【正文】 the contents of the P2 Special Function 2 also receives the highorder address bits and some control signals during Flash programming and verification. Port 3 Port 3 is an 8bit bidirectional I/O port with internal Port 3 output buffers can sink。終止閑散工作模式的方法有兩種，一是任何一條被允許中斷的事件被激活， IDL 被硬件清除，即刻終止閑散工作模式。 閑散節(jié)電模式 AT89C51 有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是閑散模式和掉電工作模式。 時鐘震蕩器 AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。當(dāng)震蕩器工作時， RET 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平將使單片機復(fù)位。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時，可作為輸入口。當(dāng)“ 1”被寫入 P0 口時，每個管腳都能夠作為高阻抗輸入端。和 128 字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），這種器件采用 ATMEL 公司的高密度、不容易丟失存儲技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與 MCS51 系列的單片機兼容?？傮w來說相對比較成功，只是在后期的調(diào)試中遇到了一點小麻煩，但就是這一點使整個系統(tǒng)不能正常運行，得不出想要的 結(jié)果，更拖累了設(shè)計的進程。 警報燈由 4 個 LED 燈組成，一共需要 4 根數(shù)據(jù)線，使用單片機 AT89C52 控制。接著延遲進入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。數(shù)字式溫 度 濕度傳感器 DHT11 直接把檢測到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送給單片機， 然后再 經(jīng)過單片機 得 處理，把溫濕度值顯示 到 1602 液晶上。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 它有若干個 5x7或 5x11等點陣字符位 構(gòu) 成，每 一 個點陣字符位都可以顯示一個字符。 如果 此時 的 自動應(yīng)答開啟 后 ，接收方則 于此 同時進入 到 發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號。在掉電 的 模式下電流 得 損耗 為 最小，同時 NRF24L01 也 就 不工作 了 ，但其所有配置寄存器 地 值仍然保留 著 。 （ 4）由 DHT11 的 DATA 引腳輸出 40 位數(shù)據(jù)，微 型 處理器根據(jù) I/O 電平的變化接收 40 位數(shù)據(jù)，位數(shù)據(jù)“ 0”的格式為： 50us 的低電平和 2628us 的高電平；位數(shù)據(jù)“ 1”的格式為： 50us的低電平加 70us 的高電平。由于它們是主從結(jié)構(gòu)，只有主機呼叫從機 的 時 候 ，從機 方可以 應(yīng)答，因此主機訪問器件 時， 都必須嚴(yán)格 的 遵循單總線序列，如果出現(xiàn) 了 序列混亂，器件將不 能 響應(yīng)主機。 4 引腳安裝 產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝，連接方便。外接晶振時， C1 和 C2 通常選擇 30pf,晶振采用12MHz。在單片機內(nèi)部，它 其實就 是一個反向放大器的輸入端。然而，定時器 2 的標(biāo)志位 TF2 在計數(shù)溢出的那 一 個周期的 S2P2 被置位 后 ，在 相 同一個周期 就 被電路捕捉下來 了 。 位是不可 以 用 地 ，對于 AT89C52， 位也是不 可以 用 地 。 (2) 狀態(tài)周期 : 每個狀態(tài)周期為時鐘周期的 2 倍 , 是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。 程序存儲器 ：如果 EA 引腳 接地，程序 讀取只 能 從外部存儲器開始 讀取 ?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口中斷繼續(xù)工作。單片機采 用 C 語言編程 [7]。 5. 利用 NRF24L01 無線模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的 近 距離傳 輸。基于單機片的溫濕度監(jiān)測控制系統(tǒng)的設(shè)計研究較少。