【導(dǎo)讀】摘要:本文利用AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)一個大棚的溫濕度檢測系統(tǒng)，主要闡述了基于AT89C51單片機(jī)的溫。濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，主要電路及相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)等。采用模塊化、層次化設(shè)計(jì)。單片機(jī)作為控制器，AD590作為溫度傳感器，HIH3610作為濕度傳感器，構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過ADC0809. 定是否需要聲光報(bào)警。實(shí)現(xiàn)對大棚的溫濕度的顯示與報(bào)警。系統(tǒng)電路簡單、集成度高、工作穩(wěn)定、調(diào)試方。便、檢測精度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

　　

【正文】 的時間進(jìn)行自動的做記錄，省去人工的記錄麻煩。 MAX232 的 T1IN 和單片機(jī)的 相連， R1 OUT 和單片機(jī)的 相連。上位機(jī)通信電路仿真圖如圖 所示： 圖 上位機(jī)通信電路 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言 軟件對整個系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的，是整個系統(tǒng)的靈魂，整個系統(tǒng)的執(zhí)行操作都是在軟件的協(xié)調(diào)指揮下進(jìn)行的。用于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的語言分為機(jī)器語言、匯編語言和高級語言。本系統(tǒng)軟件的編寫主要采用 C 語言編寫。 軟件的設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)過程中采用模塊化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念，即整個系統(tǒng)程序由許多相互獨(dú)立的具有各種功能的子程序模塊（如顯示模塊、延時模塊、中斷模塊等）組成，它們之間通過主程序的調(diào)用進(jìn)行工作。各子程序的之間的連接 原則是：各模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)關(guān)系較為緊湊，而模塊間數(shù)據(jù)關(guān)系較為松散，按執(zhí)行功能的不同劃分模塊。 皖西學(xué)院本科畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） 第 20 頁 整個軟件系統(tǒng)的程序從軟件的功能不同可分為兩類四個大模塊，即一類是主程序模塊，另一類是子程序模塊，包括：參數(shù)設(shè)置程序模塊、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集顯示模塊和報(bào)警程序模塊。 主程序是整個系統(tǒng)中最重要的程序，是一個軟件程序不可缺少的部分，是整個軟件的核心，專門用來協(xié)調(diào)各個執(zhí)行模塊和操作者的聯(lián)系，各個子程序都在主程序的協(xié)調(diào)下運(yùn)行，是一個無限循環(huán)的順序執(zhí)行的程序，當(dāng)有任何優(yōu)先級的中斷請求時，主程序的執(zhí)行可以被打斷，以處理相應(yīng)的中斷程序。如： 子程序的調(diào)用、硬件電路的復(fù)位信號等都可以中斷正在執(zhí)行中的主程序。主程序主要是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)剛運(yùn)行時的初始化、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自檢、響應(yīng)隨時可能出現(xiàn)的中斷請求進(jìn)而調(diào)用相應(yīng)的中斷子程序等。當(dāng)然也可以在主程序中安置一些具有一定功用的程序段。在本系統(tǒng)中的主程序的初始化工作主要完成對 ADC0809 的初始化。 環(huán)境參數(shù)溫濕度的檢測和相應(yīng)的控制指令都是在各個子程序中進(jìn)行，子程序是用來完成各種實(shí)質(zhì)性的工作的，如測量、計(jì)算、顯示、通訊等。每一個執(zhí)行軟件就是一個小的執(zhí)行模塊，在需要調(diào)用時可以在主程序中編寫調(diào)用語句，子程序的調(diào)用有利于軟件程 序的清晰化、明朗化，且可以簡化軟件的編寫工作，在 C 語言中還可以移植到其他的主程序中進(jìn)行使用。在程序開始需對子程序進(jìn)行聲明，各子程序模塊編寫好以后，就可以規(guī)劃主程序軟件了。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的主程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時性的條件，合理安排監(jiān)控軟件和執(zhí)行軟件之間的調(diào)度關(guān)系。 軟件設(shè)計(jì)思路為： 軟件執(zhí)行開始對各個端口進(jìn)行初始化；檢測 ADC0809 是否轉(zhuǎn)換完畢；若未完畢則繼續(xù)等待，若轉(zhuǎn)換完畢則對數(shù)字量進(jìn)行二進(jìn)制和十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換；判斷是否超過設(shè)定閾值，超過閾值則報(bào)警且進(jìn)行數(shù)碼管顯示，若未超過閾值則進(jìn)行數(shù) 碼管顯示 主流程圖見圖 ： 皖西學(xué)院本科畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） 第 21 頁 圖 主流程圖 5 系統(tǒng)仿真 本次設(shè)計(jì)采用 keil 進(jìn)行程序的編寫和 protues 進(jìn)行仿真，分模塊對電路進(jìn)行仿真能有針對性的查找到電路設(shè)計(jì)問題的所在，故本次試驗(yàn)對溫濕度測量、溫濕度顯示、報(bào)警電路三個模塊分別進(jìn)行仿真，最后綜合在一起。由于 peotues 中沒有 ADC0809 的仿真模型，故仿真中采用 ADC0808 進(jìn)行仿真，其使用方法和 ADC0809 相同。 開 始 初 始 化 0809 是否轉(zhuǎn)換完畢 數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換子程序 是否超過閾值范圍 顯示溫濕度子程序 顯示溫濕度并報(bào)警 返 回 Y N N Y 皖西學(xué)院本科畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） 第 22 頁 溫濕度測量模塊：由于仿真無法實(shí)現(xiàn)溫濕度的采集，故用電壓 源和滑動變阻器代替采集到的并經(jīng) AD590 或 HIH3610 轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電壓信號。