【正文】 圖 系統(tǒng)框圖 主控芯片 單片機主要工作是對傳感器傳來的數據進行處理和判斷，如果判斷當前環(huán)境參數不滿足要求，則發(fā)指令給控制模塊，對執(zhí)行設備進行驅動。由于本系統(tǒng)通過按鍵實現的只有選擇、加、減三中功能，使用 4 4 矩陣式鍵盤需占用 8 個端口，對于 52 端口本來就少的單安徽新華學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 12 片機來說無非是資源的浪費，何況本系統(tǒng)根本不需使用 16 個按鍵，只需 3 個就行了 。但是數碼管只能顯示簡單的設計系統(tǒng)，與 本 設計要求也不相符。 DHT11 的主要特性有：（ 1）將 溫、濕度 傳感器、 A/D 轉換、信號放大調理、 IIC 總線接口全部集成于一芯片；（ 2）可給出全校準相對濕度及溫度值輸出；（ 3）帶有工業(yè)標準的 IIC總線數字輸出接口；（ 4） 具有露點值計算輸出功能；（ 5）具有卓越的長期穩(wěn)定性；（ 6）是只讀輸出分辨率為 14 位，溫度值輸出分辨率為 12 位；（ 7）小體積（ ），可表面貼裝；（ 8）具有可靠的 CRC 數據傳輸校驗功能；（ 9）片內裝載的校準系數可保證 100%互換性；（ 10）電源電壓范圍為 —；（ 11）電流消耗，測量時為 550μA，休眠時為 3μA。 P2 端口 1017 8 位準雙向 I/O 口，自帶上拉電阻。電源的穩(wěn)壓的特性較好，能夠保證整個系統(tǒng)穩(wěn)定工作。也能夠實現不同家禽養(yǎng)殖的 溫、濕度 調控。 輔助單元：包括顯示電路、報警電路。 系統(tǒng)的整體結構設計 系統(tǒng)的總體設計目標是在完成設計任務的前提下，實現系統(tǒng)可靠、成本低、功耗低、精度高等要求。綜上所述正常溫度范圍設置為 13~23℃，正常濕度的范圍設置在 40%~72%RH，能夠有效調高雞的生長與產蛋率。系統(tǒng)運行方案主要針對系統(tǒng)的要求和工藝的要求對系統(tǒng)做出比較詳細的方案。 D．用 C 語言實現 溫、濕度 異常時 STC89c52 單片機輸出當前 溫、濕度 調節(jié)的調節(jié)信號及報警信號。性價比高的 51 系列單片機給計算機在農業(yè)自動化方面的應用提供了硬件基礎和物質條件。日本生產的環(huán)境調控集群控制系統(tǒng)還引入了專家系統(tǒng)，不僅能起到環(huán)境調控的作用，還能診斷出發(fā)病蛋雞。蛋雞的環(huán)境溫度不在這個范圍時，產蛋量減少，所產蛋的質量也有所下降，并且平均每公斤蛋所耗的飼料有所增加，同時雞的死亡率也會增加。研究表明，雞患慢性呼吸道等疾病與養(yǎng)殖環(huán)境的優(yōu)劣密切相關，目前造成養(yǎng)雞業(yè)生產損失較大的最主要的因素之一是雞場環(huán)境控制不合理。 DHT11 temperature and humidity sensor。傳統(tǒng)的 溫、濕度 檢測是使用濕度紙、溫度表等器件進行 溫、濕度 測量 ,對于 溫、濕度 不達標的雞舍，通過人為通風、去濕及降溫等工作。與我一同工作的同志對本研究所做的工作已在論文中作了明確說明并表示謝意。這樣該系統(tǒng)可以擴展到需要維持 溫、濕度 在一定范圍內的 環(huán)境中。 我國的養(yǎng)雞業(yè)，在改革開放后得到了蓬勃發(fā)展，技術上已經取得一定的成就，同養(yǎng)雞業(yè)發(fā)達的國家相比，在雞的品種、所供應的飼料和對雞的疾病防治技術上差距逐漸縮小， 人們對于 飼料的營養(yǎng)水平都有了較深刻的認識，但就環(huán)境因素對雞的生長發(fā)育、生產性能影響的認識還有一定的差距，由于環(huán)境條件不適，造成雞生長發(fā)育受阻，產蛋 、產肉性能下降，甚至發(fā)生疾病，給養(yǎng)雞場、養(yǎng)雞戶造成嚴重的經濟損失，失去了市場競爭能力。在高密度飼養(yǎng)的雞舍 ，這個問題尤為重要。1978 年，日本東京大學最先研制出基于微型計算機溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)。 本設計的目的和意義 目前在農村大 規(guī)模養(yǎng)雞的農戶越來越多，養(yǎng)雞的周期短且設施簡單，對于擁擠的養(yǎng)雞舍 而言溫度與濕度影響尤為重要。 LCD12864 液晶顯示屏的初始化、顯示字符、顯示圖像等功能。 第 5 章系統(tǒng)調試，主要分為仿真調試與硬件調試，并給出了相應的調試步驟及部分調試功能截圖等。 