畢業(yè)設(shè)計（論文）基于單片機(jī)的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

1、題 目 基于單片機(jī)的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 所在學(xué)院 物 理 與 電 信 工 程 學(xué) 院 專業(yè)班級 通 信 工 程 專 業(yè) 1202 班 指導(dǎo)教師 完成地點(diǎn) 物 理 與 電 信 工 程 學(xué) 院 實 驗 室 2016 年 6 月 5日陜西理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級 通信工程(通信1202) 學(xué)生姓名 一、畢業(yè)設(shè)計題目 基于單片機(jī)的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 二、畢業(yè)設(shè)計工作自 2015 年 12 月 22 日 起至 2016 年 6 月 18 日止三、畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行地點(diǎn): 通信工程實驗室A-1103 四、畢業(yè)設(shè)計應(yīng)完成內(nèi)容及相關(guān)要求： 溫度、濕

2、度以及光照等環(huán)境參數(shù)的測量和控制在日常生活和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。隨著生活水平的大幅提高，人們對大棚蔬菜提出了更高的要求, 大棚中農(nóng)作物在生長過程中，溫濕度及光照對其影響較大。傳統(tǒng)測試方法費(fèi)時費(fèi)力、效率低，且有時需要不間斷監(jiān)控，以達(dá)到實時監(jiān)測的目的。針對以上問題，本設(shè)計是基于單片機(jī)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實現(xiàn)溫度、濕度及光照的實時測量，通過需要設(shè)置測量參數(shù)的范圍，超出設(shè)定范圍可發(fā)出警報提醒外界進(jìn)行干預(yù)控制。 五、畢業(yè)設(shè)計應(yīng)收集資料及參考文獻(xiàn)：1、應(yīng)收集與課題相關(guān)文獻(xiàn)12篇（其中包括一篇英文文獻(xiàn)），文獻(xiàn)的發(fā)表年限應(yīng)為2010年至2016年； 2、除了文獻(xiàn)之外，所參考的書目不能超過3篇；3、所

3、有的參考資料要留存電子版，在交論文時一并打包交予指導(dǎo)教師。 六、畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)度安排：1、必須查閱大量資料（包括一定數(shù)量的外文資料），了解課題的研究背景、意義，熟悉設(shè)計中要用到的相關(guān)電路知識；完成開題報告；并完成一篇外文文獻(xiàn)的全文翻譯工作；（1月1日3月18日）2、進(jìn)行系統(tǒng)的概要設(shè)計；（3月19日4月10日） 3、熟悉設(shè)計軟件，并提交中期報告；（4月10日4月20日） 4、系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)；準(zhǔn)備作品的驗收；完成論文第一稿；（4月21日5月10日） 5、根據(jù)要求對對論文及作品進(jìn)行完善，完成論文第二稿；（5月11日5月20日） 6、制作答辯PPT，準(zhǔn)備答辯材料，準(zhǔn)備答辯，并完成后續(xù)工作；（5月21日

4、6月10日） 7、必須定期與指導(dǎo)老師見面，匯報進(jìn)展情況，按時完成論文的撰寫工作。 指導(dǎo)教師簽名 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)簽名 批準(zhǔn)日期 2016-01-10 基于單片機(jī)的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計（陜西理工學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院 通信工程專業(yè)1202班，陜西 漢中 723000）指導(dǎo)教師：摘要 溫度、濕度和人類的生產(chǎn)有著密切的關(guān)系，同時也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的參數(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，溫室大棚的應(yīng)用越來越廣泛，為人們創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益。本文闡述了一種基于單片機(jī)的溫室大棚的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計過程。該系統(tǒng)主要由單片機(jī)STC89C52、溫濕度傳感器DHT11、液晶顯示LCD1602和光敏電阻等組成

5、，實現(xiàn)了實時采集溫濕度信息、溫控報警等功能，具有精度高、功能強(qiáng)、體積小、簡單靈活等優(yōu)點(diǎn)，很好的滿足了農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測要求。關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)大棚；環(huán)境監(jiān)測；單片機(jī)； DHT11；LCD1602The design of a gricultural greenhouse environmental monitoring system based on MCUWANG Peng(Grade 12 Class 02,Major in Communication Engineering, School of Physics and Telecommunication Engineering, Shannxi

6、 University of Technology, HanZhong 723000, Shannxi)Tutor: LIU YafengAbstract: Temperature, humidity, and human production is closely related, but also an integral part of agricultural production parameters. With the development of science and technology, greenhouses used more widely for people to c

7、reate a higher economic efficiency. This paper describes the design of a process SCM greenhouse environmental monitoring system is based. The system consists of microcontroller STC89C52, temperature and humidity sensors DHT11, LCD LCD1602 and photosensitive resistance, etc., to achieve a real-time a

8、cquisition of temperature and humidity information, temperature alarm and other functions, with high precision, powerful, small, simple and flexible, etc., good to meet the agricultural greenhouse environmental monitoring requirements.Key words: Agricultural greenhouses; environmental monitoring; MC

9、U; DHT11; LCD1602目 錄引言11 方案論證及器件選擇31.1 方案論證31.2 主要元器件選擇4單片機(jī)選型4傳感器選擇4顯示器選擇42 系統(tǒng)硬件設(shè)計52.1 主控模塊55主控模塊電路72.2 DHT11傳感器模塊7傳感器7傳感器模塊電路102.3 光傳感器模塊102.4 1602液晶顯示模塊11液晶顯示屏11液晶顯示模塊電路122.5 報警模塊12蜂鳴器12三極管8550133 系統(tǒng)的軟件設(shè)計143.1 傳感器模塊設(shè)計143.2 1602液晶顯示模塊設(shè)計153.3 軟件調(diào)試164 系統(tǒng)的焊接與測試174.1 系統(tǒng)硬件電路焊接174.2 系統(tǒng)硬件電路調(diào)試174.3 系統(tǒng)硬件電路結(jié)

