【導(dǎo)讀】隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)自己的生活環(huán)境越來(lái)越嚴(yán)格。特別在溫室大棚中，對(duì)溫濕度要求更為嚴(yán)格?；趩纹瑱C(jī)的溫濕度監(jiān)測(cè)控制統(tǒng)設(shè)計(jì)，將對(duì)環(huán)境的溫濕度監(jiān)測(cè)控。制系統(tǒng)做詳細(xì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。采用高性能的控制芯片89C51，高精度數(shù)字溫濕度傳感器。向模塊化、高速化、智能化的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)靠近。進(jìn)行檢測(cè)控制并實(shí)時(shí)顯示。單片機(jī)的處理把溫濕度值顯示在1602液晶上。并實(shí)時(shí)判斷溫濕度值是否滿足設(shè)定的溫濕。度范圍，若超出設(shè)定范圍，通過(guò)89C51啟動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)，達(dá)到恒溫恒濕的目的。

　　

【正文】 cc40VCCGND1KK14123(T71)VCCQ2M風(fēng)扇220VK2JQX—16FS(T92)VCCQ3GND加熱器AC220VKM3TF52440XQ0AC380V1KAC220VK3JQX—16F(T91)VCCQ4GND噴霧器1KK4JQX—14FX—1ZVCCQ5GNDAC220V除潮器1K 圖 315 溫濕度控制系統(tǒng)電路 28 第 4 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包過(guò)：系統(tǒng)初始化 模塊，溫濕度檢測(cè)模塊， 1602LCD 顯示模塊，鍵盤模塊，報(bào)警模塊，溫濕度判斷控制模塊。系統(tǒng)軟件總體流程圖如 41如下。 圖 41 系統(tǒng)流程圖 初始化模塊 系統(tǒng)初始化模塊的主要功能是完成系統(tǒng)的初始化以及設(shè)定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，初始化部分包括以下方面的內(nèi)容： (1) 單片機(jī)初始化以及各種引腳定義。 (2) 1602 液晶初始化及工作方式。 (3) 系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。初始化流程圖如 42所示。 圖 42 初始化流程圖 29 溫濕度檢測(cè)模塊 溫濕度檢測(cè)模塊是本系統(tǒng)中的核心模塊之一，它負(fù)責(zé)完成溫度和 濕度的測(cè)量及模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的全過(guò)程，這也是它為什么重要的原因。數(shù)字式溫濕度傳感器 AM2301 直接把檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送給單片機(jī)，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理，把溫濕度值顯示在 1602液晶上。 上電后微處理器把數(shù)據(jù)總線（ SDA）拉低一段時(shí)間 (至少 800μ s)，通知傳感器準(zhǔn)備數(shù)據(jù)；然后傳感器把數(shù)據(jù)總線（ SDA）拉低 80μ s，再接高 80μ s 以響應(yīng)主機(jī)的起始信號(hào)；收到主機(jī)起始信號(hào)后，傳感器一次從數(shù)據(jù)總線（ SDA）串出 40 位數(shù)據(jù)，高位先出；發(fā)送的數(shù)據(jù)依次為濕度高位、濕度低位、溫度高位、溫度低位、校驗(yàn)位，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束觸 發(fā)一次信息采集，采集結(jié)束傳感器自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式，直到下一次通信來(lái)臨。溫濕度檢測(cè)流程圖如 43所示。 圖 43 溫濕度檢測(cè)流程圖 30 溫濕度控制模塊 溫濕度判斷控制模塊也是系統(tǒng)的核心模塊之一，所謂判斷控制模塊，就是對(duì)當(dāng)前溫室內(nèi)的實(shí)際溫濕度與給定的溫濕度范圍進(jìn)行比較，先進(jìn)行判斷，然后再進(jìn)行控制，控制模塊是決定系統(tǒng)將要進(jìn)行什么工作的。如溫度高于所設(shè)定的溫度值的上限范圍時(shí)需要降溫，低于這個(gè)范圍時(shí)需要升溫，如濕度高于所設(shè)定的濕度值的上限范圍時(shí)需要降濕，低于這個(gè)范圍時(shí)需要増濕。溫濕度控制流程圖如 44 所示。 圖 44 溫濕度控制模塊流程圖 1602 液晶顯示模塊 首先是 LCD 的初始化 ,從通電開(kāi)始延時(shí)，先經(jīng)過(guò)判忙后再進(jìn)行功能設(shè)置，過(guò)一段時(shí)間后可以設(shè)制顯示狀態(tài)（如設(shè)制行、位或陣列）再經(jīng)過(guò)延時(shí)清屏后才可以設(shè)置輸入方式，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖 45所示。 圖 45 LCD初始化流程圖 31 本系統(tǒng)采用 1602液晶顯示溫濕度值，當(dāng)系統(tǒng)剛開(kāi)始上電時(shí) 1602液晶不顯示任何數(shù)據(jù)，只是第一行顯示： Temperature:。 C，第二行顯示： Humidity: %。然后會(huì)等待是否有按鍵按下以顯示所設(shè)定的溫濕度上下限 值，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)后，通過(guò) AM2301 的監(jiān)測(cè)和傳遞溫濕度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)的處理，便會(huì)雙行顯示在 1602 的液晶屏上。 1602第一行依次顯示溫度上下限值、中間值、實(shí)時(shí)溫度值；第二行依次顯示濕度上限值、中間值、實(shí)時(shí)濕度值。 