自動(dòng)化畢業(yè)論文蔬菜大棚溫濕度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、自動(dòng)化畢業(yè)論文-蔬菜大棚溫濕度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 蔬菜大棚溫濕度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要溫室大棚是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成局部大棚測(cè)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)大棚自動(dòng)化科學(xué)化的根本保證通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)合作物生長規(guī)律控制環(huán)境條件使作物到達(dá)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效的栽培目的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的開展也使得用計(jì)算機(jī)控制的方面也涉及到各個(gè)領(lǐng)域其中在大棚內(nèi)用單片機(jī)控制溫度濕度是應(yīng)用于實(shí)踐的主要方面之一對(duì)于蔬菜大棚來說最重要的一個(gè)管理因素是溫度和濕度等控制本設(shè)計(jì)是一個(gè)專門為溫室大棚溫濕度測(cè)量控制而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)通過對(duì)系統(tǒng)的硬件局部和軟件局部設(shè)計(jì)來到達(dá)監(jiān)控要求硬件局部實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫濕度傳感器模塊顯示模塊控制模塊的設(shè)計(jì)軟件局部主要根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)出了主程

2、序和子程序流程圖并通過程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中充分考慮到性價(jià)比選用價(jià)格低性能穩(wěn)定的元器件通過實(shí)踐證明系統(tǒng)具有性能好操作方便等優(yōu)點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度等的顯示調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)在其它領(lǐng)域還具有一定的推廣價(jià)值關(guān)鍵詞大棚溫度濕度傳感器 ABSTRACTGreenhouse is an important component of protected agriculture Measuring and controlling systen is the basis of the management automation in the greenhouse With the growth rules analy

3、zing measurement data and controlling circumstance condition It makes greenhouse better and more productive and high quality With the development of computer application technology the computer-controlled areas are also involved the plastic temperature using SCM and humidity is one of the main aspec

4、ts used in practice For vegetable shed speaking one of the most important management factor is the temperature and humidity control Thethesis isabout an intelligent system designed for controlling the temperature and humidity of a greenhouse It can meet the demand of monitoring through the design of

5、 hardware and that of software in details The former is more important in this dissertation including the introduction of sensor of measuring temperature and humidity demonstrating mode of data the mode of control and the connecting part of the changing column And according to the design thoughts th

6、e latter shows the flow chart of the main program and the subprogram realized by program This thesis choose the decices as full consideration of the ration between prformance and cost as possible The system adopts quite a new integrated circuit which makes it function better and run more convenientl

7、y when put into practice Furthermore not only can it achieve the goals of manifesting and regulating the temperature but also itcanbe controlled And it has much of value to apply and popularize in other fieldsKEY WORDS Vegetable Temperature Humidity Sensor目 錄1第1章 設(shè)計(jì)方案論證211 設(shè)計(jì)要求及框圖212 元器件的選擇2com 單片機(jī)的

8、選擇2com 溫度傳感器的選擇3com 濕度傳感器的選擇3com 顯示模塊的選擇4com 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確實(shí)定4第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)621 系統(tǒng)硬件的簡述622 單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)6com 單片機(jī)的功能特性描述6com 單片機(jī)的最小系統(tǒng)823 溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9com 溫濕度傳感器的概述9com 傳感器的接口說明9com 硬件連接1024 顯示模塊的設(shè)計(jì)10com LCD12864的概述10com LCD12864引腳說明12com LCD12864的主要技術(shù)參數(shù)1325 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)1426 功能鍵的設(shè)計(jì)1527 控制電路的設(shè)計(jì)15第3章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1731 軟件設(shè)計(jì)的整體思想1732

