【正文】 母機等 。 驅動電路 系統(tǒng)使用的是直流馬達， 包含周圍磁場、電刷、整流子等元件，電刷和整流子將外部所供應的直流電源，持續(xù)地供應給轉子的線圈，並適時地改變電流的方向，使轉子能以同一方向持續(xù)旋轉。因此連接一 10K 的電阻用以調整。接 高 電源時對比度最低 ，接 低 電源時，對比度最高。圖 35 為 LCD1602 的硬件連接。 12 圖 34 DS18B20 檢測電路 LCD1602 顯示模塊 用 AT89C52 的 P0 口作為數(shù)據(jù)線，用 、 、 分別作為 LCD 的 RS 、R/W、 E。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源， GND為地信號； VCC 為電源信號。 單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 檢測電路 DQ 為數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳，連接 。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分 合過程中引起的抖動而影響復位。在通電瞬間，電 容 C 通過電阻 R 充電， RST 端出現(xiàn)正脈沖，用以復位 [10]。 AT89C52 的復位電路 AT89C52 單片機通常采用上電自動復位和開關手動復位兩種方式。選擇的晶振是頻率為 12MHZ。但石英晶體本身的標定頻率才是單片機震蕩頻率的決定因素。在 TXAL1 和 XTAL2 兩端跨接由石英晶體及兩個電容構成的自激震蕩器 [10]，如圖 32 所示。 時鐘電路 AT89C52 芯片內(nèi)部有一個高增益反向放大器，用于構成震蕩器。 電路仿真 軟件有豐富的元件庫，智能的器件搜索，智能化的連線，可輸出高質量的圖紙。電路原理圖如 31 所示： 圖 31 電路原理圖 電路原理圖用 電路仿真 軟件繪制而成。首先對溫度采集，將采集到的溫度轉換數(shù)字，采集到的溫度由 LCM 液晶顯示屏顯示。 AT89C52連接各模塊的主控制端口，初步選定將要運用到的電子元器件，再用 Protues繪制原理圖，再根據(jù)原理圖 焊接 電路板。 定子與轉子繞上線圈，通上電流產(chǎn)生磁場，就成為電磁鐵，定子和轉子其中之一亦可為 永久磁鐵 [8]。 定子在空間中靜止不動，轉子則可繞軸轉動，由軸承支撐。 電刷 :通常使用碳制成，集電環(huán)接觸固定位 置的電刷，用以接至電源。 集電環(huán) :線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環(huán)，隨線圈轉動，可供改變電流方向的變向器。 電樞 :可以繞軸心轉動的軟鐵芯纏繞多圈線圈。 電流進入線圈產(chǎn)生磁場，利用 電流的磁效應 ，使電磁鐵在固定的磁鐵內(nèi)連續(xù)轉動的裝置，可以將電能轉換成力學能。 電動機種類非常繁多，但可大致分為交流電動機及直流電動機以用于不同的場合。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 指令 9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設置。 指令 5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。 指令 4：顯示開關控制。 指令 3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 8 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標復位到地址 00H 位置。 1602LCD 的指令說明及時序 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令 [6]，如表 所示： 表 控制命令表 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標志或地址 0 1 BF 計數(shù) 器地址 10 寫數(shù)到 CGRAMDDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。 第 15 腳：背光源正極。 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度。 LCD1602 液晶顯示器 LCD1602 簡介 字符型 LCD1602通常有 14條引腳線或 16條引腳線的 LCD，多出來的 2條線是背光電源線VCC(15腳 )和地線 GND(16腳 )，其控制原理與 14腳的 LCD完全一樣，引腳定義如表 ： 表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 7 第 1 腳： VSS 為地電源。系統(tǒng)對 DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。 斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性其輸出用，于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是 DS18B20的測溫原理。 6 DS18B20 的測溫原理 DS18B20的測溫原理，低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小 ,用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2的脈沖輸入，還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時， DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生 的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量 .計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55 ℃所對應的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器 1和溫度寄存器被預置在 55 ℃所對應的一個基數(shù)值 [4]。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源； GND為地信號； VDD為可選擇的 VDD引腳。 DS18B20的管腳排 列、各種封裝形式如圖 4 所示， DQ 為數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。以上特點使 DS18B20非常適用與多點、遠距離溫度檢測系統(tǒng)。