【正文】 在軟件調(diào)試中，首先在 Proteus 中繪制電路圖，并設(shè)置各元器件的參數(shù)。從而解決了竄鍵的問(wèn)題 [5]。具體方法如 下： 在 8051 單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中預(yù)先設(shè)定了竄鍵標(biāo)志寄存器。當(dāng)按鍵松開(kāi)時(shí)，行線的低電平變?yōu)楦唠娖?，?zhí)行一段延時(shí) 10ms 的子程序后，檢測(cè)該行線為高電平，說(shuō)明按鍵確實(shí)已經(jīng)松開(kāi)。抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般在510ms 之間。 ② 系統(tǒng)溫濕度值超出給定的范圍時(shí)，當(dāng)?shù)陀谙孪拗禃r(shí)綠色 LED 燈亮表示電磁閥工作且紅色 LED 燈亮，高于上限值時(shí)，有紅色 LED 燈亮，綠色 LED 燈不亮。 LCD 顯示流程圖如圖 所示： 開(kāi) 始LCD初 始 化延 時(shí)設(shè) 置 第 一 行 顯示 位 置顯 示 第 一 行 內(nèi)容設(shè) 置 第 二 行 顯示 位 置顯 示 第 二 行 內(nèi)容結(jié) 束 圖 LCD 顯示流程圖 第五節(jié) 報(bào)警電路模塊 本次設(shè)計(jì)的報(bào)警電路是利用當(dāng)前 讀取到 的 溫 濕度與寫入的上下限 的 值進(jìn)行比較，若高于上限值，則啟動(dòng)報(bào)警且不用對(duì)花卉進(jìn)行澆水；若低于下限值，則啟動(dòng)報(bào)警且要對(duì)花卉進(jìn)行澆水；若正常，則不作任何動(dòng) 。寫顯示數(shù)據(jù)到 LCD 寫數(shù)據(jù)寄存器子程序入口寄存器為 R2， 。 SHT11 傳感器模塊的軟件流程圖如圖 所示： 初 始 化 S H T 1 1讀 取 溫 濕 度 值計(jì) 算 溫 濕 度 值結(jié) 束開(kāi) 始溫 濕 度 值是 否 正 常NY顯 示 溫 濕 度 值 圖 SHT11 傳感器模塊程序流程圖 第四節(jié) 液晶顯示模塊 顯示模塊的液晶操作主要是數(shù)據(jù)和指令的處理。 SHT11作為一種新型的單總線溫濕度數(shù)字傳感器，具有更多的優(yōu)點(diǎn)，它使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，控制方便，易于實(shí)現(xiàn)。 ③ 系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。主程序流程圖 如圖 所示。 基本完成選擇后，就是進(jìn)一部來(lái)考察各器件的使用和性質(zhì)、接線，難度比較大的是如何來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的各個(gè)功能，除了認(rèn)真的去研究各個(gè)元器件的功能和作用之外，就很難完成要求的內(nèi)容。 溫濕度傳感器 SHT11 集溫度傳感器和濕度傳感器于一體，因此采用 SHT11 進(jìn)行溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)具有精度高、成本低、體積小、接口簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；另外 SHT11 芯片內(nèi)部集成了 14 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，且采用數(shù)字信號(hào)輸出，因此抗干擾能力也比同類芯片高。加熱后 SHT11 溫度升高、相對(duì)濕度降低，較加熱前，測(cè)量值會(huì)略有差異。 溫濕度傳感器 SHT11 將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、 A/D 轉(zhuǎn) 換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 。由 于將傳感器與電路部分結(jié)合在一起，因此，該傳感器具有比其他類型的溫濕度傳感器優(yōu)越得多的性能。 CMOSensTM 技術(shù)不僅將溫濕度傳感器結(jié)合在一起，而且還將信號(hào)放大器、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、標(biāo)準(zhǔn) I2C 總線等電路全部集成在一個(gè)芯片內(nèi)。 二、 SHT11 的引腳功能 SHT11 溫濕度傳感器采用 SMD(LCC)表面貼片封裝形式，接口非常簡(jiǎn)單。兩線制的串行接口，使外圍系統(tǒng)集成變得快速而簡(jiǎn)單。 本系統(tǒng)采用的按鍵接線圖如圖 所 示： 圖 系統(tǒng)按鍵接線圖 第六節(jié) 傳感器的選擇及簡(jiǎn)介 一、傳感器的選擇 本系統(tǒng)選擇的溫濕度傳感器是由 瑞士 Sensirion公司推出了 SHT11單片數(shù)字溫濕度集成傳感器，采用 CMOS 過(guò)程微加工專利技術(shù)（ MOSens technology），確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 讓行線編程為輸入線，列線編程為輸出線，并使輸出線輸出為全低電平，則行線中電平由高變低的所在行為按鍵所在行。當(dāng)?shù)?1 列為低電平，其余各列為高電平時(shí)，因?yàn)槭擎I 3 被按下，第 1 行的行線仍處于高電平；當(dāng)?shù)?2 列為低電平，其余各列為高電平時(shí)，第 1 行的行線仍處于高電平；直到讓第 4 列為低電平，其余各列為高電平時(shí)，此時(shí)第 1 行的行線電平變?yōu)榈碗娖?，?jù)此，可判斷第 1 行第 4 列交叉點(diǎn)處的按鍵，即鍵 3 被按下。例如，當(dāng)鍵 3 按下時(shí)，第 1 行線為低，還不能確定是鍵 3 被 按下，因?yàn)槿绻恍械逆I 1 或 0 之一被按下，行線也為低電平。 ① 掃描法 第 1 步，識(shí)別鍵盤有無(wú)鍵按下；第 2 步，如有鍵被按下，識(shí)別出具體的鍵位。 矩陣中無(wú)按鍵按下時(shí)，行線為高電平；當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線的電平?jīng)Q定。