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正文內(nèi)容

基于單片機的大棚溫濕度設計(編輯修改稿)

2024-10-04 09:58 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 是整個系統(tǒng)的控制中樞,它指揮外圍器件協(xié)調(diào)工作,從而完成特定的功能。硬件實現(xiàn)上采用模塊化設計,每一模塊只 實現(xiàn)一個特定功能,最后再將各個模塊搭接在一起。這種設計方法可以降低系統(tǒng)設計的復雜性。系統(tǒng)電路原理圖如圖 2所示。本系統(tǒng)主要硬件設計包括電源電路、晶振電路、復位電路、 LCD 顯示電路以及溫濕度傳感器電路。 控制電路的核心器件是由美國 Atmel公司生產(chǎn)的 AT89S52單片機,屬于 MCS51系列。AT89S52 是一種低功耗、高性能的 CMOS8 位微控制器,具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器,采用的工藝是 Atmel 公司的高密度非易失存儲器技術;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;在單芯片上, 擁有靈巧的 8位 CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash,使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案;價格低廉、性能可靠、抗干擾能力強。因此廣泛應用于工業(yè)控制和嵌入式系統(tǒng)中。 AT89S52 外圍電路 簡述 單片機 AT89S52 作為主控芯片,控制整個電路的運行。單片機外圍需要一個復位電路,復位電路的功能是:系統(tǒng)上電時提供復位信號,直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后,撤消復位信號。為可靠起見,電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號,以防電源開關或電源插頭分 合過程中引起的抖動而影響復位。該設計在電源 電壓瞬間下降時可以使電容迅速放電,可令系統(tǒng)可靠復位。 圖 31 復位電路圖 圖 32 時鐘電路 AT89S52中有一個用于構成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器,引腳 XTAL1和 XTAL2分別為該反向放大器的輸入端和輸出端。這個反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶10UFC310KR1S1VCCRST復位電路112MC130pC230pXTAL2 XTAL1振蕩電路電子 104 班 蘇宇寧 大棚溫濕度設計 5 體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器。 外接石英晶體 (或陶瓷諧振器 )及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路 。對外接電容 C C2 雖然沒有十分嚴格的要求 ,但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體 ,電容應該使用 30pF。 還可以使用外部時鐘。這種情況下 ,外部時鐘脈沖接 XTAL1 端 ,即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端 , XTAL2 應懸空。 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)時間和最大低電平持續(xù)時間應符合產(chǎn)品技術條件的要求。 液晶顯示模塊電路設計 這部分設計液晶屏顯示,包括 顯示溫度、顯示濕度以及設置溫濕度上下限值。 LCD12864 內(nèi)部提供 128 2字節(jié)的字符顯示 RAM 緩沖區(qū)( DDRAM)。字符顯示是通過將字符顯示編碼寫入該字符顯示 RAM實現(xiàn)的。根據(jù)寫入內(nèi)容的不同,可分別在液晶屏上顯示 CGROM(中文字庫)、 HCGROM( ASCII 碼字庫)及 CGRAM(自定義字形)的內(nèi)容。三種不同字符 /字型的選擇編碼范圍為: 0000~ 0006H(其代碼分別是 0000、 000 0000006 共 4 個)顯示自定義字型, 02H~ 7FH 顯示半寬 ASCII 碼字符, A1A0H~ F7FFH 顯示8192 種 GB2312 中文字庫字形。字符顯示 RAM 在液晶模塊中的地址 80H~ 9FH。字符顯示的 RAM 的地址與 32 個字符顯示區(qū)域有著一一對應的關系,其對應關系如下表 3所示。 表 3: 80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H 90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH 98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FH LCD 通過 RS、 R/W、 E構成的時序圖實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀與寫,時序圖如圖 5圖 55所示。 電子 104 班 蘇宇寧 大棚溫濕度設計 6 圖 33 MPU 寫資料到 ST7920( 8 位數(shù)據(jù)線模式) 圖 34 MPU 從 ST7920 讀資料( 8 位數(shù)據(jù)線模式) 模塊控制芯片提供兩套控制命令,基本指令和擴充指令如下表 表 5: 指令表 4:( RE=0:基本指令) 指 指 令 碼 功 能 令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清除 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 將 DDRAM填滿 20H,并且設定 DDRAM的地址計數(shù)器 (AC)到 00H 地址 歸位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 設定 DDRAM 的地址計數(shù)器 (AC)到00H,并且將游標移到開頭原點位置 。這個指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容 顯示狀態(tài)開 /關 0 0 0 0 0 0 1 D C B D=1: 整體顯示 ON C=1: 游標 ON B=1:游標位置反白允許 進入點 設定 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 指定在數(shù)據(jù)的讀取與寫入時 ,設定游標的移動方向及指定顯示的移位 游標或顯示移位控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 設定游標的移動與顯示的移位控制位 。這個指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容 功能 設定 0 0 0 0 1 DL X RE X X DL=0/1: 4/8位數(shù)據(jù) RE=1: 擴充指令操作 RE=0: 基本指令操作 設定CGRAM 地址 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設定 CGRAM 地址 電子 104 班 蘇宇寧 大棚溫濕度設計 7 設定DDRAM 地址 0 0 1 0 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設定 DDRAM 地址(顯示位址) 第一行: 80H- 87H 第二行: 90H- 97H 讀取忙標志和地址 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 讀取忙標志 (BF)可以確認內(nèi)部動作是否完成 ,同時可以讀出地址計數(shù)器 (AC)的值 寫數(shù)據(jù)到 RAM 1 0 數(shù)據(jù) 將數(shù)據(jù) D7—— D0 寫入到內(nèi)部的RAM (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 讀出RAM 的值 1 1 數(shù)據(jù) 從內(nèi)部 RAM讀取數(shù)據(jù) D7—— D0 (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 指令表 5:( RE=1:擴充指令) 指 指 令 碼 功 能 令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 待命 模式 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 進入待命模式 ,執(zhí)行其他指令都棵終止 待命模式 卷動地址開關開啟 0 0 0 0 0 0 0 0 1 SR SR=1:允許輸入垂直卷動地址 SR=0:允許輸入 IRAM 和CGRAM地址 反白 選擇 0 0 0 0 0 0 0 1 R1 R0 選擇 2 行中的任一行作反白 顯示,并可決定反白與否。初始值 R1R0= 00,第一次設定為反白顯示,再次設定變回正常 睡眠 模式
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