【文章內(nèi)容簡介】 6位字符。LCD1602能耗低、可以顯示的內(nèi)容豐富、小巧輕薄，因此在各類的儀表和設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用得十分廣泛。 LCD1602主要技術(shù)參數(shù)顯示容量:162個(gè)字符 工作電壓:— ，工作電流:() 模塊最佳工作電壓: 字符尺寸:(WH)mm LCD1602引腳電路圖引腳如圖27所示：圖27 LCD引腳LCD1602引腳說明：VSS：電源，VDD：電源正極，VD：液晶顯示偏壓，RS：數(shù)據(jù)或者命令選擇，R/W：讀/寫選擇，E：使能信號(hào)，D0D7：數(shù)據(jù)，BLA：背光源正極，BLK：背光源負(fù)極LCD電路連接如圖28所示：圖28 LCD電路圖 警報(bào)系統(tǒng)系統(tǒng)的警報(bào)系統(tǒng)采用了聲光報(bào)警設(shè)計(jì)，在本系統(tǒng)中，當(dāng)溫度或者濕度超出了預(yù)定設(shè)置的參數(shù)范圍（溫度60℃），系統(tǒng)的光報(bào)警部分為紅色LED燈警報(bào)提示，聲報(bào)警部分為蜂鳴器警報(bào)提示，因?yàn)槿龢O管可以為蜂鳴器提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電流，所以在此處加入三極管來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。在正常的溫度和濕度下，系統(tǒng)檢測出的參數(shù)符合預(yù)先設(shè)定的要求，則警報(bào)器不發(fā)出警報(bào)[[][M].北京：科學(xué)出版社，2002,7880.]。電路連接如圖29所示：圖29 報(bào)警電路連接圖第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)智能溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分主要有：系統(tǒng)初始化數(shù)據(jù)收集模塊、數(shù)據(jù)判斷模塊、LCD顯示模塊、警報(bào)模塊。核心單元為AT89C51單片機(jī)，溫濕度傳感器對(duì)溫室大棚內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行測量，將測量到的溫度和濕度參數(shù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中，通過與預(yù)設(shè)的參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)所檢測的溫度參數(shù)超過預(yù)設(shè)范圍時(shí)（溫度60℃），自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)，警報(bào)裝置可發(fā)出聲光警報(bào)。數(shù)據(jù)參數(shù)直觀的顯示在顯示屏上。設(shè)計(jì)流程圖如圖31所示：圖31 運(yùn)行流程圖 初始化與數(shù)據(jù)采集模塊系統(tǒng)初始化模塊主要功能：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化、設(shè)定系統(tǒng)工作狀態(tài)。具體包括以下幾方面內(nèi)容：AT89C51單片機(jī)的初始化以及定義引腳、LCD1602的初始化以及它的運(yùn)行方式、整個(gè)系統(tǒng)開始正常狀態(tài)的運(yùn)行。整套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集由溫濕度傳感器采集，溫濕度數(shù)據(jù)監(jiān)測是本系統(tǒng)最重要的模塊之一，實(shí)現(xiàn)溫度和濕度的測量，實(shí)現(xiàn)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的功能。溫濕度傳感器采集了溫濕度模擬信號(hào)之后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)發(fā)送至AT89C51單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)的處理后，LCD1602液晶顯示屏上將直觀的顯示溫度、濕度的數(shù)值，以便于人們的操作。由此可以看出，溫度傳感器所測溫度、濕度的準(zhǔn)確度直接影響到了整套設(shè)計(jì)的最終結(jié)果。 數(shù)據(jù)判斷模塊經(jīng)過SHT10傳感器采集到的溫度和濕度的數(shù)值，要與提前預(yù)設(shè)好了的參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比。這就是溫濕度的判斷模塊了，兩個(gè)參數(shù)值先進(jìn)行判斷、對(duì)比，然后進(jìn)行操控。整個(gè)溫濕度參數(shù)的判斷模塊是這個(gè)系統(tǒng)的橋梁，它決定著系統(tǒng)接下來要執(zhí)行什么任務(wù)。