無(wú)線溫室大棚光照控制系統(tǒng)開發(fā)畢業(yè)論文

1、誠(chéng)信申明本人嚴(yán)正聲明：本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫完成，沒(méi)有剽竊，抄襲，造價(jià)等違反道德，學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為，因畢業(yè)設(shè)計(jì)引起的法律后果完全由本人承擔(dān)。本人簽名：2013年6月15日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目： 無(wú)線溫室大棚光照控制系統(tǒng)開發(fā) 系部： 自動(dòng)化 專業(yè)： 自動(dòng)化 學(xué)號(hào)：092039233 學(xué)生： 王良訓(xùn) 指導(dǎo)教師（含職稱）： 佟春生 教授 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 郭晉秦 1設(shè)計(jì)（論文）的主要任務(wù)及目標(biāo)請(qǐng)開發(fā)設(shè)計(jì)一套可實(shí)現(xiàn)在每個(gè)溫室中采集諸如空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、土壤濕度、營(yíng)養(yǎng)液ec值（鹽類濃度電導(dǎo)率）、ph值以及室外天氣參數(shù)、作物生理參數(shù)等信息的無(wú)線感知溫室大棚

2、檢控系統(tǒng)。要求：(1)監(jiān)控點(diǎn)位置靈活變動(dòng)；(2)節(jié)點(diǎn)數(shù)目可隨意增減；（3）溫度的高低通過(guò)控制卷簾機(jī)、通風(fēng)口的大小，及室內(nèi)加溫的大小來(lái)進(jìn)行綜合控制；（4）濕度主要通過(guò)通風(fēng)口來(lái)進(jìn)行控制。2設(shè)計(jì)（論文）的基本要求和內(nèi)容（1）閱讀與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的中英文文獻(xiàn)約30篇；（2）比較詳細(xì)的了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)課題的研究現(xiàn)狀，對(duì)現(xiàn)有類似系統(tǒng)進(jìn)行定性分析，并明確進(jìn)行該課題研究的目的和意義；（3）能較熟練進(jìn)行單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（4）開發(fā)出實(shí)物樣機(jī)；（5）總結(jié)、撰寫開發(fā)報(bào)告。3主要參考文獻(xiàn)1包長(zhǎng)春，石瑞珍基于zigbee技術(shù)的農(nóng)業(yè)設(shè)施測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)口j農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007， 23(8)：160一1612蔣園園，宋良圖農(nóng)

3、田遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)j自動(dòng)化與儀器儀表，2007(6)：18 193代媛，何東健，張建鋒基于zigbee的農(nóng)業(yè)信息無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)研究與實(shí)現(xiàn)口j傳感器與微 系統(tǒng)，2010，29(7)：154武風(fēng)波，強(qiáng)云霄基于zigbee技術(shù)的遠(yuǎn)程無(wú)線溫濕度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)j西北大學(xué)學(xué)報(bào)，2008， 38(5)：7327335楊燁，董惠基于zigbee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)j，測(cè)控技術(shù)，2009(17)：1411426齊文新，魯涵，孫慶虎等基于gprs技術(shù)的溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)，greenhouse houticulture， 3839.7張杰，胡世安，龍子夜等基于gprs的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其應(yīng)用探討j，

4、電子測(cè)量與儀器 學(xué)報(bào)，2009，(增刊)：1541578趙申，蔣鈴鴿基于gprs的無(wú)線數(shù)據(jù)采集與傳輸終端叨通信與計(jì)算機(jī)，2004，(8)：1301324進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱起 止 日 期1資料搜集、整理分析，提出研究技術(shù)路線（開題報(bào)告）2012年12至201年3月8日2方案的比較和論證2013年3月9日至4月1日3系統(tǒng)開發(fā)2013年4月2日至5月1日4系統(tǒng)調(diào)試、完善201年5月1日至5月30日5撰寫開發(fā)報(bào)告、答辯2013年6月1至今無(wú)線溫室大棚光照控制系統(tǒng)開發(fā)摘要溫室大棚光照，溫度，適度是影響蔬菜生長(zhǎng)速度和質(zhì)量的重要因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)光照，溫度，濕度的自動(dòng)化精確控制是現(xiàn)代溫室大棚發(fā)展的主要

5、方向，而現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為溫室大棚的遠(yuǎn)程控制和智能化控制提供了可能。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)三要素的精確控制，本系統(tǒng)選取光照這一單一參數(shù)進(jìn)行控制。運(yùn)用at89c52單片機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，設(shè)計(jì)出一套切實(shí)可行的溫室控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有成不低廉，性能可靠，精度較高，工作穩(wěn)定，便于維護(hù)，便于擴(kuò)充等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：溫室大棚 ，光照監(jiān)控，單片機(jī)，物聯(lián)網(wǎng)wireless greenhouse lighting control system developmentabstract greenhouse light, temperature, moderate growth is affecting the spee

