【正文】 將 進入 到 空閑模式2。 （ 1） DHT11 傳感器 上電 之 后，測試環(huán)境 的 溫 度與 濕度數(shù)據(jù)，并 且 記錄數(shù)據(jù)，同時 DHT11傳感器 的 DATA 數(shù)據(jù)線由上拉電阻拉高 并且 一直保持 著 高電平；此時 DHT11 傳感器 的 DATA 引腳處于 為 輸入狀態(tài)，時刻檢測 著 外部信號。無需外加器件 本系統(tǒng)采用晶振時鐘電路。 事實上 ， 由 中斷服務(wù)程序必須判定是 不 是 EXF2 或 TF2 激活 中斷， 因此 標(biāo)志位 也 必須由軟件清 為 0。 當(dāng)一條指令訪問高于 7FH 的地址時， 尋址方式 決定 著 CPU 訪問高 128 字節(jié) RAM 還是特殊 地 功能寄存 器 的 空間。在單芯片上， AT89C52擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng) 用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案 [9]。 2. 利用數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11 測量大棚內(nèi)的溫濕度。 使用 AT89C52 單片機設(shè)計溫濕度控制系統(tǒng)，可以 精確 、 及時 的反映室內(nèi)的 溫濕度 的變化。 檢測的數(shù)值會和之前設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)溫濕度范圍進行比較，判斷是否在這范圍內(nèi)，倘若不在這個標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，系統(tǒng)就會對此結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的報警程序。這種自動控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長所需的環(huán)境的目標(biāo)參數(shù)，計算機根據(jù)傳感器的實際測量值與事先設(shè)定的目標(biāo)進行比較，以決定大棚溫濕度的控制過程，按照相應(yīng)的機構(gòu)進 行加熱，降溫或者是澆水，通風(fēng)等 [4]。 2. 控制處理：當(dāng)溫濕度越限時 指示燈亮起 ，并根據(jù)報警信號提示采取一定手段控制。 其引腳排列如圖 所示： 圖 a AT89C52 引腳圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 共 48 頁 圖 （ 1）電源及時鐘引腳（ 4 個） VCC:電源接入引腳； GND:接地引腳； XTAL1:晶體振蕩器接入的一個引腳（采用外部振蕩器時，此引腳接 地）； XTAL2:晶體振蕩器接入的另一個引腳（采用外部振蕩器時，此引腳作為外部振蕩信號的輸入端）。在一個機器周期內(nèi) , CPU 可以完成一個獨立的操作。如圖 所示： 圖 復(fù)位電路 R2 1K R3 10K C3 10uf RESET 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 48 頁 在 AT89C52 單片機 的 系統(tǒng)中， 單片機 系統(tǒng)上電啟動的 時候 復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng) 依然 還會復(fù)位。傳感器包括一個 NTC 測溫元件 、 一個電阻式感濕元件，并 且與 一個高性能 8 位 單片機 相連 。 引腳 1： VDD 供電 引腳 2： DATA 串行數(shù)據(jù)，單總線 引腳 3： NC 空腳，懸空 引腳 4： GND 接地，電源負極 圖 典型應(yīng)用 電源引腳 DHT11 的供電電壓為 3－ 。 電氣特性 VDD=5V， T = 25℃，除非特殊標(biāo)注 表 電氣特性表 參數(shù) 條件 min typ max 單位 供電 DC 3 5 V 供電電流 測量 mA 平均 1 mA 待機 100 150 uA 采樣周期 秒 1 次 無線模塊設(shè)計 NRF24L01 是一款新型 的 單片射頻收發(fā)器件，工作 在 GHz ～ GHz ISM 頻段 內(nèi) 。 圖 單片機與 nRF24L01 連接圖 配置字 SPI 口為同步串行通信接口，最大 的 傳輸速率 達到 10 Mb/s，傳輸時 首 先傳送低位字節(jié)，然后在 傳送高位字節(jié)。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳成低電平 的 時 候 ，液晶模塊 則 執(zhí)行命令。第一行顯示： TRH RH:%，第二行顯示：TRH T:。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 共 48 頁 致 謝 在這次畢業(yè)設(shè)計中，最應(yīng)該感謝的是我的 指導(dǎo)老 師 梁芳 老師，本次溫室大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的成功設(shè)計與 梁 老師的幫助是息息相關(guān)的。 P0 口在閃爍編程時， P0 口接收指令，在程序校驗時，輸出指令，需要接電阻。