【導讀】隨著經濟和社會的不斷發(fā)展，人們對自己的生活環(huán)境越來越嚴格。特別在溫室大棚中，對溫濕度要求更為嚴格?；趩纹瑱C的溫濕度監(jiān)測控制統設計，將對環(huán)境的溫濕度監(jiān)測控。制系統做詳細的設計與實現。采用高性能的控制芯片89C51，高精度數字溫濕度傳感器。向模塊化、高速化、智能化的單片機數據采集系統靠近。進行檢測控制并實時顯示。單片機的處理把溫濕度值顯示在1602液晶上。并實時判斷溫濕度值是否滿足設定的溫濕。度范圍，若超出設定范圍，通過89C51啟動溫濕度控制系統，達到恒溫恒濕的目的。

　　

【正文】 cc40VCCGND1KK14123(T71)VCCQ2M風扇220VK2JQX—16FS(T92)VCCQ3GND加熱器AC220VKM3TF52440XQ0AC380V1KAC220VK3JQX—16F(T91)VCCQ4GND噴霧器1KK4JQX—14FX—1ZVCCQ5GNDAC220V除潮器1K 圖 315 溫濕度控制系統電路 28 第 4 章 軟件系統設計 本系統軟件系統設計包過：系統初始化 模塊，溫濕度檢測模塊， 1602LCD 顯示模塊，鍵盤模塊，報警模塊，溫濕度判斷控制模塊。系統軟件總體流程圖如 41如下。 圖 41 系統流程圖 初始化模塊 系統初始化模塊的主要功能是完成系統的初始化以及設定系統的工作狀態(tài)，初始化部分包括以下方面的內容： (1) 單片機初始化以及各種引腳定義。 (2) 1602 液晶初始化及工作方式。 (3) 系統進入正常工作狀態(tài)。初始化流程圖如 42所示。 圖 42 初始化流程圖 29 溫濕度檢測模塊 溫濕度檢測模塊是本系統中的核心模塊之一，它負責完成溫度和 濕度的測量及模擬量轉換為數字量的全過程，這也是它為什么重要的原因。數字式溫濕度傳感器 AM2301 直接把檢測到的模擬量轉化為數字量送給單片機，再經過單片機處理，把溫濕度值顯示在 1602液晶上。 上電后微處理器把數據總線（ SDA）拉低一段時間 (至少 800μ s)，通知傳感器準備數據；然后傳感器把數據總線（ SDA）拉低 80μ s，再接高 80μ s 以響應主機的起始信號；收到主機起始信號后，傳感器一次從數據總線（ SDA）串出 40 位數據，高位先出；發(fā)送的數據依次為濕度高位、濕度低位、溫度高位、溫度低位、校驗位，發(fā)送數據結束觸 發(fā)一次信息采集，采集結束傳感器自動轉入休眠模式，直到下一次通信來臨。溫濕度檢測流程圖如 43所示。 圖 43 溫濕度檢測流程圖 30 溫濕度控制模塊 溫濕度判斷控制模塊也是系統的核心模塊之一，所謂判斷控制模塊，就是對當前溫室內的實際溫濕度與給定的溫濕度范圍進行比較，先進行判斷，然后再進行控制，控制模塊是決定系統將要進行什么工作的。如溫度高于所設定的溫度值的上限范圍時需要降溫，低于這個范圍時需要升溫，如濕度高于所設定的濕度值的上限范圍時需要降濕，低于這個范圍時需要増濕。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 ,從通電開始延時，先經過判忙后再進行功能設置，過一段時間后可以設制顯示狀態(tài)（如設制行、位或陣列）再經過延時清屏后才可以設置輸入方式，具體實現過程如圖 45所示。 圖 45 LCD初始化流程圖 31 本系統采用 1602液晶顯示溫濕度值，當系統剛開始上電時 1602液晶不顯示任何數據，只是第一行顯示： Temperature:。 C，第二行顯示： Humidity: %。然后會等待是否有按鍵按下以顯示所設定的溫濕度上下限 值，當整個系統運行起來后，通過 AM2301 的監(jiān)測和傳遞溫濕度實時數據，通過單片機的處理，便會雙行顯示在 1602 的液晶屏上。 1602第一行依次顯示溫度上下限值、中間值、實時溫度值；第二行依次顯示濕度上限值、中間值、實時濕度值。 LCD1602 液晶顯示流程圖如 45所示。 圖 46 1602液晶顯示流程圖 按鍵識別模塊 鍵盤由四個獨立按鍵組成， 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 鍵實現最終數值確定功能。當不需要溫濕度的實時控制時，液晶屏只顯示傳感器檢測到的實際溫濕度，當需要重新 設定一個比較合適的溫濕度值時，液晶屏就切換到顯示設定值，設定完后又回到顯示現場實際溫濕度值。按鍵識別的流程圖如 46 所示。 圖 47 按鍵識別的流程圖 32 報警模塊 報警模塊具備兩項功能，即為報警燈和聲音報警。報警燈模塊是完成 LED 有規(guī)律的轉換，以便從視覺上提醒用戶。 LED 是由單片機控制 2 個雙色 LED 燈組成的，其轉換規(guī)律為： ，綠色 LED 亮。 ，紅色 LED亮。 在 LED 燈轉換的同時，聲音報警也會同時啟動，可采用延時的方式來延長聲音報 警的聲音。 警報燈由 2個雙色的 LED 燈組成，一共需要 2根數據線，使用單片機控制。要實現的功能是使 2個雙色 LED 燈有規(guī)律的轉換，當系統上電后，系統進行實時的采樣，并判斷出當前溫濕度與給定溫濕度之間的差異，如果當前溫濕度低于用戶給定的下限溫濕度值，則說明當前溫濕度過低，系統自動啟動紅色警報燈，同時開始加溫増濕，直至加到所需溫濕度值時警報燈熄滅。反之，如果當前溫濕度高于用戶設定的上限溫濕度值，則說明當前溫濕度過高，系統也會自動啟動警報燈，同時開始降溫減濕，直至降到所需溫濕度值時警報燈熄滅。