【正文】 表 22： 表 22 DS18B20 的溫度值格式 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 低字節(jié) 23 22 21 20 21 22 23 24 位 15 位 14 位 13 位 12 位 11 位 10 位 9 位 8 高字節(jié) S S S S S 26 25 24 DS18B20 中的溫度傳感器完成對溫度的測量，用 16 位二進制形式提供，形式表達，其中 S 為符號位?！? 。 HS1100/ HS1101 濕度傳感器，在電路結(jié)構(gòu)上等效于一個電容器，其電容量隨著土壤濕度的增大而增大，不需要校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)，專利設(shè)計的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)由頂端接觸（ HS1100）和側(cè)面接觸（ HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路。工業(yè)生產(chǎn)過程中的自動化的測量和控制，大部分主要依靠各種傳感器來檢測和控制生產(chǎn)過程中的各項參量，使系統(tǒng)工作在最佳的狀態(tài)下。采用濕度傳感器 HS1101 來檢測土壤濕度。 傳統(tǒng)的方法是 用 毛發(fā)濕度表、酒精溫度計等進行人工測量，再對不符合的溫度、濕度、光照度 通過在 溫室大棚進行灌溉、降溫、遮光等控制操作 [1]來調(diào)節(jié)， 這種人工測控的方法費時費力、效率低、且無法保證測量的連續(xù)性，測量的誤差大、隨機性大，隨意 性強。該系統(tǒng)對植物生長過程中的土壤濕度、環(huán)境溫度、光照度進行了實時 地 、連續(xù) 地 檢測、直觀 地 顯示 并進行自動 地 控制?？朔藗鹘y(tǒng)的人工測量方法不能進行連續(xù)測量的弊端，節(jié)省了工作量，并避免了 人為 的疏漏或錯誤造成的不必要的損失。 為了克服以上幾點不足，我們需要一種造價低廉，使用方便且測量準(zhǔn)確的自動測 控系統(tǒng)。采用光敏電阻檢測光照度。 測量土壤濕度的方法有很多種，其原理是根 據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的土壤中吸收水分后引起的物理或化學(xué)的性質(zhì)的變化，間接的獲得土壤的濕度。 綜合比較方案一和方案二，方案一雖然滿足精度和測量溫度的要求，但是只是限定于一定的范圍內(nèi)使用時具有良好的線性度。 AD590 為電流型傳感器溫度每變化 1℃ 其電流變化1uA 在 35℃ 和 95℃ 時輸出電流分別為 和 。例如＋ 125℃的數(shù)字輸出為 07D0H （正溫度直接把 16 進制數(shù)轉(zhuǎn)成 10 進制即得到溫度值 ） 。 靈敏度和 半導(dǎo)體材料 、以及入射光的 波長 有關(guān) ，價格低廉，性價比高。 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 6 （ 3） 信號處理 由并行 口 LCD 液晶顯示屏和繼電器控制電路組成。 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 8 開 始光 照 度 是 否 在 設(shè) 定的 適 宜 范 圍 內(nèi) ？光 照 度 是 否 高 于 設(shè) 定 的適 宜 范 圍 的 上 限 ？遮 陽 幕 的 繼電 器 吸 合光 照 度 是 否 低 于 設(shè) 定的 適 宜 范 圍 的 下 限 ？NNN結(jié) 束關(guān) 閉 遮 陽 幕遮 陽 幕 的 繼電 器 斷 開遮 陽 幕 關(guān) 閉YYY 圖 34 光照度控制 流程圖 元件的特性 STC89C52 特點 (1)它是 MCS51 系列單片機的派生產(chǎn)品，在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn) 8052 單片機完全兼容， DIP40 封裝系列與 8051 兼容均為 PintoPin，使用時容易掌握； (2)高速 (最高時鐘頻率 90 MHz)、低功耗、價格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強，在系統(tǒng) /在應(yīng)用可編程 (ISP， IAP)，不占用戶資源。數(shù)字溫度傳感器的測量電路如圖 42 所示： DQ2GND1VCC3U5DS1820VCC 圖 42 溫度測量電路圖 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 11 光照度測量電路 系統(tǒng)采用價格低廉的光敏電阻測量光照度，因其沒有良好的線性度，所以只能大致的測量。這樣的方式可以方便鍵盤掃描部分的的編程。二極管起保護作用，防止繼電器產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢燒壞 三極管或 繼電器。 鍵盤掃描子程序流程如圖 53 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 16 開 始掃 描 鍵 盤判 斷 是 否有 鍵 按 下 ?稍 做 延 遲是 否 真 的 有鍵 按 下 ?NYNYS 1 是 否 按下 ？S 4 是 否 按下 ？進 入 設(shè) 置 模式進 入 切 換 顯示 模 式判 斷 S 1 按下 的 次 數(shù)判 斷 S 4 按下 的 次 數(shù)設(shè) 置 溫 度設(shè) 置 濕 度 設(shè) 置 光 照 度顯 示 設(shè) 置 濕度 和 實 時 濕度顯 示 設(shè) 置 溫度 和 實 時 溫度顯 示 設(shè) 置 濕度 和 實 時 光照 度NNYY1 次2 次3 次1 次3 次2 次S 2 是 否 按下 ？S 3 是 否 按下 ？當(dāng) 前 設(shè) 置 的參 數(shù) 加 一當(dāng) 前 設(shè) 置 的參 數(shù) 減 一YYN N當(dāng) 前 設(shè) 置 參數(shù) 不 變結(jié) 束 圖 53 鍵盤掃描流程圖 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 17 鍵盤掃描子程序一開始先掃描按鍵，判斷是否有按鍵被按下，確定有按鍵被按下時判斷被按下的是哪個按鍵，如果是按鍵 S1，系統(tǒng)將進入設(shè)置模式，這時按鍵 S2 和 S3被啟用，進 入那個參數(shù)的設(shè)置取決于按鍵 S1 被按下的次數(shù)， S1 被按下一次，進行溫度值設(shè)置， S1 被按下兩次，進行濕度值設(shè)置， S1被按下三次，進行光照度設(shè)置，當(dāng)按下第四次，返回正常顯示，按鍵 S2 和 S3 被禁用。 uchar code inte[]={inte: }。 sbit s2=P1^1。 sbit DS=P3^2。x0。 