： 圖 復(fù)位電路 R2 1K R3 10K C3 10uf RESET 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 48 頁(yè) 在 AT89C52 單片機(jī) 的 系統(tǒng)中， 單片機(jī) 系統(tǒng)上電啟動(dòng)的 時(shí)候 復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng) 依然 還會(huì)復(fù)位。 因?yàn)樗?們 是 為 AT89 系列新產(chǎn)品 得 預(yù)留 [12]。在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi) , CPU 可以完成一個(gè)獨(dú)立的操作。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 48 頁(yè) 數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 ： AT89C52 有 256 字節(jié) 的 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 其引腳排列如圖 所示： 圖 a AT89C52 引腳圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 48 頁(yè) 圖 （ 1）電源及時(shí)鐘引腳（ 4 個(gè)） VCC:電源接入引腳； GND:接地引腳； XTAL1:晶體振蕩器接入的一個(gè)引腳（采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接 地）； XTAL2:晶體振蕩器接入的另一個(gè)引腳（采用外部振蕩器時(shí)，此引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端）。 AT89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 2. 控制處理：當(dāng)溫濕度越限時(shí) 指示燈亮起 ，并根據(jù)報(bào)警信號(hào)提示采取一定手段控制。特別在溫室大棚中，對(duì)溫濕度要求更為嚴(yán)格。這種自動(dòng)控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長(zhǎng)所需的環(huán)境的目標(biāo)參數(shù)，計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器的實(shí)際測(cè)量值與事先設(shè)定的目標(biāo)進(jìn)行比較，以決定大棚溫濕度的控制過(guò)程，按照相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn) 行加熱，降溫或者是澆水，通風(fēng)等 [4]。把溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)用在溫室大棚中，是將單片機(jī)的相關(guān)應(yīng)用具體化和實(shí)際化了，體現(xiàn)了單片機(jī)的一種實(shí)際意義，這 種應(yīng)用隨著溫室大棚的發(fā)展將會(huì)十分廣泛，它代表了一種智能監(jiān)控的方法。 檢測(cè)的數(shù)值會(huì)和之前設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)溫濕度范圍進(jìn)行比較，判斷是否在這范圍內(nèi)，倘若不在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)此結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警程序。 Information engineering ,Physics amp。 使用 AT89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度控制系統(tǒng)，可以 精確 、 及時(shí) 的反映室內(nèi)的 溫濕度 的變化。所以在這種自動(dòng)控制系統(tǒng)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，溫濕度自動(dòng)控制向著適合不同作物生長(zhǎng)的智能化控制發(fā)展。 2. 利用數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11 測(cè)量大棚內(nèi)的溫濕度。可分為溫濕度測(cè)量電路，顯示電路，報(bào)警電路，無(wú)線(xiàn)模塊，圖 選用的主要器件有：?jiǎn)纹瑱C(jī) AT89C52，溫濕 度傳感器 DHT11， 1602LCD顯示模塊， LED 燈， NRF2401 無(wú)線(xiàn)模塊等。在單芯片上， AT89C52擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89C52 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 [9]。 其內(nèi)部主要由 CPU、 RAM、 ROM、通用 I/O 及 總線(xiàn)構(gòu)成 。 當(dāng)一條指令訪(fǎng)問(wèn)高于 7FH 的地址時(shí)， 尋址方式 決定 著 CPU 訪(fǎng)問(wèn)高 128 字節(jié) RAM 還是特殊 地 功能寄存 器 的 空間。 中斷 AT89C52 有 6 個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（ INT0 和 INT1），三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器 0、 2）和一個(gè)串行中斷。 事實(shí)上 ， 由 中斷服務(wù)程序必須判定是 不 是 EXF2 或 TF2 激活 中斷， 因此 標(biāo)志位 也 必須由軟件清 為 0。按鍵按下系統(tǒng)復(fù)位，是電容處于一個(gè)短路電路中，釋放了所有的電能，電阻兩端的電壓增加引起的。 本系統(tǒng)采用晶振時(shí)鐘電路。校準(zhǔn) 的 系數(shù) 應(yīng)以 程序 地 形式存在 于 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 48 頁(yè) OTP 內(nèi)存中， 由于 傳感器 的 內(nèi)部在檢測(cè)型號(hào) 得 處理過(guò)程中 需要 調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù) [14]。無(wú)需外加器件 串行接口（單線(xiàn)雙向） DHT11 器件采用簡(jiǎn)化的單總線(xiàn)通信。 （ 1） DHT11 傳感器 上電 之 后，測(cè)試環(huán)境 的 溫 度與 濕度數(shù)據(jù)，并 且 記錄數(shù)據(jù)，同時(shí) DHT11傳感器 的 DATA 數(shù)據(jù)線(xiàn)由上拉電阻拉高 并且 一直保持 著 高電平；此時(shí) DHT11 傳感器 的 DATA 引腳處于 為 輸入狀態(tài)，時(shí)刻檢測(cè) 著 外部信號(hào)。 主要特點(diǎn) 1． GFSK 調(diào)制， 硬件集成 OSI 鏈路層 2．