然后經(jīng) 0809 轉(zhuǎn)換后送到單片機(jī)。 溫濕度顯示模塊：采用集成在一塊的四位八段數(shù)碼管顯示溫濕度值能夠降低連線的復(fù)雜性。輸入信號用電壓源與滑動變阻器代替，通過改變滑動變阻器的阻值來改變輸入信號的大小，來模擬溫濕度的變化。 P1 口接數(shù)碼管的段選信號，由 口、 口、 口和 口控制片選其中一個數(shù)碼管亮，四個數(shù)碼管以極短的時間間隔輪流亮，依靠人視覺的暫留，看到四個數(shù)碼管同時顯示相應(yīng)字符。 報(bào)警電路：包括報(bào)警燈和聲音報(bào)警。通過 和 來分別送報(bào)警信號。報(bào)警電路中，以紅色 LED 和蜂鳴器構(gòu)成，在檢測到輸入的溫濕度的信號后，系統(tǒng)會進(jìn)行判斷測試溫濕度與閾值溫濕度值之間的差異，當(dāng)檢測出的溫濕度在設(shè)定的溫濕度上下限外就會報(bào)警，即紅色 LED亮，同時蜂鳴器響。 整體：將溫濕度測量模塊的輸出端接至 ADC0809 的模擬輸入通道 0和 1。將報(bào)警燈和聲音報(bào)警電路的信號端分別接 和 。 P1 口接數(shù)碼管的段選信號。 口、 口、 口和 口接數(shù)碼管的片選信號。 6 總結(jié)與展望 在本設(shè)計(jì)中，主要是以 AT89C51 單片機(jī)為核心，從溫濕度檢測電路及 LED顯示電路的設(shè)計(jì)等幾個方面出發(fā)，對溫度和濕度的檢測進(jìn)行了簡單的設(shè)計(jì)與闡述，并結(jié)合一套完整的程序算法 ,給出了一套溫室大棚測量系統(tǒng)軟硬件解決方案。本次設(shè)計(jì)可以說是軟硬結(jié)合，又以硬件為主，軟件程序?yàn)檩o。給出了檢測系統(tǒng)各部分電路以及相對應(yīng)的子程序。采用模塊化、層次化設(shè)計(jì)。用新型的智能集成傳感器 AD590 和 HIH3610 實(shí)現(xiàn)對溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進(jìn)行信號的采集并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再運(yùn)用單片機(jī)AT89C51 進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為 顯示和報(bào)警電路提供信號 ,顯示部分采用 LED 顯示所測溫 皖西學(xué)院本科畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） 第 23 頁 濕度值 ,報(bào)警系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定報(bào)警的上下限值實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)對溫濕度的顯示報(bào)警。實(shí)驗(yàn)證明該設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對環(huán)境溫濕度精確測量，系統(tǒng)電路簡單、集成度高、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、檢測精度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。 通過這次設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我的動手、思考和解決問題的能力。使我懂得了理論應(yīng)用于實(shí)際是很重要的，紙上談兵是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，才能更好的理解理論，從實(shí)踐中得出結(jié)論，進(jìn)而提高自己的動手實(shí)踐能力和獨(dú)立思考解決問題的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到不少問題 ，在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，不能夠?qū)⑵湎到y(tǒng)的運(yùn)用。通過對相關(guān)資料的查閱和在老師的指導(dǎo)下，都一一解決。我也學(xué)到了很多課本內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問題，都受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項(xiàng)目。 對于本次設(shè)計(jì)，有以下幾點(diǎn)有待改進(jìn)，以提高控制力度。 、土壤濕度、空氣質(zhì)量等環(huán)境參數(shù)的測量和控制； ，如加溫降溫、加濕除濕的控制等。 致謝 在本次設(shè)計(jì)中，我要感謝我的導(dǎo)師 張斌老師。本系統(tǒng)的成功設(shè)計(jì)與張老師的幫助是密不可分的，他在忙碌的教學(xué)生活中審查、修改我的論文，再加上自身的努力才能圓滿地完成預(yù)期的目標(biāo)。他的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷也使我學(xué)習(xí)和研究的興趣越發(fā)濃厚。從論文的開題、研究現(xiàn)有資料直至系統(tǒng)電路圖的確定和論文初稿的審閱修改，張老師都給了很多指導(dǎo)，讓我對課題有了深入的了解、認(rèn)識，并最終完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。同時，張老師嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和負(fù)責(zé)任的精神深深地感染了我，張老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S，不僅僅教會我怎么去做，更是教會我怎么發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，我的研究思維和設(shè)計(jì)理念有了很大的提高， 使我終身受益。謹(jǐn)向張老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 皖西學(xué)院本科畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） 第 24 頁 我還要感謝馬磊和查全超等同學(xué)，在與他們交流的過程中，我獲得了相當(dāng)大的啟發(fā)，共同解決了設(shè)計(jì)上的疑惑，我也要感謝他們長期以來在生活和學(xué)習(xí)上對我的關(guān)心和幫助。同時也要感謝我的父母，不是你們我就不可能在大學(xué)校園里，也就不可能有這個畢業(yè)設(shè)計(jì)！ 再次向所有關(guān)心支持幫助過我的老師和同學(xué)們表示衷心感謝！ 參考文獻(xiàn) [1]. 胡漢才編著．單片機(jī)原理及其接口技術(shù)．北京：清華大學(xué)出版社， 1996. 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