報警系統的程序流程圖如 48所示。 圖 48 報警系統的程序流程圖 33 總結 基于單片機的大棚溫濕度控制系統設計，設計了系統硬件電路和系統軟件。進行了系統的總體結構設計，通過溫濕度傳感器 AM230液晶顯示 LCD160 AT89C51 單片機、獨立按鍵、聲光報警電路、溫濕度控制電路實現了溫室大棚溫濕度平穩(wěn)狀態(tài)下的正常高效作業(yè)。進行系統的軟件系統的設計，從初始化模塊、溫濕度檢測模塊、 1602 顯示模塊、按鍵識別模塊、溫濕度控制模塊到報警模塊實現了整個系統的軟件編程。 雖然這個設計做的比較簡單，很多東西都考慮的不是很細，也有一些特 別情況沒有做，但是用了很多精力查了很多資料也請教了老師同學很多來完成這個設計，鑒于個人水平和時間的關系所以并沒有把自己當初設想的所有情況都考慮進去。這幾個月的畢業(yè)設計讓我學會的很多，覺得自己學的太少還有很多東西需要認真學習，學無止境，所以要更努力。 通過這次設計，加強了我的動手、思考和解決問題的能力。使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可 以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。最后在老師的辛勤指導下，終于游逆而解。同時，在老師的身上我們學也到很多實用的知識，在次我們表示感謝！同時，我也學到了很多課內學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現差錯的隨機應變，都受益非淺，今后的制作應該更輕松，自己也都能扛的起并高質量的完成項目。最后，感謝指導老師的指導，無論在哪方面，我都學到了許多東西。 當然，因為時間的短暫，課題完成的還不夠完善，有 很大的提高空間。希望能在將來得到不斷改進，并盡量使其轉化。 34 參考文獻 [1] 林國漢 .基于單片機的溫度控制系統設計 [J].微計算機信息 ,2021 (25):2124 [2] 易順明 .基于單片機的大棚溫濕度控制系統設計 [J].現代電子技術 ,2021 (7):715 [3] 張毅剛 .單片原理及應用 [M].北京：高等教育出版社 [4] , , . Atmel 89C51 Microcontrollers Hardware Manual[J], Experimental Thermal, : 152~397 [5] 陳桂友 ,柴遠斌 .單片機應用技術 [M].北京：機械工業(yè)出版社 , [6] 熊詩波 .機械工程測試技術基礎 [M].4 版 .北京：機械工業(yè)出版社 ,2021. 60102 [7] 張新榮 .基于單片機的多路溫度監(jiān)測系統設計 [J].工業(yè)控制計算機 ,2021 (7):1321 [8] 夏曉南 .基于單片機的溫箱溫度和濕度的控制 [J].現代電子技術 ,2021 (5):612 [9] 秦曾煌 .電工學 .電子技術 [M].7 版 .北京：高等教育出版社 , [10] 李俊 .基于單片機的溫濕度檢測與控制系統 [J].微計算機信息 ,2021 (17):518 [11] 楊幫文 .新型繼電器使用手冊 [M].北京：人民郵電出版社 , [12] 譚浩強 .C 程序設計 [M].4 版 .北京：清華大學出版社 , [13] 陶然 ,王樹文 .智能化溫室環(huán)境控制系統的研究 [J].農機化研究， 2021,33(2):5355. [14] 趙娜 , 趙剛 . 基于 51 單 片 機 的 溫 度 測 量 系 統 [J]. 微 計 算 機 信息 ,2021,23(1):146148. [15] 劉攀 , 俞杰 . 基 于 單 片 機 的 溫 度 測 控 系 統 [J]. 蘭州交通大學學報 ,2021,6(12):103106. [16] 楊斌 .微機原理與接口技術 [M].西南交通大學出版社， 35 附錄 1 AC220VVss1BLK16DB29R/W5DB613V03DB07DB411BLA15Vcc2RS4EN6DB18DB310DB512DB714LCD1602GNDVCCVCCGNDD2D11KR21KR3VCCQ185501KVCCGNDVCCGNDsp1YHE12—0512345MOSI/6MISO/7SCK/8RST9RXD/10TXD/11INT0/12INT1/13T0/14T1/15WR/16RD/17XTAL218XTAL119Vss202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/Vpp313233343536373839Vcc40AT89C5110KR1GNDVCCNCGNDSDAVDDAM2301VCC GND10KR7VCCK1 JQX—16F(T91))1234GNDVCCVCCQ2GNDK2 JQX—14FX—1ZVCCQ3GNDK3JQX—16FS(T92)VCCQ4GNDK4 4123(T71)VCCQ5GNDAC220VAC380VAC220V1K X4Q6Q7GNDGND1K1K1K1K1K1KM風扇除潮器加熱器噴霧器1 2Y1 11MHZ30pFC130pFC2GNDTrans formerD1—D4220uFC4220uFC6C5C7123VinVoutGNDLM7805GND～220V～8V+Vcc5VAC220VKM3TF52440XQ01KR610uFC3VCCS110KR5GNDRS