經(jīng)模塊判斷，如果當(dāng)前的溫濕度參數(shù)超出了預(yù)設(shè)范圍，那么系統(tǒng)將觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)。溫度傳感器的精準(zhǔn)度直接影響到系統(tǒng)的運(yùn)行，因此本設(shè)計(jì)采用了SHT10溫濕度傳感器[[], and validation of a greenhouse climate control ,(406):4661.]。判斷流程如32所示：圖32 判斷流程圖 LCD1602顯示模塊系統(tǒng)的所測得的溫度值和濕度值是由LCD1602進(jìn)行顯示的。在系統(tǒng)初始化后，LCD1602上不顯示任何數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)發(fā)送至LCD1602時(shí)，顯示屏第一行顯示濕度值，第二行顯示溫度值。目前市場上的字符液晶大多數(shù)基于HD44780液晶芯片，它們的控制原理都是相同的，所以可以很方便的應(yīng)用于大部分的字符型液晶[[]V. Yu. Teplov,A. V. Anisimov. Thermostatting System Using a SingleChip Microputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier Effect[J] ,2002.]。液晶顯示器驅(qū)動(dòng)程序：void w_cmd(uchar ) //lcd1602寫命令{ rs=0。 lcd=。 en=1。 delay(5)。 en=0。}void w_data(uchar dat) //lcd1602讀數(shù)據(jù){ rs=1。 lcd=dat。 en=1。 delay(5)。 en=0。}void w_str(uchar *s) //lcd1602寫字符串{ while(*s) w_data(*s++)。}void lcd_int() //lcd1602初始化{ en=0。 w_cmd(0x38)。 w_cmd(0x0c)。 w_cmd(0x06)。 w_cmd(0x01)。 w_cmd(0x80+0x00)。 w_str(table0)。 w_cmd(0xc0+0x00)。 w_str(table1)。} 警報(bào)模塊本設(shè)計(jì)的警報(bào)模塊由兩部分組成，光報(bào)警和聲報(bào)警。單片機(jī)控制LED燈的報(bào)警狀態(tài)，經(jīng)過與預(yù)設(shè)溫濕度值的對(duì)比，系統(tǒng)測得的溫濕度值在其預(yù)設(shè)的安全范圍內(nèi)，LED等不被激活點(diǎn)亮；一旦超出了預(yù)設(shè)范圍，LED被激活亮燈。在光警報(bào)被激活的同時(shí)，聲警報(bào)也被激活。如果溫濕度值超出了預(yù)設(shè)范圍（溫度60℃），LED燈亮、蜂鳴器發(fā)聲，反之，測得的溫濕度在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，LED燈不亮，蜂鳴器不發(fā)聲。警報(bào)判斷程序如下： if(temset) //溫度高于設(shè)定，報(bào)警 { for (i = 0。 i 200。 i++) { SPK = 0。 for (j = 0。 j 100。 j++)。 SPK = 1。 for (j = 0。 j 100。 j++)。 } led=0。 } else { SPK = 1。 led=1。 }第四章 仿真與調(diào)試在本設(shè)計(jì)中，我們用到了Keil uVsionProteus進(jìn)行軟硬件的仿真調(diào)試。Keil C51是美國Keil Software公司研發(fā)的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，相比匯編，C語言在功能結(jié)構(gòu)、可讀性、維護(hù)方面上有著巨大的優(yōu)勢(shì)，易學(xué)而且運(yùn)用簡單。Keil提供了一整套開發(fā)方案，包括仿真調(diào)試器、宏匯編、C編譯器、庫管理、鏈接器等，通過uVsion 將它們組合在一起。Proteus是全球使用最普遍的EDA工具，從布局原理圖、調(diào)試程序到單片機(jī)與外接線路的仿真，PCB設(shè)計(jì)，從理論到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。是目前全球唯一將模擬仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。Proteus提供了最好的動(dòng)態(tài)仿真效果和視覺感受，強(qiáng)大而全面的數(shù)據(jù)庫，簡單易懂，功能強(qiáng)大。我們將寫好的程序編入Keil uVsion4中，并形成hex文件。如圖41所示：圖41 程序編譯通過程序的編譯，我們可以從下面的狀態(tài)欄看到此程序沒有出現(xiàn)編寫錯(cuò)誤，這時(shí)便可以打開Proteus軟件對(duì)其進(jìn)行模擬電路仿真了。