【導(dǎo)讀】根據(jù)課題要求進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，確定主要的技術(shù)參數(shù)；擬定總體方案，并進(jìn)行論證；器性能分析，使用說明。VandeBerg，翻譯/湯衛(wèi)國.荷蘭溫室控制系統(tǒng)的發(fā)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，2020：42-43.二氧化碳?xì)怏w對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)起著非常重要的作用。近些年來，我國北。由于不同作物所需的二氧化碳濃度不同，在二氧化碳的增施中又難于控制對(duì)。科技含量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增收，農(nóng)民增收具有深遠(yuǎn)的意義。針對(duì)不同的參數(shù)，可以通過鍵盤人為設(shè)定作物所期望的上、下限值。員通過主機(jī)打開相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償。本系統(tǒng)具有易于操作、運(yùn)行可靠、便于擴(kuò)充等特點(diǎn)。雜性增加傳感器實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)多目標(biāo)因子的檢測(cè)。系統(tǒng)體積小，操作非常簡(jiǎn)單，靈活性強(qiáng)，針對(duì)不同環(huán)境、不同作物的不同要求，可以隨時(shí)隨地修改極限報(bào)警值，人機(jī)界面友好。該系統(tǒng)具有功能強(qiáng)成本低的特點(diǎn)，適合在各種溫室或塑料大棚進(jìn)行環(huán)境因子檢測(cè)。

　　

【正文】 圖 7135 與單片機(jī)的接口電路 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)全雙工的串行通信口，即串行 接收和發(fā)送緩沖器（ SBUF），這兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收發(fā)送器，既可以接收數(shù)據(jù)也可以發(fā)送數(shù)據(jù)。但接收緩沖器只能讀出不能寫入，而發(fā)送緩沖器則只能寫入不能讀出，它們的地址為XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 99H。這個(gè)通信口既可以用于網(wǎng)絡(luò)通信，亦可實(shí)現(xiàn)串行異步通信，還可以構(gòu)成同步移位寄存器使用。如果在串行口的輸入輸出引腳上加上電平轉(zhuǎn)換器，就可方便地構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 接口 【 19】【 20】 。 RS232 簡(jiǎn)介 RS232C 是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)（ EIA）正式公布的，在異步串行通信中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)總線。適用于終端設(shè)備（ DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè) 備（ DCE）之間的接口。最高數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá) ，最長(zhǎng)傳送電纜可達(dá)到 15 米。 RS232 標(biāo)準(zhǔn)定義了 25 根引線，對(duì)于一般的雙向通信，只需使用串行輸入 RXD，串行輸出 TXD 和地線 GND， RS232 標(biāo)準(zhǔn)的電平采用負(fù)邏輯，規(guī)定 +3V～ +15V 之間的任意電平為邏輯 0 電平 ,3V～ 15V 之間的任意電平為邏輯 1 電平，與 TTL 和 CMOS 電平是不同的。在接口電路和計(jì)算機(jī)接口芯片中大都是 TTL/CMOS 電平，所以在通信時(shí)，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，以便與 RS232 標(biāo)準(zhǔn)的電平匹配。 MAX232C 芯片可以完成電平轉(zhuǎn)換這一工作。 MAX232C 芯片是 MAXIM 公司生產(chǎn)的低功耗，單電源雙 RS232 發(fā)送 /接受器。 MAX232C 芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器，可以把輸入的 +5V 電源變換為 RS232 輸出電平所需要的177。 10V 電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的 +5V 電源即可。 MAX232C 外圍需要 4 個(gè)電解電容 C1，C2， C3， C4，它們是內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換所需電容，其取值均為 1μ F/16V，選用鉭電容并且應(yīng)盡量靠近芯片； C5 為 F 的去藕電容。 