【正文】 技術(shù)），就能很好地完成一個復(fù)雜工程所要求的所有功能； ? 通用性，每個用戶根 據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（ PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的 I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實(shí)時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。 圖 14 12864 寫時序（ 8 位并行數(shù)據(jù)線模式） 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 圖 15 12864 讀時序（ 8 位并行數(shù)據(jù)線模式） 組態(tài)網(wǎng)模塊 ． 通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn) ? 延續(xù)性和可擴(kuò)充性。 表 4 12864 的 E 信號 E 狀態(tài) 執(zhí)行動作 結(jié)果 高 —— 低 I/O 緩沖 —— DR 配合 /W 進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR—— I/O 緩沖 配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低 —— 高 無動作 具體的讀寫指令可查閱使用手冊，這里不詳細(xì)列出。 表 2 12864 并行接口 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“ H” ,表示 DB7—— DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“ L” ,表示 DB7—— DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SI) H/L R/W=“ H” ,E=“ H” ,數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 R/W=“ L” ,E=“ H→ L” , DB7—— DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L：串口方式 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 控制器接口信號和 8 位并行數(shù)據(jù)線讀寫時序說明 RS， R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式如表 3所示 。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 圖 13 LCD12684 硬件連接圖 單片機(jī)與 LCD12864 通過 、 、 、 、 、 、 、 、 、 相連， — 為數(shù)據(jù)線， 、 、 為控制線。 將 PSB 腳置高是 LCD工作在并行輸入輸出方式。當(dāng) RF905 處于空閑模式或關(guān)機(jī)模式時， SPI 接口可以保持在工作狀態(tài)。 ? 與 51 系列單片機(jī) P0 口連接時候，需要加 10K 的上拉電阻，與其余口連接 不需 NewMsgRF905 模塊 所有配置字都是通過 SPI 接口送給 RF905。 ? 13 腳、 14 腳為接地腳，需要和母板得邏輯地連接起來 。當(dāng)然對 3V 左右的單片機(jī)更加適用了。推薦電壓 左右。 無線發(fā)射和無線接收模塊 NRF905 圖 ?13? 如圖 12所示。上拉電阻的選用要根據(jù)數(shù)據(jù)線的長短合適的選取。數(shù)據(jù)腳接單片機(jī) 口作為數(shù)據(jù) /控制信號線。 例 如當(dāng) DS18B20 采集到55℃ 的實(shí)際溫度后，輸出為 FC90H，則應(yīng)先將 11 位數(shù)據(jù)位取反加 1 得 370H（符號位不變，也不作為計算），則：實(shí)際溫度 =370H╳ =880╳ =55℃ .(本設(shè)計中 )DS18B20 與 STC89C51 單片機(jī)的連接 ?10? 如圖 11 所示。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序， 如圖 10 所示。 ? CRC 在 64 位光刻 ROM 的最高字節(jié)，主要是實(shí)現(xiàn)串行通信中的數(shù)據(jù)校驗，判斷接收的數(shù)據(jù)是 否正確。以 l2 位為例，其中二進(jìn)制的前 5 位為符號位， 0 表示正數(shù)，反之為負(fù)數(shù)。當(dāng) DS18B20采用外部供電方式時，主機(jī)可以在發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令后發(fā)起一次讀時隙。開始一次溫度轉(zhuǎn)換時，微處理器需要向 DS18B20 發(fā)出指令。主要作用是使每個 DS18B20 的地址不同，這樣可以在一條總線上接多個這樣的芯片， 相互之間不受影響。 如 圖 9 所示。 如圖 8所示。 系統(tǒng)供電電壓容許范圍大，可在 3V到 5． 5V 的范圍波 動。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 64 位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機(jī)掛接。 F ~+257176。 C ~+125176。 可選擇寄生工作方式。 最高 12 位分辨率， 實(shí)際系統(tǒng)的分辨率 可單獨(dú)設(shè)定，并且保存在 EEPROM 中，即使斷電也能夠保存 。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能 強(qiáng) 。 而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的 。 按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈 沖復(fù)位 圖 7 復(fù)位電路 上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號 (RST)送至施密特西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機(jī)器周期的 S5P2 時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。產(chǎn)生復(fù)位信號的電路邏輯如圖 6所示。 RST（ 9 腳 ） 引腳是復(fù)位信號的輸入端。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H單元開始執(zhí)行程序。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 12 34S110ufC3VCC10KR8GNDRST復(fù)位部分 圖 5 按鍵電平復(fù)位電路 復(fù)位操作 單片機(jī)上復(fù)位電路接在 9 腳上，參考 圖 7，當(dāng)復(fù)位鍵 S1按下時，正的信號接通，同時給單片機(jī)一個正的信號 1，對單片機(jī)進(jìn)行初始化；當(dāng) S1 鍵斷開時，如圖可知電路對單片機(jī)發(fā)送一個負(fù)的信號，表示斷開。