【正文】 伏時仍然能夠正常工作，甚至 3 伏到 4 伏之間都還可以工作，然而這樣的環(huán)境下 AT 肯定不行，所以當一個系統(tǒng)用 STC 單片機好用，但用 AT 的單片機不工作時，直接查最小系統(tǒng)，看單片機的供電是否正常。而且學校也提供了相應(yīng)的硬件操作平臺，實際操作起來比較方便，故本系統(tǒng)選擇 STC89C52 單片機作為主控芯片。 單片機最小系統(tǒng)主要是由電源、復位、振蕩電路以及擴展部分等部分組成。此次最小系統(tǒng)中的電源供電模塊電源是 通過計算機的 USB 口供給，當然也可使用外部穩(wěn)定的 5V 電源供電模塊供給。一般情況下，根據(jù) STC89C52 單片機時鐘周期的要求，回路需要選用頻率為 12MHz 的晶振。在 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶振，與內(nèi)部的反相器構(gòu)成穩(wěn)定 的自激振蕩器。電容對頻率有微調(diào)作用。當在 STC89C52 單片機的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個機器周期時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)）。 復位電平的持續(xù)時間必須大于單片機的兩個機器周期。復位電路是由上電復位和按鍵復位兩部分組成。 按鍵復位：按鍵復位就是在復位電容上并聯(lián)一個開關(guān)，當開關(guān)按下時電容被放電、 RST 也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機復位。 圖 單片機最小系統(tǒng)原理 方案一：選用 DS18B20 溫度傳感器作為溫度檢測模塊。它具有獨特的單線式接口方式。最高精度可達 ℃ ?？蓽y量相對濕度范圍在 0%~100%RH。 DHT11 是一種集成型的數(shù)字溫濕度一體傳感器。傳感器是由一個電阻式 感濕元件和一個 NTC 測溫元件組合而成，并與一個高性能 8 位單片機相連接。測量范圍 20%~90%RH， 0℃ ~50℃ 。完全符合本次畢業(yè)設(shè)計的要求。方案二即便不能實現(xiàn)方案一的高精度測量。且簡便易行、可靠穩(wěn)定。 傳統(tǒng)的溫濕度傳感器需要處理的是模擬信號，容易受到外界環(huán)境和溫漂的影 響 ，造成測量精度較低和可靠性較差；此 外，溫室內(nèi)除了裝有測量溫濕度的傳感器外，還需多個傳感器、放大器和信號傳輸線。選用數(shù)字型溫濕度傳感器 DHT11，其最大的優(yōu)點就是將傳感器檢測信息的功能和微處理器的信息處理功能有機地結(jié)合在一起。超小的體積、極低的功耗，信號的傳輸距離可達 20 米以上，在很多條件下可以選擇它作為傳感器，除此之外它采用的是使 4 針單排引腳封裝，連接方便，其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。將溫度感測 、濕度感測 、信號變換 、 A/D 轉(zhuǎn)換和加熱器等功能都集成到一個芯片上， DHT11 傳感器 是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器，具有可靠性高與穩(wěn)定性高的特點，被廣泛的應(yīng)用日常生活中。 DHT11 溫濕度數(shù)字傳感器采用的是 4 針單排引腳封裝，傳感器通電后，需要等待 1s，這是因為需要越過不穩(wěn)定的狀態(tài)，在此期間不需發(fā)送指 令，電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個 100nF 的電容，用以去耦濾波。5%RH，溫度 177。 長期穩(wěn)定性： 177。它具有測量精度高，電路連接簡單等特點。 DHT11 典型應(yīng)用電路如下圖所示，連接電路簡單，僅需要占用控制器一個 I/O 口即可完成上下位的連接。 圖 DHT11 溫濕度傳感器外型及管腳 DHT11數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式，即單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。一次通訊時間最大 3ms,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分。 方案一：采用 12864 液晶顯示屏。可與 CPU直接相接，提供兩種界面來連接微處理機： 8 位并行及串行兩種連接方式。 方案二：采用 LCD1602 液晶顯示屏。 LCD1602 只能顯示字母、數(shù)字和符號能顯示 16*2 個字符，但寄存器不止 32 個，有一些顯示效果，如字符一個個顯示、字符從左到右或從右到左顯示等等，顯示效果簡單。當然 12864液晶屏顯示 更全面、字符更多。不過 1602 液晶屏也能實現(xiàn)設(shè)計的要求。而 12864液晶顯示屏最便宜的也要四十塊錢。而 LCD1602就是最好的選擇。由于它們都具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電少、價格低廉、接口簡單、壽命長等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于智能儀表場合，尤其是單片機系統(tǒng)中大量應(yīng)用。