【正文】 4 位總線，高電平時(shí)為 8 位總線 ； N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 ； F： 低電平時(shí)顯示 5 7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5 10 的點(diǎn)陣字符 。 表 1604 液晶模塊內(nèi)部控制指令 指 令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 顯示開(kāi) /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 寫(xiě)數(shù)到 CGRAM 或 DDRAM 1 0 從 CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 其模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令， 如 表 [7]所示 。當(dāng) RS和 RW 共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址， 當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 另一部分是由 LCD128 64 液晶顯示模塊組成的電路部分 ，如圖 所示 。補(bǔ)償公式如式 所示： line a rRH RHSOT ??? )*t(t*2 5 )(RH 21t r u e () 式中： RHtrue 為經(jīng)過(guò)線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后的濕度值， T 為測(cè)試濕度值時(shí)的溫度 (℃ )，t1 和 t2 為溫度補(bǔ)償系數(shù)。 G N DD A T AS C KA / D 轉(zhuǎn) 換 器溫 度 傳 感 器濕 度 傳 感 器運(yùn) 算放 大 器校 準(zhǔn) 寄 存 器二 線 串行 數(shù) 字接 口 和C R C 校驗(yàn)V C C 圖 SHT11 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 表 SHT11 控制指令代碼 命令代碼 含 義 00011 測(cè)量溫度 00101 測(cè)量濕度 00111 讀內(nèi)部狀態(tài)寄存器 00110 寫(xiě)內(nèi)部狀態(tài)寄存器 11110 復(fù)位命令，使內(nèi)部狀態(tài)寄存器恢復(fù)默認(rèn)值。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 SHT11 傳感器電路 (2) SHT11 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 溫濕度傳感器 SHT11 將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、 A/D 轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個(gè)口線： RES 復(fù)位、 I/O 數(shù)據(jù)線、 SCLK 串行時(shí)鐘。正因?yàn)檫@樣，復(fù)位腳的電由低電位升到高電位，引起了內(nèi)部電路的復(fù)位工作， RST 端電壓慢慢下降，降到一定電壓值以后，即低電平，單片機(jī)開(kāi)始正常工作（這是單片機(jī)的上電復(fù)位，也叫初始化復(fù)位）；當(dāng)按下復(fù)位鍵時(shí)，電容兩端放電，電容又回到 0V 了，于是又進(jìn)行了一次復(fù)位工作（這是手動(dòng)復(fù)位原理） [2]。在測(cè)量結(jié)果中 有超過(guò)設(shè)定的溫濕度上下限的，通過(guò)超限模塊作出反應(yīng)。2℃；濕度檢測(cè)范圍 20%80%RH，測(cè)濕精度： 177。 與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)許多機(jī)構(gòu)也在傳感器測(cè)試裝置的研發(fā)上不斷探索、研發(fā)。目前 ， 他們?cè)谶M(jìn)一步完善該通風(fēng)控制系統(tǒng)并建立通風(fēng)過(guò)程中熱量和物質(zhì)水分轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型 。在糧食部門(mén)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和糧食行業(yè)科技主管部門(mén)的 大 力支持下，在糧食行業(yè)內(nèi)、外廣大科技工作者近 30 年的共同努力下，糧食檢測(cè)技術(shù)不斷完善、提高 ， 并日趨成熟，逐步形成了樣式繁多的糧 倉(cāng) 檢測(cè)系統(tǒng)，為安全、科學(xué)儲(chǔ)糧起到了積極的作用。因此，采用先進(jìn)的人工智能技術(shù)，科學(xué)、合理地控制影響作物的環(huán)境因子，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制設(shè)備進(jìn)行環(huán)境控制，以便給作物生長(zhǎng)創(chuàng)造一個(gè)最佳的環(huán)境條件，做到既提高產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益， 又 盡量降低生產(chǎn)成本，這對(duì)糧倉(cāng)環(huán)境施行自動(dòng)檢測(cè)和控制是非常必要的。