6、d and quality of vegetables an important factor to achieve the light, temperature, humidity, precise control automation is a modern greenhouses main direction of development, and the development of modern networking technology for greenhouses remote control and intelligent control possible. in order

7、 to achieve precise control of the three elements of the system for selecting a single parameter of the control light. using at89c52 microcontroller and internet technology as the core, to design a viable greenhouse control system. the system has to not inexpensive, reliable performance, high precis

8、ion, stable, easy to maintain, easy to expand and so on.keywords: greenhouse, lighting control, microcontroller, networking目錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1 課題研究的背景與意義11.2 國(guó)內(nèi)外研究的發(fā)展?fàn)顩r21.3 系統(tǒng)的主要任務(wù)3第2章 系統(tǒng)總體法案設(shè)計(jì)4 2.1系統(tǒng)方案的確定4 2.2器件的選型4 2.2.1控制器的選取4 2.2.2無(wú)線模塊的選取5 2.2.3顯示裝置的選取5 2.2.4光照度檢測(cè)裝置的選取6第3章 硬件設(shè)計(jì)9 3.1芯片介紹93.

9、1.1光照度傳感器93.1.2 adc0809s數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片93.1.3 at89c52單片機(jī)芯片113.1.4 max232 ttl轉(zhuǎn)串口電平芯片113.1.5 uln2003 達(dá)林頓陣列芯片12 3.2 硬件電路的設(shè)計(jì)12 3.2.1 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)123.2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)133.2.2 顯示電路設(shè)計(jì)133.2.4 光照度傳感電路設(shè)計(jì)143.2.5 rs232通信電路設(shè)計(jì)143.2.6 uln2003驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)15 3.3硬件總體電路原理圖設(shè)計(jì)15第4章 系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計(jì)16 4.1軟件應(yīng)用簡(jiǎn)介16 4.1.1 mscomm控件簡(jiǎn)介16 4.1.2 winsock控件簡(jiǎn)介17 4.

10、1.3 keil軟件介紹18 4.1.4 stc_isp_v483簡(jiǎn)介19 4.1.5 protues軟件簡(jiǎn)介194.2程序設(shè)計(jì)流程圖204.2.1 光照度采集程序流程圖204.2.2 串口中斷程序流程圖214.2.3 led驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)流程圖224.2.4 下位機(jī)界面設(shè)計(jì)224.2.5 上位機(jī)控制界面設(shè)計(jì)24第5章 總結(jié)25參考文獻(xiàn)26致謝27附錄28 附錄1：程序清單28 附錄2：電路原理圖38 附錄3：實(shí)物圖39第1章 緒論1.1課題研究的背景與意義 溫室大棚環(huán)境與作物的生長(zhǎng)至關(guān)重要，一般包括溫室的溫度、溫室中大氣的濕度、土壤的濕度、co2濃度以及光照度等，傳統(tǒng)的溫室環(huán)境監(jiān)控方式是通過(guò)作

11、業(yè)人員經(jīng)驗(yàn)判斷或是查看監(jiān)測(cè)儀器來(lái)完成。而這種作業(yè)方式存在種種弊端，作業(yè)人員不斷重復(fù)同樣的工作；不能連續(xù)采集數(shù)據(jù)，工作效率非常低；溫室大棚里的氣體印象人身健康。隨著設(shè)施化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)溫室大棚環(huán)境控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，不但要求控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境的眾多環(huán)境因子的檢測(cè)和控制，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理與分析，并要求系統(tǒng)能結(jié)合作物專家的經(jīng)驗(yàn)和農(nóng)業(yè)科研成果實(shí)現(xiàn)智能化管理。近年來(lái)，有線通信方式在智能溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)，大大改善了傳統(tǒng)作業(yè)的不足，實(shí)現(xiàn)了溫室大棚環(huán)境監(jiān)控智能化。然而，在現(xiàn)代化大型農(nóng)場(chǎng)，溫室大棚通常由多個(gè)溫室組成溫室群，這些溫室大棚位置往往較為分散，如果用有線互連方式

12、通信。會(huì)面臨很多問(wèn)題：線路過(guò)長(zhǎng)造成施工布線困難，總線驅(qū)動(dòng)能力要求很高、長(zhǎng)距離通信速率受到限制、信號(hào)衰減和反射明顯：室外線路受滲水、雷擊等因素影響，常出現(xiàn)線路接口腐蝕，維修工作繁瑣。由于有線通信方式在智能溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)中的不足，無(wú)線通信方式開始出現(xiàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展使遠(yuǎn)程控制得到發(fā)展，有互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)將各傳感器，執(zhí)行器鏈接到互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)了溫室大棚環(huán)境監(jiān)控智能化。針對(duì)以上問(wèn)題，本設(shè)計(jì)課題為了降低項(xiàng)目的工程量，又達(dá)到設(shè)計(jì)的要求選取光照這一單一參數(shù)作為控制對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)光照的遠(yuǎn)程控制，由于光照時(shí)間常數(shù)小而易于實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)光照強(qiáng)度的檢測(cè)和控制，如果在擴(kuò)充到其他的的參數(shù)結(jié)構(gòu)相同，只需

