【正文】 房光照度 遮陽(yáng)網(wǎng)設(shè)備繼電器斷開(kāi) 遮陽(yáng)網(wǎng)自動(dòng) 去關(guān)閉減少花房光照度 是 是 否 是 結(jié)束 開(kāi)始 淮南師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 21 鍵盤(pán)掃描流程圖 圖 16鍵盤(pán)掃描流程圖 開(kāi)始 掃描鍵盤(pán) 是否有鍵盤(pán)按下 S6 是否按下 S3 是否按下 開(kāi)始設(shè)置 進(jìn)入切換 S3 按下次數(shù) S4 按下次數(shù) 設(shè)置溫度 設(shè)置光照度 顯示設(shè)置溫度和花房溫度 顯示設(shè)置光照度和花房光照度 S4 是否按下 S5 是否按下 當(dāng)前設(shè)置加 1 當(dāng)前設(shè)置減 1 當(dāng)前設(shè)置不變 結(jié)束 是 是 否 否 是 是 1 次 1次 2 次 2 次 否 否 花房溫度 、 光照度控制電路設(shè)計(jì) 22 鍵盤(pán)掃描程序開(kāi)始時(shí)先掃描按鍵，判斷是否有按鍵被按下，確定有按鍵被按下時(shí)判斷被按下的是哪一個(gè)按鍵，如果是按鍵 S3，系統(tǒng) 將開(kāi)始設(shè)置，這時(shí)按鍵 S4 和 S5 被啟用，進(jìn)入哪個(gè)參數(shù)的設(shè)置取決于按鍵 S3 被按下的次數(shù)， S3 被按下 1 次，進(jìn)行光照度值設(shè)置， S3 被按下 2 次，進(jìn)行溫度值設(shè)置，當(dāng)按下第 3 次，返回正常顯示，按鍵 S4 和 S5被禁用。光照度高 于設(shè)定適宜范圍值 時(shí)，系統(tǒng)通過(guò) 控制繼電器設(shè)備斷開(kāi)， 關(guān)閉遮陽(yáng) 網(wǎng) ，避免陽(yáng)光直射作物，減小光照度，使花房的光照度在適宜的范圍值內(nèi)，這樣可以 減少?gòu)?qiáng)光對(duì) 花卉及苗圃 生長(zhǎng)的影響 [14]。如果檢測(cè)的溫度在適宜范圍，單片機(jī)將維持現(xiàn)狀。每個(gè)模塊都具有一定的功能，每個(gè)模塊又可分為許多子模塊，既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，低級(jí)模塊可以被高級(jí)模塊調(diào)用。 4 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總流程圖 這個(gè) 系統(tǒng)軟件 的 設(shè)計(jì) 是通 過(guò) 模塊化的設(shè)計(jì)思路 來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 整個(gè) 軟件系統(tǒng)的程序是用好多子程序模塊來(lái)組成的。當(dāng)單片機(jī)輸出低電平 0 時(shí)，繼電器就會(huì)斷開(kāi) [12]。在這里 ,繼電器驅(qū)動(dòng) 是 有兩個(gè) 方面 意思 的 ：一是對(duì)繼電器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)槔^電器淮南師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 17 本身對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō) 是 作為 一個(gè)功率 的 器件 來(lái)使用的 ； 另一個(gè) 是繼電器 是用來(lái)作為 驅(qū)動(dòng)其 它 負(fù)載 而使用的 ,例如： 繼電器 是被用來(lái)作 中間繼電器 的 驅(qū)動(dòng) 使用的 ，可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器， 因此 ，繼電器驅(qū)動(dòng) 其實(shí) 就是 作 單片機(jī)與其 它 大功率 的 負(fù)載接口 而使用的。 圖 10 ADC0804引腳圖 報(bào)警電路 圖 11 報(bào)警電路原理圖 當(dāng)花房的空氣溫度或光照度不在設(shè)定值范圍時(shí)蜂鳴器就會(huì)自動(dòng)報(bào)警并且 LED 燈同時(shí)也會(huì)亮以告知工作人員，此時(shí)花房的溫度或光照度不在設(shè)定的范圍值之內(nèi) [11]。 