10、果分析17結(jié)束語19致謝20附錄A 英文文獻(xiàn)原文22附錄B 英文文獻(xiàn)譯文29附錄C 源程序35附錄D 原理圖44附錄E 元器件清單45引言(1) 課題研究的背景溫室對于如今的生產(chǎn)生活的影響越來越大，利用溫室技術(shù)的研究來提升生產(chǎn)效率，為植物提供適宜的環(huán)境。隨著改革開放，特別是90年代以來，我國的溫室大棚產(chǎn)業(yè)得到迅猛的發(fā)展，以蔬菜大棚、花卉為主的植物栽培，在大江南北遍地開花，政府對城市蔬菜產(chǎn)業(yè)的不斷投入，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)蔬菜大棚產(chǎn)業(yè)被看作是21世紀(jì)最具活力的新產(chǎn)業(yè)之一。溫室環(huán)境是一種更加利于植物生長，避免環(huán)境影響其生長發(fā)育。在大棚里可以種植反季節(jié)作物，提高農(nóng)業(yè)效率以及經(jīng)濟(jì)效益2。國外在20世紀(jì)70年代就開

11、始對溫室大棚技術(shù)進(jìn)行了研究，采用模擬式顯示組合儀表，將采集的信息經(jīng)過處理然后發(fā)出指令進(jìn)行控制和記錄。分布式控制系統(tǒng)在80年代出現(xiàn)，經(jīng)過人們的不斷研究，以及對溫室控制技術(shù)迅速的發(fā)展，現(xiàn)在部分國家已經(jīng)實現(xiàn)了自動化控制并向更先進(jìn)、更自動化的方向發(fā)展。在我國北方冬季寒冷而漫長，利用溫室大棚種植蔬菜能更快的提高人民生活水平。溫室大棚管理主要的因素是溫度、濕度及光照的控制。溫度管理一般把一天分為中午前、中午后、前半夜和后半夜四個時段來進(jìn)行溫度調(diào)控。中午之前是促進(jìn)光合作用的最佳時間，增加有機(jī)物的累積為主，將棚溫保持在25-30最為適宜。中午過后光合作用慢慢下降，溫度要比中午之前降低3-8，適宜溫度在22左右

12、，避免養(yǎng)分過多的消耗，而降低了有機(jī)物的累積。天黑之后四小時內(nèi)，溫室的溫度需降到12-18，以促進(jìn)植物對有機(jī)物的累積。之后繼續(xù)降溫3左右，不可降得過低，這樣容易導(dǎo)致植物產(chǎn)生低溫危害。陰雨天光照缺乏，光合作用進(jìn)行緩慢，需降低溫度5左右，以減少呼吸消耗2。現(xiàn)在單片機(jī)發(fā)展迅速，通過單片機(jī)對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控日益廣泛，其小體積、多功能、高性價比等。運(yùn)用在自動監(jiān)控系統(tǒng)中減少人們的勞動，提高生產(chǎn)效率。(2) 溫室研究現(xiàn)狀國外溫室控制技術(shù)以美國最為先進(jìn)，主要是因為其計算機(jī)的發(fā)展非常迅速，這也使得以計算機(jī)為主的溫室環(huán)境控制技術(shù)迅速發(fā)展。溫室大棚內(nèi)控制包括室內(nèi)溫度、土壤溫度、相對空氣濕度、通風(fēng)口狀況、保溫幕狀況、pH調(diào)

13、節(jié)、CO2濃度；室外控制包括光照強(qiáng)度、相對空氣濕度、大氣溫度、風(fēng)向風(fēng)速等3。溫室系統(tǒng)的應(yīng)用為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供了很大的幫助，提高了工作效率，減少勞動量，收獲了更多更好的農(nóng)產(chǎn)品。荷蘭從上個世紀(jì)八十年代就開始溫室計算機(jī)自動控制系統(tǒng)的開發(fā)，并不斷地研究模擬控制軟件。并通過交互式界面顯示必要的信息，設(shè)置參數(shù)并繪制曲線，修正值曲線和測量數(shù)據(jù)曲線可以從設(shè)定的時間數(shù)據(jù)庫中調(diào)用。其方便的方式可以直接查詢數(shù)據(jù)計算機(jī)的串行端口和完成上位機(jī)和下位機(jī)之間的信息交流。實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、信息顯示和控制等功能，同時還能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整，完成溫室環(huán)境監(jiān)控。國內(nèi)外溫室控制技術(shù)的發(fā)展史可以分為三個發(fā)展階段：手動控制：在溫室控制技術(shù)前期被

14、廣泛采用，其并沒有真正意義的控制體系。種植者不僅要充當(dāng)溫室環(huán)境的傳感器，又要充當(dāng)溫室作物管理的執(zhí)行。溫室種植戶相當(dāng)于環(huán)境控制核心。通過對氣候條件和作物生長狀況的觀察，利用以往經(jīng)驗和直覺進(jìn)行推測和判斷，以手動方動式來調(diào)節(jié)溫室環(huán)境，這樣對作物狀況的反應(yīng)是最直接、最快速、最有效的方式。但這種控制方式局限性太大，不適合工業(yè)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。自動控制：此控制系統(tǒng)必須先輸入植物所需的生長目標(biāo)參數(shù)值，經(jīng)計算機(jī)將實際測量的數(shù)值和預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，利用判斷后的結(jié)果來調(diào)控溫室環(huán)境因子，以控制相應(yīng)的操作通風(fēng)、制冷和加熱等。計算機(jī)溫室自動控制技術(shù)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，勞動生產(chǎn)率的提高，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。溫室環(huán)境設(shè)置