即使不訪問外部存儲器， ALE 以時鐘震 蕩頻率的 1/16 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對輸出時鐘陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 共 48 頁 或用于定時目的。 外接石英晶體及電容 C1， C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。二是通過硬件復(fù)位也可將閑散工作模式終止。如需要同時進入兩種工作模式，即 PD 和 IDL 同時為 1，則先激活掉電模式。如 EA 端為高電平， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 閃爍編程或校驗時， P2 口接收高位地址和其它控制信號。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機存取數(shù)據(jù)存儲器、定時 /計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在單片機開發(fā)板上連接好電路進行調(diào)試： 圖 正常室溫中溫濕度檢測結(jié)果（濕度： 28%，溫度： 36。溫濕度傳感器程序流程圖如圖 所示： N Y N Y N Y 圖 溫濕度傳感器程序流程圖 開始 結(jié)束 輸出低電平 延時 18ms 輸出高電平 延時 18ms 單片機進行數(shù)據(jù)接收 將數(shù)據(jù)按十進制數(shù)位存入數(shù)組 判斷 是否為高電平 低電平是否結(jié)束 是否高電平結(jié)束 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 共 48 頁 無線模塊 無線發(fā)射模塊部分 首先進行初始化操作，初始化包括設(shè)置單片機 I/O 和 SPI 相關(guān)寄存器兩部分其可以和nRF24L01 通信。 第 3 腳： VL 為液晶顯示對比度調(diào)整端，接正電源時 ， 對比度最弱 。若 沒有 收到應(yīng)答 信號 ，則 將 自動重新發(fā)射 此 數(shù)據(jù) ( 自動重發(fā)已開啟 )，若重發(fā)次數(shù) ( ARC )達到上限 時 ， 將 MAX_RT 置高， TX FIFO中數(shù)據(jù)保留以便再次重發(fā)； MAX_RT 或 TX_DS 置高時，使 IRQ 變低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU,最后發(fā) 送 成功時 ,如果 CE 為低則 NRF2401 則將 進入 到 空閑模式 1； 如果 發(fā)送堆棧中有數(shù)據(jù)且 CE為高 時 ，則進入 到 下一次 的 發(fā)射 。 用戶 MCU 發(fā)送一次開始信號 之 后 , DHT11 傳感器 從低功耗模式轉(zhuǎn) 為 高速模式 ,等待主機 ，開始信號結(jié)束后 ,DHT11傳感器 發(fā) 出 響應(yīng)信號 ,送出 40bit的數(shù)據(jù) ,并觸發(fā)一次信號采集 ,用戶可以 選擇 性的 讀取部分?jǐn)?shù)據(jù) .從模式下 ,DHT11 傳感器 接收到開始信號 并且 觸發(fā)一次溫濕度 的 采集 ,如果沒有接收到主機發(fā)送 得 開始信號 時 ,DHT11 傳感器將 不會主動進行 一次 溫濕度采集 .采集數(shù)據(jù)后 ， 轉(zhuǎn) 為 低速模式。卓越的長期穩(wěn)定性 若采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，即把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端[13]。 當(dāng) 程序進入 到 中斷服務(wù) 之 后，這些標(biāo)志位 就 可 能 由硬件清 0。 意思 就是說高 128 字節(jié) 和 特殊 地 功能寄存器 有 一樣 的地址，而 在 物理上 卻 是分開的。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容 本系統(tǒng)主要完成的任務(wù)： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 48 頁 1. 進行溫濕度控制系統(tǒng)的整體研究與設(shè)計。使用 AT89C52 單片機能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程的自動控制，而且 AT89C52 單片機易于學(xué)習(xí)、掌握，性價比 較 高 的 。 通過測試之后基本實現(xiàn)了所有功能。目前，我國絕大部分自主開發(fā)的大棚溫濕度控制或者進口的國外設(shè)備都屬于這種系統(tǒng)。 3. 無線傳輸：用溫濕度傳感器將測量的溫濕度數(shù)據(jù)通過無線模塊進行傳輸。 （ 2）控制線引腳（ 4 個） RST/VPD:復(fù)位信號輸入引腳 /備用電源輸入引腳； ALE/PROG:地址鎖存允許信號輸出引腳 /編程脈沖輸入引腳 (低電平有效）； EA/Vpp:內(nèi)外存儲器選擇引腳（低電平有效） /片內(nèi) EPROM（或 FlashROM）編程電壓輸入引腳； PSEN:外部存儲器選通信號輸出引腳（低電平有效）。 (4) 指令周期 : 它是指 CPU 完成一條操作所需的全部時間。所以可以通過按鍵的閉合 與 斷開在運行 地 系統(tǒng)中控制其復(fù)位。因此該 傳感器 具有品質(zhì)卓越 和 超快響應(yīng) 與 抗干擾能力強 和 性價比極高等優(yōu)點。