DB7 DB0：轉(zhuǎn)換后之?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出端。 VREF 為模擬輸入電壓 VIN 的上限值。 DGND：數(shù)字電壓的接地端。輸入電壓 VIN＝ VIN(+) － VIN()，通常使用單端輸入，而將 VIN()接地。轉(zhuǎn)換期間為高位準(zhǔn) (high)，等到轉(zhuǎn)換完畢時(shí) INTR 會(huì)變?yōu)榈臀粶?zhǔn)(low)告知其它的處理單元已轉(zhuǎn)換完成，可讀取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。若在 CLK R 及 CLK IN 加上電阻及電容，則可產(chǎn)生 ADC 工作所需的時(shí)序。頻率輸入可連接處理單元的訊號(hào)頻率范圍為 100 kHz 至 800 kHz。當(dāng) WR 由 0→ 1 且 CS ＝ 0 時(shí)， ADC0804 會(huì)開(kāi)始轉(zhuǎn)換信號(hào)，此時(shí) INTR 設(shè)定為高位準(zhǔn) (high)。 WR：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換的控制訊號(hào)。 淮南師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 15 ADC0804的特性 (1) 高阻抗?fàn)顟B(tài)輸出 (2) 分辨率： 8 位 (0255) (3) 存取時(shí)間： 135 ms (4) 轉(zhuǎn)換時(shí)間： 100 ms (5) 總誤差： 1— +1LSB (6) 工作溫度： ADC0804C 為 0 度 70 度； ADC0804L 為 40 度 85 度 (7) 模擬輸入電壓范圍： 0V5V (8) 參考電壓： (9) 工作電壓： 5V (10) 輸出為三態(tài)結(jié)構(gòu) ADC0804的引腳圖 CS：與 RD、 WR 接腳的輸入電壓高低一起判斷讀取或?qū)懭肱c否，當(dāng)其為低位準(zhǔn) (low) 時(shí)會(huì) active。 其中 ADC0804 與光敏電阻的連接如下圖所示 圖 9 光照度測(cè)試電路 A/D轉(zhuǎn)換電路 ADC0804 為 8bit 一路的 A/D 0— 5v，轉(zhuǎn)換速度小于100us，轉(zhuǎn)換精度 ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的精度要求。數(shù)字溫度傳感器的測(cè)量電路如下圖： 花房溫度 、 光照度控制電路設(shè)計(jì) 14 圖 8 溫度傳感器電路 系統(tǒng)采用價(jià)格低廉的光敏電阻測(cè)量光照度， 由于 沒(méi)有良好的線性， 因此 只 能大致的測(cè)量。因?yàn)?，不同種類(lèi)材料的光敏電阻的時(shí)延特性是不近相同的 ， 因此，其的頻率特性也是不近相同的 。但是其的電壓是不可以沒(méi)有限制的增大的 ，是 由于無(wú)論什么光敏電阻都會(huì)受到額定工作功率、最大工作電壓電以及最大額定電流的限制。在給一定偏壓的情況下 ,當(dāng)光照強(qiáng)度比較大時(shí) ， 光電流也會(huì)隨之比較大。 。所以，光敏電阻是不適合作為給予一定數(shù)量的檢測(cè)元件來(lái)使用的 ， 這些都是由于光敏電阻的不足引起的。我們把光敏電阻其在不受到光照強(qiáng)度時(shí)的電阻值 （ 暗電阻 ） 與受到光照強(qiáng)度時(shí)的電阻值 （ 亮電阻 ） 之間的相對(duì)變化值稱(chēng)之為靈敏度。光敏電阻器外接加在其上的電壓和暗電流之間的比值被稱(chēng)作為暗電阻 ， 常用“ 0LX”表示。 、暗電阻。 淮南師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 13 光敏電阻的的主要特性 、亮電阻。光照強(qiáng)度不同光明傳感器的組織不同 ,當(dāng)光照強(qiáng)度很強(qiáng)時(shí) ,光敏傳感器的阻值很小 ， 當(dāng)光照強(qiáng)度弱時(shí) , 光敏傳感器的組織很大 ,當(dāng)光照強(qiáng)度適宜時(shí)光敏傳感器的阻值介于強(qiáng)光和 弱光的阻值之間。