LCD1602 液晶顯示流程圖如 45所示。 圖 46 1602液晶顯示流程圖 按鍵識(shí)別模塊 鍵盤由四個(gè)獨(dú)立按鍵組成， 1 鍵表示溫濕度加， 2 鍵表示溫濕度減， 3 鍵表示溫濕度選擇， 4 鍵實(shí)現(xiàn)最終數(shù)值確定功能。當(dāng)不需要溫濕度的實(shí)時(shí)控制時(shí)，液晶屏只顯示傳感器檢測(cè)到的實(shí)際溫濕度，當(dāng)需要重新 設(shè)定一個(gè)比較合適的溫濕度值時(shí)，液晶屏就切換到顯示設(shè)定值，設(shè)定完后又回到顯示現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫濕度值。按鍵識(shí)別的流程圖如 46 所示。 圖 47 按鍵識(shí)別的流程圖 32 報(bào)警模塊 報(bào)警模塊具備兩項(xiàng)功能，即為報(bào)警燈和聲音報(bào)警。報(bào)警燈模塊是完成 LED 有規(guī)律的轉(zhuǎn)換，以便從視覺(jué)上提醒用戶。 LED 是由單片機(jī)控制 2 個(gè)雙色 LED 燈組成的，其轉(zhuǎn)換規(guī)律為： ，綠色 LED 亮。 ，紅色 LED亮。 在 LED 燈轉(zhuǎn)換的同時(shí)，聲音報(bào)警也會(huì)同時(shí)啟動(dòng)，可采用延時(shí)的方式來(lái)延長(zhǎng)聲音報(bào) 警的聲音。 警報(bào)燈由 2個(gè)雙色的 LED 燈組成，一共需要 2根數(shù)據(jù)線，使用單片機(jī)控制。要實(shí)現(xiàn)的功能是使 2個(gè)雙色 LED 燈有規(guī)律的轉(zhuǎn)換，當(dāng)系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采樣，并判斷出當(dāng)前溫濕度與給定溫濕度之間的差異，如果當(dāng)前溫濕度低于用戶給定的下限溫濕度值，則說(shuō)明當(dāng)前溫濕度過(guò)低，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)紅色警報(bào)燈，同時(shí)開(kāi)始加溫増濕，直至加到所需溫濕度值時(shí)警報(bào)燈熄滅。反之，如果當(dāng)前溫濕度高于用戶設(shè)定的上限溫濕度值，則說(shuō)明當(dāng)前溫濕度過(guò)高，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)警報(bào)燈，同時(shí)開(kāi)始降溫減濕，直至降到所需溫濕度值時(shí)警報(bào)燈熄滅。報(bào)警系統(tǒng)的程序流程圖如 48所示。 圖 48 報(bào)警系統(tǒng)的程序流程圖 33 總結(jié) 基于單片機(jī)的大棚溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件電路和系統(tǒng)軟件。進(jìn)行了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)溫濕度傳感器 AM230液晶顯示 LCD160 AT89C51 單片機(jī)、獨(dú)立按鍵、聲光報(bào)警電路、溫濕度控制電路實(shí)現(xiàn)了溫室大棚溫濕度平穩(wěn)狀態(tài)下的正常高效作業(yè)。進(jìn)行系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從初始化模塊、溫濕度檢測(cè)模塊、 1602 顯示模塊、按鍵識(shí)別模塊、溫濕度控制模塊到報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的軟件編程。 雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的比較簡(jiǎn)單，很多東西都考慮的不是很細(xì)，也有一些特 別情況沒(méi)有做，但是用了很多精力查了很多資料也請(qǐng)教了老師同學(xué)很多來(lái)完成這個(gè)設(shè)計(jì)，鑒于個(gè)人水平和時(shí)間的關(guān)系所以并沒(méi)有把自己當(dāng)初設(shè)想的所有情況都考慮進(jìn)去。這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)的很多，覺(jué)得自己學(xué)的太少還有很多東西需要認(rèn)真學(xué)習(xí)，學(xué)無(wú)止境，所以要更努力。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我的動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可 以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我們表示感謝！同時(shí)，我也學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，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。最后，感謝指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，無(wú)論在哪方面，我都學(xué)到了許多東西。 當(dāng)然，因?yàn)闀r(shí)間的短暫，課題完成的還不夠完善，有 很大的提高空間。希望能在將來(lái)得到不斷改進(jìn)，并盡量使其轉(zhuǎn)化。 34 參考文獻(xiàn) [1] 林國(guó)漢 .基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].微計(jì)算機(jī)信息 ,2021 (25):2124 [2] 易順明 .基于單片機(jī)的大棚溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].現(xiàn)代電子技術(shù) ,2021 (7):715 [3] 張毅剛 .單片原理及應(yīng)用 [M].北京：高等教育出版社 [4] , , . 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