長(zhǎng)期以來(lái)由于種種原因，忽視了農(nóng)戶糧食儲(chǔ)藏技術(shù)的研究與推廣，農(nóng)戶糧食的儲(chǔ)藏技術(shù)非常落后 ， 給國(guó)家和人民造成了巨大 的損失 ， 與此同時(shí)糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)所依賴(lài)的資源正在告急，如耕地面積進(jìn)一步減少，水土流失日益嚴(yán)重 ， 生態(tài)平衡遭到破壞 ， 人口仍在增長(zhǎng)的狀況 ， 而提高糧食總產(chǎn)量的空間已很小 ，并且 我國(guó)到 2040 年人口將達(dá)到 億 ， 根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的光、熱 、 水、土和氣候資源，中國(guó)科學(xué)院在《我國(guó)土地的人口承載能力研究》中指出：我國(guó)糧食最大可能生產(chǎn)能力為 億噸，按聯(lián)合國(guó)確定的最低標(biāo)準(zhǔn)人均 500kg 計(jì)， 億人口是我國(guó)國(guó)土的人口承載能力的極限。 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是單片機(jī)溫濕度測(cè)量與控制系統(tǒng)，通過(guò) 液晶顯示器 (LCD)顯示所測(cè)量的溫濕度。因此設(shè)計(jì)智能糧倉(cāng)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，提高 工作效率，實(shí)現(xiàn)糧倉(cāng)溫濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，是倉(cāng)儲(chǔ)單位亟待解決的重要問(wèn)題。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)而穩(wěn)定地增產(chǎn) ， 農(nóng)戶生產(chǎn)糧食數(shù)量也日益增多，絕 大 部分農(nóng) 民 不僅解決了溫飽問(wèn)題 ， 而且有了更多的糧食 ， 糧食年產(chǎn)量和常年儲(chǔ)存量均居世界首位。 目前我國(guó)農(nóng)業(yè)正處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向以優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效益為目標(biāo)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的新階段。但國(guó)家的糧食儲(chǔ)備狀況自建國(guó)以來(lái)卻沒(méi)有得 到 明顯改善 ， 全國(guó) 80％左右的糧食仍采用原始的存儲(chǔ)方式。研究表明 ： 在低溫氣候下 ， 從夏季到秋季經(jīng) 2～3 次通風(fēng) ， 每次要持續(xù)幾個(gè)晚上 ， 每天 4～ 10 小時(shí)，可將溫度從 300C 降到 SC（ 在英國(guó)氣候條件下 ） 。因此，依托于數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)而發(fā)展的溫濕度傳感器測(cè)量系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)揮 著 越來(lái)越重要的作用。溫濕度的控制是我們研究的主要內(nèi)容。 在軟件設(shè)計(jì)部分有對(duì)測(cè)量的溫濕度進(jìn)行上下值的設(shè)定，當(dāng)測(cè)量超過(guò)限定值 時(shí) ，通過(guò)超限報(bào)警處理電路對(duì)其進(jìn)行處理 后 分別 控制 不同的二極管燈亮，蜂鳴器產(chǎn)生長(zhǎng)鳴。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和31 字 節(jié)靜態(tài) RAM，通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。 溫濕度傳感器 SHT11 集溫度傳感器和濕度傳感器于一體， 因此采用 SHT11 進(jìn)行溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)具有精度高、成本低、體積小、接 口簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；另外 SHT11 芯片內(nèi)部集成了 14 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，且采用數(shù)字信號(hào)輸出，因此抗干擾能力也比同類(lèi)芯片高。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗(yàn)證兩個(gè)傳感器元件的性能。該濕度值稱(chēng)為“相對(duì)濕度”，需要進(jìn)行線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后才能得到較為準(zhǔn)確的濕度值。當(dāng)空氣的溫度低于露點(diǎn)時(shí)，空氣容納不了過(guò)多的水分，這些水分會(huì)變成霧、露水或霜。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度 。 q 0000 (3) 〞 2 B R b r Γ ィ 川 メ β θ 0000 (4) 3 C S c s ゥ ラ モ ε ∞ 0000 (5) $ 4 D T d t \ ェ ト セ μ Ω 0000 (6) % 5 E U e u ロ ォ ナ ュ B 0 0000 (7) amp。高電平表示有效，低電平則無(wú)效 。 指令 11：讀數(shù)據(jù) 。 PCB 布線是制作電路很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，當(dāng)原理圖確保無(wú)誤而各個(gè)元器件布局布線不當(dāng)時(shí)， PCB 上形成的干擾信號(hào)可能串入電路，從而導(dǎo)致電路工作不穩(wěn)定，甚至可能無(wú)法正常工作。 Keil C51 標(biāo)準(zhǔn) C 編譯器為 8051 微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了 C 語(yǔ)言環(huán)境 ， 同時(shí)保留了匯編代碼高效 、 快速的特點(diǎn)。變量可旋轉(zhuǎn)到任一個(gè)地址空間。由于地址的存儲(chǔ)只需 1~2 字節(jié)，因此指 針存取非常迅速。 