15、改變目標(biāo)值可以在溫室環(huán)境內(nèi)進(jìn)行自動調(diào)整，此方法的缺點(diǎn)是改變作物生產(chǎn)響應(yīng)的狀態(tài)不及時，很難實現(xiàn)作物生長的最佳環(huán)境。智能化控制：利用溫度自動控制技術(shù)和生產(chǎn)實踐為基礎(chǔ)，經(jīng)過總結(jié)，收集農(nóng)業(yè)領(lǐng)域積累的知識、經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，從而建立植物生長數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)各類植物生長的不同需求。從手動到全自動控制技術(shù)，控制溫室生產(chǎn)過程向著更先進(jìn)、更全面的方向發(fā)展。未來的溫室環(huán)境控制，勢必以植物生長模型、溫室農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的自動信息采集、溫室綜合環(huán)境因素分析模型和智能控制為基礎(chǔ)向著全自動化方向發(fā)展。(3) 課題設(shè)計思路首先明確設(shè)計思路，通過查閱資料了解相關(guān)的設(shè)計方法以及主要的設(shè)計原理等，然后著手進(jìn)行設(shè)計，搭建一個大體的設(shè)計框圖，再

16、根據(jù)設(shè)計要求完成相應(yīng)的補(bǔ)充設(shè)計。熱電偶形式是通過加熱濕度傳感器，該A/D變換器將單片機(jī)不能測量的溫度和濕度信號轉(zhuǎn)換成電信號從而實現(xiàn)測量，將濕度、溫度值顯示在液晶顯示器，將溫度、濕度傳感器的溫度和濕度信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，然后通過低通濾波器濾除干擾信號送入單片機(jī)，再經(jīng)過單片機(jī)的采樣，進(jìn)一步提高測量精度，經(jīng)過數(shù)字濾波單片機(jī)后將取樣的溫度信息與設(shè)定值進(jìn)行比較，如果不匹配，利用控制觸發(fā)音量控制量的PID控制方法調(diào)整程序，并通過設(shè)計控制程序執(zhí)行，以LCD顯示屏顯示最終結(jié)果。電路總體上分為采集模塊、核心處理模塊、報警模塊和顯示模塊。STC89C52單片機(jī)為核心用于控制電路、DHT11傳感器、光敏電阻的采

17、集轉(zhuǎn)換、1602液晶屏的顯示以及蜂鳴器的報警4。具體顯示的內(nèi)容方式由軟件來完成。溫濕度傳感器，不選擇單獨(dú)的器件，而是采用DHT11數(shù)字溫濕度一體傳感器進(jìn)行溫濕度的測量，一方面在簡化設(shè)計流程的同時增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，另一方面是降低了設(shè)計的成本消耗。1602LCD液晶顯示屏，能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確的顯示采集溫度值、濕度值及光照強(qiáng)度值，而且成本較低。并設(shè)計了三個輸入按鍵能夠根據(jù)環(huán)境在不同時間段內(nèi)對溫度、濕度及光照強(qiáng)度的不同要求，用戶可人為的更改溫度、濕度和光照強(qiáng)度上下限值，以滿足用戶在使用中的不同需求。當(dāng)在使用中環(huán)境超出任意上下限值，經(jīng)主控模塊處理采集的溫度值、濕度值及光照強(qiáng)度值與其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，如判斷越

18、線則及時的啟動報警裝置，蜂鳴器發(fā)出滴滴滴的報警聲5。1 方案論證及器件選擇1.1 方案論證方案一：采用可編程邏輯器件設(shè)計采用可編程邏輯器件設(shè)計，利用數(shù)字電路各功能模塊相組合起來以達(dá)到其功能，可以利用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。結(jié)構(gòu)設(shè)計比較清晰，各個模塊從硬件上設(shè)計起來相對簡單，比較方便的控制與顯示模塊間的連接。設(shè)計框圖如圖1.1所示。圖1.1 系統(tǒng)設(shè)計框圖方案二：基于單片機(jī)的設(shè)計以單片機(jī)STC為控制核心，采用溫濕度傳感器和光敏電阻作為測量元件，構(gòu)成智能溫度、濕度和光照強(qiáng)度的測量系統(tǒng)6?？煞譃闇囟?、濕度測量電路、光照強(qiáng)度測量電路、主控電路、報警電路和顯示電路。主器件：溫濕度傳

19、感器DHT11、光敏電阻、單片機(jī)STC89C52、1602LCD顯示器、LED燈和蜂鳴器。設(shè)計框圖如圖1.2 所示。圖1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖在方案設(shè)計中，遵循簡潔至上的原則，因此所有的外圍模塊采用串行方式和微處理器模塊鏈接。以STC89C52單片機(jī)為控制核心，控制溫度、濕度和光照強(qiáng)度采集以及顯示器的顯示等功能。在設(shè)計系統(tǒng)時，為了更好地采用模塊化設(shè)計法，分步設(shè)計各個單元功能模塊，系統(tǒng)的硬件部分可以分為傳感器采集、單片機(jī)控制、1602液晶顯示和蜂鳴器報警四大部分。方案二可以利用單片機(jī)內(nèi)部的控制只讀存儲器、隨機(jī)存儲器和其豐富的引腳資源，外接鍵盤輸入，液晶顯示器等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸處理和顯示功能。單片機(jī)

20、可擴(kuò)展性強(qiáng)、體積小、實用性強(qiáng)、功能齊全；設(shè)計起來也比較簡單，硬件更加容易實現(xiàn)。方案一的好處是設(shè)計較為簡單，但是如果結(jié)合本設(shè)計的特點(diǎn)，EDA在功能擴(kuò)展上會受到約束，而且這樣設(shè)計的電路有些繁雜，焊接的過程也比較復(fù)雜，成本較高，操作困難，因此不予采納。經(jīng)過綜合分析，本次設(shè)計采用方案二。1.2 主要元器件選擇方案一：AT89C51是低電壓，高性能的CMOS型8位微控制器，該設(shè)備采用MCS-51指令，片內(nèi)通用的8位中央處理器和閃存單元，功能強(qiáng)勁，采用FLASH技術(shù)4K程序存儲器，對設(shè)備開發(fā)要求低，從而縮短了開發(fā)周期。 AT89C51可構(gòu)成最小的應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積、提高系統(tǒng)可靠性、降低系統(tǒng)成本。只要程