對于溫濕度測控系統(tǒng)的設(shè)計而言，顯示電路的設(shè)計也是不可缺少的。考慮到本設(shè)計的特點 (工作溫濕度、顯示行列數(shù)、光線等因素 )，設(shè)計中選用的是 LCD1602 顯示器。 LCD1602 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別。因此，液晶顯示器顯示效果好、質(zhì)量高。 LCD1602 顯示器主要是由顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)，通過液晶分子的組合來達到顯示的目的，顯示特性比以往的顯示器高，性價比也比較高。 LCD1602基本參數(shù)及引腳功能 LCD1602 技術(shù)參數(shù)如下： 顯示容量： 162 個字符； 芯片工作電壓： ～ ； 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 12 工作電流： ()； 模塊工作電壓： ； 字符尺寸： (WH)mm； LCD1602 引腳說明： 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)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(diào)整對比度。 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 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 15 腳：背光源正極。 與單片機接口電路如圖 所示。液晶顯示器的特點：厚度比較薄、能夠被大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、能夠便捷的實現(xiàn)全彩色顯示，近些年來，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在筆記本電腦、數(shù)碼攝像機、手機移動通信等領(lǐng)域。 所測溫濕度與該參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限 值或低于下限值則報警燈亮，否則就作為正常的采樣值，進行顯示和控制。報警電路中加了兩個發(fā)光二極管，一個與單片機的 連接，另一個與單片機的 連接，只要其中任何一個過限，報警燈就會亮。兩個發(fā)光二極管的顏色不同，這樣可以通過顏色的不同來判斷是溫度超出范圍還是濕度超出范圍，這樣以來是操作者比較方便管理與判斷。 繼電器是電子控制元器件，通常被應(yīng)用于自動控制電路中。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。降溫設(shè)備工作原理：當溫度高于設(shè)定上限溫度時，與單片機連接的引腳將送入低電平，三極管將導通，繼電器有電流通過將吸合，則降溫裝置將進行降溫工作，使溫度降低。降溫等其他繼電器控制設(shè)備原理與加溫設(shè)備原理相似。 AT24C02 是 IIC 芯片，其電路如圖 所示： R410kA01A12A23V s s4V cc8WP7S C L6S D A5U22 4 C 0 2 AR310kGND2 4 0 2 _ S C L2 4 0 2 _ S D A+ 5 V 圖 AT24C02 的芯片引腳 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 15 4系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計 軟件的設(shè)計是本次設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)之一， 是此次設(shè)計的重點，軟件設(shè)計將直接影響本次設(shè)計的測控系統(tǒng)能否成功。系統(tǒng)進行軟件設(shè)計時，必須先知道系統(tǒng)的組成，數(shù)據(jù)的讀取，數(shù)據(jù)的傳輸，信號的控制的與顯示，以及信號的傳輸處理和控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。 本系統(tǒng)設(shè)計的工作流程 是，開始并初始化后，先從鍵盤上輸入要設(shè)定的 溫度和濕度的上限值；傳感器讀取設(shè)定的溫濕度值，讀取成功后，線性擬合數(shù)據(jù)，然后 LCD 顯示讀取的數(shù)據(jù)，如果溫濕度數(shù)值過限，則報警燈就會亮，然后通過繼電器啟動控制設(shè)備；直到讀取的數(shù)據(jù)在溫濕度上限范圍內(nèi)，控制設(shè)備停止工作，顯示屏顯示當前的溫濕度值。 本設(shè)計用到 了 Proteus 和 Keil c51 兩種軟件，兩者能完美的結(jié)合在一起 ，實現(xiàn)虛擬的實物效果，為以后的實物焊接 提供了保障。 Keil C51 編譯器簡介 本次設(shè)計是在 Keil C 環(huán)境下開發(fā)的， Keil C 軟件支持 C 語言的編程及調(diào)試，運用方便，是做 C 語言畢業(yè)設(shè)計者的首選。