13、要對(duì)部分軟件和硬件進(jìn)行替換。光照度標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)表1-1；而一般蔬菜光照度見(jiàn)下表1-2：表1-1 光照度標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件光照度范圍(lux)環(huán)境條件光照度范圍(lux)一般黑夜0.0010.02陰天室外50500月夜0.020.3晴天室內(nèi)1001000陰天室內(nèi)550夏天太陽(yáng)光下100000閱讀報(bào)刊5060家用攝像機(jī)標(biāo)準(zhǔn)照度1400表1-2 若干蔬菜光參數(shù)種類品種光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)飽和時(shí)pn甜瓜齊甜1號(hào)66.71146.611.6白菜南農(nóng)矮32132420.3絲瓜普通絲瓜27169.413.9由此可見(jiàn)，白天室外光照度滿足大于光補(bǔ)償點(diǎn)，小于光飽和點(diǎn)的要求，所以針對(duì)白天我們不需要對(duì)光照度進(jìn)行控制，到了夜間，光照

14、度幾乎等于零，我們只需要根據(jù)不同的參數(shù)控制對(duì)應(yīng)的led燈提供大于光補(bǔ)償點(diǎn)的光照就能達(dá)到既節(jié)能又提高蔬菜光合作用效率的目的。如上設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖1-1：圖1-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖有以下幾點(diǎn)意義： （1） 控制系統(tǒng)通過(guò)internet實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的通信，不受距離的限制， 能達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。 （2）該控制系統(tǒng)省略了光照檢測(cè)和控制遮光簾等裝置，有效的節(jié)約了成本， 但是沒(méi)有降低控制的效果。 （3）mcu采用51單片機(jī)，對(duì)于以后的擴(kuò)充功能比較方便。1.2 國(guó)內(nèi)外研究的發(fā)展?fàn)顩r 20世紀(jì)70年代，國(guó)外的溫室生產(chǎn)開始以較快的速度發(fā)展，特別是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，如荷蘭、美國(guó)等國(guó)家實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。

15、當(dāng)時(shí)由于水平的限制，對(duì)于生態(tài)環(huán)境因素采用單因子控制，即對(duì)溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度進(jìn)行單獨(dú)分別控制的方法，主要是控制溫度，其次是濕度(空氣濕度、土壤濕度)。例如，在控制溫度時(shí)，控制的只是溫度的改變，而不影響到其它因素，要改變其它因素，則要實(shí)施另外的控制過(guò)程，才能達(dá)到一定溫度條件下其它相關(guān)環(huán)境因素的配合。但是，外界氣候的變化隨時(shí)影響到溫室內(nèi)的小氣候，靠人工指令隨時(shí)進(jìn)行相應(yīng)改變難以辦到，并且各控制變量之間相互影響、相互耦合，如陰雨天需要補(bǔ)光，補(bǔ)光又會(huì)帶來(lái)溫度上升和相對(duì)濕度下降，要達(dá)到擬定的控制效果，又涉及到幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這是一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代采取多因素綜

16、合控制方法，這是利用計(jì)算機(jī)控制溫室環(huán)境因素的方法。此方法是將各種作物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段需要的適宜環(huán)境條件要求輸入計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)某一環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)，其余因素自動(dòng)做出相應(yīng)修正或調(diào)整。一般以光照條件為始變因素，溫度、濕度和二氧化碳濃度為隨便因素，使這4個(gè)主要環(huán)境因素隨時(shí)處于最佳配合狀態(tài)。20世紀(jì)90年代，在多因子環(huán)境控制中，采用了模糊控制、多變量控制等先進(jìn)技術(shù)，并采用這些先進(jìn)技術(shù)開發(fā)環(huán)境自動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。目前et本、荷蘭、以色列、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家可以根據(jù)作物的要求和特點(diǎn)，對(duì)溫室內(nèi)光照、溫度、水、氣、肥等諸多因子進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控。美國(guó)和荷蘭還利用溫差管理技術(shù)，對(duì)花卉、果蔬等產(chǎn)品的開花和成熟期進(jìn)行

17、控制，以滿足生產(chǎn)和市場(chǎng)的需要。目前市場(chǎng)的發(fā)展方向?yàn)橄拢海?） 提高溫室環(huán)境控制水平。在控制方法上，一方面從對(duì)溫室單測(cè)點(diǎn)的角度來(lái)考慮，繼續(xù)進(jìn)行單因子控制方法的研究，著重在于如何提高溫室環(huán)境因子控制精度和穩(wěn)定度；另一方面從溫室整體環(huán)境的要求來(lái)考慮，采取多因素綜合控制的控制方法，如多變量輸入輸出控制系統(tǒng)的研究。從而發(fā)展適合溫室環(huán)境特點(diǎn)的控制系統(tǒng)。（2）在溫室管理方面，研制、開發(fā)新型的溫室計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，利用實(shí)用的軟件平臺(tái)開發(fā)友好的用戶界面，研制開發(fā)針對(duì)性強(qiáng)、具有高水平的專家管理系統(tǒng)，提高溫室的管理水平。（3）利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)控、信息收集、產(chǎn)品網(wǎng)上交易。1.3系統(tǒng)的主要任務(wù) 1.3.1擬解決的