21、序長度小于4K，四個I/O端口提供給所有用戶。提供5V的電壓編程和擦除時間只需10毫秒。AT89C51芯片提供三個級別的程序存儲器的加密，并提供了方便、靈活、可靠的硬件加密，可以保證程序或系統(tǒng)不被仿制。方案二：STC89C52單片機(jī)和AT89C51系列的完全兼容，實際操作起來也方便很多。而AT89C51不帶ISP下載，要用下載器才行，STC89C52可以用你的USB轉(zhuǎn)串口進(jìn)行下載，下載軟件可以到STC廠家網(wǎng)站下載。STC單片機(jī)執(zhí)行指令的速度很快，大約是AT的330倍，盡管達(dá)到了高速，但AT上的程序在STC上不一定好用，比如那些對時序有嚴(yán)格要求的模塊。STC對工作環(huán)境的要求也比較低，3V4V之間

22、還可以正常工作，所以選用STC單片機(jī)會更合適。經(jīng)過比較兩種方案，以及在學(xué)校期間學(xué)過數(shù)字電路、單片機(jī)原理、C語言程序設(shè)計，綜合考慮單片機(jī)的各部分資源和作為學(xué)生能夠獲得的資源，經(jīng)過對比此次設(shè)計要求，最終選擇用STC系列芯片。方案一：選用DS18B20溫度傳感器作為溫度檢測模塊，HS1101濕度傳感器作為濕度采集模塊。DS18B20是數(shù)字溫度傳感器，單線式接口方式，測量范圍-1085，誤差范圍0.5，最高精度達(dá)0.0625。HS1101測量的相對濕度范圍在0%100%RH，誤差2%RH。方案二：選用DHT11作為設(shè)計的溫濕度檢測模塊。DHT11是集成型的一體數(shù)字溫濕度傳感器。DHT11采用數(shù)字溫濕度

23、傳感技術(shù)，具有高可靠性和穩(wěn)定性。傳感器由電阻式測濕元件和NTC測溫元件組成與單片機(jī)連接。產(chǎn)品具有品質(zhì)高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。測量范圍濕度20%90%RH，溫度050。測溫精度為2，測濕精度為5%RH。通過以上分析，方案一雖然精度高，卻稍顯復(fù)雜。方案二即便不能實現(xiàn)方案一的高精度測量，卻也能滿足設(shè)計要求。且簡便易行，可靠穩(wěn)定，具有超高的性價比。故選擇方案二。光傳感器方面則選擇常用的光敏電阻。方案一：LCD12864液晶顯示屏，能夠顯示漢字和圖形，是12864點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示器，內(nèi)置8192個中文漢字、顯示RAM和128個字符，以8位并串行兩種方式與微處理器直接連接。方案二：采用HJ

24、1602液晶顯示屏。HJ1602是一種工業(yè)字符型液晶顯示屏，能夠同時顯示16列2行。僅能顯示字母、數(shù)字和符號，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。在編程使用原理、寫指令和寫地址等都基本相同。當(dāng)然12864液晶屏顯示更全面，字符更多。相比于1602液晶屏，12864能更形象具體的實現(xiàn)顯示功能。不過此次設(shè)計1602液晶屏也能夠完全勝任，其顯示簡潔實用，價格實惠。經(jīng)過綜合考慮，1602是最好的選擇。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計本次設(shè)計主要由4個模塊構(gòu)成，分別是傳感器模塊、主控模塊、LCD液晶顯示模塊以及報警模塊。主控模塊采用STC89C52芯片，控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行，

25、并利用各個接口分別控制外圍模塊，使其他模塊可以連成一個整體，實現(xiàn)設(shè)計需要7。報警模塊主要指將蜂鳴器接入單片機(jī)電路，通過對實時溫度、濕度和光照強(qiáng)度的檢測，并設(shè)定所需要的溫度、濕度及光照強(qiáng)度值區(qū)間，當(dāng)越限時發(fā)出報警信號。傳感器模塊用于實時溫度、濕度及光照強(qiáng)度的檢測，由于DHT11是數(shù)字一體化，集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換等模塊，直接連接單片機(jī)即可。LCD液晶顯示模塊同樣接入單片機(jī)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時顯示。系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如圖2.1所示。圖2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖2.1 主控模塊STC89C52單片機(jī)是一種低功耗，高性能CMOS 8位微控制器具有8K字節(jié)的可編程閃存，與80C51指令集和引腳完全兼容。片上閃存程序存

26、儲器可實現(xiàn)在系統(tǒng)編程，同時也適用傳統(tǒng)的編程，如STC89C52設(shè)備可提供靈活有效的解決方案，以及許多嵌入式控制應(yīng)用。 STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：閃光的8K字節(jié)，256字節(jié)RAM，32位I/O線，看門狗定時器，兩個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個六向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。此外，空閑模式下，CPU停止，允許RAM，定時器/計數(shù)器，串行端口，中斷至工作8。掉電保護(hù)模式，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止9。STC89C52引腳如圖2.2所示。圖2.2 STC89C52引腳圖管腳說明：VCC：供電電壓。GND：