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 美國是將計算機應(yīng)用于大棚和管理最早，最多的國家之一。而基于單片機的溫室大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)對解決這些問題有著非常重大的意義 [1]。 題 目 農(nóng)業(yè)溫室大棚參數(shù)無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 靳斌 學(xué)號 1113014165 所在學(xué)院 陜西理工學(xué)院 專業(yè)班級 電子 1105班 指導(dǎo)教師 梁芳 完成地點 物理與電信工程學(xué)院實驗室 20xx 年 5 月 29 日 I 農(nóng)業(yè)溫室大棚參數(shù)無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 作者：靳斌 （陜西理工學(xué)院 物 理與電信工程學(xué)院 電子信息工程專業(yè) 11 級 5 班，陜西 723000） 指導(dǎo)老師：梁芳 [摘要 ]： 文中敘述了以 89C51 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)溫室大棚溫濕度無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，該方案以 89C51 控制為核心，通過獲取溫濕度傳感器 DTH11 的數(shù)據(jù)，得到農(nóng)業(yè)大棚的實際環(huán)境數(shù)據(jù)并顯示。如何在一年四季都能種植和培養(yǎng)出優(yōu)質(zhì)新鮮的蔬菜，一直是人們研究的課題方向。將此 溫濕度控制 系統(tǒng)應(yīng)用到 農(nóng)業(yè) 溫室中 必然會 為植 物 的 成 長提供了 更好的 適宜的環(huán)境。 目前國內(nèi)外的溫濕度檢測使用的溫濕度檢測元件種類繁多、應(yīng)用范圍也較廣泛加之單片機和大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 4. 利用 LCD 對溫濕度進行實時顯示。數(shù)據(jù)采集通過單總線的智能數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11 完成；通過單片機把采集的數(shù)據(jù)顯示在 LCD 上；當(dāng)采集的數(shù)據(jù)超出給定范圍時，有 LED 燈 實時報警，并將數(shù)據(jù)通過 NRF2401 無線傳輸給另一個單片機上顯示。另外， AT89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式 [10]。外部 程序 存儲器 、 數(shù)據(jù)存儲器都可以 64K尋址。 機器周期和指令周期 (1) 振蕩周期 : 也稱時鐘周期 , 是指為單片機提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期。 IE 包括一個中斷允許總控制位 EA ，它 可以 一次禁止 全部 中斷。它們 的 值一直到下一個周期被電路捕捉下來。 XTAL 1（ 19 腳）：接外部晶體的一個引腳。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格要求，但 電容的大小多少會影響振蕩器頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和穩(wěn)定性 [13]。超小的體積 和 極低的功耗 ， 使 它 成為 了 給類應(yīng)用甚至最為 嚴(yán)格 的應(yīng)用場合的最 好 選擇。超低能耗 設(shè)備（ 主機或從機 ）通過一個漏極開路 、 三態(tài)端口連至 到該 數(shù)據(jù)線 上 ，以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時 ， 能夠釋放總線，而讓其它 的 設(shè)備使用 該 總線；單總線通常要求外接一個約 的上拉電阻 ， 這樣，當(dāng)總線閑置時，其狀態(tài) 自然就 為高電平。 （ 3） DHT11 的 DATA 引腳檢測到外部信號有低電平時，等待外部信號低電平結(jié)束，延遲后DHT11 傳感器 的 DATA 引腳處于輸出 的 狀態(tài)，輸出 80us 的低電平為應(yīng)答信號，緊接著輸出 80us的高電平通知外設(shè)準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)，微 型 處理器的 I/O 此時處于輸入狀態(tài)，檢測到 的 I/O 有低電平（ DHT11 回應(yīng)信號）后 ，等待 80us 的高電平后的數(shù)據(jù)接收。 工作模式 通過配置寄存器可將 NRF2401 配置為接收、 發(fā)射 、 掉電、 空閑四種工作模式，如表 所陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 48 頁 示： 表 工作模式 待機模式 1 主要用于降低電流 的 損耗，在 此 模式下晶體振蕩器 必須 是工作的；待機模式 2則是在當(dāng) FIFO 寄存器為空且 CE=1 時進入此模式； 在 待機模式下所有配置字仍然 為 保留。