MAX232C 的引腳 T1IN， T2IN， R1OUT， R2OUT為接 TTL/CMOS 電平的引腳 ，引腳 T1OUT， T2OUT， R1IN， R2IN 為接 RS232C 電平的引腳，因此 TTL/CMOS 電平的 T1IN， T2IN 引腳應(yīng)接 MCS51 的串行發(fā)送引腳 TXD； R1OUT，R2OUT 應(yīng)接 MCS51 的串行接收引腳 RXD。與之對(duì)應(yīng)的 RS232C 電平的 T1OUT， T2OUT 應(yīng)接 PC 機(jī)的接收端 RD； R1IN， R2IN 應(yīng)接 PC 機(jī)的發(fā)送端 TD。 芯片接口電路 采用 MAX232 接口電路如圖 所： XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 RS232 接口電路 選用其中的一路發(fā)送 /接收， R1OUT 接 MCS51 的 RXD， T1IN 接 MCS51 的 TXD， DB9連接器直接接到 PC 機(jī)上。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 電路設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線技術(shù)簡(jiǎn)介 在本系統(tǒng)中，由于選用的 EEPROM 芯片 24LC256 是通過 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線的方式與 AT89S52 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，下面?jiǎn)要介紹一下 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線技術(shù)。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ Inter Integrated Circuit）總線是 PHILIPS 公司為了簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)開發(fā)的一種用于內(nèi)部 IC 控制的簡(jiǎn)單的雙向兩線串行總線，是近年來在微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種新型總線標(biāo)準(zhǔn)。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡(jiǎn)單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。在主從通信中，可以有多個(gè) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線器件同時(shí)接到 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線上，通XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 過地址來識(shí)別通信對(duì)象。 !未找到引用源。 總線硬件結(jié)構(gòu) 【 21】【 22】 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線通過兩根線 (串行數(shù)據(jù)線 SDA 和串行時(shí)鐘線 SCL)使掛接到總線上的器件相互進(jìn)行信息傳遞。典型的 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線結(jié)構(gòu)如圖 所示?？偩€端口輸出為開漏結(jié)構(gòu)，故總線上必須有上拉電阻 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，上拉電阻與電源電壓 VCC、 SDA/SCL、總線串接電阻有關(guān)，通常可選 5～ 10K。 圖 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線結(jié)構(gòu) 傳統(tǒng)的單片機(jī)串行接口的發(fā)送和接收一般都各用一條 線，如 MCS51 系列的 TXD 和RXD，而 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線則根據(jù)器件的功能通過軟件程序使其可工作于發(fā)送或接收方式。當(dāng)某個(gè)器件向總線上發(fā)送信息時(shí)，它就是發(fā)送器 (也叫主器件 )，而當(dāng)其從總線上接收信息時(shí)，又稱為接收器 (也叫從器件 )。 !未找到引用源。 總線的數(shù)據(jù)傳輸 主 從機(jī)之間一次數(shù)據(jù)傳送稱為一幀。由啟動(dòng)信號(hào)、若干個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)和應(yīng)答位以及停止信號(hào)組成。掛接到總線上的所有外圍器件、外設(shè)接口都是總線上的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)固定的節(jié)點(diǎn)地址。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線上的所有的外圍器件都有規(guī) 范的器件地址。器件地址由 7 位組成，它和 1 位方向位構(gòu)成了 錯(cuò)誤 !未找到引用源。總線器件的尋址字節(jié)。