18、問(wèn)題（1） 溫室大棚性能指標(biāo)的檢測(cè)。包括溫度，濕度，co2濃度，這些都是溫室大 棚要實(shí)現(xiàn)良好性能的關(guān)鍵參數(shù)，只有及時(shí)，準(zhǔn)確的檢測(cè)到這些參數(shù)的確定 值，才能實(shí)現(xiàn)好控制。本課題只涉及到光照的檢測(cè)。（2） 溫室大棚的控制。通過(guò)控制卷簾機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度光照的控制，通過(guò)控制電磁 閥實(shí)現(xiàn)對(duì)濕度的控制，通過(guò)控制co2發(fā)生器對(duì)co2濃度進(jìn)行控制。本課題 只涉及到光照，通過(guò)上文的分析，只需要對(duì)led燈進(jìn)行控制，而且對(duì)led 等控制誤差比較小，只要進(jìn)行開環(huán)控制就可以達(dá)到效果，這樣既節(jié)省了成 本又達(dá)到效果。（3） 遠(yuǎn)程監(jiān)控和檢測(cè)。通過(guò)遠(yuǎn)程pc作為上位機(jī)，能觀察溫室大棚的情況，能遠(yuǎn) 程控制各種執(zhí)行器。1.3.2解決的方法

19、 光照傳感器檢測(cè)到的光照參數(shù)經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理運(yùn)用rs232發(fā)送到下位機(jī)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到上位機(jī)，也可以經(jīng)過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。上位機(jī)可以選擇種植的蔬菜，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到下位機(jī)，下位機(jī)選擇端口發(fā)送到不同的單片機(jī)，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)光照的開環(huán)控制。第2章 系統(tǒng)總體法案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)方案的確定由于本科題只對(duì)光照進(jìn)行控制，光照的時(shí)間常數(shù)非常小，非常便于控制，另外由表（1）與表（2）可知，白天室外光照度滿足大于光補(bǔ)償點(diǎn)，小于光飽和點(diǎn)的要求，所以針對(duì)白天我們不需要對(duì)光照度進(jìn)行控制，到了夜間，光照度幾乎等于零，我們只需要根據(jù)不同的參數(shù)控制對(duì)應(yīng)的led燈提供大于光補(bǔ)償點(diǎn)的光照就能達(dá)到既

20、節(jié)能又提高蔬菜光合作用效率的目的。如果在擴(kuò)充到其他的的參數(shù)結(jié)構(gòu)相同，只需要對(duì)部分軟件和硬件進(jìn)行替換。根據(jù)以上要求和理論依據(jù)可設(shè)計(jì)出如下機(jī)構(gòu)圖的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過(guò)上位機(jī)遠(yuǎn)程設(shè)置蔬菜參數(shù)，然后讓現(xiàn)場(chǎng)單片機(jī)對(duì)參數(shù)進(jìn)行控制，以后還可以根據(jù)需要對(duì)單片機(jī)的功能進(jìn)行擴(kuò)充，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制。如上圖1-1，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖有以下幾點(diǎn)意義：（1） 控制系統(tǒng)通過(guò)internet實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的通信，不受距離的限制， 能達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。（2） 該控制系統(tǒng)省略了光照檢測(cè)和控制遮光簾等裝置，有效的節(jié)約了成本，但 是沒(méi)有降低控制的效果。（3） mcu采用51單片機(jī)，對(duì)于以后的擴(kuò)充功能比較方便。2.2器件的選型

21、2.2.1控制器的選取 當(dāng)前市場(chǎng)上常用的控制器有工業(yè)控制計(jì)算機(jī)機(jī)，可編程邏輯控制器，單片機(jī)。工控機(jī)常用于環(huán)境污染嚴(yán)重，酸堿度較高，磁干擾較嚴(yán)重的工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)；plc是繼電器控制的智能發(fā)展，特別適用于開關(guān)量控制，其特有的梯形圖變成結(jié)構(gòu)比較直觀；單片機(jī)成本低，壽命高，控制能力較強(qiáng)，在小規(guī)模控制現(xiàn)場(chǎng)用得比較多。 針對(duì)以上課題，考慮到工控機(jī)成本較高，代價(jià)大，所以選取plc與單片機(jī)兩套控制方案。方案1：plc可編程邏輯控制器 plc是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式

22、或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。方案2：at89s52單片機(jī)控制器 單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器cpu隨機(jī)存儲(chǔ)器ram、只讀存儲(chǔ)器rom、多種i/o口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、a/d轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的32位300m的高速單片機(jī)。 由于每一個(gè)傳

