【正文】 這個看似簡單的事情花了我三天的時間 ,而且板子還有很多問題。通過這次畢業(yè)設計 ,我感覺我實際應用知識的能力有了很大提高。這樣可以避免溫濕度調節(jié)設備反復不停地通斷 ,以致影響使用壽命。當溫濕度回到規(guī)定范圍內時 ,只是停止報警 ,而溫濕度調節(jié)設備應該繼續(xù)保持工作 ,直到溫濕度留有一定裕量時才停止。但是由于本次設計用到的按鍵不多 ,只有五個 ,功能比較簡單 ,而且單片機工作 比較空閑 ,因此使用的是查詢方式來處理鍵盤的輸入。中斷方式比較節(jié)省系統(tǒng)資源 ,只有當有按鍵按下時才會進入鍵盤中斷子程序 ,進一步掃描是那些鍵被按下 。 其中輸出控制和通過鍵盤設置上下限都是通過調用子程序實現(xiàn)的。 % 完成 測量濕度范圍 0~100%RH 完成 測量適度誤差 177。如果需要修改溫濕度上下限 ,可以通過按鍵進行修改。溫度回到限定值內后 ,停止報警。 圖 生成機器碼 6 結論 系統(tǒng)的功能 本系統(tǒng)能測量溫室大棚內的溫濕度數(shù)據(jù) ,將其顯示在液晶屏上。最后把新建的文件添加到工程文件里 ,右鍵點擊 project 視圖窗口里的 Source Group1,選擇 Add files to group “ source group1” ,如圖所示 :圖 添加文件到工程 這樣 ,剛才新建的文件便添加到了 Source Group1 中。 圖 說明窗口 按照正確的方法將元器件進行合理的排布及連線后 ,得到圖 圖 系統(tǒng)仿真電路圖 用 Keil 對程序進行調試、編譯 先打開 keil uvision4 這款軟件 ,新建工程 ,點擊菜單欄里的 new uvision project ,然后對工程進行保存。若想移動某個元件或多個 ,單擊其元件 ,待其顏色變紅后 ,在按下鼠標左鍵不放 ,即可拖動元件。 5 系統(tǒng)調試 用 Proteus 搭建仿真總圖 打開 Proteus ISIS,在 Proteus ISIS 編輯窗口中單擊元件列表之上的“ P”按鈕 ,添加元件及放置元件。目前世界上只有 Proteus 做到了將電路仿真、印刷電路板設計和虛擬模型仿真整合到一個設計平臺 ,其處理器模型支持 805 HC1 AVR、 ARM、 8086 和 MSP4PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33等 ,2020年又增加了 Cortex和 DSP系列處理 器 ,并持續(xù)增加其他系列處理器模型。 Proteus 在國內已受到眾多單片機開發(fā)者的喜愛。把 Keil 編譯、連接后生成的 hex 文件導入 Proteus 單片機中即可對單片機進行仿真。此外 ,Keil C51 生成的目標代碼效率非常高 ,這一點從生成的匯編語言就可以看出 ,大多生成的匯編語句很緊湊 ,容易理解。它提供了一個完整的開發(fā)方案 ,包括宏匯編、 C 編譯器、庫管理、連接器和一個功能強大的仿真調試器等 ,通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些部份組合在一起。 軟件設計所用工具 Keil uVision4 本次設計采用 Keil uVision4來編寫 C語言程序 ,通過它的編譯器進行編譯、連接 ,最后將生成的機器碼下載到單片機上。在每個設置里面 ,按 S2 增加限值 ,按 S3 減小限值。按下 S0,也就是使 為低電平時 ,進入溫度上限的設置 ,再按一次進入溫度下線的設置 。 LCD1602 子程序流程圖 圖 LCD1602 子程序流程圖 輸出控制子程序流程圖 圖 輸出控制子程序 鍵盤掃描子程序流程圖 圖 鍵盤掃描子程序 為了防止抖動 ,按鍵電路中都要消抖的措施 ,本設計中是采用的軟件消抖 ,在單片機檢測到某個鍵按下后 ,延時 10ms 再監(jiān)測 ,如果仍然按下 ,才視為按下了該鍵。向 SHT10 的 8 個數(shù)據(jù)位的寫入 ,于第 9個時鐘周期之后 ,讀取應答位 ,應答位為 0 時 ,表示 SHT10 正確接收。而寫時序和讀時序就比較復雜。 SHT10 有 4 種時序 :啟動傳輸時序、寫字節(jié)時序、讀字節(jié)時序及復位時序。其他 C文件要使用該變量時 ,要先使用 extern將全局變量的作用域擴展到本 C語言文件。某個 C 文件要調用其它 C 文件中的函數(shù)時 ,要在當前 C語言文件中先進行聲明 ,然后再調用 ,或者也可以把每個 C文件中定義的函數(shù)都寫到相同名字下的 .h頭文件中 ,其他 C文件要調用該函數(shù)時要在前面加上include *.h,將頭文件包括進來。 軟件設計的總體結構 本次設計的大棚溫濕度自動控制系統(tǒng)由一個主程序調用多個子程序 ,它們包括 SHT10 溫濕度采集子程序、 LCD1602 液晶顯示子程序、輸出控制子程序、鍵盤掃描子程序 ,如下圖所示 :圖 程序總體結構 主程序主要就是 調用各個子程序的 C 語言文件中定義的函數(shù) ,實現(xiàn) SHTLCD1602 初始化等操作 ,然后測量溫濕度 ,調用函數(shù)對數(shù)據(jù)進行處理 ,最后進行顯示并輸出控制信號。