27、接地。P0口：P0口是8位雙向開路I/O口。用作輸出端口時，每個引腳吸收8TTL門電流。FIASH編程，P0口作為原碼輸入口，F(xiàn)IASH進(jìn)行校驗，P0輸出原碼，P0外部采取拉高。P1口：P1口提供內(nèi)部上拉電阻的雙向8位I/O口，此口緩沖器可接收輸出4TTL門電流。P1口寫入1，然后上拉為高電平作輸入，下拉為低電平輸出電流，是內(nèi)部上拉所造成的結(jié)果。FLASH編程和校驗，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為8位內(nèi)部上拉電阻雙向I/O口，其緩沖器可接收輸出4個TTL門電流，在被寫為“1”時，管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高作輸入。當(dāng)作為輸入時，管腳又被外部拉低輸出電流。在訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)

28、存取時，輸出是地址的高8位。在閃存校驗和編程時接收控制信號以及高八位地址信號。P3口：P3口管腳是8個雙向并帶有內(nèi)部上拉電阻的I/O口。寫入“1”之后，被內(nèi)部上拉為高電平作輸入。做輸入口時，由于內(nèi)部的上拉電阻，被外部拉低的引腳會輸入一個電流ILL。P3口可用于一些特殊功能口在STC89C52上，如表2.1所示。表2.1 P3口功能表P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口

29、同時作為編程校驗和閃爍編程接收部分控制信號。RST：復(fù)位輸入。要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間當(dāng)振蕩器復(fù)位期間時。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器和地址鎖存器，允許用于鎖存地址狀態(tài)字節(jié)的輸出電平。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。普通時間ALE端在周期輸出脈沖信號時，振蕩器頻率為1/6。因此，可用于定時目的或外部輸出的脈沖。如果想禁止ALE輸出，可設(shè)置為0在SFR8EH地址上。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。/EA/VPP：/EA保持低電平期間，外部程序存儲器（0000H-FFFFH）。加密方式為1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端為高電平時，CPU執(zhí)行內(nèi)部

30、程序存儲指令。XTAL1：內(nèi)部時鐘工作電路和反向振蕩放大器的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。單片機(jī)主程序模塊通過對DHT11傳感器采集到信號的讀取，將得到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行分析和處理，再將處理后的信號發(fā)送給1602液晶顯示模塊，完成信息的接收與發(fā)送，并連接蜂鳴器，控制報警系統(tǒng)。如圖2.3所示。圖2.3 STC89C52模塊電路原理圖2.2 DHT11傳感器模塊DHT11傳感器是由NTC溫度電阻元件和濕度測量元件組成，并與高性能的8位微控制器連接。微處理器通過一個簡單的電路連接就能夠?qū)崟r采集當(dāng)前溫度和濕度。DHT11可簡單的使用單總線與微控制器通信，只需要一個I/O端口。內(nèi)部溫濕度傳感器數(shù)據(jù)

31、40bit時一次性發(fā)送到微控制器，使用數(shù)據(jù)校驗方式進(jìn)行，有效的保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。在5V電源電壓，平均最大電流0.5毫安。DHT11低功耗、超小體積，信號傳輸距離可達(dá)20米，使其成為各種應(yīng)用的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便，可根據(jù)用戶的需求來提供。性能指標(biāo)和特性如下：工作電壓范圍：3.5-5.5V工作電流：平均0.5mA濕度測量范圍：20-90RH溫度測量范圍：0-50濕度分辨率：1RH 8位溫度分辨率：1 8位采樣周期：1S 單總線結(jié)構(gòu) 與TTL兼容（5V） （1）應(yīng)用電路連接說明DHT11數(shù)字濕溫度傳感器的連接方法很簡單。第一引腳連接到電源。第二數(shù)據(jù)引腳可以直接連接到MCU的

32、I/O端口，為了提高穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)終端與正電源之間接4.7K拉電阻。第三引腳懸空。第四引腳接電源地。如果電纜長度小于20米，建議使用上拉電阻5K，超過20米時，根據(jù)實際情況使用適當(dāng)?shù)纳侠娮琛D2.4 DHT11典型應(yīng)用電路（2）引腳介紹Pin1：(VDD)，電源引腳，供電電壓為3-5.5VPin2：（DATA），串行數(shù)據(jù)，單總線Pin3:（NC），空腳，懸空Pin4（VDD），接地端，電源負(fù)極（3）DHT11數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DHT11數(shù)字溫濕度傳感器可使用單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（40Bit）組成，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體說明如下：數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)

33、+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗和校驗和數(shù)據(jù)為前四個字節(jié)相加。傳感器數(shù)據(jù)輸出是未編碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)(濕度、溫度、整數(shù)、小數(shù))之間應(yīng)該分開處理。例如，在某次從傳感器中讀取如下5Byte數(shù)據(jù)：byte4 byte3 byte2 byte1 byte0 00101101 00000000 00011100 00000000 01001001 整數(shù) 小數(shù) 整數(shù) 小數(shù) 校驗和濕度 溫度 校驗和從上可得濕度和溫度的值，計算方法如下：humi (濕度)= byte4 . byte3=45 (RH) temp (溫度)= byte2 . byte1=28

34、( ) jiaoyan(校驗)= byte4+ byte3+ byte2+ byte1=73(=humi+temp)(校驗正確) 注意：DHT11一次通訊時間最大3ms，主機(jī)連續(xù)采樣間隔建議不小于100ms。（4）DHT11開始發(fā)送數(shù)據(jù)流程單片機(jī)發(fā)送一個起始信號，DHT11從低功率模式到高速模式過渡，主機(jī)等待開始信號結(jié)束后，DHT11響應(yīng)信號發(fā)送40位的數(shù)據(jù)并觸發(fā)采集信號，用戶可以選擇讀出數(shù)據(jù)的一部分。如果沒有收到主機(jī)發(fā)送的啟動信號，DHT11不會主動收集溫度和濕度數(shù)據(jù)。DHT11采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式，通訊過程如圖2.5所示。圖2.5 DHT11開始發(fā)送數(shù)據(jù)流程主機(jī)發(fā)送一個啟動信號后，等待