DS=1。i++。 for(i=1。 for(j=1。 DS=1。i++。 tmpwritebyte(0x44)。0x08。 y=(uint)temp1%10000。 wr = 1。 //稍延時，等待讀完數(shù) inte1 = ReadPort。 //讀 ADC ReadPort = 0xff。 hun2= ReadPort。 lcdrw=0。 lcdrs=1。 } void init() //初始化函數(shù) { s1=1。 write_(0x0f)。\039。 write_(0x80+a1)。 print(0x80,tempset)。 } if(s1num==2) { write_(0x01)。 print(0x80,inteset)。 write_(0x01)。 } } } if(s3==0) { delay(5)。 if(s1num==2) { hunset1++。 print2(11,hunset1)。 } } 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 37 } if(s3==0) { delay(5)。 while(!s4)。 if(T_sign==1) print1(0xc7,0x2d)。 print1(0xcc,t_feng+0x30)。 print1(0xce,0x43)。 if(t_bai!=0) print1(0xc8,t_bai+0x30)。 print(0xc0,temp)。 if(s1num==3) { inteset1。 } } } } if(s1num==3) { if(s2==0) { delay(5)。 print2(11,hunset1)。 if(s1num==1) { tempset1。 } } } if(s1num!=0) { if(s1num==1) { if(s2==0) 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 34 { delay(5)。 print1(0x80+12,0+0x30)。 print1(0x8b,0x30)。 print1(0x80+11,0x2e)。 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 32 write_data(sge+0x30)。} *str=0。 write_(0x06)。 hunset1=50。 lcden=0。 P0=。 cs2 = 1。 wr = 0。 cs1 = 1。 //P1 置位 cs1=0。 y=(uint)y%1000。 else T_sign=0。 delay(1)。 uchar T_L=0。while(i0)i。j++) { 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 27 testb=datamp。i++) { j=tmpreadbit()。 dat=DS。 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 26 while(i0)i。y0。 sbit lcden=P3^4。 sbit s4=P1^3。 uchar code set[]={step in set!}。每次按下 S3，當(dāng)前設(shè)置的參數(shù)值就減一。（ 2）各項參數(shù)的采集。驅(qū)動電流在 mA級以下。其與 ADC0804 的連接電路如圖 43： CS1RD2WR3INTR5DB711DB612DB513DB414DB315DB216DB117DB018VCC20VIN+6VIN 7AGND8VREF/29DGND10CLK IN4CLK R19U1ADC0804LCN1KR13光敏電阻10KR9150pFC310KR161KR17Res21KR18Res2VCCVCCWRRDCS110KR1110KR15 圖 43 ADC0804 與單片機的連接電路圖 數(shù)據(jù)顯示電路 系統(tǒng)采用了 LCD1602 液晶顯示屏 [8]， LCD1602 液晶是一款很常用，也很易用的字符液晶。 濕度測量電路 HS1101 濕度傳感器，在電路中等效于 一個電 容器件，其電容量隨著所測的土壤濕度增大而增大，如何將電容的變化量準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換成單片機易于接受的信號，常有兩種方法：一是將該濕敏傳感器 置 于運放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號經(jīng)整流、直流放大、再經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號；另一種是將該濕敏傳感器置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)化為與之成反比的電壓頻率信號，可直接被單片機所采集 [3]。如果開始 檢測的土壤濕度在適宜的范圍，單片機則維持現(xiàn)有狀態(tài)不變。方案二具有較高的性價比且同時也能滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求，故采用光敏電阻作為光照度傳感器。（負(fù)溫度 把得到的 16 進制數(shù) 取反后 1 再轉(zhuǎn)成 10 進制數(shù)）。美國 DALLAS 公司的產(chǎn)品可編程單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20 可實現(xiàn)室內(nèi)溫度信號的采集，有很多優(yōu)點：如直接輸出數(shù)字信號，故省去了后繼的信號放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，外圍電路簡單，成本低 。 圖 21： HS1101 濕度－電容響應(yīng)曲線 200 190 180 170 電容F 20 40 60 80 100 相對濕度 % 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 4 濕度傳感器 HS1101 的特點：相對濕度在 1%～ 100%RH 范圍內(nèi)：電容量有 16pf 變到 200pf，其誤差不大于 RH,響應(yīng)時間小于 5S，溫度系數(shù)為 。 方案一：采用 HOS201 濕敏傳感器 [2]。 本系統(tǒng)的基本功能有： 檢測空氣溫度、土壤濕度、環(huán)境光照度。本系統(tǒng)主要針對溫室大棚內(nèi)溫度、濕度，光照強度研制了單片機控制的溫室大棚自動控制系統(tǒng) ,綜合考慮系統(tǒng)的精度、效率以 及經(jīng)濟性要求三個方面因素之后，最終確定以 STC89C52 單片機為控制核心，選用性價比比較高的傳感器，實現(xiàn)對溫濕度的精確測量與準(zhǔn)確控制，同時又具有價格低等優(yōu)點，便于在我國推廣。 基于單片機的溫室大棚自動控制系統(tǒng) 1 目錄 .................................