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，結(jié)合Proteus中已有的功能，選擇適合的元器件，在Proteus中繪制出整體電路圖，如圖42所示：圖42 整體電路整體電路主要由AT89C51單片機(jī)、SHT10溫濕度傳感器、LCD1602液晶顯示器、LED燈、蜂鳴器以及各類電子元器件組成，選擇合適的位置對(duì)元器件進(jìn)行整體布局，形成簡單、實(shí)用、高效的整體電路圖。雙擊89C51單片機(jī)元件，彈出此對(duì)話框，如圖43所示：圖43 選擇源文件此時(shí)在“Program File”一欄中選擇之前已經(jīng)完成的hex文件，如圖44所示：圖44 選擇源文件現(xiàn)在電路屬于停止?fàn)顟B(tài)，我們點(diǎn)擊左下角的運(yùn)行（Play）按鈕，激活電路系統(tǒng)，開始仿真，如圖45所示：圖45 仿真按鈕仿真開始后，我們從上方的模擬LCD顯示屏中可以看到，系統(tǒng)的起始溫度在預(yù)設(shè)范圍以內(nèi)（60℃），故未發(fā)生警報(bào)（LED黑色，蜂鳴器未發(fā)出響聲），如圖46所示：圖46 整體電路圖此時(shí)的下方的LED燈、蜂鳴器均未響應(yīng)，我們通過模擬調(diào)節(jié)溫度（SHT10）來激活警報(bào)系統(tǒng)，如圖47所示：圖47 溫度調(diào)節(jié)將模擬器溫度調(diào)節(jié)至60℃以上，AT89C51單片機(jī)發(fā)生響應(yīng)，此時(shí)溫度已經(jīng)超出了預(yù)設(shè)范圍，系統(tǒng)發(fā)生警報(bào)，LED變紅，蜂鳴器發(fā)出聲響，如圖48所示：圖48 ℃、LED燈已亮、蜂鳴器報(bào)警通過上述仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的要求，當(dāng)溫度或者濕度超出了預(yù)定設(shè)置的參數(shù)范圍（溫度60℃），系統(tǒng)的光報(bào)警部分為紅色LED燈警報(bào)提示，聲報(bào)警部分為蜂鳴器警報(bào)提示。在正常的溫度和濕度下，系統(tǒng)檢測出的參數(shù)符合預(yù)先設(shè)定的要求，則警報(bào)器不發(fā)出警報(bào) 。第五章 結(jié)論以上為畢業(yè)論文所設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的智能溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)，先后完成了資料收集，方案的初步設(shè)計(jì)，各類硬件的選用，畫圖制作，電路的模擬仿真等。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心單元，利用溫濕度傳感器對(duì)溫室大棚內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行測量，通過與預(yù)設(shè)的參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)所測量的溫濕度參數(shù)超過預(yù)設(shè)范圍時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)，警報(bào)裝置可發(fā)出聲光警報(bào)，數(shù)據(jù)參數(shù)直觀的顯示在顯示屏上。運(yùn)用Keil、Proteus等軟件對(duì)電路進(jìn)行模擬仿真，在仿真中，通過模擬調(diào)節(jié)溫度值來激活警報(bào)功能，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本達(dá)到了預(yù)期效果。在單片機(jī)應(yīng)用發(fā)展初期的中國，MCS51系列的單片機(jī)在國內(nèi)的設(shè)計(jì)中運(yùn)用得十分普遍 [[]Yeager to troubleshoot your electronic scale[J]..Powder and Bulk .]。這一系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率，保障了生產(chǎn)質(zhì)量、保證了生產(chǎn)安全，智能溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)運(yùn)用得越來越廣泛。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在很大程度上提高了我的獨(dú)立思考和動(dòng)手能力，考察了我的專業(yè)知識(shí)，將課堂上所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到生活實(shí)際中，更加體會(huì)到了鉆研、創(chuàng)新的重要性。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，仿真與調(diào)試部分運(yùn)用到了沒有接觸過的Proteus仿真軟件，在自學(xué)使用軟件的過程中遇到了不小的麻煩，但