9、 程序流程圖設(shè)計(jì)1733 DHT90軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)18com DHT90測(cè)量流程圖18com 傳感器的電氣特性20com 啟動(dòng)傳感器指令20com 發(fā)送命令21com 測(cè)量時(shí)序21com位時(shí)序2134 DHT90的溫濕度補(bǔ)償及轉(zhuǎn)換22com 相對(duì)濕度22com 溫度轉(zhuǎn)換2235 LCD12864軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)23com LCD12864顯示流程圖23com 寫數(shù)據(jù)到模塊24com 從模塊讀出數(shù)據(jù)2536 按鍵軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)26第4章 調(diào)試2841 軟件調(diào)試2842 硬件調(diào)試2843 液晶模塊調(diào)試2944 報(bào)警電路調(diào)試29結(jié) 論30謝 辭31參考文獻(xiàn)32附 錄33外文資料翻譯46前言改革開放以來我國經(jīng)

10、濟(jì)的迅速增長使得農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視特別是溫室大棚已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成局部現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)就是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制例如空氣的溫度濕度二氧化碳含量土壤的含水量等在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用大棚內(nèi)的溫度濕度與二氧化碳含量等參數(shù)直接關(guān)系到蔬菜和水果的生長國外的溫室設(shè)施己經(jīng)開展到比擬完備的程度并形成了一定的標(biāo)準(zhǔn)但是價(jià)格非常昂貴缺乏與我國氣候特點(diǎn)相適應(yīng)的測(cè)控軟件當(dāng)今大多數(shù)對(duì)大棚溫度濕度二氧化碳含量的監(jiān)測(cè)與控制都采用人工管理這樣不可防止的有測(cè)控精度低勞動(dòng)強(qiáng)度大及測(cè)控不及時(shí)等弊端容易造成不可彌補(bǔ)的損

11、失結(jié)果不但大大增加了本錢浪費(fèi)了人力資源而且很難到達(dá)預(yù)期的效果為了實(shí)現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化并提高農(nóng)業(yè)研究的準(zhǔn)確性推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的開展必須大力開展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程科學(xué)合理地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度濕度以及二氧化碳的含量使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜水果生長的環(huán)境目前隨著蔬菜大棚的迅速增多人們對(duì)其性能要求也越來越高特別是為了提高生產(chǎn)效率對(duì)大棚的自動(dòng)化程度要求也越來越高溫室大棚是植物栽培生產(chǎn)中必不可少的設(shè)施之一溫濕度是衡量溫室大棚的最重要的指標(biāo)它直接影響到栽培作物的的生長和產(chǎn)量為了能給作物提供一個(gè)適宜的生長環(huán)境首要問題是加強(qiáng)溫室內(nèi)的溫濕度的監(jiān)測(cè)因此為了實(shí)現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)的科學(xué)化和研究性推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)開展解決我國農(nóng)民普遍收

12、入低的問題縮小城鄉(xiāng)差距推動(dòng)全面小康社會(huì)迫切需要價(jià)格適中的自動(dòng)化程度高的農(nóng)業(yè)設(shè)備由于單片機(jī)及各種電子器件性價(jià)比的迅速提高使得本錢低性能穩(wěn)定的這種要求變?yōu)榭赡鼙驹O(shè)計(jì)是針對(duì)這一問題設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度上下限設(shè)定自動(dòng)監(jiān)測(cè)顯示和報(bào)警等多功能的溫濕度測(cè)控系統(tǒng)該設(shè)計(jì)系統(tǒng)還可以推廣到其他領(lǐng)域1第1章 設(shè)計(jì)方案論證11 設(shè)計(jì)要求及框圖本設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)一個(gè)大棚溫濕度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用單片機(jī)為執(zhí)行器通過溫度監(jiān)測(cè)電路濕度監(jiān)測(cè)電路控制系統(tǒng)報(bào)警電路顯示電路等組成這樣一個(gè)系統(tǒng)2系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1-1所示圖1-1 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)框圖12 元器件的選擇com 單片機(jī)的選擇方案一 采用MCS-51系列單片機(jī)中的AT89C51芯片作為核心