其流程圖如圖 所示。 C 　濕 度 值 小 于 2 0 %濕 度 值 大 于 8 0 %輸 出 顯 示蜂 鳴 器 響 起D 2 亮 燈蜂 鳴 器 響 起D 3 亮 燈蜂 鳴 器 響 起D 4 亮 燈蜂 鳴 器 響 起D 5 亮 燈結(jié) 束否是是否 圖 超限處理流程圖 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 4 仿真與調(diào)試 仿真軟件介紹 Proteus 軟件是來(lái)自英國(guó) Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件。此外，還可以結(jié)合微控制器軟 件使用動(dòng)態(tài)的鍵盤(pán)，開(kāi)關(guān)，按鈕，LEDs 甚至 LCD 顯示 CPU 模型 。 系統(tǒng)的調(diào)試 先在 Keil C51 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下將編好的程序進(jìn)行編譯、調(diào)試，調(diào)試通過(guò)后會(huì)生蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 成 .HEX 文件，具體過(guò)程如下： 建一個(gè)項(xiàng)目文件，然后新建一個(gè) C 語(yǔ)言程序，并把新建的 C 語(yǔ)言程序加到項(xiàng)目中，然后編譯項(xiàng)目，編譯的目的就是把我們能看懂的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為上面的機(jī)器語(yǔ)言，即 .hex 文件。這時(shí)在 Source Group1 文件夾圖標(biāo)左邊出現(xiàn)了小 +號(hào)說(shuō)明，文件組中有了文件，點(diǎn)擊它可以展開(kāi)查看。 在本設(shè)計(jì)中由于采用的是高效單片機(jī) AT89C51 作為核心，集溫度傳感器和濕度傳感器于一體的 SHT11 作為主要的采集與測(cè)量系統(tǒng)，使得此溫濕度控制儀具有精度高、成本低、體積小、接口簡(jiǎn)單、 可靠性高 等優(yōu)點(diǎn)，還具有良好 的 抗干擾能力， 由 LED 為核心的顯示電路可以直觀的顯示測(cè)量結(jié)果，報(bào)警電路的設(shè)計(jì)采用聲光并用的方式。 (2) 由于溫濕度傳感器基座材料不同，溫度系數(shù)不一樣，溫度檢測(cè)有可能出現(xiàn)誤差。 for(i=0。 //12864 的顯示 */ Initial_DS1302()。 GotoXY(16,1)。 //溫度和濕度的補(bǔ)償 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 float_convert(amp。 DateToStr(amp。 GotoXY(28,0)。 Delay1ms(300)。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 sbit LcdEn = P3^7。//加濕 sbit speaker =P1^0。 sbit bflag=P0^7。 //端口定義 sbit SCK=P2^6。 //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3= ifndef _setkey_h_ define _setkey_h_ include float setwen_h,setwen_l,setshi_h,setshi_l。 //實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)鐘線引腳 sbit DS1302_IO = P3^2。 GotoXY(5,1)。 TimeToStr(amp。 //將浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成整型，各個(gè)位的數(shù)分別保存 doing_temp(amp。 while(1) { convert_SHT(amp。 //LCD 初始化 {GotoXY(0,0)。i++) for(j=0。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 致 謝 四年的大學(xué)生活接近尾聲，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也順利 地 完成了，這里首先向我的指導(dǎo)老師張 鑫 老師 表示最誠(chéng)摯的感謝，同時(shí)也感謝那些幫助過(guò)我的同學(xué)。由于 SHT11 本身 自帶的 A/D 轉(zhuǎn)換器、 標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)電路 、 IC 總線，所以系統(tǒng)就沒(méi)有設(shè)計(jì)復(fù)雜的 A/D 轉(zhuǎn)換電路。接著點(diǎn)擊 ProjectBuild target，如果最后出現(xiàn)“ creating hex file from‘ 糧倉(cāng)溫濕度監(jiān)控 ’ ...0 Error(s)， 0 Warning(s)” ，表示編譯已經(jīng) 順利 通過(guò)，在項(xiàng)目所在的目錄中，已經(jīng)生成了“糧倉(cāng)溫濕度監(jiān)控 .hex”文件 。 (2) 選擇所要的單片機(jī)，這里采用 Ateml 公司的 AT89C51。 (2) 交互的裝置模型包括： LED 和 LCD 顯示 ， RS232 終端 ， 通用鍵盤(pán) 。 Proteus 組合了高級(jí)原理布圖、混合模式 SPICE 仿真 ， PCB 設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 開(kāi) 始S H T 1 1初 始 化啟 動(dòng) S H T 1 1 等 待 主 機(jī) 發(fā) 送 指 令 測(cè) 量 溫 度 濕 度 溫 度 濕 度 計(jì) 算浮 點(diǎn) 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 并發(fā) 送 至 主 機(jī)結(jié)