【文章內(nèi)容簡介】 201KR24VCC 圖 41 濕度測量電路圖 此電路為典型的 555 雙 穩(wěn)態(tài)電路。 HS1101/HS1100 作為電容變量接在 555 的 TRIG 與THRES 兩引腳上，引腳 7 用作電阻 R20 的短路。 等量電容 HS1101/HS1100 通過 R19 與 R20 充電到門限電壓（約 ），通過 R19 放電到觸發(fā)電平（約 ），然后 R20 通過引腳 7 短路到地。傳感器由不同的電阻 R20 與R19 充放電。 電壓輸出典型參數(shù)（ @VCC=5V， 25℃ ） 如表 41 表 41 HS1101 濕度傳感器電壓輸出典型參數(shù)（ @VCC=5V， 25℃ ） RH 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Vout 溫度測量電路 因?yàn)樵诒鞠到y(tǒng)中采用了 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，所以后續(xù)電路簡單，只需將傳感器的數(shù)據(jù)輸入 /輸出管腳直接接到單片機(jī) I/O 口，通過單片機(jī)的控制 DS18B20 傳感器并實(shí)時(shí)讀取空氣溫度 [1]。數(shù)字溫度傳感器的測量電路如圖 42 所示： 15 DQ2GND1VCC3U5DS1820VCC 圖 42 溫度測量電路圖 光照度測量電路 系統(tǒng)采用價(jià)格低廉的光敏電阻測量光照度，因其沒有良好的線性度，所以只能大致的測量。根據(jù)光敏電 阻在不同的光照下有不同的阻值，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后輸入到單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。其與 ADC0804 的連接電路如圖 43： CS1RD2WR3INTR5DB711DB612DB513DB414DB315DB216DB117DB018VCC20VIN+6VIN 7AGND8VREF/29DGND10CLK IN4CLK R19U1ADC0804LCN1KR13光敏電阻10KR9150pFC310KR161KR17Res21KR18Res2VCCVCCWRRDCS110KR1110KR15 圖 43 ADC0804 與單片機(jī)的連接電路圖 數(shù)據(jù)顯示電路 系統(tǒng)采用了 LCD1602 液晶顯示屏 [8]， LCD1602 液晶是一款很常用，也很易用的字符液晶?？梢燥@示 2 行每行 16 個(gè)字符，對比度可調(diào)、黃綠色背光。與單片機(jī)的鏈接電路 如圖 44： 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16P1 LCD1602RSLCDWRLCDEN VCC10R3VCC10KR7Res TapVCC10KR210KR410KR510KR610KR810KR1010KR1210KR14 圖 44 LCD1602 與單片機(jī)的連接電路圖 復(fù)位電路 為了確保系統(tǒng)中的電路溫度可靠工作，復(fù)位電路 [9]是必不可少的部分 ，其第一功能 就是低電平復(fù)位，低電平復(fù)位是在通電瞬間通過充電來實(shí)現(xiàn)的。手動(dòng)復(fù)位是指通過接通一按鍵開關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)上電運(yùn)行后，如果需要復(fù)位，只需通過手動(dòng)復(fù)位就可以實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)使用的復(fù)位電路如圖 45 所示： 10uFC1S1SWPB10KR1VCC 圖 45 復(fù)位電路圖 鍵盤電路 本設(shè)計(jì)采用的鍵盤掃面電路采用簡單的低電平掃描方式，即采用開關(guān)的一端與單片機(jī) 17 I/O 口相連，另一端接地的方式，用單片機(jī)檢測 I/O 口是否是低電平來判斷鍵盤是否被按下[10]。這樣的方式可以方便鍵盤掃描部分的的編程。鍵盤電路 如 圖 46： S2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPB 圖 46 鍵盤電路圖 繼 電器控制電路 單片機(jī)是一個(gè)弱電器件，一般情況下它們大都工作在 5V 甚至更低。驅(qū)動(dòng)電流在 mA 級以下。而要把它用于一些大功率場合，比如控制電動(dòng)機(jī) ,顯然是不行的 .所以，就要有一個(gè)環(huán)節(jié)來銜接 ,這個(gè)環(huán)節(jié)就是所謂的 功率驅(qū)動(dòng) 。繼電器驅(qū)動(dòng)就是一個(gè)典型的、簡單的功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)。在這里 ,繼電器驅(qū)動(dòng)含有兩個(gè)意思：一是對繼電器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)槔^電器本身對于單片機(jī)來說就是一個(gè)功率器件；還有就是繼電器去驅(qū)動(dòng)其他負(fù)載 ,比如繼電器可以驅(qū)動(dòng)中間繼電器，可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器，所以，繼電器驅(qū)動(dòng)就是單片機(jī)與其他大功率負(fù)載接口 [11]。本設(shè)計(jì)采用的繼電器控制電路如圖 47： K1RelaySPDT1KR3010KR33VCCVCCRELAY1Q1NPND1Diode 1N5401123排氣扇及噴霧設(shè)備Header 3H 18 圖 47 繼電器控制電路圖 圖中的三極管起開關(guān)的作用，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合。單片機(jī)輸出低電平時(shí)，繼電器斷開。