【導(dǎo)讀】SHT10作為溫濕度傳感器,LCD1602液晶屏進(jìn)行顯示。SHT10使用類似于I2C總線。便,而且準(zhǔn)確、耐用。LCD1602能夠分兩行顯示數(shù)據(jù),第一行顯示溫度,第二行顯。這個(gè)控制系統(tǒng)能夠測(cè)量溫室大棚中的溫度和濕度,將其顯示在液晶屏。此外,還可以通過獨(dú)立式鍵盤對(duì)設(shè)定的溫濕度進(jìn)行修改。計(jì)系統(tǒng)原理圖、用Proteus軟件進(jìn)行仿真,證明了該系統(tǒng)的可行性。所謂“地不分東西南北,食不分春夏秋冬”。閑夏忙的安排,以小面積獲得高產(chǎn),減輕大面積的土地壓力。的數(shù)量平均計(jì)算,節(jié)省水分量是很大的。瓜果的生產(chǎn),改變這些地區(qū)的生活條件。后,室內(nèi)溫度上升,濕度逐漸下降,附著在屋頂上的水滴隨之消失。關(guān)閉,首先妨礙了CO2的交換,而使飽和作用顯著下降,特別是在缺水狀況加劇時(shí),給細(xì)胞原生質(zhì)的生化作用帶來影響,光合作用顯著下降。效率,從而達(dá)到增產(chǎn)目的。濕度是否超過限定值,然后進(jìn)行相應(yīng)的通風(fēng)或者相應(yīng)的灑水。的進(jìn)一步提高,大棚中培育出的農(nóng)產(chǎn)品品種數(shù)量的逐漸增多,

　　

【正文】 文件中 ,其他 C文件要調(diào)用該函數(shù)時(shí)要在前面加上include *.h,將頭文件包括進(jìn)來。對(duì)于變量也是如此 ,如果某個(gè)變量 也在其他 C文件中使用 ,那么要在一個(gè) C 文件總將它定義為全局變量 ,即在函數(shù)外面定義。其他 C文件要使用該變量時(shí) ,要先使用 extern將全局變量的作用域擴(kuò)展到本 C語言文件。 主要模塊的設(shè)計(jì)流程框圖 主程序流程圖 圖 主程序流程圖 SHT10 子程序流程圖 圖 SHT10 子程序流程圖 溫濕度傳感器 SHT10使用類似于 I2C總線的時(shí)序與單片機(jī)通信 ,由于 51單片機(jī)沒有 I2C接口 ,所以需要編寫程序 ,用單片機(jī)的某兩個(gè) I/O口管腳模擬 I2C總線的時(shí)序 ,從而與 SHT10 通信 。 SHT10 有 4 種時(shí)序 :啟動(dòng)傳輸時(shí)序、寫字節(jié)時(shí)序、讀字節(jié)時(shí)序及復(fù)位時(shí)序。復(fù)位時(shí)序和啟動(dòng)傳輸時(shí)序可通過依次拉低或拉高時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線 ,因而實(shí)現(xiàn)起來比較簡(jiǎn)單 。而寫時(shí)序和讀時(shí)序就比較復(fù)雜。寫時(shí)序用來發(fā)送控制字 ,即發(fā)送命令 ,測(cè)量結(jié)束后 ,發(fā)出讀時(shí)序讀回測(cè)量數(shù)據(jù)。向 SHT10 的 8 個(gè)數(shù)據(jù)位的寫入 ,于第 9個(gè)時(shí)鐘周期之后 ,讀取應(yīng)答位 ,應(yīng)答位為 0 時(shí) ,表示 SHT10 正確接收。 SHT10 讀寫數(shù)據(jù)的規(guī)則是 :在時(shí)鐘線的下降沿之后數(shù)據(jù)線改變狀態(tài) ,并在時(shí)鐘線的上升沿有效。 LCD1602 子程序流程圖 圖 LCD1602 子程序流程圖 輸出控制子程序流程圖 圖 輸出控制子程序 鍵盤掃描子程序流程圖 圖 鍵盤掃描子程序 為了防止抖動(dòng) ,按鍵電路中都要消抖的措施 ,本設(shè)計(jì)中是采用的軟件消抖 ,在單片機(jī)檢測(cè)到某個(gè)鍵按下后 ,延時(shí) 10ms 再監(jiān)測(cè) ,如果仍然按下 ,才視為按下了該鍵。 S0、 S S S S4 分別對(duì)應(yīng)單片機(jī)的 引腳。按下 S0,也就是使 為低電平時(shí) ,進(jìn)入溫度上限的設(shè)置 ,再按一次進(jìn)入溫度下線的設(shè)置 。按下 S1,進(jìn)入濕度上限的設(shè)置 ,再按一下進(jìn)入溫度下線的設(shè)置。在每個(gè)設(shè)置里面 ,按 S2 增加限值 ,按 S3 減小限值。設(shè)置好以后 ,按 S4 退出設(shè)置。 軟件設(shè)計(jì)所用工具 Keil uVision4 本次設(shè)計(jì)采用 Keil uVision4來編寫 C語言程序 ,通過它的編譯器進(jìn)行編譯、連接 ,最后將生成的機(jī)器碼下載到單片機(jī)上。 Keil 編譯器是目前最流行的單片機(jī)開發(fā)的軟件 ,它是美國 Keil Software 公司開發(fā)的 C 語言開發(fā)系統(tǒng)。它提供了一個(gè)完整的開發(fā)方案 ,包括宏匯編、 C 編譯器、庫管理、連接器和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等 ,通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部份組合在一起。 