【正文】 在此特向 李 老師表示深深的感謝！ 感謝所有教導(dǎo)過我的老師們，你們 勤勤懇懇的工作著，把各種專業(yè)知識(shí)毫無(wú)保留的傳授給我們，使我們掌握了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，這些知識(shí)都將成為我們未來工作的基石。 跟隨李 老師 做畢 業(yè)設(shè)計(jì) ， 使我在學(xué)習(xí) 和生活中得到了許多啟迪 。第 45頁(yè) 共 45頁(yè) 致 謝 本課題是在 李曉 導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，在課題的研究過程中， 李老師給我做了大量的工作 。 通過設(shè)計(jì)使我對(duì)單片機(jī)有了深刻的了解 ， 以單片機(jī)為核心的控制技術(shù) 將來 全面地滲透 到 我從事的電力行業(yè) 及我 生活的各個(gè)領(lǐng)域 ， 它的運(yùn)用必將大大促進(jìn)了各行各業(yè)的飛速發(fā)展 。 將 8051 單片機(jī)成功應(yīng)用于溫濕度測(cè)控系統(tǒng) ， 所研發(fā)產(chǎn)品可靠性和擴(kuò)充性較強(qiáng) ， 能廣泛應(yīng)用于糧庫(kù)、物流倉(cāng)儲(chǔ)、 檔案館 、農(nóng)業(yè)大棚等對(duì)溫濕度要求較高的場(chǎng)所 ， 具有較大的市場(chǎng)推廣前景 。 讀實(shí)時(shí)值與鍵入值比較 調(diào)用控制 升溫降溫處理 報(bào)警 是否在設(shè)定區(qū)間內(nèi) 返回 Y N 第 29頁(yè) 共 45頁(yè) 5 部分單元電路仿真 單路 DS18B20溫度采集仿真 仿真如圖 所示 ： 圖 單路 DS18B20 溫度采集仿真圖 單路 HS1101濕度采集仿真 仿真如圖 所示： 第 30頁(yè) 共 45頁(yè) 圖 單路 HS1101 濕度采集仿真 第 31頁(yè) 共 45頁(yè) 6總結(jié) 單片機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用，尤其 MCS51 系列單片機(jī)，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測(cè)控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場(chǎng)，并取得了令人矚目的成果，展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。 溫 度判斷控制部分的程序整體思路如圖 所示 。一子節(jié)數(shù)據(jù)是否發(fā)送完 SETB RET 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 判斷控制棋塊，就是對(duì)用戶輸入的溫度和濕度與當(dāng)前溫室內(nèi)的 實(shí)際 溫濕度進(jìn)行比較，先進(jìn)行判斷，然后再進(jìn)行控制，控制棋塊是決定系統(tǒng)將要進(jìn)行 什么 工作的 。產(chǎn)生寫信號(hào) MOV R7,1 LCALL DELAY15 RRC A MOV ,C 。判斷一子節(jié)是否讀完 MOVX R0,A ；保存結(jié)果 INC RO DJNZ R21,RD18201 。產(chǎn)生信號(hào) NOP NOP SETB 。存在 DS18B20 MOV R7,28 LCALL DELAY15 開始 初始化 DS18B20 寫入 0XCCH 寫入 0X44H（溫度變換） 延時(shí) 916uS 初始化 DS18B20 延時(shí) 916uS 寫入 0X55H（匹配 rom） 發(fā)送 64 位 ID 檢驗(yàn) 寫入 0XBEH（讀存儲(chǔ)器） 讀出數(shù)據(jù) 結(jié)束 第 26頁(yè) 共 45頁(yè) RET1: RET 延時(shí)子程序（ Focs=12MHz） DELAY15: MOV R6,6 DEL151: DJNZ R6,DELAY151 DJNZ R7,DELAY15 。=0 JB ,RET1 。延時(shí) 500us LCALL DELAY15 SETB MOV R7， 4 。 （ 1） DS18B20 的初始化子程序 RESET: CLR 。從 DS18B20 中讀出九個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的流程圖如圖 所示。濕度檢測(cè)的流程如圖 所示。 