23、感器都需要處理數(shù)據(jù)然后發(fā)送給無(wú)線模塊發(fā)送和接收，這種方式下控制器的消耗量非常之大，理論上每一種蔬菜需要一套監(jiān)測(cè)和無(wú)線通訊系統(tǒng)，也就需要兩個(gè)控制器，如果采用plc這種高成本的控制器，成本太高，另外單片機(jī)的功能只是控制傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，控制無(wú)線模塊傳送數(shù)據(jù)和對(duì)led燈進(jìn)行開關(guān)量的控制，這種方式一個(gè)單片機(jī)足矣，綜上所述，我們選擇單片機(jī)作為現(xiàn)場(chǎng)控制器。2.2.2無(wú)線模塊的選取 本設(shè)計(jì)要求將傳感器的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線發(fā)送到接收端上去，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集，先設(shè)計(jì)出兩套方案，一種方案是每一個(gè)傳感器上面都用一個(gè)gprs模塊，通過(guò)gprs發(fā)送到上位機(jī)。另一種方案是傳感器上用一個(gè)nrf芯片發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)的另一個(gè)與下位機(jī)相連的nrf

24、模塊上，下位機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給遠(yuǎn)程上位機(jī)，方案敘述如下：方案1：gprs模塊 gprs通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)（general packet radio service)的簡(jiǎn)稱，它是gsm移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。gprs可說(shuō)是gsm的延續(xù)。gprs和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍╬acket）式來(lái)傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。gprs的傳輸速率可提升至56甚至114kbps。方案2：nrf24l01無(wú)線通信 rf24l01是由nordic生產(chǎn)的工作在2.4ghz2.5ghz的ism 頻段的單片無(wú)線收發(fā)器芯片。無(wú)線收發(fā)器

25、包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型“schockburst”模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過(guò)spi 接口進(jìn)行設(shè)置。幾乎可以連接到各種單片機(jī)芯片，并完成無(wú)線數(shù)據(jù)傳送工作。 市場(chǎng)上一個(gè)gprs最少100元左右，一般300元左右，如果每一處傳感器，每一處執(zhí)行器都用上gprs模塊成本就太高，而一個(gè)nrf24l01模塊才只有15元，滿足經(jīng)濟(jì)性的的要求，而且nrf24l01模塊能在一般條件下能達(dá)到80米的有效距離，如果以60m性能穩(wěn)定的距離來(lái)計(jì)算，一個(gè)圓形溫室大棚的面積可以達(dá)到=3.14*60*60=11304平方米，完全能滿足現(xiàn)階段現(xiàn)階段溫室大棚面積大小的要

26、求。 綜上所述我們選擇nrf24l01作為無(wú)線通信模塊，實(shí)現(xiàn)短距離的無(wú)線通信。2.2.3顯示裝置的選取 目前，由于單片機(jī)較小的控制能力，常選用的顯示器件有兩種，一種是液晶顯示器，常見(jiàn)的是lcd1602，另一種常見(jiàn)的是數(shù)碼管。方案1：lcd顯示器lcd1602 圖2-1 lcd1602 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。（16列2行）。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5x7或者5x11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正

27、因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義cgram，顯示效果也不好）。1602lcd是指顯示的內(nèi)容為16x2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于hd44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于hd44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。如圖2-1為單片機(jī)常用的液晶顯示器1602外觀圖。方案2：八段數(shù)碼管led數(shù)碼管（led segment displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)

28、，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led數(shù)碼管根據(jù)led的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類，了解led的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。led數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車站，家電等場(chǎng)合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。下面將介紹常用led數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片圖2-2 這是一個(gè)7段兩位帶小數(shù)點(diǎn) 10引腳的led數(shù)碼管 圖2-3引腳定義每一筆劃都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表

29、示 dp是小數(shù)點(diǎn). 圖2-2 led數(shù)碼管引腳定義 圖2-3 10引腳的led數(shù)碼管由項(xiàng)目要求可知，我們的顯示裝置要顯示實(shí)時(shí)的光照度和預(yù)定的光照度，顯示的數(shù)據(jù)比較簡(jiǎn)單，我們采取數(shù)碼管分段顯示或者分時(shí)顯示都能達(dá)到顯示效果，而且數(shù)碼管控制原理簡(jiǎn)單明了，易于控制，成本低，綜上所述我們選擇數(shù)碼管作為顯示裝置。2.2.4光照度檢測(cè)裝置的選取方案1：光敏電阻利用具有光電導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料制成的光敏傳感器稱為光敏電阻。目前，光敏電阻應(yīng)用的極為廣泛，可見(jiàn)光波段和大氣透過(guò)的幾個(gè)窗口都有適用的光敏電阻。利用光敏電阻制成的光控開關(guān)在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見(jiàn)。當(dāng)內(nèi)光電效應(yīng)發(fā)生時(shí)，光敏電阻電導(dǎo)率的改變量為： 式2-1在（