35、20us40us后讀取DH11T延遲響應(yīng)信號讀取總線為低電平，說明其發(fā)送響應(yīng)信號后，再把總線上拉到高電平，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一個位數(shù)據(jù)用低電平開始，如圖2.6所示。總線空閑時為高電平，主機(jī)總線拉低電平等待DHT11響應(yīng)，等待時間必須大于18毫秒，以保證DHT11啟動信號可以被檢測出來。DHT11接收主機(jī)的啟動信號之后，主機(jī)等待起始信號的結(jié)束，然后經(jīng)過20us40us后延遲等待主機(jī)發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號，讀出響應(yīng)信號DHT11以及發(fā)送后啟動信號，可以切換到輸入模式或輸出高電平，最后使用上拉電阻拉高總線?？偩€由上拉電阻上拉。圖2.6 主機(jī)復(fù)位信號和DHT11響應(yīng)信號DHT11發(fā)送響應(yīng)信號需在總線

36、為低電平時，發(fā)送響應(yīng)信號后把總線拉高80us，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時隙開始，高電平的長短決定了數(shù)據(jù)位是0還是1。數(shù)字0信號表示方法如圖2.7所示，數(shù)字1信號表示方法如圖2.8所示。圖2.7 數(shù)字0信號表示圖圖2.8 數(shù)字1信號表示圖根據(jù)傳感器的通信協(xié)議，首先由單片機(jī)通過I/O口主動產(chǎn)生要求激發(fā)的信號，然后將數(shù)據(jù)線的控制權(quán)交給傳感器，接著單片機(jī)通過while語句不間斷地檢查I/O口的高低電平，從而達(dá)到對時序的正確把握，解析出正確的傳輸數(shù)據(jù)。單片機(jī)P1.5口為數(shù)據(jù)口，連接傳感器Pin2口。此次設(shè)計測量電路范圍小于20米，采用 5K上拉電阻即可，傳感器Pin2口和電源之間接

37、5K上拉電阻，而傳感器的Pin1和Pin4分別連接單片機(jī)的VCC和GND端，傳感器的第三引腳懸空。DHT11原理圖如圖2.9所示。圖2.9 DHT11電路原理圖2.3 光傳感器模塊光敏電阻也被稱為光敏電阻器或光管，常用硫化物等材料構(gòu)成。生產(chǎn)的成品具有在特定波長的光照射下的變化特性。因光照導(dǎo)致的載流子參與導(dǎo)電，在所施加的電場漂移運(yùn)動時，向正電源的是電子，向著負(fù)電源的是空穴，使得光敏電阻值迅速下降。光敏電阻是利用光電效應(yīng)，光束影響其改變的半導(dǎo)體。入射光越強(qiáng)電阻越低，入射光較弱，阻值增大。圖2.10 光敏傳感模塊電路圖光敏電阻在安裝所述電極引線的半導(dǎo)體光敏材料時，將其封閉在帶中透明窗口的管殼里構(gòu)成光

38、敏電阻并能提高靈敏度，通常由兩個梳形電極構(gòu)成。一般使用涂覆、燒結(jié)和噴涂等方法在絕緣基板上制作薄梳狀歐姆電極，然后引線、封裝在具有透明鏡的密封殼內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。當(dāng)沒有入射光時，光子激發(fā)的電子空穴對將復(fù)合恢復(fù)到原來的值。半導(dǎo)體ADC0832由8位分辨率產(chǎn)生的，雙通道A / D轉(zhuǎn)換芯片，最高分辨率可達(dá)256，可以適合于一般模擬轉(zhuǎn)換的要求，內(nèi)部電源的電壓輸入和參考電壓復(fù)用，使得芯片的模擬電壓根據(jù)數(shù)據(jù)輸出05V轉(zhuǎn)換僅需32S。芯片轉(zhuǎn)換時間之間輸入可以減少數(shù)據(jù)誤差，增加轉(zhuǎn)換速度及穩(wěn)定性。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多臺設(shè)備連接和處理器的控制變得更加方便。 DI為數(shù)據(jù)輸入端口，可以方便地實現(xiàn)通道功能。在

39、正常情況下ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)該是圖2.15所示的四個數(shù)據(jù)線，分別為CS，CLK，DO，DI。但是，DI 和DO端并不同時有效，該電路可合并在一條數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832的CS輸入為高電平，則芯片被禁用，CLK和DO / DI電平可以是任意的。當(dāng)您要執(zhí)行A / D轉(zhuǎn)換，CS必須首先啟用低電平，并保持低電平直到轉(zhuǎn)換徹底完成。2.4 1602液晶顯示模塊HJ1602A是字符型液晶顯示器，能夠同時顯示16列2行內(nèi)容，主要顯示數(shù)字、字符。單片機(jī)中使用液晶顯示屏作為輸出器件的優(yōu)點(diǎn)，接口簡單可靠、操作方便、功耗低、重量輕以及畫質(zhì)高不閃爍等特點(diǎn)1602字符型液晶顯示器實物如圖2.11所示，接

40、口信號說明如表2.2。圖2.11 液晶屏表2.2 各接口信號說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端口（H/L）12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端口（H/L）13D6Data I/O6E使能信號14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負(fù)極RAM地址映射圖：LCD1602液晶顯示模塊內(nèi)部字符發(fā)生器的內(nèi)存已經(jīng)存儲了160個不同的點(diǎn)陣字符，這些字符有字母的大小寫、阿拉伯?dāng)?shù)字、常用的符號等