測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時可傳送 CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。用戶可定義報警設置?？删幊痰姆直媛蕿?9～ 12位，對應的可分辨溫度分別為 ℃、 ℃、 ℃和℃，可實現(xiàn)高精度測溫。 。適應電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便 [3]。溫度測量范圍為 55～+125 攝氏度，可編程為 9位～ 12 位轉換精度，測溫分辨率可達 ，分辨率設定參數(shù)以及用戶設定的報警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電后依然保 存。 DS18B20 簡單介紹 DALLAS 最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟。 5 單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 檢測電路 由于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件測出的一般都是電壓，再轉換成對應的溫度，需要比較多的外部元件支持，且硬件電路復雜，制作成本相對較高。這些中斷請求分別由單片機的特殊功能寄存器 TCON 和 SCON 的相應位鎖存。 AT89C52 單片機有五個中斷請求源。由此可見，定時器是單片機中效率最高而且工作靈活的部件。 T1具有方式 0、方式 1和方式 2 三種工作方式。計數(shù)器的輸入脈沖源可以是外部脈沖源或系統(tǒng)時鐘震蕩器，計數(shù)器對著兩個輸入脈沖之一進行遞增計數(shù)。兩個特殊功能寄存器用于確定定時器 /計數(shù)器的功能和操作方式。 定時器 AT89C51 單片機的內(nèi)部有兩個 16 位可變成定時器 0 和定時器 1，它們都有定時或是事件計數(shù)的功能，可用于定時控制、延時、對外部事件計數(shù)和檢測等場合。 AT89C51 數(shù)據(jù)存儲器空間也分為內(nèi)片和外片兩大部分，即片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM 和片外數(shù)據(jù)存儲器 RAM。 在程序存儲器中，有 6 個地址單元被保留用于某些特定的地址。這似的能在 6K地址空間內(nèi)任意尋址，但沒有指令使程序能控制從程序存儲器空間轉移到數(shù)據(jù)存儲空間。 程序存儲器 程序存儲器用于存放編好的程序和表格常數(shù)，通常該區(qū)域具有不同 的保護措施，以防止該區(qū)域的內(nèi)容被破壞。每個端口都包括一個鎖存器，一個輸出驅動器和輸入緩沖器，作輸出時數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時數(shù)據(jù)可以緩沖，但是這四個通道的功能完全不同。 CPU 的結構 I/O 口結構 AT89C52 單片機有 4 個 8位并行 I/O 接 口，記作 P0、 P P2和 P3，每個端口都是 8位準雙向口，共占 32 根引腳。為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作能力，片內(nèi)設有一些專用的寄存器，而且還增強了為處理邏輯電路的功能。下面說明控制器和運算器 [1]。 AT89C52 的工作原理 CPU 的結構 CPU 是單片機內(nèi)部的核心部分，是單片機的指揮 和執(zhí)行機構，它決定了單片機的主要功能特性。本設計系統(tǒng)的基本組成單元包括：單片機控制單元， 復位電路，按鍵電路， DS18B20 溫度檢測電路， LCD1602 顯示電路 ，直流馬達。 根據(jù)系統(tǒng)具體要求，可以對每一個具體部分進行分析設計。再將采集到的溫度與 系統(tǒng)設定溫度值進行比較 ，而控制 的電平輸出。 工作原理 首先對硬件系統(tǒng) 端口定義， DS18B20定義端口為 , P0 口控制液晶 LCM1602的顯示，定義端口 為馬達控制端口 。馬達：主要用于帶動風扇的轉動 。溫度檢測裝置：DS18B20數(shù)字溫度計對大棚內(nèi)溫度進行采集，將溫度轉換成數(shù)字。若檢測到的溫度高于設定的值則驅動馬達轉動 。 2 圖 11 溫度自動控制主要組成部分 由圖 11所示，本系統(tǒng)的核心部分是 AT89C52，此芯片是該電路的樞紐。 系統(tǒng)的主要模塊 本系統(tǒng)的主要組成部分 本系統(tǒng)為一個全自動溫度檢測與控制系統(tǒng)，由以下幾個部分組成： AT89C52單片機， 復位電路， 溫度檢測 電路 ，顯示電路，馬達 。 本設計將實現(xiàn)大棚溫度的自動化控制。 系統(tǒng)的要求 本系統(tǒng)通過單片機 AT89C52 控制 ,用 DS18B20 數(shù)字溫度計采集溫度。 本系統(tǒng)以 AT89C52單片機為控制核心，主要是為了對蔬菜大棚內(nèi)的溫度 的 檢測與控制而設計的。 20世紀 80年代初誕生了第一批溫室控制計算機，此后溫度計算機控制及管理技術便函先在發(fā)達國家得到廣泛應用，后來各發(fā)展中國家也都紛紛引進，開發(fā)出適合自己的系統(tǒng)。溫度計算機控制與管理系統(tǒng)正在不斷吸收自動控制和信息管理領域的理論和方法，結合溫室作物種植的特點，不斷創(chuàng)新，逐步完善，從而使溫室種植業(yè)實現(xiàn)真正意義上的現(xiàn)代化，產(chǎn)業(yè)化。 系統(tǒng)的概述 應用自動控制和電子計算機實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的自動化，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標志之一。 本系統(tǒng) 仿真 就基于單片機 AT89C52實現(xiàn)對大棚溫度的自動化控制 （實物焊接時則采用存儲器更強大的 AT89S52） 。隨著人們生活水平的日益增長，對蔬菜的要求也較高，對大棚蔬 菜的溫度控制就是一個重要因素。當采集到的溫度高 于系統(tǒng)設定值 ，馬達將帶動風扇的轉動，實現(xiàn)自動控制大棚里的溫度 。 本設計是通過單片機控制 ,來實現(xiàn)對蔬菜大棚溫度進行自動控制 。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。為此，在現(xiàn)代化的蔬菜大棚管理中通常有溫度自動控制系統(tǒng)，以控制蔬菜大棚溫度，適應生產(chǎn)需要。 所以要將溫度始終控制在適合蔬菜生長的范圍內(nèi)。 畢業(yè)設計 題 目： 大棚溫度控制系統(tǒng) 系 別： 計算機科學系 班 級： 計 應 091 姓 名： XXXX 學 號： 000000 指導老師： XXX 二〇一一年 十