雞舍環(huán)境參數的確定 雞舍環(huán)境的影響種類有很多，本設計選擇溫度和濕度作為研究對象，由于溫度和濕度是雞生長發(fā)育 2 個影響最大的因素，參照科學研究和經驗所得結論，確定設計所需 參數如 表 2— 1 所示： 表 21 溫度對雞的影響 雞舍的適宜濕度，在適宜的溫度范圍內，相對濕度在 60%65%最佳，如果安徽新華學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 6 不是在舍內溫度過高或過低的情況下，雞只對相對濕度 40%72%的范圍也能適應。當溫度高于 23℃時，進行降溫 。 控制單元：主要實現對系統(tǒng)控制信號的處理，并建立相應的控制規(guī)則，是整個系統(tǒng)的核心單元，由檢測單元送入的檢測信號與主控單元進行分析比較后，通過驅動電路使執(zhí)行單元工作。 報警功能設計模塊中，但 溫、濕度 異常時根據不同的情況由蜂鳴器發(fā)出不同頻率的鳴叫，同時顯示屏顯示相應的 溫、濕度 高低信息及調節(jié)器件工作狀態(tài)。該方案的優(yōu)點是設計簡明扼要，成本低；缺點是輸出功率不高，只能勉強驅動單片機，適合小電流負載。 安徽新華學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 9 開 始顯 示 器 初 始 化設 置 顯 示 位 置將 命 令 發(fā) 送 到總 線 上延 時 1 0 u s將 數 據 發(fā) 送 到總 線數 據 發(fā) 送 完 完 ？N結 束Y 圖 STC89c52 封裝圖 STC89c52 單片機的主要引腳功能如表 22 所示： 表 22 STC89c52 引腳功能圖 端口號 引腳編號 功能 VCC 40 接 +5V,提供電源 VSS 19 接地 XTAL1 、XTAL2 1 18 分別接 晶振兩端 RST 9 當輸入兩個周期的高電平進行復位 P0 端口 39～ 32 8 位雙向三態(tài) I/O 端口，作為低 8 位地址總線 /數據總線的分時復用端口，當作為通用的 I/O 口使用，為準雙向口，需外接上拉電阻 。濕度的檢測則采用濕敏電阻通過 AD 轉換器將模擬信號轉化為數字信號可供微處理器處理。 方案二 :用液晶 1602 顯示。 綜上分析，由于 1602 只能顯示字符的缺陷，不能達到 本設計 的要求。 安徽新華學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 13 3 硬件系統(tǒng)設計 在硬件設計中，主要考慮的問題就是結合中小型養(yǎng)雞場的實際情況，設計出切合實際的實用型控制器，能夠盡可能減少人工操作，提高工作效率，并且要盡量實現性價比高、操作簡單、故障率低。如圖 所示： 圖 晶振電路 復位電路 復位電路具有實時檢測 CPU 的功能，能夠及時發(fā)現 CPU 陷入死循環(huán)并使系統(tǒng)復位。 當總線空閑狀態(tài)為低電平時，說明 DHT11 發(fā)送響應信號， DHT11 發(fā)送響應信號后，再把總線拉高 80us，準備發(fā)送數據，每一位數據都以 50us 低電平時隙開始，高電平的長短定了數據位是 0 還是 1?？梢燥@示 84 行 1616 點陣的漢字、也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是其又一顯著特點。其與單片機的連接圖如圖 所示： 圖 LCD12864 連接圖 報警模塊 蜂鳴器是一種使用直流電壓供電的結構一體化的電子發(fā)聲器件 [11]。繼電器是一種在電路設計中應用特別廣泛的電控制器件，它可以用小電流去控制大電流，當輸入量的變化或量值達到規(guī)定要求時，對被控電路實現“通”、“斷”控制，故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用，繼電器實物如圖 所示。系統(tǒng)使用 3 個按鍵分別是選擇按鍵、加、減按鍵。因此在設計主函數時首先考慮系統(tǒng)如何將雞舍的溫、濕度 顯示處理，所以首先對 STC89c52 單片機的各個 I/O 口進行初始化，并將 LCD12864 初始化，為后續(xù)的顯示提供可靠的環(huán)境，接 著讀取 DHT11 溫、濕度 傳感器的 溫、濕度 值，將當前的 溫、濕度 值與 溫、濕度 正常范圍內的值進行比較，若 溫、濕度 異常則執(zhí)行相應的 溫、濕度 調控器件并報警。 //開放總中斷 EX0=1。 //讀取 溫、濕度 Delay_xms(1000)。其工作流程圖如 圖 所示 ： 安徽新華學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 24 開 始傳 感 器 上 電 初 始 化讀 取 設 備 發(fā) 送 起 始信 號讀 取 4 0 位 數 據數 據 校 驗 正 確 ？