具有自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)再發(fā)射功能 3．片內(nèi)自動(dòng)生成報(bào)頭和 CRC 校驗(yàn)碼 4．?dāng)?shù)據(jù)傳輸率為 l Mb/s 或 2Mb/s 5． SPI 速率為 0 Mb/s～ 10 Mb/s 6． 125 個(gè)頻道與其他 nRF24 系列射頻器件相兼容 7． 雙通道數(shù)據(jù)接收，內(nèi)置環(huán)行天線(xiàn)，開(kāi)闊地?zé)o干擾條件通信距離 2050 米 8． QFN20 引腳 4 mm 4 mm 封裝 9．供電電壓為 V～ V 引腳說(shuō)明 圖 nRF24L01 NRF2401 引腳排列如圖 所示。如果 發(fā)送堆棧中 沒(méi)有 數(shù)據(jù)且 CE 為高 時(shí) ，則 將 進(jìn)入 到 空閑模式2。相應(yīng)的 數(shù)據(jù) 和狀態(tài)信息是從 MISO輸出 到 MCU[17]。 接地時(shí) ， 對(duì)比度最高 。 第 16 腳：背光源負(fù)極。通過(guò) SPI 總線(xiàn)配置射頻芯片使其進(jìn)入正確的工作模式。報(bào)警燈模塊是完成 LED 有規(guī)律的轉(zhuǎn)換，以便從視覺(jué)上提醒用戶(hù)。 C） 圖 不斷的進(jìn)行使用熱水加熱，當(dāng)溫度超過(guò)其范圍時(shí)報(bào)警， LED 等同時(shí)亮 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 48 頁(yè) 圖 溫濕度數(shù)據(jù)接收板 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 48 頁(yè) 結(jié)論 以上為畢業(yè)課 題所設(shè)計(jì)的溫室大棚控制控制系統(tǒng)，在通過(guò)不斷地設(shè)計(jì)與調(diào)試后，基本要求還是設(shè)計(jì)出來(lái)了。 梁 老師在論文前 期、中期、后期都對(duì)我的想法及設(shè)計(jì)經(jīng)行了獨(dú)特地分析，這深深的影響了我對(duì)學(xué)習(xí)的態(tài)度，也大大促進(jìn)了本次設(shè)計(jì)的 順利進(jìn)行 。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個(gè)復(fù)位。因?yàn)閮?nèi)部有電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)輸出一個(gè)電流。 P3 口 ： P3 口是一組帶有內(nèi)部電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 口輸出緩沖故可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 電路。這個(gè)位置后只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被應(yīng)用。閃爍存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電壓 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。 10PF，而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇 40PF177。在閑散工作模式狀態(tài)，中央處理器 CPU 保持睡眠狀態(tài)，而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將從新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在 VCC 恢復(fù)到正常工作電平前，陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 48 頁(yè) 復(fù)位應(yīng)無(wú)效切必須保持一定時(shí)間以使振蕩器從新啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。程序會(huì)首先影響中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序，并緊隨 RETI 指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入 閑散工作模式，那條指令后面的一條指令。這兩種方式是控制專(zhuān)用寄存器 PCON 中的 PD 和 IDL 位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然震蕩器。 EA/VPP： 外部訪(fǎng)問(wèn)允許。 ALE/PROG ： 當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。因?yàn)閮?nèi)部有電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。P0 口還能夠在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，并在這時(shí)激活內(nèi)部的上拉電阻。片內(nèi)含有 8 位中央處理器和閃爍存儲(chǔ)單元，有較強(qiáng)的功能的 AT89C51 單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。千里之堤毀于蟻穴，因此在設(shè)計(jì)中每一步驟每一過(guò)程都應(yīng)做到百分之百的正確，只有這樣最終的成果才能成功體現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)的功能是使 LED 燈有規(guī)律亮與熄滅，當(dāng)系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采樣，并判斷出當(dāng)前溫濕度與給定溫濕度之間的差異，如果當(dāng)前溫濕度低于用戶(hù)給定的下限溫 濕度值，則說(shuō)明當(dāng)前溫濕度過(guò)低，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)紅色警報(bào)燈，直至溫濕度值升到適合范圍時(shí)警報(bào)燈熄滅。當(dāng)接收方檢測(cè)到有效地址和 CRC 時(shí)，就將數(shù)據(jù)包儲(chǔ)存在接收堆棧中，同時(shí)狀態(tài) 寄存器中的中斷標(biāo)志位 RXDR 置高，產(chǎn)生中斷使 IRQ 引腳變?yōu)榈碗娖?，以便通?MCU 去取數(shù)據(jù)，其流程圖如圖 所示： N Y 圖 無(wú)線(xiàn)接收軟件流程圖 顯示模塊 本系統(tǒng)采用 1602 液晶顯示溫濕度值，當(dāng)系統(tǒng)剛開(kāi)始上電時(shí) 1602 液晶不顯示任何數(shù)據(jù)，等待 NRF24L01 的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，雙行顯示在 1602 液晶上。溫 度 濕度傳感器 DHT11 的 精確度值直接影響 著 整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)與控制，所以本系統(tǒng)采用數(shù)字式溫 度和 濕度傳感器 DHT11 采集溫室內(nèi)的溫濕度。