基于單片機的大棚溫濕度設計(編輯修改稿)
2024-07-24 19:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲器。 電子 104 班 蘇宇寧 大棚溫濕度設計 3 圖 21 DS18B20 溫度傳感電路 方案設計根據(jù)設計要求確定了系統(tǒng)的總體方案，整個系統(tǒng)由單片機、溫濕度傳感器、顯示模塊、報警器、溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及鍵盤等 6 部分組成。系統(tǒng)功能原理圖如圖 1 所示。用戶預先輸入溫濕度報警值到程序中，該值作為系統(tǒng)閾值。溫濕度傳感器監(jiān)測值傳輸給單片機，當單片機比較監(jiān)測到的數(shù)值超出所設定閾值時，驅動蜂鳴器報警，并為溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供控制信號，實現(xiàn)自動控制。溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括加濕模塊、除濕模塊、加溫模塊和制冷模塊。圖 22 DHT11 電路連接圖單片機發(fā)送一次開始信號后，DHT11 從低功耗模式轉換到高速模式，等待主機開始信號結束后，DHT11 發(fā)送響應信號，送出 40bit 的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集，如果沒有接收到單片機發(fā)送來的信號，DHT11 不會主動進行溫度采集，采集數(shù)據(jù)后轉換到低速模式。濕度測量范圍 1%～99%；最小進步為 1%；電子 104 班 蘇宇寧 大棚溫濕度設計 4 第 3 章 設計部分 硬件設計單片機是整個系統(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?？刂齐娐返暮诵钠骷怯擅绹?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。 10UFC310KR1S1VCCRST位位位位 圖 31 復位電路圖 圖 32 時鐘電路112MC130pC230pXTAL2XTAL1位位位位電子 104 班 蘇宇寧 大棚溫濕度設計 5 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 CC2 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 CC2 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 1282 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、0000000006 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 87H90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FHLCD 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 BD=1: 整體顯示 ONC=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 D
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