光敏電阻是在于各種控制電路 (如自動(dòng)照明燈控制電路、自動(dòng)報(bào)警電路等 )、家用電器 (如電視機(jī)中的高度自動(dòng)調(diào)節(jié) ,照相機(jī)中的自動(dòng)曝光控制等 )及各種測(cè)量?jī)x器中等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。 光敏電阻 光敏電阻的簡(jiǎn)介 光敏電阻是一種特殊的電阻器件，其是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)而制成的 ，因此 對(duì)光線是非常的敏感 ,光敏電阻的電阻值是與外界光照強(qiáng)弱 或 明暗都是 有密切關(guān)系的 。 指令 10：是表示寫(xiě)數(shù)據(jù)的。 指令 9：是作為讀取光標(biāo)的地址和忙碌信號(hào)。 指令 7：是表示設(shè)置 RAM 的地址。 指令 6：是表示功能設(shè)置命令。 指令 5：是作為顯示移位光標(biāo)或者是顯示文字的作用。高電平 1 是用來(lái)表示有作用的，低電平 0 是用來(lái)表示不起作用的。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，使光標(biāo)能夠回到 00H 的地址。 15 腳 ： 背光正極 16 腳 ： 背光負(fù)極 圖 7 LCD1602液晶顯示 原理圖 淮南師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 11 LCD1602指令表 表 2 LCD1602的指令表 序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清屏 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo) /字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符器存儲(chǔ)地址 0 0 0 1 是用作設(shè)置字符存貯器的地址使用的 8 置顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 是作為顯示數(shù)據(jù)存貯器的地址使用 9 讀忙標(biāo)志和地址 0 1 BF 是作為計(jì)算數(shù)據(jù)的地址使用 10 寫(xiě)數(shù)到 CGRAM或 DDRAM 1 0 是要作寫(xiě)數(shù)據(jù)指令使用 11 從 CGRAM或DDRAM讀數(shù) 1 1 是要作讀出數(shù)據(jù)指令使用 LCD1602 的液晶顯示指令編碼顯示是通過(guò) 屏幕 、 讀寫(xiě)操作 來(lái)實(shí)現(xiàn)與對(duì)光標(biāo)進(jìn)行操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。 D0～ D7： 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 當(dāng)為低電平時(shí) RS 和 R/W 可以作為寫(xiě)入指令或顯示地址使用，當(dāng) RS 是低電平 0 時(shí)， R/W 為高電 ,1 時(shí)此時(shí)只可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 1 時(shí)，R/W 為低電平 0 時(shí)此時(shí)只可以寫(xiě)入數(shù)據(jù) [8]。 RS：是 寄存器 的 選擇 作用 ， 當(dāng) 高電平 為 1 時(shí) 是用作 選擇數(shù)據(jù)寄存器、 當(dāng) 低電平 為 0 時(shí) 是作為 選擇指令寄存器。 花房溫度 、 光照度控制電路設(shè)計(jì) 10 VDD： 接 5V 電源正極 。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形 。 1602 型 LCD 可以顯示 2 行 16 個(gè)字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0D7和 RS， R/W， EN 三個(gè)控制端口，其工作時(shí)需要的電壓為 5V，有兩個(gè)功能字符：對(duì)比度調(diào)節(jié)與背光調(diào)節(jié)。 