41、，都有固定的代碼，比如大寫字母“A”的代碼是01000001B（41H），該模塊將顯示在地址41H點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，從而可看到該字母。LCD1602讀寫、屏幕和光標(biāo)操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的（0為低電平，1為高電平）。指令1：清除顯示：指令代碼01H。指令2：光標(biāo)復(fù)位：光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：高電平光標(biāo)右移，低電平光標(biāo)左移 。指令4：顯示開關(guān)控制。B：低電平不閃爍，高電平閃爍。C：低電平表示無光標(biāo)，高電平表示有光標(biāo)。D：低電平表示關(guān)顯示，高電平表示開顯示。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：低電平時移動光標(biāo) ，高電平時移動顯示的文字。指令6：功能設(shè)置命令DL

42、：低電平為8位總線，高電平為4位總線。N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示。F：低電平時顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀出忙信號和光標(biāo)地址。BF為低電平表示不忙，模塊就能接收相應(yīng)的命令或者數(shù)據(jù)如果，為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。LCD顯示模塊是慢顯示器件，所以在每一個指令執(zhí)行必須確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低，表示現(xiàn)在不忙，否則命令將失敗。先輸入地址來顯示字符，告訴模塊在什么位置顯示字符。1602 內(nèi)部顯示地址如圖2.12所示。圖2.12 160

43、2內(nèi)部顯示地址在LCD模塊的初始化首先應(yīng)設(shè)置其顯示模式，液晶顯示模塊是字符光標(biāo)自動向右。每個輸入命令之前，應(yīng)確定LCD模塊是否忙。1602液晶顯示模塊電路液晶的物理特性是其顯示原理的基礎(chǔ)，通過其顯示區(qū)域的電壓控制，就可以在通電的情況下顯示字符。具有厚度薄，適合LSI直接驅(qū)動，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于移動通信、便攜式計算機(jī)、攝像機(jī)等眾多領(lǐng)域。圖2.13 1602顯示模塊2.5 報警模塊蜂鳴器蜂鳴器在電路中使用字母“HA”或“H”表示。直流電源供電，廣泛應(yīng)用于報警器、打印機(jī)、定時器和計算機(jī)等。蜂鳴器可分為兩種類型電磁蜂鳴器和壓電蜂鳴器。圖2.14 蜂鳴器實物圖結(jié)構(gòu)原理：電磁式蜂鳴器由電磁線圈、振蕩器、磁鐵

44、、振動膜片和外殼等組成。本設(shè)計使用的是電磁式蜂鳴器。在接通電源后，振蕩器產(chǎn)生音頻信號，電流通過電磁線圈，使得電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動發(fā)聲。圖2.15 報警模塊電路圖三極管8550是低電壓、大電流、小信號的PNP型硅三極管。常見的三極管有9012、s8550、9013、s8050。三極管主要是作為開關(guān)和放大電路。圖2.16 三極管引腳圖三極管的引腳如圖2.16所示。從基極B到發(fā)射極E的電流被稱為基極電流Ib，從集電極到發(fā)射極E中的電流被稱為集電極電流Ic。這兩個是流出的發(fā)射器的電流的方向時，發(fā)射極E可以通過電流方向箭頭來表示。放大晶體管是基極電流控制的

45、集電極電流以及基極電流小的變化會引起集電極電流的巨大變化，并且滿足一定比例關(guān)系。3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計本系統(tǒng)使用的是Keil軟件，它是C52系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，能夠應(yīng)用通俗易懂的高級C語言對單片機(jī)進(jìn)行軟件開發(fā)。在寫程序之前要對系統(tǒng)的硬件電路有足夠的了解，各個接口，還有系統(tǒng)各個芯片以及模塊的時序，在編程過程中都要完全遵守，那樣才能使所預(yù)設(shè)的功能一一實現(xiàn)，達(dá)到最終的要求。在對我們所要設(shè)計的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，其主流程圖如圖3.1所示。圖 3.1 主程序流程圖3.1 傳感器模塊設(shè)計溫濕度模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器DHT11。隨著科技的不斷發(fā)展，各種家用電器如空

46、調(diào)、冰箱、加濕器等進(jìn)入人們的日常生活，其中許多都與環(huán)境因素分不開。新一代數(shù)字式傳感器不再需要外部連接AD轉(zhuǎn)換模塊，具有標(biāo)準(zhǔn)接口，易于使用，因此使用越來越廣泛。 DHT11傳感器模塊的軟件流程圖如圖3.2所示。圖3.2 DHT11傳感器模塊程序流程圖3.2 1602液晶顯示模塊設(shè)計液晶顯示模塊在執(zhí)行每條指令前必須確認(rèn)模塊不忙（標(biāo)志為低電平），則指令失效，顯示字符時先輸入顯示字符地址，通知模塊在什么位置顯示字符。子程序流程圖如圖3.3所示。下面給出LCD1602初始化代碼：void init_1602()/lcd1602初始化write_com(0x38);write_com(0x0c);writ

47、e_com(0x06);delay_uint(1000);write_string(1,0, GX:00% );write_string(2,0, W: S: %RH );write_zifu(2,6,0xdf);/顯示度圖3.3 1602液晶顯示模塊流程圖3.3 軟件調(diào)試本設(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(yùn)用方便，是做C語言畢業(yè)設(shè)計者的首選。設(shè)計的首要任務(wù)是安裝和學(xué)習(xí)使用這個軟件，在簡單的學(xué)習(xí)和了解Keil C后，我們便可在此環(huán)境下開始對溫室環(huán)境的設(shè)計工作。在編譯完Keil C后，再運(yùn)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

48、。在燒錄前要對STC_ISP_V480進(jìn)行一些必要的設(shè)置。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(diǎn)擊Download/下載，等待提示。給MCU上電時，打開開發(fā)板上的開關(guān)，它就自行燒錄了。在完成對程序的調(diào)試和燒錄之后，還需要對其進(jìn)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。開始供電后、稍等幾秒等到1602液晶屏能正常顯示當(dāng)前溫度、濕度及光照強(qiáng)度之后。觀察當(dāng)前溫度、濕度及光照強(qiáng)度的變化。并針對與設(shè)定的限值相比較。若當(dāng)前溫度沒