二極管起保護(hù)作用，防止繼電器產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢燒壞 三極管或 繼電器。 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：（ 1）鍵盤掃描 [12]。（ 2）各項(xiàng)參數(shù)的采集。（ 3）各項(xiàng)參數(shù)在液晶上的顯示。（ 4）各項(xiàng)參數(shù)的繼電器控制。 主程序流程 圖 主程序的流程如圖 51 19 開 始掃 描 鍵 盤清 標(biāo) 志清 顯 示初 始 化 和 位定 義各 參 數(shù) 采 集各 參 數(shù) 顯 示各 參 數(shù) 與 設(shè) 置 值 比較 ， 是 否 需 要 調(diào) 節(jié) ？啟 動(dòng) 繼 電 器控 制 電 路 ，調(diào) 節(jié) 參 數(shù)YN結(jié) 束 圖 51 主程序流程圖 當(dāng) 單片機(jī)上電后，主程序開始運(yùn)行，程序以開始初始化各參數(shù)的設(shè)置和端口定義后，清各標(biāo)志位和 LCD1602 的顯示，然后進(jìn)行鍵盤掃描，再利用各傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，將采集的數(shù)據(jù)和設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行對比，如果對比結(jié)果顯示需要調(diào)節(jié)，啟動(dòng)相應(yīng)的繼電器控制電路對溫室中需要調(diào)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)并顯示在 LCD1602 上，如果比較結(jié)果顯示不需要調(diào)節(jié)，則不啟動(dòng)繼電器控制電路，直接顯示參數(shù)，然后對鍵盤進(jìn)行循環(huán)掃描。 20 參數(shù)測量子程序流程如圖 52 開 始聲 明 變 量 與函 數(shù)調(diào) 用 顯 示 函數(shù)啟 動(dòng) A / D讀 取 轉(zhuǎn) 換 值完 成 轉(zhuǎn) 換NY結(jié) 束 圖 52 參數(shù)測量子程序流程圖 子程序開始先聲明變量和調(diào)用的函數(shù)后，調(diào)用顯示函數(shù)，啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0804 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化如果未完成，單片機(jī)進(jìn)行等待。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，然后循環(huán)調(diào)用顯示函數(shù)和進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 鍵盤掃描子程序流程如圖 53 21 開 始掃 描 鍵 盤判 斷 是 否有 鍵 按 下 ?稍 做 延 遲是 否 真 的 有鍵 按 下 ?NYNYS 1 是 否 按下 ？S 4 是 否 按下 ？進(jìn) 入 設(shè) 置 模式進(jìn) 入 切 換 顯示 模 式判 斷 S 1 按下 的 次 數(shù)判 斷 S 4 按下 的 次 數(shù)設(shè) 置 溫 度設(shè) 置 濕 度 設(shè) 置 光 照 度顯 示 設(shè) 置 濕度 和 實(shí) 時(shí) 濕度顯 示 設(shè) 置 溫度 和 實(shí) 時(shí) 溫度顯 示 設(shè) 置 濕度 和 實(shí) 時(shí) 光照 度NNYY1 次2 次3 次1 次3 次2 次S 2 是 否 按下 ？S 3 是 否 按下 ？當(dāng) 前 設(shè) 置 的參 數(shù) 加 一當(dāng) 前 設(shè) 置 的參 數(shù) 減 一YYN N當(dāng) 前 設(shè) 置 參數(shù) 不 變結(jié) 束 22 圖 53 鍵盤掃描流程圖 鍵盤掃描子程序一開始先掃描按鍵，判斷是否有按鍵被按下，確定有按鍵被按下時(shí)判斷被按下的是哪個(gè)按鍵，如果是按鍵 S1，系統(tǒng)將進(jìn)入設(shè)置模式，這時(shí) 按鍵 S2和 S3 被啟用，進(jìn)入那個(gè)參數(shù)的設(shè)置取決于按鍵 S1 被按下的次數(shù)， S1 被按下一次，進(jìn)行溫度值設(shè)置， S1被按下兩次，進(jìn)行濕度值設(shè)置， S1 被按下三次，進(jìn)行光照度設(shè)置，當(dāng)按下第四次，返回正常顯示，按鍵 S2 和 S3 被禁用。按鍵 S2 和 S3 作用是調(diào)節(jié)參數(shù)值，每次按下 S2，當(dāng)前設(shè)置的參數(shù)值就加一。每次按下 S3，當(dāng)前設(shè)置的參數(shù)值就減一。 參考文獻(xiàn) [1] 梅曉榕 ,柏桂珍 ,張卯瑞 .自動(dòng)控制元件及線路 [M].北京 :科學(xué)出版社 ,20xx [2] 張義和 ,王敏男 ,許宏昌 ,余長春 .例說 51 單片機(jī)（ C 語言版） [M].北京 :人民郵電 出版社 ,20xx,6 [3] 濕度傳感器 HS1101 的原理與應(yīng)用 [EB/OL].中國電子科技信息網(wǎng) . 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The system use Realtime and continuous detection, display intuitively and control automatically on soil moisture, ambient temperature, illuminance in the process of plant growth. To overe the defects from the traditional manual methods of measurement which can not measure