DS18B20的引腳及指令表 GND：電源地 DQ：為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端 VDD：為外接供電電源輸入端（在寄生電源線方式時(shí)接地） 表 1 DS18B20的 ROM指令表 指令 約定代碼 功能 讀 ROM 33H 讀 DS18B20溫度傳感器 ROM中的編碼 符合 ROM 55H 發(fā)出指令之后，接著發(fā)出 64位 ROM編碼，只有訪問(wèn)單總線上與 DS18B20相對(duì)應(yīng)編碼才能做出響應(yīng) 搜索 ROM OFOH 是為 了確定在同一總線上 DS18B20的數(shù)量與識(shí)別 64位的ROM地址，是為各元器件工作做準(zhǔn)備 [7] 跳過(guò) ROM OCCH 忽略 64位 ROM中地址，可以直接向 DS18B20發(fā)送溫度改變指令 告警搜索命令 OECH 在其工作后只有溫度超過(guò)預(yù)先設(shè)定值的最大溫度或最小溫度時(shí)才會(huì)發(fā)出報(bào)警響應(yīng) LCD1602液晶顯示 LCD1602簡(jiǎn)述 字符型液晶顯示模塊是一種專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16 1， 16 2， 20 2 和 40 2 行等模塊。第六和第七字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器 。第二和第三字節(jié)是從 TH 和 TL 中復(fù)制的值 ,當(dāng)上電被更新 。若 LSB 最低位為 1 ,則表示為 度 ,求值的方法根據(jù) MSB 中的值將 LSB 中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)淮南師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 9 換成十進(jìn)制數(shù)除以 2 即得被測(cè)溫度的值 [6]。高速存貯器 RAM 由 8 個(gè)字節(jié)組成 ,頭兩個(gè)字節(jié)存放檢測(cè)溫度的值 ,0 號(hào) (LSB） 為存放溫度的值 ,1 號(hào) (MSB） 存放溫度值的符號(hào) ,如果溫度為負(fù) ,則 1 號(hào)存貯器全為 1 ,否則全為 0，這也是可用 9bit 來(lái)表示溫度的原因。 2. 溫度傳感器，它是將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的關(guān)鍵部分。 ，當(dāng)電源極性給接反時(shí)，溫度計(jì)是不能正常工作的，但也不會(huì)由于發(fā)熱而被燒毀 [5]。 實(shí)現(xiàn) 9 位到 12 位選擇 方式 。 200ms。 DS18B20 中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。因此 ，如果把 它來(lái) 用作 組成測(cè) 量 溫度電路的器件 ，線路 相當(dāng)?shù)?簡(jiǎn)單， 只需要 在一根通信線 上就能夠放好多和 DS18B20 一樣的 數(shù)字溫度計(jì)， 使用也是很 方便 的 。 鍵盤(pán)電路 圖 6 鍵盤(pán)電路 這個(gè)系統(tǒng) 采用的鍵盤(pán)電路 是利 用 最 簡(jiǎn)單的低電平掃描方式 實(shí)現(xiàn)的 ， 利 用開(kāi)關(guān)的一端與 單片機(jī) I/O 口相連 接方式 ，另一端 是用 接地的方式，用單片機(jī) 來(lái) 檢測(cè) I/O 口是否是低電平 ，此目的是 來(lái)判斷鍵盤(pán)是否被按下 。而對(duì)于輸入到時(shí)鐘電路內(nèi)部連接的時(shí)鐘信號(hào)，是需要一個(gè)二分頻觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)際的 應(yīng)用中，對(duì)外部連接時(shí)鐘信號(hào)的脈寬是不需要做什么要求的，但首先是要求脈沖的高低電平與電路所要求得電平是一樣的。XTAL1 是單片機(jī)作為時(shí)鐘電路反向放大器的輸入端， XTAL2 是單片機(jī)作為時(shí)鐘電路反向放大器的輸出端，這個(gè)反向放大器是能夠用作片內(nèi)振蕩器的配置而使用的，在這其中石晶振蕩器和陶瓷振蕩器都是可以使用的。 圖 3 復(fù)位電路原理圖 晶振電 路 晶振電路是用來(lái)給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)的。 另外的 一種 就 是手動(dòng)復(fù)位 了 ,其 的接法 就 是在 STC89C52 的 復(fù)位引腳 外接 的