【正文】 機(jī)界面友好。由于不同作物所需的二氧化碳濃度不同，在二氧化碳的增施中又難于控制對(duì)其量的排放，所以研制二氧化碳濃度檢測(cè)器并用于日光溫室的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)提高農(nóng)業(yè)科技含量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增收，農(nóng)民增 收具有深遠(yuǎn)的意義。 本論文主要針對(duì)溫室內(nèi)二氧化碳濃度、溫度以及濕度，設(shè)計(jì)了日光溫室檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有功能強(qiáng)成本低的特點(diǎn)，適合在各種溫室或塑料大棚進(jìn)行環(huán)境因子檢測(cè)。 singlechip microputer IV 目錄 1 緒論 ................................................................. 1 研究目的和意義 ..................................................... 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r ..................................................... 1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................................... 1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................................... 2 課題的主要內(nèi)容及研究意義 ........................................... 3 2 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) ................................................... 4 總體方案設(shè)計(jì) ....................................................... 4 詳細(xì)設(shè)計(jì) ........................................................... 5 3 硬件設(shè)計(jì) ............................................................. 6 微控制器概述和選用 ................................................. 6 AT89S52 單片機(jī)的特點(diǎn) ............................................. 6 AT89S52 單片機(jī)的主要特性 ......................................... 7 二氧化碳數(shù)據(jù)的采集與處理 ........................................... 7 二氧化碳傳感器的選擇 ............................................. 7 紅外二氧化碳 傳感器的工作原理 ..................................... 8 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口電路 ............................................. 9 ADC0832 的主要特點(diǎn)及管腳 ........................................ 10 ADC0832 與單片機(jī)的接口電路： .................................... 12 串行通信接口設(shè)計(jì) .................................................. 15 V RS232 簡(jiǎn)介 ...................................................... 15 芯片接口電路 .................................................... 16 報(bào)警電路 .......................................................... 17 蜂鳴器簡(jiǎn)介 ...................................................... 17 報(bào)警電路 ........................................................ 18 4 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)和程序框圖 ............................................ 19 主程序模塊 ........................................................ 19 系統(tǒng)各程序模塊 .................................................... 21 數(shù)據(jù)采集子程序模塊 .............................................. 21 顯示子程序模塊 .................................................. 22 5. 電路設(shè)計(jì) ........................................................... 23 設(shè)計(jì)各元件封裝圖 .................................................. 23 設(shè)計(jì)原理圖 ........................................................ 24 設(shè)計(jì) PCB圖 ........................................................ 25 7 程序清單 ............................................................ 27 8 結(jié)論 ................................................................ 39 參考文獻(xiàn) ............................................................... 40 致謝 ................................................................... 44 1 1 緒論 研究目的和意義 目前，隨著日光溫室的迅速增多，人們對(duì)其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產(chǎn)效率，對(duì)溫室的自動(dòng)化程度要求也越來越高。而當(dāng)今大多數(shù)對(duì)溫室二氧化碳濃度的檢測(cè)與控制都采用人工管理，這樣不可避免的有測(cè)控精度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大及由于測(cè)控不及時(shí)等弊端，容易造成不可彌 補(bǔ)的損失，結(jié)果不但大大增加了成本，浪費(fèi)了人力資源，而且很難達(dá)到預(yù)期的效果。 80年代，隨著微型計(jì)算機(jī)日新月異的進(jìn)步和價(jià)格大幅度下降，以及對(duì)溫室控制要求的提高，以微機(jī)為核心的溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)，在歐美得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，并邁入了網(wǎng)絡(luò)化，智能化階段 【 5】 。 。因此，我們應(yīng)該根據(jù)我國(guó)的國(guó)情研制出適合我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展的儀器儀表，并在農(nóng)業(yè)設(shè)施中廣泛推廣。 檢測(cè)器是以單片機(jī)為核心的，整個(gè)檢測(cè)器系統(tǒng)包括主模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、輸出控制模塊、鍵盤顯示模塊和數(shù)據(jù)通信模塊等。 4．通訊接口 5 用來實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的通訊，將存儲(chǔ)的測(cè)試數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)，可以方便的實(shí)現(xiàn)集中式管理。它是把中央處理器（ CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ ROM）、輸入 /輸出端口（ I/O）等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。 AT89S52 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 8KB Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 256 位的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出口， 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)， 2層中斷嵌套中斷， 3 個(gè)可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器， 2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的溫室大棚，形成了一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境， 使得對(duì)二氧化碳濃度的控制成為可能。 ，出射光的強(qiáng)度為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為吸收氣體介質(zhì)的分子總數(shù)； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 按指數(shù)規(guī)律衰減。 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(zhǎng)，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(jí)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。 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(zhǎng)，對(duì)電壓電流要求極容易實(shí)現(xiàn)多路等，因此在智能化測(cè)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(cè)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(duì)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。由于 T0計(jì)數(shù)器用的是系統(tǒng)的晶振頻率，因此與設(shè)定為計(jì)數(shù)狀態(tài)效果一樣。 設(shè)計(jì)各元件封裝圖 圖 各元件封裝圖 24 設(shè)計(jì)原理圖 圖 設(shè)計(jì)原理圖 25 設(shè)計(jì) PCB 圖 圖 PCB圖 26 6 仿真結(jié)果 滑動(dòng)信號(hào)源，調(diào)節(jié)輸入信號(hào) 。 for(c=5。 sbit LCD_RW =P2^6。 float CO2_Num。Num_Con8。.39。 CO2_View[0]=CO2_Num1/10000+0x30。 39。039。 39。039。 //初始化 _nop_()。 ADC_Clk=1。 ADC_DI=1。 _nop_()。 _nop_()。 else dis1|= 0x00。 //釋放 ADC0832 ADC_DO=1。i++) { Data_Word=*Adress_Data。 LCD_E=1。 _nop_()。 //display mode LCD_WriteCom(0x38)。 for(b=185。本文遵循系統(tǒng)的需求，進(jìn)行總體分析與設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)?？蓚鬏敂?shù)據(jù)，提供系統(tǒng)的集中式管理功能。根據(jù)簡(jiǎn)單易用的原則設(shè)計(jì)了外形，幫助檢測(cè)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(cè)溫室內(nèi)的二氧化碳濃度并具有數(shù)碼顯示功能。b) for(a=5。 //display mode LCD_WriteCom(0x06)。 LCD_DATA=LCD_1602_COM。 LCD_E=0。 Adress_Data++。 //拉高時(shí)鐘 return date。 ADC_Clk=1。 if (ADC_DO) dis0|=0x01。 //第三次拉低時(shí)鐘 ,此前 DI兩次賦值決定通道 ADC_DI=1。 ADC_Clk=1。 ADC_Clk=0。 //芯片選定 _nop_()。 lcd_1602_word(0x8b,4,V_View)。39。039。amp。 CO2_View[2]=CO2_Num1%1000/100+0x30。 V_View[3]=V_Date%10+0x30。 delay10ms()。 uchar CO2_View[5]。 sbit ADC_DI=P1^5。c) for(b=4。 void delay5ms(void)。由于設(shè)計(jì)中，對(duì)于單片機(jī)的 I/O 口利用緊張的關(guān)系，我們選用串口來顯示。首先，系統(tǒng)分時(shí)、自動(dòng)采集二氧化碳傳感器輸出的電壓值 ，并通過 ADC0832，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，然后，存儲(chǔ)在實(shí)測(cè)值存儲(chǔ)單元中。當(dāng)有鍵按下時(shí)，