49、有超過限值?？梢杂脽嵩纯拷麯HT11傳感器，令其周圍溫度上升超限；對DHT11傳感器哈氣，令其相對濕度超限；用手電筒照射光敏電阻，令其光照強(qiáng)度值超限。觀測是否報警，經(jīng)測試超限后都發(fā)出報警信號。因而簡單的實現(xiàn)了對溫度、濕度及光照強(qiáng)度的監(jiān)測。4 系統(tǒng)的焊接與測試4.1 系統(tǒng)硬件電路焊接系統(tǒng)硬件電路主要由采集模塊、按鍵模塊、報警模塊和液晶顯示模塊組成。焊接各模塊前需檢查元器件，以及電容器的耐壓正確與否，電容器的極性問題等，檢查無誤后，再次確定原理圖，安裝電路位置，檢查極性是否正確，在安裝過程中最好保證導(dǎo)線條理清晰，最后就是焊接。焊接時需保證元器件按照電路原理圖安裝正確，先找好電源和接地點(diǎn)，切不可正負(fù)

50、極焊接錯誤或者管腳焊接錯誤。完成的硬件實物如圖4.1所示。圖4.1 系統(tǒng)硬件實物圖圖4.1中上半部分為信號采集模塊，該模塊作用是將DHT11溫濕度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，并將采集到的溫度和濕度信息傳輸?shù)揭壕э@示模塊LCD1602顯示，第一行發(fā)送模塊采集的光照信息，第二行溫度和濕度信息。4.2 系統(tǒng)硬件電路調(diào)試經(jīng)過前期的努力，系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計已經(jīng)完成，并且調(diào)試也已經(jīng)結(jié)束?，F(xiàn)在把軟硬件設(shè)計結(jié)合起來完成系統(tǒng)整體的測試。首先是把硬件設(shè)計通過USB接線連接到電腦，然后通過下載器將程序燒錄到單片機(jī)，最后就是進(jìn)行硬件測試。構(gòu)建系統(tǒng)模塊電路時耐心細(xì)致必不可少，在搭建的過程中細(xì)心認(rèn)真更是關(guān)鍵，遇到問題時，

51、要冷靜應(yīng)對，液晶顯示屏沒有顯示時首先要將涉及的線路進(jìn)行一一排除，出現(xiàn)亂碼時主要是軟件程序部分出現(xiàn)了問題。如果液晶顯示屏始終沒有顯示時，首先要排查溫濕度傳感器DHT11器件本身問題，若不是器件問題則要檢查并證實程序部分是否正確，若不正確應(yīng)及時修改，直到系統(tǒng)測試達(dá)到預(yù)期結(jié)果。4.3 系統(tǒng)硬件電路結(jié)果分析該溫室大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要實現(xiàn)溫度、濕度及光照采集，超出范圍報警等功能。各部分具體功能的操作及結(jié)果如下。（1）傳感器模塊如圖4.2所示。圖4.2 傳感器模塊實物圖溫濕度傳感器DHT11采集溫度和濕度信息，光敏電阻采集光照強(qiáng)度信息，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，并且通過轉(zhuǎn)換處理發(fā)送到顯示模塊，由LCD

52、1602顯示屏顯示數(shù)據(jù)。（2）顯示模塊如圖4.3所示。圖4.3 顯示模塊實物圖主機(jī)將采集到的信息傳輸?shù)斤@示屏顯示，并將接收到的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的上下限進(jìn)行比較，超出設(shè)置的閾值范圍則驅(qū)動蜂鳴器報警。（3）設(shè)置上下限時顯示屏顯示如圖4.4所示。圖4.4 設(shè)置上下限實物圖通過按鍵可以對溫度、濕度及光照強(qiáng)度值的上下限進(jìn)行設(shè)定，比如可以把濕度的上限SH設(shè)置為60%，下限SL設(shè)置為20%；溫度的上限WH設(shè)置為30，下限WL設(shè)置為20；光照強(qiáng)度值的上限GH設(shè)置為70%，下限GL設(shè)置為20%，無論哪一項超過上下限，蜂鳴器發(fā)出報警信號。通過測試，當(dāng)溫度在外部干擾作用下超過預(yù)設(shè)溫度時，蜂鳴器會立馬報警；濕度的測試是

53、通過外部給傳感器哈氣，增加濕度，超過上限后報警；光照的測量時通過用手電筒給光敏電阻照射，最后也達(dá)到了預(yù)設(shè)的結(jié)果?？傮w來說，本次設(shè)計還是比較成功的，達(dá)到了設(shè)計的基本要求。結(jié)束語本此設(shè)計的是基于單片機(jī)的溫室大棚的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由單片機(jī)STC89C52、溫濕度傳感器DHT11、液晶顯示LCD1602、光敏電阻和蜂鳴器組成。通過查閱大量的資料及文獻(xiàn)，熟悉了系統(tǒng)設(shè)計核心，單片機(jī)的原理及應(yīng)用。在老師的悉心指導(dǎo)下，完成了系統(tǒng)的整體設(shè)計，明確了系統(tǒng)所要實現(xiàn)的要求，首先分別設(shè)計軟件和硬件，然后是對軟件和硬件進(jìn)行分別調(diào)試，在這個過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)，最后是把軟硬件結(jié)合進(jìn)行總體測試，從而實現(xiàn)溫度、濕度及光照強(qiáng)度的實時檢測，超出設(shè)定范圍發(fā)出警報。雖然系統(tǒng)還存在一些不足，比如溫度、濕度及光照強(qiáng)度測量不夠精確，