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。內(nèi)置 了陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 48 頁 頻率合成器 、 晶體振蕩器 、 功率放大器 和 調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強型 Shock Burst 技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。 如果我們就 單個字節(jié)而言，要先送高位再送低位。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 C。還有就是應(yīng)該感謝我校 陜西理工 學(xué)院圖書館的相關(guān)圖書及文獻，以及網(wǎng)上前輩們的優(yōu)秀研究成果，通過對這些資料的學(xué)習(xí)與借鑒，完成和豐富了本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容。 P1 口 ： P1 口一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動 4 個 TTL 電路。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖時，閃爍存儲器編程時，這個引腳還用于輸入編程脈沖。對外接電容 C1， C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。需要注意的是：當(dāng)由硬件復(fù)位來終止閑散工作模式時，中央處理器 CPU 通常是從激活空閑模式那條指令的下一條開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個機器周期有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止中央處理器 CPU 訪問片內(nèi) RAM，而允許訪問其他端口，為了避免可能對端口產(chǎn)生的意外寫入：激活閑散模式的那條指令后面的一條指令不應(yīng)是一條對端口或外部存儲器的寫入指令 。 IDL 是閑散等待方式，當(dāng) IDL=1，激活閑散工作狀態(tài)，單片機進入 睡眠狀態(tài)。需要注意的是：如果加密位 LBI 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口線上的內(nèi)容在整個運行期間不變。另外， AT89C51 還可以進行 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 共 48 頁 5 硬件調(diào)試 使用 AT89C52 單片機為控制核心芯片， DHT11 溫濕度傳感器為空氣溫濕度檢測模塊，nRF24L01 無線模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，進行數(shù)據(jù)的實時顯示。如溫度和濕度高于上限時或低于下限時需要進行啟動警報，并且將溫濕度結(jié)果以無線進行通信等。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。如果 可以 收到應(yīng)答 信號 ，則認(rèn)為通信成功， TX_DS 置高，同時 TX_PLD從 TX FIFO 中清除 。 “ 8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù) + 8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù) + 8bit 溫度整數(shù)數(shù)據(jù) + 8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”8bit 校驗位等于所得結(jié)果的末 8 位。全部校準(zhǔn)，數(shù)字輸出 XTAL 2（ 18 腳）：接外部晶體 地 另 一端，在單片機內(nèi)部接 到 內(nèi)部反向放大器 得 輸出端。 定時器 2 能 被寄存器 T2CON 中的 EXF2 和 TF2 的或邏輯觸發(fā)。高 128 字節(jié)與 特殊功能寄存器 重疊。AT89C52 使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 89C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 [8]?；趩纹瑱C的溫室溫濕度控制統(tǒng)設(shè)計，將對環(huán)境的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)做詳細的設(shè)計與實現(xiàn)。 立題的目的及意義 AT89C52 單片機是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測控制、機電一體化等方面取得了令人矚目的成果，用其作為溫濕度控制系統(tǒng)的實例也很多。 [關(guān)鍵詞 ]AT89C52； DTH11； 1602LCD； II Design and Research of Greenhouse Environmental Monitoring System Based on Single Chip Microp