尋址格式如表 ： 表 子機(jī)地址 器件地址 (DA3,DA2,DA1,DAO)：是 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線外圍接口器件固有的XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 地址編碼，器件出廠時(shí)就己給定。 引腳地址 (A2,A1,AO)：是 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線外圍器件地址端口， A2,A1,A0在電路中接電源或接地的不同 ，形成的地址數(shù)據(jù)也不同。 數(shù)據(jù)方向（ R/W）：規(guī)定了總線上主節(jié)點(diǎn)對(duì)從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送方向。 0 表示主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)， 1 表示主機(jī)接收數(shù)據(jù)。 在數(shù)據(jù)傳送過程中，首先由主機(jī)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào) (S)、然后由主機(jī)發(fā)送尋址字節(jié)、應(yīng)答、發(fā)送數(shù)據(jù)、應(yīng)答??直到中止 (P)。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線的設(shè)備都有一個(gè)七位地址，所有連接在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 總線上的設(shè)備都接收尋址字節(jié)，并將接收到的地址與自己的地址進(jìn)行比較，如果地址相符則為主機(jī)要尋訪的從機(jī)，發(fā)應(yīng)答信號(hào)。 24LC256 芯片與單片機(jī)的接口電路 24LC256 是內(nèi)含 32K 8 位低功耗 CMOS 的 EEPROM，具有工作電壓寬 (～ )、擦寫次數(shù)多 (大于 10000 次 )、寫入速度快 (小于 10ms)等特點(diǎn)。圖 316 為 24LC256 的引腳圖。圖中 A0,A1,A2 是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。 VCC 為電源， VSS為接地端。 SDA 為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端， SCL 串行時(shí)鐘輸入端， WP 為寫保護(hù)。 （ a） 24LC256 管腳圖 （ b） 24LC256 與單片機(jī)的接口電路 圖 24LC256 芯片與單片機(jī)的接口電路 鍵盤電路設(shè)計(jì) XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 利用鍵盤，人們可以很方便的實(shí)現(xiàn)向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)或讓系統(tǒng)去執(zhí)行某一項(xiàng)命令。因此，鍵盤接口技術(shù)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)及要求，本文共設(shè)置了 4 個(gè)按鍵，采用查詢方式的獨(dú)立按鍵，下文詳細(xì)介紹各按鍵所對(duì)應(yīng)的功能，具體如下： 參數(shù)控制鍵 K1：持續(xù)按住該鍵 3 秒，數(shù)碼管呈閃爍狀態(tài)，表示儀表已進(jìn)入控制值設(shè)置狀態(tài)，若此時(shí)按下加一鍵 K2 或者減一鍵 K3 則該數(shù)碼管數(shù)值呈連續(xù)遞增或遞減，直至達(dá)到需要的數(shù)值，然后再按下參 數(shù)控制鍵進(jìn)入下一個(gè)參數(shù)的設(shè)置，依次類推，完成對(duì)二氧化碳濃度、溫濕度的控制參數(shù)設(shè)置，當(dāng)所有的參數(shù)都設(shè)置完成后，可點(diǎn)按復(fù)位鍵 K4 則立即退出該狀態(tài)，恢復(fù)顯示當(dāng)前二氧化碳濃度、溫濕度值。 加一鍵 K2： (1)正常狀態(tài)下點(diǎn)按該鍵，全部數(shù)碼呈閃爍狀態(tài)，表示儀表已進(jìn)入控制值查看狀態(tài)，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為溫度控制設(shè)定值，再次點(diǎn)按依次顯現(xiàn)二氧化碳濃度、溫濕度控制值，亦可點(diǎn)按復(fù)位鍵 K4 則立即退出該狀態(tài)，恢復(fù)顯示當(dāng)前二氧化碳濃度、溫濕度值。 (2)在控制值設(shè)置狀態(tài)下，該鍵可對(duì)被選狀態(tài) (閃爍狀態(tài)）數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)值遞增設(shè)置。每按一次該鍵，設(shè) 定值的末尾位就會(huì)加一。連續(xù)按住 3 秒以上，設(shè)定值會(huì)迅速增加。 減一鍵 K3：每按一次該鍵，設(shè)定值的末尾位就會(huì)自動(dòng)減去一。連續(xù)按住 3 秒以上，設(shè)定值會(huì)迅速減少。 復(fù)位鍵 K4：在控制值設(shè)置狀態(tài)、控制值查看狀態(tài)時(shí)，按下該鍵可立即恢復(fù)正常顯示狀態(tài)。 