13、器件有4K 字節(jié)的內(nèi)部 FLASH PERAM能于3V的超低壓工作而且與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備ISP在線編程技術(shù)當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)對(duì)芯片的屢次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞3方案二采用AT89S52芯片作為核心器件片內(nèi)ROM全都采用Flash ROM能以3V的超低壓工作同時(shí)也與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容該芯片內(nèi)部存儲(chǔ)器為8KB ROM 存儲(chǔ)空間同樣具有89C51的功能并且具有在線編程技術(shù)由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)不需要對(duì)芯片屢次拔插由此不會(huì)對(duì)芯片造成損壞所以設(shè)計(jì)采用AT89S52

14、作為主控制系統(tǒng)com 溫度傳感器的選擇方案一采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸易于與單片機(jī)連接由于其輸出為數(shù)字量所以不需要進(jìn)行AD轉(zhuǎn)化這樣就降低了硬件本錢簡化了系統(tǒng)電路另外數(shù)字式溫度傳感器還具有測(cè)量精度高測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)方案二采用數(shù)字式溫濕度傳感器DHT90該傳感器為數(shù)字式傳感器可以同時(shí)采集溫度和濕度兩線制的串行接口與內(nèi)部的電壓調(diào)整使外圍系統(tǒng)集成變得快速而簡單微小的體積和極低的功耗等優(yōu)點(diǎn)使其成為選擇溫濕度傳感器時(shí)的首選com 濕度傳感器的選擇方案一采用HS1100HS1101濕度傳感器HS1100HS1101電容傳感器在電路構(gòu)成中等效于一

15、個(gè)電容器件其電容量隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大該傳感器具有高可靠性長期穩(wěn)定性和快速響應(yīng)時(shí)間等特點(diǎn)由頂端接觸 HS1100 和側(cè)面接觸 HS1101 兩種封裝產(chǎn)品適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過程等方案二采用數(shù)字式溫濕度傳感器DHT90該傳感器為數(shù)字式傳感器采集濕度的精度是14位端口少只需要單片機(jī)的一個(gè)端口即可驅(qū)動(dòng)精度較高除此之外該傳感器還可以同時(shí)采集溫度和濕度并能進(jìn)行相對(duì)濕度補(bǔ)償易于應(yīng)用操作簡單com 顯示模塊的選擇方案一采用LCD1602液晶顯示器其顯示容量為162個(gè)字符而此次設(shè)計(jì)的是一個(gè)大棚溫濕度測(cè)控系統(tǒng)需要將設(shè)定的溫濕度值以及采集過來的外界環(huán)境

16、里的溫度值和濕度值顯示出來而LCD-1602的顯示容量只有兩行可以顯示八個(gè)漢字這樣無法直接在一屏里面顯示溫度值和濕度值需要分屢次頁數(shù)來顯示這樣不便于觀察溫濕度的變化所以在本次設(shè)計(jì)中不采用LCD1602液晶顯示器方案二采用LCD12864液晶顯示器 可以顯示四行漢字每行為16個(gè)字符八個(gè)漢字這樣可進(jìn)行觀察和比擬清晰明了易于操作占用的單片機(jī)口線少可以滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求因此在本次設(shè)計(jì)中的顯示局部選用LCD12864液晶顯示器4com 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確實(shí)定綜上所述對(duì)本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方案選定如下 采用AT89S52作為主控制系統(tǒng)液晶顯示模塊LCD12864作為本次系統(tǒng)的顯示DHT90溫濕度傳感器作為本次系統(tǒng)

17、溫度和濕度的信息采集5通過論證擬采用的設(shè)計(jì)方案內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)1 選擇AT89S52單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心器件發(fā)送并時(shí)時(shí)處理系統(tǒng)信息2 傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件如果沒有傳感器對(duì)原始被測(cè)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換一切準(zhǔn)確的測(cè)量和控制都將無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化測(cè)量和控制幾乎主要依靠各種傳感器來檢測(cè)和控制生產(chǎn)過程中的各種參量使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最正確狀態(tài)從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量本設(shè)計(jì)選用集成溫濕度傳感器DHT903 顯示電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用液晶LCD12864進(jìn)行顯示簡單明了4 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中為了平安生產(chǎn)對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位都設(shè)

