【正文】 尤其讓我感受頗多的是使用萬(wàn)能板焊接實(shí)物。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。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。 % 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(guò)獨(dú)立式鍵盤修改 完成 輸出控制 通過(guò)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(guò)獨(dú) 立式鍵盤設(shè)置溫濕度上下限 ,通過(guò)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。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?，F(xiàn)在開始在右邊的主界面編寫 C 語(yǔ)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。 為了使仿真圖看起來(lái)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(shuō)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。在編譯方面 ,它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 Proteus 軟件是英國(guó) 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。 Keil C51 整合 了豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具。設(shè)置好以后 ,按 S4 退出設(shè)置。 S0、 S S S S4 分別對(duì)應(yīng)單片機(jī)的 引腳。寫時(shí)序用來(lái)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)。 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 。 在 Keil 工程中編寫程序的時(shí)候 ,為了讓整個(gè)工程看起來(lái)?xiàng)l理清晰 ,要按照各個(gè)模塊分別新建 C 文件寫子程序。第三部分是 LCD1602 顯示子程序 ,對(duì) LCD1602 進(jìn)行初始化 ,將溫濕度進(jìn)行顯示 。而對(duì)于 8 位數(shù)據(jù) ,首字節(jié)則無(wú)意義 )?？刂破髟谟|發(fā) SCK 時(shí)鐘前 ,必須要等待“數(shù)據(jù)備妥”的信號(hào)。此過(guò)程大約需要 1 5 210ms,分別會(huì)對(duì)應(yīng) 1 14 位的測(cè)量。后續(xù)的命令包含 3個(gè)地址 (目前支持“ 000” )和 5 個(gè)命令位 ,具體命令集見表 4。在微控制器向 SHT10 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的過(guò)程中 ,必須要保證數(shù)據(jù)線在時(shí)鐘線為高電平段時(shí)穩(wěn)定。在電源引腳(VDD,GND)之間須加一個(gè) 100nF 的電容 ,用于去耦濾波。 9 電流消耗低 ,測(cè)量時(shí) 550μ A,平均 28μ A,休眠時(shí) 3μ A。 5 將溫濕度傳感器、信號(hào)放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換、 I2C 總線接口全部集成于一個(gè)芯片 。 測(cè)量精度較高 ,溫度的測(cè)量誤差為177。這類智能傳感器廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、通風(fēng)及空調(diào)設(shè)備等領(lǐng)域。傳感器在一塊微型電路板上集成了信號(hào)處理電路和傳感元件 ,由于自帶 ADC,所以輸出數(shù)字信號(hào)。 XTAL2:系統(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸出端。 ?EA?VPP:當(dāng) ?EA 保持低電平時(shí) ,則在此期間外部存儲(chǔ)器 (0000H~FFFH),不論是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 RST:復(fù)位輸入端。對(duì) P3 口進(jìn)行寫入“ l”時(shí) ,被內(nèi)部的上拉電阻拉高且可以作為一個(gè)輸入端口。當(dāng)它被當(dāng)作輸入口使用時(shí) ,因?yàn)閮?nèi)部自帶上拉電阻 ,該引腳在被外部元器件拉低電平的時(shí)侯會(huì)有電流輸出。對(duì)端口寫入“ 1”時(shí) ,該引腳被懸空 ,由內(nèi)部的上拉電阻把引腳拉到高電平 ,這時(shí)候可以作為輸入口使用 ,此時(shí) ,因?yàn)閮?nèi)部自帶上拉電阻 ,所以被外部器件拉低電壓的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) 在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ,P0口也可以提供低 8位地址和 8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。 (9)具有一個(gè)全雙工 UART 串行通道 。 (4)內(nèi)含 8KB 的程序存儲(chǔ)器 ,1000 次寫 ?