鍵盤實(shí)質(zhì)上是一種按鍵開關(guān)的集合，它是利用觸點(diǎn)的閉合或斷開來實(shí)現(xiàn)其功能的。 顯示電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)并行 I/O 口數(shù)量總是有限的，有時(shí)并行口需作其他更重要的用途，一般也不會(huì)用數(shù)量眾多的并行 I/O 口專門來驅(qū)動(dòng)顯示電路，本文介紹了用 AT89S52 的串行通信口加上少量 I/O 及 擴(kuò)展芯片用于顯示電路， 89S52 的串行通信口是一個(gè)功能強(qiáng)大的通信口，而且是相當(dāng)好用的通信口，用于顯示驅(qū)動(dòng)電路非常合適，下面就根據(jù)這種需要設(shè)計(jì)一個(gè)用串行通信口線加上少量 I/O 口，設(shè)計(jì)一個(gè) 6 位 LED 顯示電路。 多個(gè) LED 可接成共陽極或共陰極形式，通過驅(qū)動(dòng)器接到系統(tǒng)的并行輸出口上，由XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 CPU 輸出適當(dāng)?shù)拇a來點(diǎn)亮或熄滅相應(yīng)的 LED。最常用的一種顯示器是由七段條形的LED 組成，點(diǎn)亮適當(dāng)?shù)淖侄?，就可以顯示出不同的數(shù)字。此外不少七段顯示器在下腳帶有一個(gè)圓形的 LED 作小數(shù)點(diǎn)用，這樣一共有八段，恰好使用與 8 位的并行系統(tǒng)。 圖 所示為共陰極接法，共陰極接地，當(dāng)各段陽極上的電平為“ 1”時(shí)，該段點(diǎn)亮，電平為“ 0”時(shí)，該段就熄滅。共陽極接法中，公共陽極接 +5 伏電源，當(dāng)各段陰極上的電平為“ 0”時(shí)，該段就點(diǎn)亮，電平為“ 1”時(shí)，該段就熄滅。 為了在 LED 上顯示不同的數(shù)字或字符，首先要把數(shù)字或字符轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的段碼，由于電路接法不同， LED 顯示器形成的段碼也不同，將顯示數(shù)字或字符轉(zhuǎn)換成段碼的過程可以通過硬件譯碼或軟件譯碼來實(shí)現(xiàn)。但如果要顯示多位數(shù)字或字符時(shí)，采用硬件譯碼就需要許多的硬件譯碼器，這無論是從儀表還是從儀表的耗電量來說都是不合適的 。因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用軟件譯碼的多位 LED 掃描顯示接口電路，它的設(shè)計(jì)思想是預(yù)先在內(nèi)存中存貯一張七位 LED段碼表根據(jù)需要顯示的數(shù)字或字符去查表取的相應(yīng)的段碼，將找到的段碼加到七段 LED 的驅(qū)動(dòng)器上即可顯示出字符或數(shù)字。具體顯示時(shí)，采用掃描的方法控制哪一位 LED 被點(diǎn)亮，在本接口中先從最后一位 LED 開始，逐個(gè)左移，直到最后一個(gè) LED 顯示完畢，然后重復(fù)上述過程，由于人眼的視覺暫留，看起來不會(huì)有閃動(dòng)感覺 【 22】 。 圖 LED 顯示電路 圖 為串入并出移位寄存器 74HC164 擴(kuò)展的 6 個(gè) 8 位并行輸出口。 74HC164為 8 位串入并出移位寄存器，可以聯(lián)級(jí)使用。 A， B 為串行數(shù)據(jù)輸入端， AQ～ HQ 為并XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 行數(shù)據(jù)輸出端， CLK 為同步時(shí)鐘輸入端， CLK 為清除端。在圖中要注意數(shù)據(jù)和數(shù)位輸出的順序。輸出的 6 個(gè)數(shù)據(jù) Data1～ Data6,Data1 在最遠(yuǎn)端；輸出的 8 6 個(gè)數(shù)據(jù)位，低位在先，高位在后。 報(bào)警電路 若二氧化碳濃度、溫濕度三個(gè)變量中有一個(gè)參數(shù)超標(biāo)時(shí)，則啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，然后單片機(jī)控制紅色 LED 發(fā)光二極管閃爍 ,工作人員也可以 根據(jù)此情況來查看相應(yīng)的區(qū)域或者采取相應(yīng)的措施。 蜂鳴器簡(jiǎn)介 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 1. 壓電式蜂鳴器壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。 有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（ ～ 15V 直流工作電壓） ,多諧振蕩器起振 ,輸出 ～ 的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。 2. 電磁式蜂鳴器電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動(dòng)發(fā)聲。 本文選用的是 XY 系列壓電式蜂鳴器， XY 系列壓電式蜂鳴器具有耐高溫、低潮、防濕、防污染、聲音動(dòng)聽樂耳、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)