當(dāng)接收方檢測到有效 得 地址和 CRC 時，就將 數(shù)據(jù)包 存儲 到 RX FIFO 之 中， 于此 同時 將 中斷標(biāo)志位 RX_DR 置 為 高， IRQ 變 為 低產(chǎn)生中斷， 通知 MCU 去 接收 數(shù)據(jù)。nRF24L01 的配置寄存器共有 25 個，常用的配置寄存器如表 所示： 表 配置寄存器 地 址 （ H） 寄存器名稱 功能 00 CONFIG 設(shè)置 nRF2401 工作模式 01 EN_AA 設(shè)置接收通道及自動應(yīng)答 02 EN_RXADDR 使能接收 的 通道地址 03 SETUP_AW 設(shè)置地址寬度 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 48 頁 04 SETUP_RETR 設(shè)置自動重發(fā)數(shù)據(jù)時間和次數(shù) 07 STATUS 狀態(tài)寄存器，用來判定工作狀態(tài) 0A~0F RX_ADDR_P0~P5 設(shè)置接收通道地址 10 TX_ADDR 設(shè)置接 收接點地址 11~16 RX_PW_P0~P5 設(shè)置接收通道的有效數(shù)據(jù)寬度 液晶顯示裝置設(shè)計 液晶簡介 1602液晶也叫 1602 字符型液晶 屏 它是一種專門用來顯示 數(shù)字 、符號、 字母 等的點陣型液晶模塊 。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。系統(tǒng)軟件總體流程圖如圖 ： 否 是 圖 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)初始化模塊 系統(tǒng)初始化模塊的主要功能是完成系統(tǒng)的初始化以及設(shè)定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，初始化部分包括以下方面的內(nèi)容： 初始化 溫濕度監(jiān)測 單片機處理 LCD 顯示 范圍判斷 LCD 報警 無線信號發(fā)送 結(jié)束 開始 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 共 48 頁 液晶初始化及工作方式 數(shù)據(jù)采集模塊 溫 度和 濕度檢測模塊是本系統(tǒng)中的核心模塊之一，它負(fù)責(zé)完成溫濕度的測量 和 模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量 得 全過程，這 就 是它為什么重要的原因。接著把發(fā)送端待發(fā)射 數(shù)據(jù)的目標(biāo)地址 TXADDR 和數(shù)據(jù) TXPLD 寫入nRF24L01 緩沖區(qū)，延時后發(fā)射數(shù)據(jù)，其流程圖如圖 所示： N Y 圖 無線發(fā)射軟件流程圖 無線接收模塊部分 開始 是否接收到應(yīng)答信號 初始化單片機 配置 24L01 為發(fā)射模式 寫數(shù)據(jù)并開啟發(fā)送 向串口傳輸數(shù)據(jù) 結(jié)束 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 48 頁 接收數(shù)據(jù)時，首先將 nRF24L01 配置為接收模式。 ，紅色 LED 亮。 本次設(shè)計基本實現(xiàn)了前期設(shè)定的要求，系統(tǒng)能夠隨時對溫室大棚內(nèi)的溫濕度進行采集和顯示，以及超越正常溫濕度參數(shù)范圍內(nèi)的及時報警。 Informationsteehnik,20xx,123(6):224231 [17] , and validation of a greenhouse climate control ,(406):4661 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 共 48 頁 附錄 A 51 單片機簡介 描述 AT89C51 是一個低電壓，高性能 CMOS8 位單片機帶有 4K 字節(jié)的可反復(fù)擦寫的程序存儲器（ PENROM）。作為輸出口時，每一個管腳都能夠驅(qū)動 8 個 TTL 電路。 P2 口 ： P2 口是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動 4個 TTL 電路。 RST： 復(fù)位輸入。 PSEN： 程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲器讀取指令時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出 兩個脈沖。 XTAL2：震蕩器反相放大器的輸出端。由于外部時鐘信號是通過一個 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。閑散模式可由任何允許的中斷請求或硬件復(fù)位終止