必須配合相應(yīng)的外部復(fù)位電路才能實(shí)現(xiàn)。其作用是使 CPU和控制器中其它部件處于一個確定的初始狀態(tài)，從這個狀態(tài)開始工作，因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。 復(fù)位是單片機(jī)的初始化的操作。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz 的方波信號。晶體振蕩頻率可以在～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 （ a）內(nèi)部方式時鐘電路 （ b）外部方式時鐘電路 圖 4 時鐘電路 內(nèi)部方式的時鐘電路，在 RXD 和 TXD 引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。 圖 3 晶振電路 STC89C51 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 RXD 和 TXD 分別是此放大器的輸入端和輸出端。 雙數(shù)據(jù)指針。 如 表 1 所示。最高運(yùn)作頻率 35Mhz， 6T/12T 可選?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ STC89C51 的主要功能特性 8k字節(jié) Flash， 512字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路，三個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 EA/VPP(Pin31)：程序存 儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。 STC89C51 具體介紹 單片機(jī) STC89C51 引腳圖如 圖 2所示。 STC89C51 單片機(jī) STC89C51 單片機(jī)簡介 STC89C51 是 一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器（ FPEROMFlash 發(fā) 射 主 系 統(tǒng) STC89C51 DS18B20 溫度采集模塊 降溫 加溫 N R F 9 0 5無線模塊 接 收 主 系 統(tǒng) STC89C51 組 態(tài) 網(wǎng) 系 統(tǒng) 繼電器模塊 串口通信模塊 LCD12864 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 Programable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能 COMOS8 的微處理器，俗稱單片機(jī)。 總體設(shè)計的框架如圖 1所示。 為實(shí)現(xiàn)以上功能，設(shè)計主要硬件模塊如下： MCU 控制芯片最小系統(tǒng)；傳感器數(shù)據(jù)采集模塊（ DS18B20 溫度采集模塊）；無線發(fā)送和接收模塊（ NRF905）； LCD12864 液晶顯示模塊；串口通信模塊；繼電器控制模塊；組態(tài)網(wǎng)模塊。經(jīng)過無線發(fā)送模塊將溫度數(shù)字傳輸?shù)浇邮瞻逯?，接收板接收到溫度值后?jīng)過串口 處理 將溫度值傳輸?shù)浇M態(tài)網(wǎng)中，在組態(tài)網(wǎng)上又顯示出 當(dāng)前 溫度值 。 因此對于如何利用無線通信技術(shù)進(jìn)行精度的數(shù)據(jù)采集，尤其是如何控制環(huán)境溫度等課題的研究就變得非常的有意義。 現(xiàn)實(shí)生活中，這種溫度采集和控制系統(tǒng)已經(jīng)被成 功應(yīng)用于農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測與控制領(lǐng)域。 此系統(tǒng)的控制終端是功能強(qiáng)大，軟件資源豐富的 組態(tài)網(wǎng) 。不僅 可以利用組態(tài)網(wǎng)顯示出環(huán)境中的 實(shí)時數(shù)據(jù)和 歷史數(shù)據(jù) ，而且 可以通過 組態(tài)網(wǎng) 控制 繼電器的工作，實(shí)現(xiàn)對溫度控制的作用。 課題設(shè)計目的和意義 在傳感器、串口通信、無線數(shù)據(jù)采集和組態(tài)網(wǎng)控制技術(shù) 下 實(shí)現(xiàn) 的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大棚控制系統(tǒng)。 溫室大棚環(huán)境溫度的控制直接影響著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的好壞。傳感器在環(huán)境 溫度 數(shù)據(jù)采集方面扮演著重要的角色，傳感器可以說是環(huán)境數(shù)據(jù)采集的核心內(nèi)容，沒有傳感器的參與，就無所謂數(shù)據(jù)采集。 目 錄 1 引言 .................................................................... 1 課題設(shè)計的背景 ........................................................ 1 課題設(shè)計目的和意義 ................................................... 1 2 硬件設(shè)計 ............................................................... 1 總體硬件設(shè)計 ......................................................... 1 STC89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng) .............................................. 2 溫度采集模塊 .......................................................... 8 NRF905 ........................................ 12 液晶顯示模塊 ......................................................... 13 組態(tài)網(wǎng)模塊 ........................................................... 17 ．串口通信模塊 ....................................................... 18 ．繼電器控制電路模塊 ................................................. 21 穩(wěn)壓芯片 ............................................................. 22 3 軟件設(shè)計 ............................................................... 25 總體程序流程圖設(shè)計 ................................................... 25 分模塊程序設(shè)計 .....................................