30、1）式中，e為電荷電量，為空穴濃度的改變量，為電子濃度的改變量，表示遷移率。當(dāng)兩端加上電壓u后，光電流為： 式2-2式中a為與電流垂直的表面，d為電極間的間距。在一定的光照度下，為恒定的值，因而光電流和電壓成線性關(guān)系。光敏電阻的伏安特性如圖2-4所示，不同的光照度可以得到不同的伏安特性，表明電阻值隨光照度發(fā)生變化。光照度不變的情況下，電壓越高，光電流也越大，而且沒(méi)有飽和現(xiàn)象。當(dāng)然，與一般電阻一樣光敏電阻的工作電壓和電流都不能超過(guò)規(guī)定的最高額定值。 圖2-4 光敏電阻的伏安特性曲線 圖2-5 光敏電阻的光照特性曲線光敏電阻的光照特性則如圖2-5所示。不同的光敏電阻的光照特性是不同的，但是在大多數(shù)

31、的情況下，曲線的形狀都與圖6的結(jié)果類似。由于光敏電阻的光照特性是非線性的，因此不適宜作線性敏感元件 ，這是光敏電阻的缺點(diǎn)之一。所以在自動(dòng)控制中光敏電阻常用作開關(guān)量的光電傳感器。方案2：光敏二極管光敏二極管的伏安特性相當(dāng)于向下平移了的普通二極管，光敏二極管的伏安特性如圖2-6所示。但光敏三極管的光電流比同類型的光敏二極管大好幾十倍，零偏壓時(shí)，光敏二極管有光電流輸出，而光敏三極管則無(wú)光電流輸出。原因是它們都能產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)，只因光電三極管的集電結(jié)在無(wú)反向偏壓時(shí)沒(méi)有放大作用，所以此時(shí)沒(méi)有電流輸出（或僅有很小的漏電流）。 圖2-6 光敏二極管的伏安特性曲線 圖2-7 光敏二極管的光照特性曲線光敏二極管

32、的光照特性亦呈良好線性，這是由于它的電流靈敏度一般為常數(shù)。而光敏三極管在弱光時(shí)靈敏度低些，在強(qiáng)光時(shí)則有飽和現(xiàn)象，這是由于電流放大倍數(shù)的非線性所至，對(duì)弱信號(hào)的檢測(cè)不利。故一般在作線性檢測(cè)元件時(shí)，可選擇光敏二極管而不能用光敏三極管。比較光敏二極管和光敏電阻的光照特性可知，光敏二極管的光照特性線性度非常好，而光敏電阻非線性非常差，開關(guān)特性比較好。由此可見(jiàn)，如果是做光照開關(guān)使用，光敏電阻擁有更好的效果；如果是用作關(guān)照檢測(cè)元件，光敏電阻效果更好，良好的線性對(duì)于數(shù)據(jù)的讀取和處理都很方便。綜上所述，我們選擇光敏電阻作為光照度檢測(cè)元件。第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1芯片（模塊）介紹3.1.1光照度傳感器簡(jiǎn)介光敏二極管

33、也叫光電二極管。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個(gè)具有光敏特征的pn結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時(shí)需加上反向電壓。無(wú)光照時(shí),有很小的飽和反向漏電流,即暗電流，此時(shí)光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時(shí),飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射pn結(jié)時(shí)，可以使pn結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增 加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來(lái)改變電路中的電流。常見(jiàn)的有2cu、2du等系列。光敏三極管和普通三極管相似，也有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時(shí)也受光輻射的控制。 通?；鶚O不引出，

34、但一些光敏三極管的基極有引出，用于溫度補(bǔ)償和附加控制等作用。當(dāng)具有光敏特性的pn 結(jié)受到光輻射時(shí)，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個(gè)放大了相當(dāng)于倍的信號(hào)電流。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的靈敏度。3.1.2 adc0809數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 adc0809是帶有8位a/d轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的cmos組件。它是逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 圖2-8 adc0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 （1）adc0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖8，由圖8可知，adc0809由一個(gè)8路

35、模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)a/d轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存a/d轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)oe端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 （2）adc0809引腳結(jié)構(gòu)圖3-1 adc0809引腳圖adc0809各腳功能如下：d7d0：8位數(shù)字量輸出引腳。in0in7：8位模擬量輸入引腳。vcc：+5v工作電壓。gnd：地。ref（+）：參考電壓正端。ref（）：參考電壓負(fù)端。start：a/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。ale：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。（以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換）

36、.eoc：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。oe：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。clk：時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為500khz）。a、b、c：地址輸入線。（3）adc0809應(yīng)用說(shuō)明adc0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與at89s51單片機(jī)直接相連；初始化時(shí)，使st和oe信號(hào)全為低電平；送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到a，b，c端口上；在st端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)；是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)eoc信號(hào)來(lái)判斷；當(dāng)eoc變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給oe為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。3.1.3 at89c52單片機(jī)芯片at89c52是一個(gè)低電壓，高性

37、能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和flash存儲(chǔ)單元，at89c52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。at89c52為8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)的c51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主ic 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)ram及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)ir的接收解碼及與主板cpu

