【正文】 接起來(lái) ,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境等各項(xiàng)參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)和控制 ,應(yīng)用在環(huán)境惡劣的條件下將是非常有意義的。 模數(shù)轉(zhuǎn)換的方案選擇 方案一：采用 8 位 AD 轉(zhuǎn)換芯片 PCF8591 實(shí)現(xiàn)模 數(shù)轉(zhuǎn)換。 PCF8591具有 4 個(gè)模擬輸入、 1 個(gè)模擬輸出和 1 個(gè)串行 I2C 總線接口。在 PCF8591 器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過(guò)雙線雙向 I2C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。 方案二：采用 8 位 AD 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0831 實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。其內(nèi)部 只 有一個(gè)通道。 考慮到 51單片機(jī)引腳有限，經(jīng)比較設(shè)計(jì)采用方案二。安全顯然得不到保障且不易控制。本設(shè)計(jì)所采用的是 5V電磁繼電器，而控制設(shè)備所用電壓可達(dá)到 220V。 從可行性和安全性考慮，本設(shè)計(jì)采用方案二。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 STC89C52引腳說(shuō)明如下。 ●外接 晶振 引腳 XTAL1和 XTAL2。 ●輸入 /輸出引腳 、 、 、 。 GNDVCCP12P13P10P11XTAL12MHZGNDVCCR6GNDVCCEA/VP31XTAL119XTAL218RESET91213141512345678393837363534333221222324252627281716PSEN29ALE/PROG301110VCC40GND20U1C51ENCEPWRUCLKCDAMMISOMOSISCKCSNDRDS30pFC230pFC110uFC3 P07P20P21P22P23P24P25P26P27 圖 2 STC89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng) 復(fù)位電路 為確保微機(jī)系統(tǒng)中 電路 穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。 5%，即 ～ 。 本設(shè)計(jì)采用的是手動(dòng)按鈕復(fù)位 ，手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則 VCC 的 +5V 電平就會(huì)直接加到 RST 端。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。 K10uFC410KR1VCCGNDRST 圖 3 單片機(jī)復(fù)位電路 晶振電路 單片機(jī) 系統(tǒng) 里都有晶振，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片 機(jī) 的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò) 電子 調(diào)整頻率的方法保持同步。 XTAL12MHZGND30pFC230pFC1XTAL2XTAL1 圖 4 單片機(jī)晶振電路 傳感器信號(hào)采集電路 DS18B20 溫度采集電路 Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。 DS18B20也 支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 55176。 C，在 10 到 85176。 176。 DS1822的精度較差為177。C 。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量。 176?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。 DS18B20的應(yīng)用電路圖和實(shí)物圖如圖 5所示。 濕敏電阻 是利用濕敏材料吸收空氣中的水分導(dǎo)致電阻值發(fā)生變化這一原理制成的。 濕敏電阻的電器阻抗 R（ KΩ）如圖6 所示。 VCCREF5+IN2IN3CS1SDA6SCL7GND4VCC8ADC0831_1VCCGNDVCCGNDP27P07P26123P5Header 3504R7 圖 7 土壤濕度采集電路圖和濕敏電阻實(shí)物圖 光照采集電路 本設(shè)計(jì)采集光照強(qiáng)度采用的是利用 ADC0831 實(shí)現(xiàn)光敏電阻的模數(shù)轉(zhuǎn)換 。用來(lái)制作光敏電阻的典型材料有 硫化鎘 （ Cds)及硒化鎘（ CdSe）兩種。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向 電源 的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使 光敏電阻器 的阻值迅速下降。 光敏電阻的電器阻抗 R如圖 8所示。 VCCREF5+IN2IN3CS1SDA6SCL7GND4VCC8ADC0831_2P24P25P23VCCGNDVCCGND10KR812P6Header 2 圖 9 光照強(qiáng)度采集電路圖和光敏電阻實(shí)物圖 PH 采集電路 本設(shè)計(jì)利用 ADC0831實(shí)現(xiàn) PH的模數(shù)轉(zhuǎn)換。 表 1 PH 電極電氣阻抗 型號(hào) 測(cè)量 范圍 溫度 范圍 零點(diǎn) PH值 E201C 014PH 080度 7177。