N N N Y Y Y 第 23頁(yè) 共 45頁(yè) 圖 8279 鍵盤顯示模塊部分的基本流程圖 采樣裝換模塊 濕度檢測(cè)子程序 相對(duì)濕度的檢測(cè)采用相對(duì)濕度傳感器 HS1101，該傳感器的測(cè)量精度為士 3% RH，測(cè)量電路采用圖 所示的電路，測(cè)量時(shí)，將單片機(jī)定時(shí)到 1s，用 T0 計(jì)數(shù)器記錄“濕度 頻率轉(zhuǎn)換電路”中的輸出方波數(shù)，定時(shí)時(shí)間到時(shí)，停止 T0 計(jì)數(shù)，此時(shí) TO 所計(jì)的方波數(shù)即為“濕度 頻率轉(zhuǎn)換電路”的頻率，對(duì)照表 313（ 空氣濕度與電壓頻率的典型值 ） ，判斷該頻率所屬區(qū)域，將每個(gè)區(qū)域等分為 100 份，即相當(dāng)于 %RH 的精度，如在 0%RH~10% RH 之間均分 100 份，對(duì)應(yīng)的頻率分為 100份，即用相對(duì)濕度為 0%RH 時(shí)對(duì)應(yīng)頻率 (7351Hz)減去相對(duì)濕度為 10%RH 時(shí)的對(duì)應(yīng)頻率 (7224Hz)，用該差值除以 100， 公式如下 ： 為了方便計(jì)算和保證計(jì)算精度，將增量擴(kuò)大 100 倍， 進(jìn)行計(jì)算。 初始化 LED 顯示 是否按“ B”？ 輸入設(shè)定值 是否正確？ 是否按“ C”？ 溫度濕度是依次輸入的并且依次以下 限 、上限輸入，并且將溫濕度的中間數(shù)值存入單片機(jī)中， 在將 LED 清零 后顯示 （ 分別在 0123 位 ） ， 并依次顯示實(shí) 時(shí) 的現(xiàn)度濕度數(shù)值 （ 顯示在4567 位 ）。按 B 鍵 表示開 始輸入，這時(shí)可按 溫度 下限、上限， 濕度下 限、上限的順序依次輸入，如果輸入的順序錯(cuò)可按 B鍵可重新進(jìn)行輸入， 直到輸入正確輸入元畢后按 C 鍵確定。 系統(tǒng)初始化模塊 系統(tǒng)初始化模塊的豐要功能是元成系統(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)系統(tǒng)啟動(dòng)后， LED 顯示“ 0”。 當(dāng) 輸出高電平“ 1”時(shí)，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約 +5V 電壓 而 鳴叫 ； 當(dāng) 輸出低電平“ 0”時(shí)，二極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲 。壓電式蜂鳴器約需l 0mA 的驅(qū)動(dòng)電流 ，可以用一個(gè)晶體三 極管驅(qū)動(dòng)，如圖 所示。 第 20頁(yè) 共 45頁(yè) 本設(shè)計(jì)采用峰鳴音報(bào)警電路。 圖 風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)、加濕機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 2） 報(bào)警接口電路 在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)或通過計(jì)以便提醒操作人員注意對(duì) 于 一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)或采取緊急措施。當(dāng)單片機(jī)輸出端口為低電平時(shí)， LEDl 亮， 光耦 通，雙向晶閘管導(dǎo)通，應(yīng)用晶閘管驅(qū)動(dòng)設(shè)備避免了機(jī)械觸點(diǎn)式繼電器驅(qū)動(dòng)的一些缺點(diǎn)。其驅(qū)動(dòng)電路如圖 所示。濕度的調(diào)整還可配合加加濕機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 8279 初始化時(shí)，設(shè)定的相關(guān)命令字 如下 ： Z8279 EQU 08701H ； 8279 狀態(tài) /命令口地址 D8279 EQU 08700H ； 8279 數(shù)據(jù)口地址 LEDIOD EQU 00H ； 左 邊 輸入 八位字符顯示 ；外部譯碼 鍵掃描方式，雙鍵互鎖 LEDFEQ EQU 38H ； 掃描速率 LEDCLS EQU 0DlH ；清除 顯示 RAM LEDWRO EQU 80 H ； 設(shè)定的將要寫入的 顯示 RAM 地址 系統(tǒng)的連接圖 如 圖 所示： 圖 鍵盤及顯示電路 第 19頁(yè) 共 45頁(yè) 控制設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路 1） 風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)、加濕機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 糧倉(cāng) 溫、濕度的控制是通過空調(diào)器與風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的。 