18、有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)以便提醒操作人員注意或采取緊急措施其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理數(shù)字濾波和標(biāo)度變換這些已經(jīng)在軟件程序里邊處理過所以顯示溫濕度即為外界采集的溫濕度和設(shè)定的值比擬如果高于上限值或低于下限值那么進(jìn)行報(bào)警否那么就作為采樣的正常值進(jìn)行顯示和控制本設(shè)計(jì)采用聲光報(bào)警電路溫度和濕度任何一個(gè)超過設(shè)定范圍蜂鳴器均報(bào)警設(shè)計(jì)選用二極管的亮滅顯示溫度或者濕度是否過限這樣便于觀察可以更加直接確實(shí)定是要升降溫還是要增減濕度給工作人員減少了工作量蜂鳴器報(bào)警電路是通過MCS-52的1根口線經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴音發(fā)聲5 溫濕度控制主程序的設(shè)計(jì)要考慮以下問題 1 溫濕度采樣數(shù)字濾波 2 越限報(bào)警和

19、處理 3 溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)21 系統(tǒng)硬件的簡述系統(tǒng)采用單片機(jī)對(duì)大棚的溫度濕度進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制不僅具有控制方便簡單和靈活性大等特點(diǎn)而且還可以大大提高被控制溫度濕度的技術(shù)指標(biāo)從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的這些特點(diǎn)對(duì)大棚的溫度濕度進(jìn)行控制將其保持在一個(gè)適宜的范圍內(nèi)假設(shè)溫度低于10加熱裝置工作假設(shè)溫度高于40通風(fēng)裝置工作濕度低于30RH噴灌裝置工作濕度到達(dá)或超過70RH噴灌裝置停止工作622 單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)com 單片機(jī)的功能特性描述AT89S52是一種低功耗高性能CMOS 8位微控制器存儲(chǔ)器是采用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造與工業(yè)80C51產(chǎn)品

20、的指令和引腳完全兼容在單芯片上擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活超有效的解決方案AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能8k字節(jié)Flash256字節(jié)RAM32 位IO 口線看門狗定時(shí)器2 個(gè)數(shù)據(jù)指針三個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)全雙工串行口片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路另外AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作支持2種軟件可選擇節(jié)電模式空閑模式下CPU 停止工作允許RAM定時(shí)器計(jì)數(shù)器串口中斷繼續(xù)工作掉電保護(hù)方式下RAM內(nèi)容被保存振蕩器被凍結(jié)單片機(jī)停止一切工作直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止7AT89S52的引腳如圖2-1所示P0 口P0口是

21、一個(gè)8位漏極開路的雙向IO口作為輸出口每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平對(duì)P0端口寫1時(shí)引腳用作高阻抗輸入 在Flash編程時(shí)P0口也用來接收指令字節(jié)在程序校驗(yàn)時(shí)輸出指令字節(jié)程序校驗(yàn)時(shí)需要外部上拉電阻 P1 口P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向IO 口P1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平對(duì)P1 端口寫1時(shí)內(nèi)部上拉電阻把端口拉高此時(shí)可以作為輸入口使用作為輸入使用時(shí)被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因?qū)⑤敵鲭娏?IIL 圖2-1 AT89S52引腳圖P2 口P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向IO 口P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平對(duì)P2 端口寫1時(shí)內(nèi)部上拉電阻把端口拉

22、高此時(shí)可以作為輸入口使用作為輸入使用時(shí)被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因?qū)⑤敵鲭娏?IIL P3 口P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向IO 口P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平對(duì)P3 端口寫1時(shí)內(nèi)部上拉電阻把端口拉高此時(shí)可以作為輸入口使用作為輸入使用時(shí)被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因?qū)⑤敵鲭娏?IIL RST復(fù)位輸入當(dāng)振蕩器工作時(shí)RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平單片機(jī)復(fù)位 ALEPROG當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)ALE 地址鎖存允許 輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)一般情況下ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的16輸出固定的脈沖信號(hào)因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的應(yīng)注意的