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 P21P22P20VCCREF5+IN2IN3CS1SDA6SCL7GND4VCC8ADC0831_3VCCGNDVCCGND100KR912P7Header 2 圖 10 PH 強(qiáng)度采集電路圖和 PH 電極實(shí)物圖 LCD12864 液晶顯示電路 LCD12864是一種 具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊； 其顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192個(gè) 16*16點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 VCCGNDGNDVCCVCC液晶對(duì)比度調(diào)節(jié)10KR2P25P26P27P00P01P02P03P04P05P06P07PSBNCVSS1VDD2V03RS4R/W5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714PSB15NC16RET17VOUT18LED_A19LED_K20U5LCD12864 圖 11 LCD12864 顯示電路 繼電器控制電路 繼電器是一種電控制器件。它實(shí)際上是用小電流去控制大電流動(dòng)作的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”，故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用的繼電器為電磁繼電器。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 低壓電源電磁鐵彈簧銜鐵觸點(diǎn)電動(dòng)機(jī)高壓電源工作電路控制電路 圖 12 電磁繼電器工作原理 電磁繼電器 一般由鐵芯、 線圈 、 銜鐵 、觸點(diǎn)簧片等組成的。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。 本設(shè)計(jì)中電磁繼電器的控制電路如圖 13 所示。4Re_1Relay_6 腳123P1Header 3 圖 13 電磁繼電器控制電路 利用三極管飽和導(dǎo)通和截止的的特性就可以實(shí)現(xiàn)接通和斷開(kāi)的功能，但由于它的帶載功率有限，所以需配繼電器擴(kuò)流，并且可以擴(kuò)充觸點(diǎn)的數(shù)量。圖中 IN1二極管反向接在線圈兩端，是保護(hù)線圈不受反峰電壓的沖擊，對(duì)繼電器起到保護(hù)作用。它是在 1970 年由 美國(guó) 電子工業(yè)協(xié)會(huì)（ EIA）聯(lián)合 貝爾系統(tǒng) 、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的 標(biāo)準(zhǔn) 。傳統(tǒng)的 RS232C 接口標(biāo)準(zhǔn)有 22 根線，采用標(biāo)準(zhǔn)25芯 D型插頭座（ DB25），后來(lái)使用簡(jiǎn)化為 9 芯 D型插座（ DB9）。由于其發(fā)送電平與接收電平的差僅為 2V 至 3V 左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約 15 米，最高速率為20kb/s。所以 RS232 適合本地設(shè)備之間的通信。 圖 14 RS232 引腳 MAX232 芯片 MAX232 芯片是美 信公司專門為電腦的 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單電源供電。由 6腳和 4只電容構(gòu)成。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。其中 13腳（ R1IN）、 12腳（ R1OUT）、 11腳（ T1IN）、 14腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 第三部分是供電。 串口通信電路 本設(shè)計(jì)單片機(jī)和 PC 機(jī)的串口通信電路如圖 15所示。此外，其功耗非常低，以 10dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11mA，工作于接收模式時(shí)的電流為 ，內(nèi)建空閑模式與關(guān)機(jī)模式，易于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。 ENCE PWRUCLK CDAM DRMISO MOSISCK CSNGND GNDVCC1TX_EN2TRX_CE3PWR_UP4uCLK5CD6AM7DR8MISO9MOSI10SCK11CSN12GND13GND14U3NRF905 圖 16 nRF905 無(wú)線傳輸模塊電路 電源設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中 nRF905無(wú)線傳輸模塊的安全使用電壓范圍為 +～ ，因此設(shè)計(jì)中采用 AMS1117 穩(wěn)壓三極管將 5V 電壓降為 。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 圖 17 AMS1117 穩(wěn)壓電路 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) DS18B20 溫度采集子程序流程圖 DBS18B20溫度采集子程序流程圖如圖 18所示。 空閑模式TRX_CE=0SPI編程由微控制器PWR_UP=1TX_CE=1向nRF905發(fā)送數(shù)據(jù)包TRX_CE=1？YESNO發(fā)送設(shè)備通電啟動(dòng)nRF905發(fā)送模式加字頭和CRC校驗(yàn)碼發(fā)送數(shù)據(jù)包DR=1？NOAOUT_RETRAN？YESTRX_CE=1？YESNONO 圖 19 nRF905 無(wú)線模塊發(fā)送流程圖 nRF905無(wú)線模塊接收流程圖如圖 20所示。已經(jīng)被成功應(yīng)用于冶金、機(jī)場(chǎng)、化工、電力、配電、環(huán)保、筑路、核輻照、煙草、啤酒、鐵路、煤炭、樓宇、水處理、鍋爐、碼頭輸送等各個(gè)行業(yè) ,經(jīng)實(shí)踐證實(shí)適合所有的大中小型自動(dòng)化項(xiàng)目應(yīng)用 。 除提供通訊、運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)、畫(huà)面、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)等功能外 ,還提供了實(shí)用的數(shù)據(jù)庫(kù)連接、數(shù)據(jù)配方、數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、各種報(bào)表、雙機(jī)冗余、變量組、全局變量等增強(qiáng)功能 ,會(huì)發(fā)現(xiàn)許多棘手的問(wèn)題 ,總能迎刃而解 。 Fameview 組態(tài)特點(diǎn) ● 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