第四部分是輸出控制子程序 ,對設定值和實際值進行判斷以決定是否進行溫濕度的調節(jié) 。第二部分是SHT10 溫 度采集程序 ,其功能是通過 SHT10 傳感器采集溫濕度值 ,并進行修正 。 4 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)的工作流程是 ,操作人員在計算機上輸入需要設定的溫濕度限定值 ,當設定的溫濕度值與檢測溫濕度值不同時 ,單片機控制系統(tǒng)則會采取相應的調節(jié)動作。全部數(shù)據(jù)會從 MSB 開始 ,右值有效 (例如 :對于 12 位數(shù)據(jù) ,從第 5 個 SCK 時鐘起算作 MSB。接著會傳輸 2 個字節(jié)的測量數(shù)據(jù)以及 1 個字節(jié)的 CRC 奇偶校驗。 SHT10 通過下拉 DATA 變?yōu)榈碗娖?,表示測量已結束。確切時間與內部的晶振速度有關 ,最多會有177。 表 32SHT10 的命令集 命令 代碼 預留 0000x 溫度測量 00011 濕度測量 00101 讀狀 態(tài)寄存器 00111 寫狀態(tài)寄存器 00110 預留 0101x~1110x 軟復位 ,復位接口、清空狀態(tài)寄存器為默認值 ,下一個命令前等待至少 11ms 11110 根據(jù)上表的命令集 ,SHT10 測量時 ,發(fā)布測量命令 (‘ 00000101’表示的是相對濕度 RH,‘ 00000011’ 表示的是溫度 T)后 ,控制器等待測量停止后。 SHT10 會用下述來方式表示已經正確接受到了指令 :在第 8 個 SCK 的時鐘下降沿后 ,將 DATA 下拉至低電平 (ACK 位 )。包括 :當 SCK 時鐘為高電平的時侯 ,DATA 翻轉至低電平 ,緊接著 SCK 變成低電平 ,隨后在 SCK 時鐘為高電平的時侯 DATA 翻轉為高電平。為了避免發(fā)生信號沖突 ,微控制器僅僅把數(shù)據(jù)線拉低 ,在需輸出高電平時 ,微控制器會將引腳置成高阻態(tài) ,由外部上拉電阻把信號拉為高電平 ,這里選擇 10KΩ。也就是微控制器可在 SCK 為高電平段去讀取有效的數(shù)據(jù)。 (串行輸入 (SCK),用于微處理器與 SHT10 之間的同步通信 。 電源引腳 (VDD),SHT10 的供電電壓為 ~,這里選擇 5V。 10 可給出全校準相對濕度計溫度值輸出 。 8 片內裝載的校準系數(shù)可保證 100%互換性 。 6 小體積 ,可表面貼裝 。 濕度值分辨率為 14位 ,溫度值輸出分 辨率為 12位 ,并可以變成 12位和 8位 。 ℃ ,濕度的測量誤差為177。濕度測量范圍為 0~100%RH,溫度測量范圍為40~℃ 。 SHT10 的主要性能參數(shù)如下 : 1 采用兩線制數(shù)字接口 ,類似于 I2C 總線的時序 。 SHT10 可以用來測量相對濕度、溫度和露點等參數(shù)。傳感器采用瑞士 Sensirion 公司持有專利的 CMOSens? 技術 ,因此有極高的穩(wěn)定性、準確性、靠性性。 SHT10 溫濕度傳感器品質卓越 ,具有很明顯的優(yōu)點 ,如抗干擾能力強、反應快等。當使用片內振蕩器時 ,外部接石英晶體和微調電容。使 用外部振蕩器時 ,連接外部石英晶體和微調電容。 VCC:電源電壓。低電平有效 ,在片外程序存儲器取指期間 ,當 ?PSEN 有效時 ,程序存儲器的內容將會被送至 P0 口 ,在訪問外部 RAM時 ,?PSEN 無效。在震蕩期穩(wěn)定有效運行情況下 ,RST 端維持兩個機器周期的高電平 ,便可復位器件。 P3 口輸出緩沖級可用來驅動 4 個 TTL 邏輯門。作輸入端口時 ,被外部元器件拉低電平的 P3 口將通過上拉電阻提供電流。它的輸出緩沖級可以驅動 4 個 TTL 邏輯門 P3 口 (~): P3 口 ,和 P P2 一樣 ,是一個 8 位雙向 I/0 口 ,內部自帶弱上拉。在對程序存儲器 (ROM)或 16 位的外 部數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時 ,P2 口會送出一個高 8 位地址數(shù)據(jù)。端口進行寫“ 1”時 ,該管腳被懸空 ,由內部自帶的上拉電阻將電平拉到高電平。 P1 的輸出緩沖器可驅動 4 個TTL 邏輯門。 P1 口 (~): P1 端口 (~,1~8 引腳 ):P1 口是一個 8 位雙向 I/O 口 ,內部已經自帶有一個幾十 K 的 上拉電阻。在進行程序校驗的時候 ,輸出指令字節(jié) 。作為輸出端口 ,每個引腳能驅動 8 個 TTL 負載 ,對端口 P0 寫入每個引腳能驅動寫入“