23、是每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖 PSEN程序儲(chǔ)存允許輸出 PSEN 是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)當(dāng)AT8952由外部程序存儲(chǔ)器取指令 或數(shù)據(jù) 時(shí)每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效即輸出兩個(gè)脈沖在此期間當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器將跳過兩次PSEN信號(hào) EAVPP外部訪問允許欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器 其地址為0000H-FFFFH EA端必須保持低電平 接地 需注意的是如果加密位LB1被編程復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)com 單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括電路和復(fù)位電路等8電路 的主要任務(wù)是為AT89S52單片機(jī)正常工作需要的時(shí)鐘電路提供一個(gè)穩(wěn)定的工作頻率根據(jù)AT89S52單片機(jī)時(shí)鐘

24、周期的要求回路需要選用頻率為12MHz的晶振晶振回路由電容和陶瓷諧振器并聯(lián)組成作為單片機(jī)的時(shí)鐘源AT89S52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器此放大器的輸入和輸出端分別是引腳XTAL1和XTAL2在XTAL1和XTAL2端口接上時(shí)鐘電源即可構(gòu)成時(shí)鐘電路本設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生方式如圖22所示在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶振與內(nèi)部的反相器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器其發(fā)出的時(shí)鐘脈沖直接送入單片機(jī)內(nèi)定時(shí)控制部件電容C8和C9對(duì)頻率有微調(diào)作用電容C1和C3應(yīng)盡可能的安裝在單片機(jī)芯片附近以減少寄生電容保證振蕩器穩(wěn)定可靠的工作復(fù)位電路的功能就是對(duì)CPU進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)CPU落入死循環(huán)之后能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并

25、使整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)未定可靠工作復(fù)位可靠工作復(fù)位電路是必不可少的一局部復(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475525V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上電時(shí)只有當(dāng)VCC超過475V低于525V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 以上那么CP

26、U就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位23 溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)com 溫濕度傳感器的概述DHT9x是數(shù)字溫濕度傳感器系列中插針型的傳感器此類型傳感器把傳感元件和信號(hào)處理集成起來輸出全標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)傳感器包括一個(gè)電容性聚合體測(cè)濕敏感元件一個(gè)用能隙材料制成的測(cè)溫元件并在同一芯片上與 14 位的 AD轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實(shí)現(xiàn)無縫連接傳感器采用專利的CMOS技術(shù)確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越響應(yīng)超快抗干擾能力強(qiáng)性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)傳感器采用的是原裝進(jìn)口數(shù)字溫濕度傳感器芯片引腳插針為標(biāo)準(zhǔn)254插針使用時(shí)無需重新校準(zhǔn)傳感器直接與單片機(jī)相連無需其他外部元件總之極低的功耗極高的性價(jià)比卓越的

27、品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)使其成為我們?cè)谶x擇溫濕度傳感器時(shí)的首選DHT90的根本特性如下測(cè)濕范圍0100RH測(cè)溫范圍-401238響應(yīng)時(shí)間溫度 30s濕度 8s分辨率溫度001濕度003RH重復(fù)性溫度01 濕度01RH測(cè)量精度溫度±05 濕度±45RH安裝方式254mm間距插針com 傳感器的接口說明DHT90引腳結(jié)構(gòu)如表2-1所示表2-1 DHT90引腳結(jié)構(gòu)PinNameComment1SCK時(shí)鐘信號(hào)2VDD電源3GND地4DATA數(shù)據(jù)輸出DHT90的供電電壓為24-55V建議供電電壓為33VDHT90的串行接口在傳感器信號(hào)的讀取及電源損耗方面都做了優(yōu)化處理傳感器不能按照I2C 協(xié)議編址