更 新 溫 濕 度 值Y結 束N 圖 DHT11 工作流程圖 以下程序為 溫、濕度 讀取程序，主要實現獲取 DHT11 溫、濕度 傳 感器中的溫、濕度 值及校驗碼。 //判斷從機是否發(fā)出 80us 的低電平響應信號是否結束 while((!P2_0)amp。 LCD12864 顯示程序設計 LCD12864液晶操作之前先要對其進行初始化，初始化完后它才能正常顯示。 LCD_wcmd(0x30)。 其部分代碼如下： void LCD_pos(uchar X， uchar Y) { uchar pos。由于 LCD12864 能夠顯示 128*64 像素圖片，在顯示圖像過程中需關閉顯示功能，圖像數據完全寫入后打開顯示功能方能顯示真確的圖像，否則在顯示過程中出現亂碼的情況。 //寫入垂直坐標值 for(j=0。 for(j=0。 //擴充指令操作 Delay_xms(5)。 報警工作流程圖 如圖 所示。 temp=wendu_shi*10+wendu_ge。 } ……. if(K==0) { if(s4num==0) { if(temptemp_H|temptemp_L|rhhum_H|rhhum_L) { LED=1。 按鍵識別設計 由于按鍵是該系統(tǒng)唯一的人機信息交互部件，因此按鍵識別部分需及時響安徽新華學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 32 應，但本系統(tǒng)顯示的多樣性，導致主芯片數據處理量大。 s4num++； //選擇下一功能 …… if(s4num!=0) //按鍵計數加 { if(s2==0) { Delay(10)。 中斷處理流程圖如圖 所示 ： 進 入 中 斷按 鍵 識 別 與 處理顯 示 當 前 信 息按 鍵 編 輯 溫 濕 度 范圍 是 否 結 束退 出 中 斷YN開 始結 束 圖 中斷處理流程圖 本系統(tǒng)使用外部中斷 0。//消抖，否則就會一下加很多 //調節(jié)修改顯示的位置 if(s4num==1) { temp_H++。最終采取中斷的方式能夠及時的處理按鍵識別及按鍵的信息的處理。amp。//調用蜂鳴器報警程序 for(i=0。其工作流程圖如圖 所示： 圖 溫、濕度 調控流程圖 以下為 溫、濕度 處理過程函數。 //基本指令操作 Delay_xms(5)。j++) LCD_wdat(*bmp++)。j++) //再寫入兩個 8 位元的數據 LCD_wdat(*bmp++)。 void photodisplay(uchar *bmp) { uchar i， j。} else if (X==2) //判讀是否在第二行 {X=0x90。 LCD_wcmd(0x0C)。 當單片機上電后進行 LCD12864 的初始化，通過單片機發(fā)送顯示位置的數據，將指令發(fā)送到總線上，通過一段時間的延時后進行判斷數據是否發(fā)送完畢，直到數據發(fā)送完畢后結束本次的數據顯示。U8FLAG++)。 其部分代碼如下： void RH(void) { //主機拉低 18ms P2_0=0。 //清屏 show1()。 //選擇負跳變來觸發(fā)外中斷 buzz=1。 主函 數主要通過調用相應模塊的函數實現整個系統(tǒng)的運行。圖 按鍵電路圖。繼電器驅動包含兩個方面 :一是對繼電器進行驅動，因為繼電器本身對于單片機來說就是一個大功率器件，因此需 要有驅動電路，常用的是三極管驅動，三極管在電路中起開關作用，工作在截至或放大狀態(tài)。 為了使蜂鳴器能夠正常的發(fā)出聲音，需使用三極管進行信號的放大。引腳功能表如表 32 所示： 表 32 LCD12864 引腳說明 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調整 4 RS(CS） H/L RS=“H”，表示 DB7——DB0 為顯示數據 RS=“L”，表示 DB7——DB0 為顯示指令數據 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”， E=“H”，數據被讀到 DB7——DB0 R/W=“L”， E=“H→L” ， DB7——DB0 的數據被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 714 DB0—DB7 H/L 三態(tài)數據線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L：串口方式 安徽新華學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 17 續(xù)表 16 N