第 18頁(yè) 共 45頁(yè) ? CLK： 外部時(shí)鐘輸入線，其信號(hào)由外部振蕩器提供。 ? RESET ，復(fù)位輸入線，高電平有效。 ? OUTB3 ~ OUTB0 OUTA3 ~O U TA0： 顯示段輸出線。 ? RL7 ~ RL0： 鍵盤回送線，平時(shí)為高電平，只有當(dāng)某一鍵閉合時(shí)， 其中 一條線才變低。 ? RD， WR： 讀 和寫邊通信號(hào)線， 均為低電平有效。 ? A0， 區(qū)分信息 的特征位。用于傳送 8279 與 CPU 之間的命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài) 。單片機(jī)采用 8279 管理鍵盤和顯示器，可減少軟件程序，減輕負(fù)擔(dān)， 且 顯示穩(wěn)定，程序簡(jiǎn)單。七段數(shù)碼 管采用共陰極 ， 系統(tǒng)中使用的段碼如下表 所示。 具體電 路圖如圖 第 16頁(yè) 共 45頁(yè) 圖 串口通訊電路 鍵盤 及顯示電路 鍵盤 及顯示 系統(tǒng)采用 8279 芯片控制 16 鍵的鍵盤和 8 位七段數(shù)碼管 ，以實(shí)現(xiàn)用戶的輸入與數(shù)據(jù)輸出。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條 件，比如電腦的串口是 RS232電平的，而單片機(jī)的串口是 TTL電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，我們采用了專用芯片 MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。圖 所示為 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 [23]?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能 ： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu) 工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 8051 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 表 ： 輸入狀態(tài) 接通 通道 輸入狀態(tài) 接通 通道 INH C B A INH C B A 0 0 0 0 0 0 1 0 1 5 0 0 0 1 1 0 1 1 0 6 0 0 1 0 2 0 1 1 1 7 0 0 1 1 3 1 x x x 均不 顯示 0 1 0 0 4 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中，我們采用美國(guó) ATMEL（ 愛特梅爾 ） 公司生產(chǎn)的 AT89S52 單片機(jī)作為主控芯片。 CD4051 作為 8 選 1 功能時(shí)，若 A、 B、 C 均為邏輯“ 0（ INH=0） ，則地址碼00013 經(jīng)譯碼后使輸出端 OUT/IN 和通道 0 接通 [22]。 INH (6)： 禁止輸入引腳。 A、B、 C (1 9)： 地址控制引腳。 圖 CD4051 的 管腳圖 圖中功能如下 ： 該芯片由 DTL/TTLCOMS 電平轉(zhuǎn)換器，帶有禁止端的 8 選 1 譯碼器輸入，分別加上控制的 8 個(gè) COMS 模擬開關(guān) TG 組成。因此，多路開關(guān)通常是一種具有雙向能力的器件。多路開關(guān)通常有 n 個(gè)模擬量輸入通道和一個(gè)公共的模擬輸入端，并通過地址線上不同的地址信號(hào)把 n 個(gè)通道中任一通道輸入的模擬信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)有 n 線到一線的接通功能。 Ul 的 X 端子與單片機(jī) P3. 4 端口相連，實(shí)現(xiàn)濕度信號(hào)的采集。 圖 濕度矩陣測(cè)量網(wǎng)絡(luò) 圖中， CD4051 有 3 條地址碼控制線，通過單片機(jī)的控制每片 CD4051 可實(shí)現(xiàn)8 選 1 功能，每片 2 片 CD4051 組合使用就可實(shí)現(xiàn) 64 路濕度信號(hào)的采集。 表 空氣濕度與電壓頻率的典型值 濕度 頻率 濕度 頻率 %RH Hz %RH H