【正文】 TT2(8)6個(gè)中斷源、5個(gè)中斷矢量、2級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)。(5)內(nèi)含512字節(jié)的RAM。 (3)ISP(在線編程)/IAP(在應(yīng)用可編程):可通過(guò)串口下載程序,不需要使用專門的下載器,非常方便快捷。① STC89C52RC的主要性能參數(shù)(1)增強(qiáng)型8051單片機(jī),6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇,指令代碼與傳統(tǒng)8051單片機(jī)是兼容的。232是一種雙組驅(qū)動(dòng)器/接收器,片內(nèi)含有一個(gè)電容性電壓發(fā)生器以便在單5V電源供電時(shí)提供EIA/TIA232E電平。232就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供EIA/TIA232E電平。所以,引腳T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT為接TTL?CMOS電平的引腳,引腳T1OUT、T2OUT、R1IN、R2IN為接RS232電平的引腳。R1IN和R2IN表示輸入RS232電平,因此與電腦的串口相連。232芯片中有兩組電平轉(zhuǎn)換的引腳,我們這里只需使用其中一組。232是IM公司專為RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5V電源供電。TTL電平中,。在短距離、較低波特率串行通信中得到了廣泛應(yīng)用。在設(shè)計(jì)通信接口時(shí),應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)接口,這樣才能夠方便而又準(zhǔn)確的把單片機(jī)和外設(shè)有機(jī)的連接起來(lái),從而能形成一個(gè)測(cè)控系統(tǒng),目前異步串口通信標(biāo)準(zhǔn)有RS一23RS一42RS一485標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí),I/O口變?yōu)榈碗娖?。本設(shè)計(jì)中的鍵盤(pán)是低電平有效。本設(shè)計(jì)中總共用到5個(gè)按鍵式開(kāi)關(guān),他們用來(lái)改變?cè)O(shè)定的溫濕度上下限數(shù)值。矩陣式鍵盤(pán)較為復(fù)雜,一般用于按鍵數(shù)目較多,而單片機(jī)可用的I/O口又比較有限時(shí)。 按鍵電路圖鍵盤(pán)分為編碼式和非編碼式鍵盤(pán)。并聯(lián)在LM7805兩端的二極管起保護(hù)作用,避免在短路等情況下LM7805輸出端的電壓比輸入端高,從而燒壞LM7805。小電容容值小,因此就不存在感抗的問(wèn)題。需要注意的是,470uF的大電容可以濾低頻,為什么不能濾高頻,?從理論上來(lái)說(shuō)大電容應(yīng)該高頻、低頻都可以,但是由于制造工藝的原因,電解電容的容值做得很大時(shí),它就不再是一個(gè)單純的電容了,它等效于一個(gè)電容串聯(lián)一個(gè)電感。C8是大電容,用電解電容,它的作用是低頻濾波,通過(guò)充電放電,從而削峰填谷,使電壓的脈動(dòng)成分減少,電壓基本保持穩(wěn)定。因此需要濾波電路將紋波濾掉。由于最后的穩(wěn)壓環(huán)節(jié),LM7805要得到5V的直流輸出,輸入與輸出要有一定的壓差,根據(jù)LM7805的數(shù)據(jù)手冊(cè),需要有10V的輸入,因此在降壓環(huán)節(jié)把220V的電壓降為10V。 電源的設(shè)計(jì) 電源電路電源電路是整個(gè)系統(tǒng)中非常重要的一部分,本設(shè)計(jì)中主要用到直流5V電源。此外,這里用的繼電器是普通的電磁繼電器。在這里,TLP5214的電流傳輸比為50%,輸出端我們剛才算出的電流IoIb1mA,所以輸入端電流IF最小為2mA,由于電流很小時(shí)光耦處于死區(qū),因此要選大點(diǎn),這里選擇IF10mA。還應(yīng)該注意到的一點(diǎn)是,光耦有一個(gè)參數(shù)叫電流傳輸比(CTR),CTRIo/IF,及輸出端電流的最大值比上輸入端的電流,體現(xiàn)了光耦輸出電流的能力。繼電器選用5V的,驅(qū)動(dòng)繼電器需要大約100mA的電流,也就是說(shuō)驅(qū)動(dòng)繼電器的三極管的集電極電流為Ic100mA。如果設(shè)置光耦的發(fā)光二極管的電流為10mA,那么兩個(gè)發(fā)光二極管同時(shí)導(dǎo)通時(shí)單片機(jī)的灌電流為20mA,小于26mA,符合要求。51單片機(jī)P0口所能承受的灌電流最大,可以達(dá)到26mA。這四組輸出電路分別控制加濕、除濕、加熱、制冷的設(shè)備。光耦的驅(qū)動(dòng)能力有限,一般電流只能達(dá)到30mA左右,不足以驅(qū)動(dòng)繼電器,因此再加一個(gè)三極管放大電流。 輸出電路設(shè)計(jì)當(dāng)溫濕度超出限定值后,單片機(jī)將輸出控制信號(hào),啟動(dòng)加熱、制冷、加濕、除濕設(shè)備。如上圖所示,單片機(jī)的I/,三極管導(dǎo)通,5V的電壓加載到蜂鳴器兩端,于是蜂鳴器鳴叫。本設(shè)計(jì)中使用的是有源蜂鳴器,在它兩端加載5V的直流電壓就可以使之鳴叫。有源蜂鳴器由于內(nèi)部集成了振蕩源,所以使用直流電壓就可以驅(qū)動(dòng)它鳴叫。蜂鳴器為一種采用一體化結(jié)構(gòu)的電子器件, 采用了直流電壓來(lái)供電,廣泛的應(yīng)用到了計(jì)算機(jī)、報(bào)警器、復(fù)印機(jī)、電子玩具、電話機(jī)、汽車電子設(shè)備、定時(shí)器等電子產(chǎn)品之中用作發(fā)聲器。數(shù)據(jù)線要通過(guò)一個(gè)上拉電阻接到VCC,目的是避免信號(hào)沖突,使單片機(jī)的引腳只提供低電平,要得到高電平則使該引腳懸空,由上拉電阻提供高電平。因此,從滿足大棚溫濕度監(jiān)測(cè)的要求來(lái)看,SHT10已經(jīng)足夠,故選用SHT10。三者的溫濕度性能如下圖所示。它與單片機(jī)的接口電路如下圖所示: LCD1602與單片機(jī)的接口電路 溫濕度傳感器模塊溫濕度傳感器選用瑞士Sensirion公司生產(chǎn)的SHT10。