Keil C51 整合 了豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具。此外 ,Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常高 ,這一點(diǎn)從生成的匯編語言就可以看出 ,大多生成的匯編語句很緊湊 ,容易理解。 Proteus Proteus 用來對(duì)電路進(jìn)行仿真 ,它的功能強(qiáng)大 ,包括單片機(jī)在內(nèi)的眾多元器件都可以仿真。把 Keil 編譯、連接后生成的 hex 文件導(dǎo)入 Proteus 單片機(jī)中即可對(duì)單片機(jī)進(jìn)行仿真。 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 ,它不僅具有其它 EDA 軟件的仿真功能 ,還可以對(duì)單片機(jī)及其 外圍器件進(jìn)行仿真 ,是目前在這方面做得最好的 EDA 工具軟件。 Proteus 在國內(nèi)已受到眾多單片機(jī)開發(fā)者的喜愛。 Proteus 實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì) ,可以實(shí)現(xiàn)從原理圖繪制和代碼調(diào)試到單片機(jī)與其外圍電路仿真 ,一鍵切換到印刷電路板的設(shè)計(jì)。目前世界上只有 Proteus 做到了將電路仿真、印刷電路板設(shè)計(jì)和虛擬模型仿真整合到一個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái) ,其處理器模型支持 805 HC1 AVR、 ARM、 8086 和 MSP4PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33等 ,2020年又增加了 Cortex和 DSP系列處理 器 ,并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面 ,它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 5 系統(tǒng)調(diào)試 用 Proteus 搭建仿真總圖 打開 Proteus ISIS,在 Proteus ISIS 編輯窗口中單擊元件列表之上的“ P”按鈕 ,添加元件及放置元件。得到界面如圖 圖 元器件的選擇 選好元器件后 ,要對(duì)元器件進(jìn)行一個(gè)重新的布局 ,使之看起來很清晰 ,并且所占面積較小。若想移動(dòng)某個(gè)元件或多個(gè) ,單擊其元件 ,待其顏色變紅后 ,在按下鼠標(biāo)左鍵不放 ,即可拖動(dòng)元件。 為了使仿真圖看起來更整潔 ,我 們部分電路連線選擇連線標(biāo)簽?zāi)Ｊ?,以單片機(jī) 19 引腳為例 ,將其用線引出 ,如然后再點(diǎn)擊左側(cè)任務(wù)欄中再單擊引線得到對(duì)話框如圖 所示 ,在窗口中輸入 X1 得到此效果 圖 連線標(biāo)簽窗口 若要對(duì)某個(gè)元件或一部分電路做出說明 ,則單擊任務(wù)欄中的 Text Script Mode 得到如圖 效果 ,在界面中輸入文字即可。 圖 說明窗口 按照正確的方法將元器件進(jìn)行合理的排布及連線后 ,得到圖 圖 系統(tǒng)仿真電路圖 用 Keil 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試、編譯 先打開 keil uvision4 這款軟件 ,新建工程 ,點(diǎn)擊菜單欄里的 new uvision project ,然后對(duì)工程進(jìn)行保存。再新建文件 ,點(diǎn)擊菜單欄中 File 下的 new 新建文件 ,進(jìn)行保存。最后把新建的文件添加到工程文件里 ,右鍵點(diǎn)擊 project 視圖窗口里的 Source Group1,選擇 Add files to group “ source group1” ,如圖所示 :圖 添加文件到工程 這樣 ,剛才新建的文件便添加到了 Source Group1 中。現(xiàn)在開始在右邊的主界面編寫 C 語言程序 ,編寫完成后為了把程序燒錄到單片機(jī) 上 ,還需要把它轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼 ,生成 hex 文件 :右擊工程視圖窗口中的 Target1,選擇 Options for Target “target1” 把 Output 選項(xiàng)卡里面的 Create HEX File 前面的勾打上 ,這樣編譯后會(huì)生成機(jī)器碼 ,如圖所示。 