適用于鍵盤按鍵數(shù)目較少的場(chǎng)合，不適用于鍵盤按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合，因?yàn)閷⒄加幂^多的 I/O 口線 [5]。 （一）獨(dú)立式鍵盤 特點(diǎn)是：一鍵一線，各鍵相互獨(dú)立，每個(gè)鍵各接一條 I/O 口線，通過(guò)檢測(cè) I/O 輸入線的電平狀態(tài)，可容易地判斷哪個(gè)按鍵被按下，如圖 所示。 非編碼鍵盤是利用按鍵直接與單片機(jī)相連接而成，這種鍵盤通常使用在按鍵數(shù)量較少的場(chǎng)合。 （三）按鍵的識(shí)別 鍵的閉合與否，行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)高電平或低電平。 （二）鍵盤 輸入的特點(diǎn) 常見(jiàn)鍵盤：觸摸式鍵盤、薄膜鍵盤和按鍵式鍵盤，最常用的是按鍵式鍵盤。下面介紹鍵盤的工作原理和鍵盤的工作方式。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。其作用是用來(lái)顯示當(dāng)前時(shí)間和當(dāng)前測(cè)量的濕度值。PCB 尺寸： 81*37mm 液晶尺寸： 69*26mm[8]。在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。此報(bào)警電路是由兩個(gè)電阻、一個(gè)三極管和一個(gè)蜂鳴器組成，如圖 所示 。其復(fù)位電路圖如圖 所示。重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 當(dāng)時(shí)鐘頻率選用 6MHz 時(shí) ， C 的典型取值為 10μF， R 取值為 2ΚΩ。 圖 上電復(fù)位電路 上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路給電容 C 充電加至 RST 引腳一個(gè)短的高電平信號(hào)，此信號(hào)隨著 VCC 對(duì)電容 C 的充電過(guò)程而逐漸回落，即 RST 引腳上的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容 C 的充時(shí)間。 AT89C51 片內(nèi)復(fù)位電路結(jié)構(gòu)重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 如圖 所示。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變低芯片為ROM 的 00H 處開(kāi)始運(yùn)行程序 [6]。電路圖如圖 所示。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為 6MHz。 四、 AT89C51 芯片引腳圖 圖 AT89C51 芯片引腳圖 第二節(jié) 振蕩電路及復(fù)位電路 一、振蕩電路設(shè)計(jì) 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 AT89C51 單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊、一拍一拍地工作。 RST：復(fù)位信號(hào)。 PSEN： 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。 P2 口： P2 口也是準(zhǔn)雙向口，它的用途有兩個(gè)：通用 I/O 接口和高 8 位地址線。 ② 單片機(jī)：將微處理器（ CPU）、存儲(chǔ)器、 I/O 接口和相應(yīng)的控制部件集成在一塊芯片上形成的微型計(jì)算機(jī)，稱為單片機(jī)。這種單片機(jī)的針對(duì)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)需要來(lái)設(shè)計(jì)部件。 單片機(jī) 按照用途可分為通用型和專用型兩大類。因 此，再設(shè)計(jì)時(shí)，除了保持高性能外，盡可能降低成本，如簡(jiǎn)化外圍硬件電路，在系統(tǒng)性能和速度允許的情況下盡可能使用軟件功能取代硬件功能等 [3]。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能減少人機(jī)交換接口，多采用操作內(nèi)置或簡(jiǎn)化的方法。 第 五 節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 要求單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性高、操作維護(hù)方便、性價(jià)比高等特點(diǎn)。3 ％ RH（ 20到 80％ RH）； 濕度測(cè)量復(fù)現(xiàn) 性 ： 177。通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)土壤濕度進(jìn)行采集，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路處理后輸入單片機(jī)。 第 二 節(jié) 系統(tǒng)框圖 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖 1。 硬件以單片機(jī)為核心，配以濕度模塊電路、按鍵電路、顯 示電路、報(bào)警電路、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路和時(shí)鐘電路。此外，專用化也是單片機(jī)的一個(gè)發(fā)展方向，針對(duì)單一用途的專用單 片機(jī)將會(huì)越來(lái)越多。但其位數(shù)不一定會(huì)繼續(xù)增加，盡管現(xiàn)在已經(jīng)有了 32 位單片機(jī)，但使用的并不多 [1]。此外，它還具有品種全，兼容性強(qiáng)，軟硬件資料豐 富等特點(diǎn)，因此應(yīng)用愈加廣泛，成為比 MCS48 更重要的單片機(jī)品種，直到現(xiàn)在， MCS51 仍不失為單片機(jī)的主流系列。 