【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)要完成的設(shè)計(jì)功能是：1） 實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室大棚溫濕度參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，測(cè)量空間的溫度和濕度，由單片機(jī)對(duì)采集的溫濕度值進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、顯示，實(shí)現(xiàn)溫濕度的智能檢測(cè)。2）超越數(shù)據(jù)的及時(shí)報(bào)警，并啟動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫室的目的。3）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力。要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)： 1）測(cè)溫范圍： 0。C 99。C 2）測(cè)溫精度： ℃（12 位） 3）測(cè)濕范圍： 0~99 %RH 4）測(cè)濕精度： %RH（12 位）5）溫度顯示：范圍: 0~99℃。分辨率：1 ℃6）濕度顯示：范圍： 0~99%RH。分辨率：1%RH7）電源：DC:3~5v 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則要求單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性高、操作維護(hù)方便、性價(jià)比高等特點(diǎn)。 可靠性高可靠性是單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的前提，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都應(yīng)該將可靠性作為首要的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。提高系統(tǒng)的可靠性通常從以下幾個(gè)方面考慮：使用可靠性高的元器件；設(shè)計(jì)電路板時(shí)布線和接地要合理；對(duì)供電電源采用抗干擾措施；輸入輸出通道抗干擾措施；進(jìn)行軟硬件濾波；系統(tǒng)自診判斷功能等。 操作維護(hù)方便在系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從操作者的角度考慮操作和維護(hù)方便，盡量減少對(duì)操作人員專用知識(shí)的要求，以利于系統(tǒng)的推廣。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能減少人機(jī)交換接口，多采用操作內(nèi)置或簡(jiǎn)化的方法。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)配有現(xiàn)場(chǎng)故障自動(dòng)診斷程序，一旦發(fā)生故障能保證有效地對(duì)故障進(jìn)行定位，以便進(jìn)行維修。 性價(jià)比單片機(jī)除體積小、功耗低等特點(diǎn)外，最大的優(yōu)勢(shì)在于高性能價(jià)格比。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能否被廣泛使用，性價(jià)比是其中一個(gè)關(guān)鍵因素。因此，再設(shè)計(jì)Comment [A2]: 全用的是 杠，別忘記改圖中了。下面相同的就都改一下。我不再重復(fù)說(shuō)了時(shí)，除了保持高性能外，盡可能降低成本，如簡(jiǎn)化外圍硬件電路，在系統(tǒng)性能和速度允許的情況下盡可能使用軟件功能取代硬件功能等。以單片機(jī)為控制核心，采用溫濕度測(cè)量，通信技術(shù)，控制技術(shù)等技術(shù)，以溫濕度傳感器作為測(cè)量元件，構(gòu)成智能溫濕度測(cè)量控制系統(tǒng)?？煞譃闇貪穸葴y(cè)量電路，顯示電路，聲光報(bào)警電路，溫濕度控制電路，見(jiàn)圖 件有：AT89C51，溫濕度傳感器 AM2301，1602LCD 顯示模塊，降溫裝置風(fēng)扇，升溫裝置加熱器，増濕裝置噴霧器，除潮裝置除潮器，紅綠 LED燈，報(bào)警裝置蜂鳴器等。5 1單片機(jī)A M 2 3 0 1數(shù)字溫濕度傳感器L C D 液晶報(bào)警系統(tǒng)溫濕度控制系統(tǒng)判斷圖 系統(tǒng)的組成本系統(tǒng)以單片機(jī) Atmel89C51為核心，數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示、報(bào)警都要通過(guò)單片機(jī)。數(shù)據(jù)采集通過(guò)單總線的智能數(shù)字溫濕度傳感器 AM2301完成；通過(guò)單片機(jī)把采集的數(shù)據(jù)顯示在 1602LCD上；當(dāng)采集的數(shù)據(jù)超出給定范圍時(shí)，有蜂鳴器實(shí)時(shí)報(bào)警，并顯示紅燈提示，并進(jìn)行相應(yīng)的控制處理。在整個(gè)系統(tǒng)中采用了AM2301 單總線技術(shù)，采用單片機(jī)語(yǔ)言溫室溫濕度控制系統(tǒng)是以 89C51 單片機(jī)作為中央控制裝置，風(fēng)扇，加熱設(shè)備，加濕設(shè)備，排潮設(shè)備等。 89C51 作為中央控制裝置，負(fù)責(zé)中心運(yùn)算和控制，協(xié)調(diào)系統(tǒng)各個(gè)模塊的工作。 風(fēng)扇：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的降溫工作。 加熱設(shè)備：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的加熱工作。 噴霧設(shè)備：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的加濕工作。 排潮設(shè)備：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的去濕工作。 雙色燈，報(bào)警模塊：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的報(bào)警功能。如果當(dāng)前的溫度超過(guò)用戶設(shè)定的界限值時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)警，雙色燈在單片機(jī)的控制下有規(guī)律的切換，同時(shí)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警聲，通知用戶采取相應(yīng)的措施。