圖 生成機(jī)器碼 6 結(jié)論 系統(tǒng)的功能 本系統(tǒng)能測(cè)量溫室大棚內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù) ,將其顯示在液晶屏上。如果溫濕度超出了設(shè)定的上下限 ,將進(jìn)行報(bào)警 ,并啟動(dòng)溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。溫度回到限定值內(nèi)后 ,停止報(bào)警。當(dāng)溫度不僅回到上下限以內(nèi) ,而且留有一定裕量后 ,停止溫濕度調(diào)節(jié) 設(shè)備。如果需要修改溫濕度上下限 ,可以通過按鍵進(jìn)行修改。 系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù) 系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù)完成情況如下表所示 : 表 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)表 實(shí)現(xiàn)功能 結(jié)果 完成程度 測(cè)量溫度范圍 40~℃ 完成 測(cè)量溫度誤差 177。 % 完成 測(cè)量濕度范圍 0~100%RH 完成 測(cè)量適度誤差 177。 % 完成 液晶屏顯示 用 LCD1602 顯示 完成 超限報(bào)警 用蜂鳴器報(bào)警 完成 修改上下限 通過獨(dú)立式鍵盤修改 完成 輸出控制 通過光耦、繼電器控制 完成 系統(tǒng)功能分析 該大棚溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)能通過獨(dú) 立式鍵盤設(shè)置溫濕度上下限 ,通過LCD1602 顯示溫濕度 ,并在超限的情況下報(bào)警、啟動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備。 其中輸出控制和通過鍵盤設(shè)置上下限都是通過調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)的。鍵盤的工作方式分兩種 ,一種是查詢方式 ,一種是中斷方式。中斷方式比較節(jié)省系統(tǒng)資源 ,只有當(dāng)有按鍵按下時(shí)才會(huì)進(jìn)入鍵盤中斷子程序 ,進(jìn)一步掃描是那些鍵被按下 。而查詢方式則是在主程序中調(diào)用鍵盤掃描子程序 ,不管有沒有鍵按下 ,每次程序循環(huán)中都要一一判斷每個(gè)鍵是否按下 ,故這種方式占用的單片機(jī)的處理時(shí)間更多。但是由于本次設(shè)計(jì)用到的按鍵不多 ,只有五個(gè) ,功能比較簡(jiǎn)單 ,而且單片機(jī)工作 比較空閑 ,因此使用的是查詢方式來處理鍵盤的輸入。 此外 ,還應(yīng)注意到的是 ,當(dāng)溫濕度超限后 ,要報(bào)警并啟動(dòng)溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。當(dāng)溫濕度回到規(guī)定范圍內(nèi)時(shí) ,只是停止報(bào)警 ,而溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備應(yīng)該繼續(xù)保持工作 ,直到溫濕度留有一定裕量時(shí)才停止。本設(shè)計(jì)中的輸出控制子程序中設(shè)置了溫度5℃和濕度 5%RH的裕量 ,這樣當(dāng)溫度上限是 30度時(shí) ,如果超出上限 ,那么溫度回到30 度時(shí)停止報(bào)警 ,當(dāng)溫度降到 25 度以下時(shí)才停止制冷設(shè)備的運(yùn)行。這樣可以避免溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備反復(fù)不停地通斷 ,以致影響使用壽命。 7 總結(jié)與體會(huì) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收獲良多 ,以前偏重于 理論知識(shí)的學(xué)習(xí) ,但是做了畢業(yè)設(shè)計(jì)才發(fā)現(xiàn)在動(dòng)手實(shí)踐上的不足 ,無論是畫電路原理圖、做仿真、做實(shí)物都牽涉到很多自己以前沒有接觸過的內(nèi)容。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) ,我感覺我實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的能力有了很大提高。 尤其讓我感受頗多的是使用萬能板焊接實(shí)物。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的事情花了我三天的時(shí)間 ,而且板子還有很多問題。以前焊過 PCB 板 ,于是想當(dāng)然地以為焊萬能板也很容易 ,不就是用飛線連接嗎 ,還不用畫 PCB 圖 ,不