【正文】 工具。S0、SSS 主要模塊的設(shè)計(jì)流程框圖 主程序流程圖 主程序流程圖 SHT10子程序流程圖 SHT10子程序流程圖溫濕度傳感器SHT10使用類(lèi)似于I2C總線的時(shí)序與單片機(jī)通信,由于51單片機(jī)沒(méi)有I2C接口,所以需要編寫(xiě)程序,用單片機(jī)的某兩個(gè)I/O口管腳模擬I2C總線的時(shí)序,從而與SHT10通信。第三部分是LCD1602顯示子程序,對(duì)LCD1602進(jìn)行初始化,將溫濕度進(jìn)行顯示?？刂破髟谟|發(fā)SCK時(shí)鐘前,必須要等待“數(shù)據(jù)備妥”的信號(hào)。后續(xù)的命令包含3個(gè)地址(目前支持“000”)和5個(gè)命令位,具體命令集見(jiàn)表4。在電源引腳(VDD,GND)之間須加一個(gè)100nF的電容,用于去耦濾波。5將溫濕度傳感器、信號(hào)放大器、A/D轉(zhuǎn)換、I2C總線接口全部集成于一個(gè)芯片。這類(lèi)智能傳感器廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、通風(fēng)及空調(diào)設(shè)備等領(lǐng)域。XTAL2:系統(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸出端。RST:復(fù)位輸入端。當(dāng)它被當(dāng)作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部自帶上拉電阻,該引腳在被外部元器件拉低電平的時(shí)侯會(huì)有電流輸出。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) 在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。(4)內(nèi)含8KB的程序存儲(chǔ)器,1000次寫(xiě)?擦寫(xiě)周期。232芯片專(zhuān)門(mén)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。適用于終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備間的接口,對(duì)于雙向通信,只需要使用串行輸入RXD(引腳2),串行輸出TXD(引腳3)和地線GND(引腳5)。 串口通信電路串口通信可分為同步通信和異步通信,在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中,主要是采用異步串行通信。其中,非編碼式鍵盤(pán)又包括矩陣式鍵盤(pán)和獨(dú)立式鍵盤(pán)。而C2是小電容,所以對(duì)于高頻信號(hào)容抗很小,相當(dāng)于短路,從而濾掉高頻信號(hào)。通過(guò)對(duì)電磁繼電器和固態(tài)繼電器進(jìn)行比較,雖然固態(tài)繼電器具有無(wú)觸電、動(dòng)作速度快、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),但是本設(shè)計(jì)中的繼電器只在溫濕度超過(guò)限定值時(shí)才動(dòng)作,動(dòng)作頻率低,而且固態(tài)繼電器的價(jià)格比電磁繼電器高得多,所以綜合考慮選擇電磁繼電器SRD一05VDC一SLC。所以把P0口的引腳接到光耦TLP5214輸入測(cè)的發(fā)光二極管陰極。弱電控制強(qiáng)電,首先要用到繼電器來(lái)控制這些大功率的設(shè)備,而且為了進(jìn)一步加強(qiáng)弱電和強(qiáng)電的電氣隔離,減少?gòu)?qiáng)電設(shè)備對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的干擾,需要在前一級(jí)加光耦進(jìn)行隔離。蜂鳴器分為有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器。SHT1X系列共有三個(gè)型號(hào):SHTSHT1SHT15,他們都是SMD貼片封裝的,他們依次性能越來(lái)越好,其中SHT10屬于經(jīng)濟(jì)型的溫濕度傳感器。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(kāi)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(guò)兩個(gè)機(jī)器周期的,于是單片機(jī)復(fù)位。因此上電的時(shí)候就要讓單片機(jī)復(fù)位一次。綜上所述,本次設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為主控制器。PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域用得比較多,編程簡(jiǎn)單,而且抗干擾能力強(qiáng)。性?xún)r(jià)比高的產(chǎn)品更容易被消費(fèi)者接收,但是設(shè)計(jì)過(guò)程中不能盲目地追求性?xún)r(jià)比,它應(yīng)該建立在對(duì)產(chǎn)品性能要求的基礎(chǔ)上,首先要滿足性能要求,然后再設(shè)法降低產(chǎn)品成本。這種損失不僅包括經(jīng)濟(jì)上和信譽(yù)上的損失,而且可能會(huì)對(duì)人身安全產(chǎn)生威脅。(3)測(cè)溫范圍:0~+55℃。在本設(shè)計(jì)中,采用單片機(jī)來(lái)控制溫濕度,不僅具有廉價(jià)、配置簡(jiǎn)單和靈活的優(yōu)勢(shì),而且可以大大提高所測(cè)溫濕度的技術(shù)指標(biāo),從而可以提高產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。室內(nèi)濕氣遇冷后凝結(jié)成水滴附著在薄膜或玻璃的內(nèi)表面上,待到加溫或日出后,室內(nèi)溫度上升,濕度逐漸下降,附著在屋頂上的水滴隨之消失。溫室農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以獲得高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的蔬菜、花卉、瓜果,不僅可改變這些產(chǎn)品按自然季節(jié)供應(yīng)的模式,延長(zhǎng)其供應(yīng)期,而且可在不同地方進(jìn)行種植,達(dá)到所謂“地不分東西南北,食不分春夏秋冬”。大棚溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文摘 要:本設(shè)計(jì)是基于STC89C52RC單片機(jī)的大棚溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng),采用SHT10作為溫濕度傳感器,LCD1602液晶屏進(jìn)行顯示。溫室農(nóng)業(yè)可以改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力冬閑夏忙的安排,以小面積獲得高產(chǎn),減輕大面積的土地壓力。