在編譯完 Keil C 后，再運用 STC_ISP_V480 軟件燒錄到開發(fā)板上，實現(xiàn)實物與程序的連接。第一步：設(shè)置 MCU Type 為 STC89C52RC；第二步：打開編寫好并編譯的程序文件，它是以 .hex 為后綴的文件；第三步：選擇對應(yīng)的 COM 端口（可在我的電腦的設(shè)備管理處查看 COM 選項）；第四步：點擊 Download 下載。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的 集成開發(fā)環(huán)境 (IDE），可以完成編輯、 編譯 、連接、調(diào)試、仿 真等整個開發(fā)流程。在開發(fā)大型 軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體 會更加深刻。安裝完成后，插入 USB 下載線后，在 [開始 ][控制面板 ][打印機和其他硬件 ][設(shè)備管理器 ]，在 “端口 ”分支下有（ Prolific USBtoSerial Comm Port(COMX)。記住括號里的 COM 口號。正確選擇 MCU 類型， COM 口（與剛才安裝的 COM 號一致），最高波特率和最低波特率都選 2400bps 或者 1200bps（下載線內(nèi) PL2303芯片所限，沒辦法?。⒋蜷_正確的 .hex 數(shù)據(jù)文件。在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對其進行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對應(yīng)的接口，完成供電及下載。 圖 下載軟件 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 18 在 計算機上，利用 Keil 軟件對第一步輸入的源程序進行編譯，變?yōu)榭蓤?zhí)行的目標代碼。 在線調(diào)試。對于與系統(tǒng)硬件緊密相關(guān)的程序，則需對軟件和硬件同時進行調(diào)試，將程序燒入 CPU，然后將CPU 插入系統(tǒng)。 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 19 5 系統(tǒng)總體設(shè)計 該系統(tǒng)能夠正常運行，主要是靠硬件部分和軟件部分相結(jié)合，兩者相輔相成，缺一不可。 其中單片機控制模塊是此次設(shè)計的核心模塊，主要是指 STC89C52 芯片，它控制整個系統(tǒng)的運行，利用其各個口分別控制其他模塊，使其他模塊能夠成為一個整體，實現(xiàn)功能的需要，從 DHT11 溫濕度傳感器中讀入溫度和濕度，在液晶屏上即時顯示。當溫度或濕度值超過設(shè)定上限值時，報警信號點亮相應(yīng)報警燈。 軟件部分也是此次設(shè)計的核心，系統(tǒng)軟件采用匯編語言編寫，按照模塊化的設(shè)計思路設(shè)計程序。軟硬件結(jié)合，完成系統(tǒng)的總體設(shè)計。其中，為了顯示穩(wěn)定，系統(tǒng)每間隔 2s 采集一次數(shù)據(jù)送入單片機。 2 外接外部 EEPROM 芯片 AT24C02。當溫濕度超出閾值時，單片機 7 接口分別控制兩個繼電器的工作狀態(tài)（ 6 接口與 L 相接， 7 接口與R 相接）。從而調(diào)節(jié)外部溫濕度環(huán)境變化。 結(jié) 論 本文設(shè)計主要涉及了針對絲瓜大棚溫濕度的測量、顯示以及實現(xiàn)簡單控制。采用傳感器采集信息，輸入單片機，與閾值比較后，再由單片機再控制其他模塊來完成整個系統(tǒng)的控制。但是系統(tǒng)還存在一些不足，比如溫濕度測量不夠精確，特別是濕度，波動較大。 本系統(tǒng)的成功設(shè)計，解決了以前絲瓜大棚靠農(nóng)民手工測量棚內(nèi)溫度和濕度，并用人工方法進行溫度和濕度控制的缺點，提高了溫度和濕度的檢測速度和檢測精度，同時也節(jié)省了大量人力和物力。在我國農(nóng)村具有非常廣泛的應(yīng)用前景。在這四年里，老師對我的諄 諄教導，我將會銘記在心，還有同學之間的深厚情誼，也將會永遠成為我的動力源泉。 在我論文即將全部完成之際，我想向曾經(jīng)給予我?guī)椭椭С值娜吮硎局孕牡母兄x！也感謝母校 給我提供了這么好的學習和生活環(huán)境。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感 染和激蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 22 勵著我。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。我還要感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個又一個的困難和疑惑，直至本論文的順利完成。 參考文獻 [1]Hashimoto Y. 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