DDRAM用來(lái)存儲(chǔ)要顯示的字符的字模,它和屏幕上的位置是對(duì)應(yīng)的,第一行為00H到0FH,第二行為40H到4FH。CGROM用來(lái)保存LCD1602內(nèi)部固化的一些字符的字模,比如英文的26個(gè)字母的大小寫(xiě)。 液晶顯示模塊測(cè)量到的溫濕度值將顯示到液晶屏LCD1602上,它可以顯示2行,每行16個(gè)字符。程序運(yùn)行過(guò)程中如果跑飛了、程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí),就需要用到手動(dòng)復(fù)位。隨著充電的繼續(xù)進(jìn)行,電流會(huì)逐漸減小,電阻兩端的電壓URIR也逐漸減小,即RST引腳的電勢(shì)逐漸減小。先說(shuō)說(shuō)上電復(fù)位的工作原理,當(dāng)單片機(jī)上電時(shí),電源+5V的Vcc通過(guò)10K的電阻對(duì)10uF的電容進(jìn)行充電。在運(yùn)行過(guò)程中,如果程序出錯(cuò),也需要進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位。 上電+手動(dòng)復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位主要有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位,之所以要進(jìn)行復(fù)位,目的就是為了讓單片機(jī)進(jìn)入初始狀態(tài),比如讓PC指向0000H,這樣單片機(jī)才能從頭運(yùn)行程序。電源電路后面的模塊中會(huì)單獨(dú)提到,用5V的直流電源。單片機(jī)有兩種時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生方式,一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式,另一種是外部時(shí)鐘方式。3 單元模塊設(shè)計(jì) 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、電源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。 方案選擇PLC和單片機(jī)都能作為主控制器進(jìn)行設(shè)計(jì),但是在價(jià)格方面單片機(jī)具有巨大優(yōu)勢(shì)。另外,中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),隨著溫室大棚越來(lái)越普及,農(nóng)村對(duì)溫濕度控制系統(tǒng)的需求也會(huì)越來(lái)越旺盛,因此雖然用單片機(jī)開(kāi)發(fā)的周期較長(zhǎng),但是一旦完成開(kāi)發(fā),后期生產(chǎn)環(huán)節(jié)的邊際成本很小。從價(jià)格方面上看,單片機(jī)就比PLC具有很大的優(yōu)勢(shì)。但是本系統(tǒng)是用于溫室大棚,并沒(méi)有其他大型工業(yè)設(shè)備的干擾。 用單片機(jī)作為主控制器的控制系統(tǒng) 方案論證從功能上看,兩種控制器都能滿足要求。采用STC89C52RC單片機(jī)作為主控制器,可以用C語(yǔ)言進(jìn)行編程,由于它支持ISP在線編程,因此可以通過(guò)RS232串口將程序燒錄到單片機(jī)中,很方便。而且PLC抗干擾能力強(qiáng),工作穩(wěn)定可靠,這一點(diǎn)已被長(zhǎng)期的工業(yè)控制實(shí)踐所證明。 方案比較 方案一采用PLC作為主控制器。 性價(jià)比性價(jià)比也是一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所要考慮的重要因素。軟硬件都要進(jìn)行濾波。對(duì)輸入輸出通道也一樣,要采用抗干擾措施。要提高控制系統(tǒng)的可靠性,那么就要注意以下幾個(gè)方面:選用的元器件要有很高的可靠性。如果系統(tǒng)的可靠性不能達(dá)標(biāo),那么系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能就會(huì)增大,造成很大的損失。(6)溫濕度報(bào)警:有。(5)測(cè)濕范圍:0~100%RH。(4)濕度測(cè)量誤差:177。1℃。為了能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要,此次設(shè)計(jì)要達(dá)到一下指標(biāo):(1)工作環(huán)境:溫室大棚。 2 總體方案設(shè)計(jì) 溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求本文要設(shè)計(jì)的大棚溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng),要能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度進(jìn)行采集,將其顯示在LCD1602液晶顯示器上,然后與設(shè)定的上下限值進(jìn)行比較,如果超出限制則啟動(dòng)溫度、濕度控制設(shè)備,并通過(guò)蜂鳴器報(bào)警,直到溫濕度回到規(guī)定的范圍。單片機(jī)因?yàn)樗哂泄δ軓?qiáng)、高可靠性、體積小、造價(jià)便宜和開(kāi)發(fā)周期短這些優(yōu)勢(shì),廣泛用于自動(dòng)化測(cè)量和控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,特別是在日常生活中發(fā)揮的日益重要的作用。這要求我們提高溫濕度檢測(cè)與控制技術(shù),來(lái)滿足對(duì)溫室大棚建設(shè)的需要。這些操作都是人工的,耗費(fèi)了大量的人力以及物力。因此,非常有必要使用一套溫濕度控制系統(tǒng),以維持溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度在一個(gè)合適的范圍,實(shí)現(xiàn)大棚內(nèi)農(nóng)作物的水分、養(yǎng)分的有效供給,提高光合作