【正文】 Proteus 在國內(nèi) 已受到 眾多 單片機(jī) 開發(fā)者的喜愛 。寫時序用來發(fā)送控制字，即發(fā)送命令，測量結(jié)束后，發(fā)出讀時序讀回測量數(shù)據(jù)。 15%的變化。 %RH； (4)濕度值分辨率為 14 位，溫度值輸出分辨率為 12 位，并可以變成 12 位和 8 位； (5)將溫濕度傳感器、信號放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換、 I178。 VCC：電源電壓。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯門 。 R1IN 和 R2IN 表示輸入 RS232 電平，因此與電腦的串口相連； T1IN 和 T2IN 表示輸入 TTL 電平，因此與單片機(jī)相連。本控制系統(tǒng)中只需要用到 5 個按鍵，數(shù)目較少，并且可用的 I/O 口充足，故采用獨(dú)立式鍵盤，一個按鍵對應(yīng)一個單片機(jī)的 I/O 口管腳。 要得到 5V 的直流電源，要經(jīng)過降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)。 原理如圖 所示： 第 11 頁 圖 控制電路 輸出電路有四組，每一組由一個光耦、一個三極管、一個繼電器組成。 SHT1X 系列共有三個型號：SHT SHT1 SHT15，他們 都是 SMD 貼片封裝的，他們依次性能越來越好，其中SHT10 屬于經(jīng)濟(jì)型的溫濕度傳感器。 第 7 頁 電源電路后面的模塊中會單獨(dú)提到，用 5V 的直流電源。 圖 用 PLC 作為主控制器的控制系統(tǒng) 方案二 使用單片機(jī)進(jìn)行控制。 在本設(shè)計中，采用單片機(jī)來控制溫濕度，不僅具有廉價、配置簡單和靈活的優(yōu)勢， 第 2 頁 而且可以大大提高所測溫濕度的技術(shù)指標(biāo)，從而可以提高產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。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”。溫室農(nóng)業(yè)可以改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)勞動力冬閑夏忙的安排，以小面積獲得高產(chǎn)，減輕大面積的土地壓力。單片機(jī)因?yàn)樗哂泄δ軓?qiáng)、高可靠性、體積小、造價便宜和開發(fā)周期短這些優(yōu)勢，廣泛用于自動化測量和控制現(xiàn)場設(shè)備，特別是在日常生活中發(fā)揮的日益重要的作用。 采用 STC89C52RC 單片機(jī)作為主控制器，可以用 C 語言進(jìn)行編程，由于它支持 ISP在線編程，因此可以通過 RS232 串口將程序燒錄到單片機(jī)中， 很方便。下面著重論述一下復(fù)位電路。三者的溫濕度性能如下圖所示。這四組輸出電路分別控制加濕、除濕、加熱、制冷的設(shè)備。 由于最后的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)， LM7805 要得到 5V的直流輸出，輸入與輸出要有一定的壓差，根據(jù) LM7805 的數(shù)據(jù)手冊，需要有 10V 的輸入，因此在降壓環(huán)節(jié)把 220V 的電壓 降為 10V。 本設(shè)計中總共用到 5 個 按鍵式開關(guān)，他們用來改變設(shè)定的溫濕度上下限數(shù)值。所以，引腳 T1IN、 T2IN、 R1OUT、 R2OUT為接 TTL∕ CMOS 電平的引腳，引腳 T1OUT、 T2OUT、R1IN、 R2IN 為接 RS232 電平的引腳。 P2 口 (~)： P2 和 P1 一樣，是一個 8 位雙向 I/O 口，內(nèi)部自帶上拉電阻。 XTALI：單芯片系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸入端。C 總線接口全部集成于一個芯片； (6)小體積，可表面貼裝； (7)具有可靠的 CRC 數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)功能； (8)片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)系數(shù)可保證 100%互換性； (9)電流消耗低，測量時 550181。 SHT10 通過下拉 DATA 變?yōu)榈碗娖剑硎緶y量已結(jié)束。向 SHT10 的 8 個數(shù)據(jù)位的寫入，于第 9 個時鐘周期之后，讀開始 發(fā)送啟動時序 發(fā)送控制字 接收數(shù)據(jù) 測量結(jié)束？ 接收校驗(yàn)位 結(jié)束 No Yes 第 26 頁 取應(yīng)答位，應(yīng)答位為 0 時，表示 SHT10 正確接收。 Proteus 實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計 ，可以實(shí)現(xiàn) 從原理圖 繪制和 代碼調(diào)試到 單片機(jī) 與其 外圍電路仿真，一鍵切換到 印刷電路板的 設(shè)計 。 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 ， 它不僅具有其它 EDA 軟件的仿真功能，還 可以對 單片機(jī)及 其 外圍器件 進(jìn)行仿真，是目前在這方面做得最好的 EDA 工具軟件 。復(fù)位時序和啟動傳輸時序可通過依次拉低或拉高時鐘線和數(shù)據(jù)線，因而實(shí)現(xiàn)起來比較簡單；而寫時序和讀時序就比較復(fù)雜。確切時間與內(nèi)部的晶振速度有關(guān)，最多會有177。 ℃，濕度的測量誤差為177。 ∕ EA∕ VPP：當(dāng)∕ EA 保持低電平時，則在此期間外部存儲器（ 0000H~FFFH），不論是否有內(nèi)部程序存儲器。對端口寫入 “ 1” 時， 該引腳被懸空，由內(nèi)部的 上拉電阻把引腳 拉到高 電平，這時候可以作為輸入口使用 ， 此時， 因?yàn)閮?nèi)部 自帶 上拉電阻， 所以 被 第 19 頁 外部 器件 拉低 電壓 的引腳會輸出一個電流。打頭 的字母“ T”表示 TTL 電平，“ R”表示 RS232 電平。矩陣式鍵盤較為復(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。 電源的設(shè)計 圖 電源 電路 電源電路是整個系統(tǒng) 中非常重要的一部分， 本 設(shè)計 中主要用到直流 5V 電源。