系統(tǒng)工作流程圖見(jiàn)圖 系統(tǒng)初始化溫濕度檢測(cè)判斷 不報(bào)警報(bào)警5 1單片機(jī)溫濕度控制系統(tǒng)L C D液晶顯示5 1單片機(jī)L C D液晶顯示終止符合不符合圖 系統(tǒng)的工作原理圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)上面的總體方案和實(shí)施措施的討論后可以開(kāi)始著手硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，硬件系統(tǒng)是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)根據(jù)總體功能和性價(jià)比及其運(yùn)行速度等因素的考慮，選用 MCS51 系列的89C51 為主機(jī)，滿足上面的要求而且設(shè)計(jì)方便，不需要再存儲(chǔ)擴(kuò)展。 AT89C51 單片機(jī)MCS51 系列單片機(jī)主要包括基本型產(chǎn)品 8031/8051/8751(對(duì)應(yīng)的低功耗型80C31/80C51/87C51 和增強(qiáng)型產(chǎn)品 8032/8052/8752。雖然他們是 8 位的單片機(jī)，但是具有品種全、兼容性強(qiáng)性能價(jià)格比高等特點(diǎn)且軟硬件應(yīng)用設(shè)計(jì)資料豐富齊全，已為我國(guó)廣大工程技術(shù)人員所熟悉和掌握。在 20 世紀(jì) 80 年代和 90 年代，MCS51 系列單片機(jī)是在我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的單片機(jī)機(jī)型之一。中央微處理器 AT89C51： AT89C51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89C51 具有如下特點(diǎn)：40 個(gè)引腳，4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） ，32 個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套中斷，2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2 個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89C51 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率，并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式。AT89S51 單片機(jī)綜合了微型處理器的基本功能。按照實(shí)際需要，同時(shí)也考慮到設(shè)計(jì)成本與整個(gè)系統(tǒng)的精巧性，所以在本系統(tǒng)中就選用價(jià)格較低、工作穩(wěn)定的 AT89C51 單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制器。圖 AT89C51 單片機(jī)實(shí)物圖C P U運(yùn)算器控制器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器R A M看門(mén)狗定時(shí)器P 1串行口P 0 P 2程序存儲(chǔ)器4 K B F l a s h R O M特殊功能寄存器（ S F R ）定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器1 6 位兩個(gè)P 3中斷系統(tǒng)X T A LX T A L圖 AT89C51 單片機(jī)片內(nèi)硬件結(jié)構(gòu)圖總線型 非總線型I圖 AT89C51 單片機(jī)引腳封裝1 2 3 4 5 6 7 8 9 10123145167189204039837635432310298 27 6 25 4 23 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1020228 17 6 15 4 13 2 1 1VSP0RST 注 ： 類(lèi) 似 的 還 有 Philps公 司 的 87LPC64， 20引 腳 X8/75/（ 751） ， 24引 腳 8749（ 2） ， 28引 腳 C5， 8引 腳 等 等C5/89C1 C20Comment [A3]: 圖形和文字是互相呼應(yīng)的，正文中沒(méi)有引用圖形呀？相同的錯(cuò)誤請(qǐng)一塊改了 AT89C51引腳簡(jiǎn)單介紹40個(gè)引腳按其功能可分為如下 3類(lèi)：電源及時(shí)鐘引腳——VCC、VSS；XTALXTAL2?？刂埔_——PSEN、ALE/PROG、EA/VPP、RST。I/O口引腳——P0、PPP3，為 4個(gè) 8位 I/O口的外部引腳[4]。 時(shí)鐘電路AT89C51單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都以時(shí)鐘信號(hào)為準(zhǔn)，有條不紊、一拍一拍地工作。因此時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成震蕩的高增益反相放大器，它的輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為 XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體和微調(diào)電容，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自己振蕩器。外部時(shí)鐘方式時(shí)外部時(shí)鐘電源直接接到 XTAL1端，XTAL2 端懸空。 圖 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需給 AT89C51的復(fù)位引腳 RST加上大雨 2個(gè)機(jī)器周期（即 24個(gè)時(shí)鐘震蕩周期）的高電平就可使 AT89C51復(fù)位。復(fù)位電路通常采用上自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。上電復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路給電容 C充電加至 RST引腳一個(gè)短的高電平信號(hào)，次信號(hào)隨著 VCC對(duì)電容 C的充電過(guò)程而逐漸回落，即 RST引腳上的高電平持續(xù)時(shí)間取決