38、通信等。主要管腳有：xtal1（19 腳）和xtal2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12mhz 晶振。rst/vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。vcc（40 腳）和vss（20 腳）為供電端口，分別接+5v電源的正負(fù)端。p0p3 為可編程通用i/o 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，p0 端口（3239 腳）被定義為n1 功能控制端口，分別與n1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為ir輸入端，10 腳和11腳定義為i2c總線控制端口，分別連接n1的sdas（18腳）和scls（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板cpu

39、 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。 圖3-2 at89c52外觀和引腳圖3.1.4 max232 ttl轉(zhuǎn)串口電平芯片max232芯片是美信（maxim）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單電源供電。max220max249系列線驅(qū)動(dòng)器/接收器，專eia/tia232e以及v.28/v.24通信接口設(shè)計(jì)，尤其是無(wú)法提供12v電源的應(yīng)用。這些器件特別適合電池供電系統(tǒng)，這是由于其低功耗關(guān)斷模式可以將功耗減小到5uw以內(nèi)。max225，maxx233，max235以及max245/max246/max247不需要外部元件，推薦用于印刷電路板面

40、積有限的應(yīng)用。3.1.5高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列uln2003 uln2003 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅npn 達(dá)林頓管組成。uln2003 的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)2.7k 的基極電阻,在5v 的工作電壓下它能與ttl 和cmos 電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。 圖3-3 達(dá)林頓陳列uln2003uln2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500ma，并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50v 的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。3.3 硬件電路的設(shè)計(jì)3.3.1 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路就是產(chǎn)生象時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。任何工作都按時(shí)間順序。用于產(chǎn)生這個(gè)時(shí)

41、間的電路就是時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電路一般由晶體振蕩器、晶震控制芯片和電容組成。at89c52單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有一個(gè)翻身相放大器所構(gòu)成的震蕩器，xtal1和xtal2分別為振蕩電路的輸入端和 圖3-4 時(shí)鐘電路 輸出端，時(shí)鐘可以有內(nèi)部或外部產(chǎn)生。內(nèi)部時(shí)鐘電路是在xtal1和xtal2引腳上外界定時(shí)元件，內(nèi)部震蕩電路就產(chǎn)生自己震蕩，定時(shí)元件通常采用四應(yīng)警惕和電容組成的并聯(lián)諧振回路（如下圖）。晶振頻率可以在1.2mhz到12mhz之間選擇，電容取值為5pf到30pf，電容可以對(duì)頻率起微調(diào)的作用。3.3.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路，就是利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。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

42、少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5v5%，即4.755.25v。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)vcc超過(guò)4.75v低于5.25v以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開始正常工作。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使cpu及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從rst引腳輸入 圖3-5 51單片機(jī)復(fù)位電路到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果rst引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則cpu就可以響應(yīng)并

43、將系統(tǒng)復(fù)位。3.3.2 顯示電路設(shè)計(jì) 顯示電路是有六個(gè)八段共陰極數(shù)碼管和兩個(gè)74hc573八位鎖存器組成，鎖存器的功能是實(shí)現(xiàn)當(dāng)對(duì)應(yīng)端口需要另作他用時(shí)可以讓數(shù)碼管的顯示不變化。圖3-6 八段數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)3.3.4 光照度傳感電路設(shè)計(jì)圖3-7 光照度傳感電路3.3.5 rs232通信電路設(shè)計(jì) max232芯片能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)5vttl電平與pc機(jī)12v串口標(biāo)準(zhǔn)電平的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)pc機(jī)串口與單片機(jī)串口txd/p3.5，rxd/p3.4之間交換數(shù)據(jù)，如下圖，電容選擇104能保證電路的穩(wěn)定性，兩個(gè)指示燈能直觀的反映數(shù)據(jù)是否傳送。圖3-8 rs232通信電路3.3.6 uln2003驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)uln20

44、03能提供更大的輸出電流驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)圖3-9 uln2003驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)3.4硬件總體電路原理圖設(shè)計(jì) 見(jiàn)附錄第4章 系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計(jì)4.1軟件應(yīng)用簡(jiǎn)介4.1.1 mscomm控件簡(jiǎn)介 vb5.0/6.的mscomm通信控件提供了一系列標(biāo)準(zhǔn)通信命令的接口，它允許建立串口連接，可以連接到其他通信設(shè)備（如modem）還可以發(fā)送命令、進(jìn)行數(shù)據(jù)交換以及監(jiān)視和響應(yīng)在通信過(guò)程中可能發(fā)生的各種錯(cuò)誤和事件，從而可以用它創(chuàng)建全雙工 、事件驅(qū)動(dòng)的、高效實(shí)用的通信程序。但在實(shí)際通信軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，mscomm控件并非像想像中那樣完美和容易控制特別是在中文wln9598下通信時(shí)更會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。下面就從基礎(chǔ)開始介紹，