光耦的驅(qū)動能力有限，一般電流只能達(dá)到 30mA 左右，不足以驅(qū)動繼電器，因此再加一個三極管放大電流。 它與單片機(jī)的接口電路如下圖所示： 圖 LCD1602 與單片機(jī)的接口電路 溫濕度傳感器模塊 溫濕度傳感器選用瑞士 Sensirion 公司生產(chǎn)的 SHT10。外部時鐘方式是把已有的時鐘信號從 XTAL1 或 XTAL2 送入單片，一般用于有多個單片機(jī)的情況，所以本設(shè)計中時鐘電路采用內(nèi)部時鐘方式，選用 12M 的晶振和兩個 30pF 的電容與片內(nèi)的高增益反相放大器構(gòu)成一個自激振蕩器。而且 PLC 抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，這一點(diǎn)已被長期的工業(yè)控制實(shí)踐所證明。這要求我們提高溫濕度檢測與控制技術(shù)，來滿足對溫室大棚建設(shè)的需要。 關(guān)鍵詞 ： STC89C52RC， SHT10， I2C 總線，獨(dú)立式鍵盤，溫濕度自動控制 Abstract: This design is an automatic temperature and humidity controller for greenhouses, with the STC89C52RC MCU being its main controller. It uses the SHT10 as the temperature and humidity sensor, and the LCD1602 to display the messages. The SHT10 uses a timing sequence much like the I2C to municate with the microcontroller. Because it’s a highly integrated chip, it already includes an analog to digital converter. Therefore, it’s quite convenient to use, and also accurate and durable. The LCD1602 can display two lines of messages, with the first line for temperature and the second line for humidity. The design can measure the temperature and humidity in a greenhouse, and then display it on a LCD1602. Meanwhile, it pares the data with the set limit. If the limit is exceeded, then the system will send out a warning using a buzzer and activate the temperature and humidity controlling equipment. Besides, the set limit can be modified with the independent keyboard. Through schematic design and Proteus simulation, the feasibility of this design has been proved. Keywords: STC89C52RC, SHT10, I2C bus, independent keyboard, temperature and humidity control基于 STC89C52RC 單片機(jī)的大棚溫濕度自動控制系統(tǒng) 目 錄 1 前言 ............................................................................................................................... 1 2 總體方案設(shè)計 ............................................................................................................... 3 溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)要求 .................................................................... 3 系統(tǒng)設(shè)計的原則 ................................................................................................ 3 可靠性 ..................................................................................................... 3 性價比 ..................................................................................................... 3 方案比較 ............................................................................................................ 4 方案一 ..................................................................................................... 4 方案二 ..................................................................................................... 4 方案論證 ............................................................................................................ 5 方案選擇 ........................................................................