溫濕度的較大變化對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)十分不利,研究結(jié)果表明,由于植物體內(nèi)水分不足導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,首先妨礙了CO2的交換,而使飽和作用顯著下降,特別是在缺水狀況加劇時(shí),給細(xì)胞原生質(zhì)的生化作用帶來(lái)影響,光合作用顯著下降。單片機(jī)因?yàn)樗哂泄δ軓?qiáng)、高可靠性、體積小、造價(jià)便宜和開(kāi)發(fā)周期短這些優(yōu)勢(shì),廣泛用于自動(dòng)化測(cè)量和控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,特別是在日常生活中發(fā)揮的日益重要的作用。(4)濕度測(cè)量誤差:177。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。 方案比較 方案一采用PLC作為主控制器。但是本系統(tǒng)是用于溫室大棚,并沒(méi)有其他大型工業(yè)設(shè)備的干擾。3 單元模塊設(shè)計(jì) 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、電源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。在運(yùn)行過(guò)程中,如果程序出錯(cuò),也需要進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位。 液晶顯示模塊測(cè)量到的溫濕度值將顯示到液晶屏LCD1602上,它可以顯示2行,每行16個(gè)字符。三者的溫濕度性能如下圖所示。有源蜂鳴器由于內(nèi)部集成了振蕩源,所以使用直流電壓就可以驅(qū)動(dòng)它鳴叫。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。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(shuō)驅(qū)動(dòng)繼電器的三極管的集電極電流為Ic100mA。 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。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(lái)說(shuō)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。矩陣式鍵盤(pán)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)。在設(shè)計(jì)通信接口時(shí),應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)接口,這樣才能夠方便而又準(zhǔn)確的把單片機(jī)和外設(shè)有機(jī)的連接起來(lái),從而能形成一個(gè)測(cè)控系統(tǒng),目前異步串口通信標(biāo)準(zhǔn)有RS一23RS一42RS一485標(biāo)準(zhǔn)。232就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供EIA/TIA232E電平。(5)內(nèi)含512字節(jié)的RAM。在進(jìn)行程序校驗(yàn)的時(shí)候,輸出指令字節(jié)。在對(duì)程序存儲(chǔ)器(ROM)或16位的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí),P2口會(huì)送出一個(gè)高8位地址數(shù)據(jù)。在震蕩期穩(wěn)定有效運(yùn)行情況下,RST端維持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平,便可復(fù)位器件。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí),外部接石英晶體和微調(diào)電容。SHT10的主要性能參數(shù)如下:1采用兩線制數(shù)字接口,類(lèi)似于I2C總線的時(shí)序。6小體積,可表面貼裝。(串行輸入(SCK),用于微處理器與SHT10之間的同步通信。SHT10會(huì)用下述來(lái)方式表示已經(jīng)正確接受到了指令:在第8個(gè)SCK的時(shí)鐘下降沿后,將DATA下拉至低電平(ACK位)。接著會(huì)傳輸2個(gè)字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)以及1個(gè)字節(jié)的CRC奇偶校驗(yàn)。第四部分是輸出控制子程序,對(duì)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)。SHT10有4種時(shí)序:啟動(dòng)傳輸時(shí)序、寫(xiě)字節(jié)時(shí)序、讀字節(jié)時(shí)序及復(fù)位時(shí)序。按下S0,進(jìn)入溫度上限的設(shè)置,再按一次進(jìn)入溫度下線的設(shè)置。此外,Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常高,這一點(diǎn)從生成的匯編語(yǔ)言就可以看出,大多生成的匯編語(yǔ)句很緊湊,容易理解。5 系統(tǒng)調(diào)試 用Proteus搭建仿真總圖 打開(kāi)Proteus ISIS,在 Proteus ISIS 編輯窗口中單擊元件列表之上的“P”按鈕 ,添加元件及放置元件。 生成機(jī)器碼6 結(jié)論 系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)能測(cè)量溫室大棚內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù),將其顯示在液晶屏上。其中輸出控制和通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置上下限都是通過(guò)調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)的。這樣可以避免溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備反復(fù)不停地通斷,以致影響使用壽命。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我感覺(jué)我實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的能力有了很大提高。中斷方式比較節(jié)省系統(tǒng)資源,只有當(dāng)有按鍵按下時(shí)才會(huì)進(jìn)入鍵盤(pán)中斷子程序,進(jìn)一步掃描是那些鍵被按下。溫度回到限定值內(nèi)后,停止報(bào)警。若想移動(dòng)某個(gè)元件或多個(gè),單擊其元件,