28、但是如果I2C總線上沒有掛接別的元件傳感器可以連接到I2C總線上但單片機(jī)必須按照傳感器的協(xié)議工作SCK用于微處理器與 DHT90之間的通訊同步由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯因而不存在最小SCK頻率DATA三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取DATA在 SCK 時(shí)鐘下降沿之后改變狀態(tài)并且僅在 SCK時(shí)鐘上升沿有效數(shù)據(jù)傳輸期間在SCK時(shí)鐘高電平時(shí)DATA必須保持穩(wěn)定為防止信號(hào)沖突微處理器應(yīng)驅(qū)動(dòng) DATA在低電平需要一個(gè)外部的上拉電阻 例如10k 將信號(hào)提拉至高電平com 硬件連接設(shè)計(jì)采用數(shù)字式溫濕度傳感器DHT90它是數(shù)字式溫度傳感器具有測(cè)量精度高電路連接簡單等特點(diǎn)傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸另外SCK端用于微

29、處理器與 DHT90 之間的通訊同步設(shè)計(jì)中采用AT89S52的P37與DHT90的SCK相連用P36與DATA端相連Vcc接電源Vss接地9DHT90的如圖2-2所示圖2-2 DHT90硬件連接圖24 顯示模塊的設(shè)計(jì)com LCD12864的概述顯示器是最常用的輸出設(shè)備顯示器件使用最多的是發(fā)光二極管顯示器 LED 和液晶顯示器 LCD 因?yàn)樗鼈兌季哂薪Y(jié)構(gòu)簡單耗電少價(jià)格低廉接口簡單壽命長等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于智能儀表場(chǎng)合尤其是單片機(jī)系統(tǒng)中大量應(yīng)用LCD以其功耗低視覺范圍廣等特點(diǎn)也被廣泛應(yīng)用顯示電路的設(shè)計(jì)是不可缺少的對(duì)于溫濕度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言顯示電路的設(shè)計(jì)也是不可缺少的在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中不僅要顯示測(cè)量的溫

30、濕度值而且還有不同的溫濕度報(bào)警參數(shù)故而顯示器的設(shè)計(jì)是十分必要的考慮到本設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 工作溫濕度顯示行列數(shù)光線等 設(shè)計(jì)中選用的是FYD12864顯示器該顯示器的大屏幕顯示具有顯示清晰視覺范圍廣價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)液晶顯示模塊提供兩種界面來連接微處理機(jī)8位串行及并行兩種連接方式具有多種功能光標(biāo)顯示畫面移位睡眠模式等和LED顯示器一樣LCD也有字符型和點(diǎn)陣型兩種字符和數(shù)字的簡單顯示不能滿足漢字和圖形曲線現(xiàn)實(shí)的要求點(diǎn)陣式LCD不僅可以顯示字符數(shù)字還可以顯示各種曲線圖像及漢字并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕上下的滾動(dòng)反轉(zhuǎn)閃爍等功能用途十分廣泛本設(shè)計(jì)中的顯示器設(shè)計(jì)采用的是點(diǎn)陣式液晶顯示模塊FYD12864-0402B是一種具有4位

31、8位并行2線或3線串行多種接口方式內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)二級(jí)簡體中文字庫的點(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)1616點(diǎn)漢字和128個(gè)168點(diǎn)ASCII字符集低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比不管其硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊其根本特性如下低電源電壓VDD30-55V 顯示分辨率128×64點(diǎn)內(nèi)置漢字字庫提供8192個(gè)16×16點(diǎn)陣漢字 簡繁體可選 內(nèi)置點(diǎn)陣字符128個(gè)16×8時(shí)鐘頻率2MHZ顯示方式STN半透正顯驅(qū)動(dòng)方式132DUTY15BIAS視角方向6

32、點(diǎn)背光方式側(cè)部高亮白色LED功耗僅為普通LED的15110通訊方式串行并口可選內(nèi)置轉(zhuǎn)換電路DC-DC無需外加負(fù)壓工作溫度0 - 55存儲(chǔ)溫度-20 - 60com LCD12864引腳說明LCD12864的引腳如圖2-3所示圖2-3 LCD12864引腳圖LCD12864共20個(gè)引腳RST懸空引腳DB0-DB7為三態(tài)數(shù)據(jù)線可用于寫入并讀取數(shù)據(jù)LCD12864引腳說明如2-2所示表2-2 LCD12864引腳說明序號(hào)引腳名稱方向功能說明1VSS-模塊的電源地2VDD-模塊的電源正端3V0-LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸入端4RS CS HL并行的指令數(shù)據(jù)選擇信號(hào)串行的片選信號(hào)5RW SID HL并行的讀寫選擇