擦寫周期 。 元件清單 本次設(shè)計(jì)需要用到的元器件如下表所示 : 表 所需元件列表 元件 型號(hào) 個(gè)數(shù) 單片機(jī) STC89C52RC 1 顯示屏 LCD1602 1 溫濕度傳感器 SHT10 1 芯片底座 DIP40 1 光耦 TLP5214 1 排針 10 針 10 杜邦線 20 二極管 1N4007 4 三極管 9012 1 三極管 9013 4 電阻 10K 2 電阻 9 電阻 1K 1 電阻 470 4 電位器 15K 1 瓷片電容 1uF 5 瓷片電容 1 點(diǎn)解電容 10uF 1 瓷片電容 30pF 2 電平轉(zhuǎn)換芯片 232 1 串口母頭 DB9 1 電平轉(zhuǎn)換芯片 232 1 USB 母座 1 晶振 12MHz 1 自鎖開關(guān) 6*6*5 1 按鍵開關(guān) 6*6*5 6 蜂鳴器 1 繼電器 SRD 一 05VDC 一 SLC 4 關(guān)鍵器件的介紹 STC89C52RC STC89C52RC 單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗 /超 強(qiáng)抗干擾的單片機(jī) ,指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī) 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇。 232 芯片專門為電腦的 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路 ,使用 +5v 單電源供電。打頭的字母“ T”表示 TTL 電平 ,“ R”表示 RS232 電平。適用于終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備間的接口 ,對(duì)于雙向通信 ,只需要使用串行輸入 RXD(引腳 2),串行輸出 TXD(引腳 3)和地線 GND(引腳 5)。要讓單片機(jī)和 PC 機(jī)通過(guò)串口進(jìn)行通信 ,需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換 ,因?yàn)楸M管單片機(jī)有串行通信的功能 ,但單片機(jī)提供的TTL 電平和 RS232 的電平不一樣。 串口通信電路 串口通信可分為同步通信和異步通信 ,在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中 ,主要是采用異步串行通信。從 S0 到 S4,分別控制進(jìn)入溫度上下限設(shè)置、進(jìn)入濕度上下限設(shè)置、數(shù)值加、數(shù)值減、確認(rèn)并退出。其中 ,非編碼式鍵盤又包括矩陣式鍵盤和獨(dú)立式鍵盤。 濾波完以后 ,電壓的脈動(dòng)成分已經(jīng)下降了很多 ,但是仍有起伏 ,所以最后還需加上一個(gè)三端集成穩(wěn)壓器 ,這里選用 LM7805,它能將電壓穩(wěn)定在 5V。而 C2 是小電容 ,所以對(duì)于高頻信號(hào)容抗很小 ,相當(dāng)于短路 ,從而濾掉高頻信號(hào)。 然后用橋式整流電路把交流電整流為直流電 ,此時(shí)的直流電只是方向不變 ,但仍按正弦方式變化 ,是脈動(dòng)的直流電 。通過(guò)對(duì)電磁繼電器和固態(tài)繼電器進(jìn)行比較 ,雖然固態(tài)繼電器具有無(wú)觸電、動(dòng)作速度快、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn) ,但是本設(shè)計(jì)中的繼電器只在溫濕度超過(guò)限定值時(shí)才動(dòng)作 ,動(dòng)作頻率低 ,而且固態(tài)繼電器的價(jià)格比電磁繼電器 高得多 ,所以綜合考慮選擇電磁繼電器 SRD 一 05VDC 一SLC。如果輸入端的電流為 20mA,電流傳輸比為 50%的話 ,那么輸入端電流 Io 最大只能為 10mA。所以把 P0 口的引腳接到光耦 TLP5214 輸入測(cè)的發(fā)光二極管陰極。 光耦選用 TLP5214,它是 Toshiba公司生產(chǎn)的四路光耦 ,由單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。弱電控制強(qiáng)電 ,首先要用到繼電器來(lái)控制這些大功率的設(shè)備 ,而且為了進(jìn)一步加強(qiáng)弱電和強(qiáng)電的電氣隔離 ,減少?gòu)?qiáng)電設(shè)備對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的干擾 ,需要在前一級(jí)加光耦進(jìn)行隔離。 報(bào)警電路設(shè)計(jì)如下圖 : 圖 報(bào)警電路圖 蜂鳴器工作電流一般為 10mA,而單片機(jī)的 I/O 口只能承受幾毫安的電流 ,因此需要加三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 蜂鳴器分為有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器。 SHT10 與單片機(jī)的接口電路如下所示 : 圖 SHT10 與單片機(jī)的接口電路 SHT10 采用類似于 I2C 的兩線制串行總線 ,一根是時(shí)鐘線 ,一根是數(shù)據(jù)線。 SHT1X 系列共有三個(gè)型號(hào) :SHT SHT1 SHT15,他們都是 SMD 貼片封裝的 ,他們依次性能越來(lái)越好 ,其中 SHT10 屬于 經(jīng)濟(jì)型的溫濕度傳感器。CGRAM用來(lái)保存用戶自己取的字模 ,比如 ,如果要顯示漢字 ,就必須