1971 年微處理器的研制成功不久，就出現(xiàn)了單片的微型計(jì)算機(jī)即單片機(jī)，但最早出現(xiàn)的單片機(jī)是一位的， 1976 年 Intel 公司推出了 8 位的 MCS48 系列單片機(jī)，它以體積小、控制功能全、價(jià)格低等特點(diǎn)，贏得了廣泛的應(yīng)用和好評(píng)，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，成為重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 單片機(jī)發(fā)展史上一個(gè)重要階段，其后，在 MCS48 成功的刺激下，許多半導(dǎo)體芯片在生產(chǎn)廠商競(jìng)相研制和發(fā)展自己的單片機(jī)系列。 第一節(jié) 單片機(jī)的發(fā)展歷史 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從電子管，晶體管集成電路到大（超大）規(guī)模集成電路共四個(gè)階段，即通常所說(shuō)的第一代 、 第二代 、 第三代和第四代計(jì)算機(jī)。以前沒(méi)有單片機(jī)時(shí)，這些東西也能做，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來(lái)的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長(zhǎng)期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會(huì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。 因此， 設(shè)計(jì)家庭智能花卉澆灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)在的生活是非常必要的。 利用單片機(jī)設(shè)計(jì)的一款家庭智能澆花系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆花，節(jié)省人力，方便人們出差的時(shí)候，不至于影響花卉的生長(zhǎng)，如果在家也可以關(guān)斷澆花器，手動(dòng)澆花。結(jié)果往往是買回 來(lái)的盆景在一段時(shí)間后便因缺水干枯而死。 When humidity is higher than set the upper limit of moisture test, start the alarm but does not make the movement. And state of solenoid valve with LED lights show that the selection in the two LED lights, when one of the red light, said electromagic valve is not action, not watering the flowers。其原理就是根據(jù)一個(gè)濕度傳感器對(duì)土壤的濕度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)的濕度低于設(shè)定的下限濕度時(shí)，則啟動(dòng)報(bào)警并開(kāi)始用水澆花，到了設(shè)定的濕度就停止?jié)不?；?dāng)檢測(cè)的濕度高于設(shè)定的上限濕度時(shí)，則啟動(dòng)報(bào)警但不作動(dòng)作。系統(tǒng)采用模塊化思想設(shè)計(jì)，主要由控制模塊、濕度傳感器檢測(cè)模塊、 LCD 液晶 顯示模塊、控制執(zhí)行模塊、時(shí)鐘及復(fù)位模塊和報(bào)警模塊幾大部分主成。此系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)思想就是 利用濕度傳感器檢測(cè)土壤的濕度，采集的濕度傳送到單片機(jī) 處理單元，單片機(jī)根據(jù)濕度控制電磁閥自動(dòng)給花卉澆水。且用 LED 燈顯示電磁閥的狀態(tài)，在此選取二個(gè) LED 燈，當(dāng)其中一個(gè)顯示紅色燈時(shí)，表示電磁 閥不動(dòng)作，不對(duì)花卉進(jìn)行澆水；另一個(gè)為綠色燈時(shí)，則表示電磁閥動(dòng)作，對(duì)花卉進(jìn)行澆水。 A second for the green light, the said electromagic valve action, to water flowers. Can also through the buttons on the humidity of the lower limit of time and timing set, so you can in the different season flowers can grow better, to make it all the time in the good living environment. 【 Key words】 AT89C51 Humidity sensor LCD liquid crystal display LED lights 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 .................................................................................................................................................. 1 第一章 單片機(jī)的概述 ...................................................................................................................... 2 第一節(jié) 單片機(jī)的發(fā)展歷史 .......................................................................................................... 2 第二節(jié) 單片機(jī)未來(lái)的發(fā)展 ..........................................................................................................