33、信號(hào)串行的數(shù)據(jù)口6E CLK HL并行的使能信號(hào)串行的同步時(shí)鐘7DB0HL數(shù)據(jù)08DB1HL數(shù)據(jù)19DB2HL數(shù)據(jù)210DB3HL數(shù)據(jù)311DB4HL數(shù)據(jù)412DB5HL數(shù)據(jù)513DB6HL數(shù)據(jù)614DB7HL數(shù)據(jù)715PSBHL并串行接口選擇H-并行L-串行16NC空腳17RSTHL復(fù)位 低電平有效18NC空腳19LED_A-背光源正極 LED5V 20LED_K-背光源負(fù)極 LED-OV com LCD12864的主要技術(shù)參數(shù) LCD12864的主要技術(shù)參數(shù)如表2-3所示表2-3 LCD12864的工作參數(shù)顯示容量128X64 點(diǎn)陣點(diǎn)尺寸com WXH mm工作電壓4852V模塊最正確工作

34、電壓50V工作電流40mA 50V 背光源顏色白色 50V 背光源工作電流 1500mA藍(lán)膜負(fù)顯STN25 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中為了平安生產(chǎn)對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位都設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)以便提醒操作人員注意或采取緊急措施其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或經(jīng)過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理數(shù)字濾波標(biāo)度變換之后與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比擬如果高于上限值或低于下限值那么進(jìn)行報(bào)警否那么就作為正常的采樣值進(jìn)行顯示和控制本設(shè)計(jì)采用聲光報(bào)警電路蜂鳴音報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)只需購置市售的壓電式蜂鳴器然后通過單片機(jī)AT89S52的1根口線經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴音發(fā)聲壓電式蜂鳴器約需10mA的驅(qū)動(dòng)電流可以使用TTL系列

35、集成電路7406或7407低電平驅(qū)動(dòng)也可以用一個(gè)晶體三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的正極接電源負(fù)極接單片機(jī)的P7口報(bào)警電路中加了兩個(gè)發(fā)光二極管一個(gè)與單片機(jī)的P25連接另一個(gè)與單片機(jī)的P26連接溫濕度傳感器采集來的溫度濕度與單片機(jī)設(shè)定的溫度濕度值相比擬只要其中任何一個(gè)過限蜂鳴器就會(huì)發(fā)出蜂鳴音報(bào)警當(dāng)溫度大于設(shè)定值其中一只二極管發(fā)光當(dāng)濕度大于設(shè)定值另一只發(fā)光二極管亮這樣便于觀測(cè)是哪一個(gè)量過限使得工作人員的工作量減少發(fā)出 極管路 報(bào)警電路了 本設(shè)計(jì)是為在溫濕度測(cè)量中對(duì)溫濕度的上下限超出時(shí)的提示報(bào)警溫濕度過限時(shí)口被置0本系統(tǒng)開始工作報(bào)警電路圖如圖2-4所示圖2-4 報(bào)警電路圖26 功能鍵的設(shè)計(jì)當(dāng)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)

36、行需要人工干預(yù)時(shí)鍵盤往往是一種最簡單的干預(yù)途徑利用鍵盤人們可以很方便的實(shí)現(xiàn)向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)或讓系統(tǒng)去執(zhí)行某一項(xiàng)命令因此鍵盤接口技術(shù)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容在單片機(jī)控制系統(tǒng)中由于其控制對(duì)象比擬專一往往需要幾個(gè)功能鍵對(duì)于具有少量功能鍵的系統(tǒng)多采用相互獨(dú)立的接口方法即每個(gè)按鍵接一根輸入線各鍵的工作狀態(tài)互不影響鍵盤具有結(jié)構(gòu)簡單使用靈活等特點(diǎn)因此被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)本系統(tǒng)主要是對(duì)溫室大棚中溫濕度進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制但是為了管理人員的管理系統(tǒng)使用鍵盤來設(shè)定溫濕度的上下限本設(shè)計(jì)采用四個(gè)按鍵按鍵的功能如下S1S1控制溫度上限設(shè)定上限當(dāng)測(cè)量溫度超過40時(shí)那么按S1鍵使其保持在35S2S2控制溫度限設(shè)