45、然后逐步討淪mscomm控件在編程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及編程技巧。一般悅來(lái)，計(jì)算機(jī)都有一個(gè)或多個(gè)串行端口，它們依次為com1、com2、，這些串口還提供了外部設(shè)備與pc進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信的通道。這些串口在cpu和外設(shè)之間充當(dāng)解釋器的角色。當(dāng)字符數(shù)據(jù)從cpu發(fā)送給外設(shè)時(shí)，這些字符數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)換成串行比特流數(shù)據(jù)；當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)，比特流數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為字符數(shù)據(jù)傳遞給圖4-1 mscomm控件的添加cpu，再進(jìn)一步說(shuō)，在操作系統(tǒng)方面，windows用通信驅(qū)動(dòng)程序（comm.drv）調(diào)用api函數(shù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，當(dāng)用通信控件或聲明調(diào)用api函數(shù)時(shí)，它門由comm. drv解釋并傳遞給設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，作為一個(gè)vb程序員，

46、要編寫通信程序只需知道通信控件提供給windows通信ap1函數(shù)的接口即可換句話說(shuō)，只需設(shè)定和監(jiān)視通信控件的屬性和事件即可。工具箱中沒(méi)有mscomm控件，需要在部件中添加，添加時(shí)在工具箱上面點(diǎn)擊右鍵選擇部件選項(xiàng)卡，如下圖：4.1.2 winsock控件簡(jiǎn)介 winsock控件建立在tcp、udp協(xié)議的基礎(chǔ)上，完成與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的通信。即使對(duì)tcp/ip不太熟悉的用戶，使用該控件也可以在十幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的客戶機(jī)/服務(wù)器程序。下面我們對(duì)winsock控件的事件、方法、屬性按其在程序中出現(xiàn)的順序分別作詳細(xì)的介紹，以便更好地理解程序源代碼。 服務(wù)器程序的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：（1）服務(wù)器程序必須設(shè)置好loc

47、alport屬性，作為偵聽(tīng)端口，該值為一個(gè)整數(shù)（只要是一個(gè)其它tcp/ip應(yīng)用程序沒(méi)有使用過(guò)的值即可）。（2）使用listen方法進(jìn)入偵聽(tīng)狀態(tài)，等待客戶機(jī)程序的連接請(qǐng)求。（3）客戶機(jī)程序發(fā)出連接請(qǐng)求，使服務(wù)器程序產(chǎn)生connectionrequest事件，該事件得到一個(gè)參數(shù)requestid。（4）服務(wù)器程序用accept方法接受客戶機(jī)程序的requestid請(qǐng)求。這樣，服務(wù)器程序就可以用senddata方法發(fā)送數(shù)據(jù)了。accept方法必須用上一步得到的requestid作為其參數(shù)。（5）當(dāng)服務(wù)器程序接收到數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生dataarrival事件，參數(shù)bytestotal包含接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。

48、在該事件中，可以用getdata方法接收數(shù)據(jù)。（6）如果接受到close事件，則用close方法關(guān)閉tcp/ip連接。 客戶機(jī)程序的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：（1）客戶程序設(shè)置remotehost屬性，以便指定運(yùn)行服務(wù)器程序的主機(jī) 名，該字符串可在“控制面板|網(wǎng)絡(luò)|標(biāo)識(shí)|計(jì)算機(jī)名”中查到。 （2）設(shè)置remoteport屬性,以便指定服務(wù)器程序的偵聽(tīng)端口。（3）使用connect方法，向服務(wù)器提出連接請(qǐng)求。（4）服務(wù)器接受客戶機(jī)程序的請(qǐng)求，客戶機(jī)程序產(chǎn)生connect事件，就可以用senddata方法發(fā)送數(shù)據(jù)了。（5）當(dāng)客戶機(jī)程序接收到數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生dataarrival事件，參數(shù)bytestotal包含接收

49、到的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。在該事件中，可以用getdata方法接收數(shù)據(jù)。（6）如果接受到close事件，則用close方法關(guān)閉連接。 控件的添加方法如上圖4-1。4.1.3 keil軟件介紹 keil 是一個(gè)公司的名字。是由德國(guó)慕尼黑的keil elektronik gmbh和美國(guó)德克薩斯的keil software組成。keil軟件是目前最流行開發(fā)51系列單片機(jī)的軟件。支持c語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言。 keil c51是美國(guó)keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)c語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)。keil提供了包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)

50、境（uvision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行keil軟件需要win98、nt、win2000、winxp等操作系統(tǒng)。以下是keil操作界面：圖4-2 keil軟件界面4.1.4 stc_isp_v483簡(jiǎn)介 stcisp 是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對(duì)stc系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載stc89系列、12c2052系列和12c5410等系列的stc單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛使用。操作界面如下圖4-3：圖4-3 stcisp軟件界面4.1.5 protues軟件簡(jiǎn)介protues簡(jiǎn)介(什么是protues) proteus 是英國(guó)labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(spice)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和spice電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、rs232動(dòng)態(tài)仿真、i2c調(diào)試器、spi調(diào)試器、鍵盤和lcd系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。