37、定下限當(dāng)測(cè)量溫度低于10時(shí)那么按S2鍵使其保持在20S3S3控制濕度上限設(shè)定上限當(dāng)測(cè)量溫度超過70RH時(shí)那么按S3鍵使其保持在60RHS4S4控制濕度限設(shè)定下限當(dāng)測(cè)量溫度低于40RH時(shí)那么按S4鍵使其保持在30RH27 控制電路的設(shè)計(jì)繼電器是電子控制器件通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中它具有控制系統(tǒng) 又稱輸入回路 和被控制系統(tǒng) 又稱輸出回路 實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種自動(dòng)開關(guān)故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)平安保護(hù)轉(zhuǎn)換電路等作用電磁式繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單工作可靠鞏固耐用價(jià)格廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)本電路采用常開繼電器組成控制電路它們分別控制加溫設(shè)備降溫設(shè)備等設(shè)備加溫設(shè)備工作原理當(dāng)溫度低于設(shè)定下限溫度時(shí)與單片機(jī)連接

38、的引腳將送入低電平三極管將導(dǎo)通繼電器有電流通過將吸合那么加熱裝置將進(jìn)行加熱工作溫度上升當(dāng)溫度上升到設(shè)定范圍之內(nèi)時(shí)置其引腳為高電平三極管將截止繼電器不能工作處于常開狀態(tài)加熱裝置停止工作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2-5所示圖2-電路圖第3章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)31 軟件設(shè)計(jì)的整體思想對(duì)于系統(tǒng)而言要完成各項(xiàng)功能首先必須要有較完善的硬件作保證同時(shí)還必須得到相應(yīng)設(shè)計(jì)合理的軟件的支持尤其是單片機(jī)應(yīng)用高速開展的今天許多由硬件完成的工作都可通過軟件編程來代替甚至有些用很復(fù)雜的硬件電路才能完成的工作用軟件編程的時(shí)候往往會(huì)變得很簡單如數(shù)字濾波信號(hào)處理等等系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)先要對(duì)本設(shè)計(jì)硬件有一個(gè)熟練的

39、掌握知道系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)的傳輸信號(hào)是如何被控制的以及信號(hào)的顯示然后進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)先搞清楚各個(gè)局部的子程序及他們的流程圖然后進(jìn)行C語言編程最后將它們系統(tǒng)的編程AT89S52單片機(jī)為核心采用C語言編程它采用模塊化設(shè)計(jì)由主程序讀出溫濕度子程序按鍵處理子程序32 程序流程圖設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化編程主要的功能子程序有系統(tǒng)初始化DHT90的初始化LCD-12864的初始化主程序流程圖如圖3-1所示圖3-1 主程序流程圖33 DHT90軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)com DHT90測(cè)量流程圖DHT90測(cè)量流程圖如圖3-2所示圖3-2 DHT90測(cè)量時(shí)序圖com 傳感器的電氣特性電氣特性如能耗低高電平輸入輸出電壓等

40、都取決于電源DHT90時(shí)序圖如圖3-3所示圖3-3 DHT90時(shí)序圖com 啟動(dòng)傳感器指令選擇供電電壓后將傳感器通電上電速率不低于 1Vms通電后傳感器需11ms 進(jìn)入休眠狀態(tài)在此之前不可對(duì)傳感器發(fā)送命令DHT90命令集如表3-1所示表3-1 DHT90命令集命令代碼預(yù)留0000x溫度測(cè)量00011濕度測(cè)量00101讀狀態(tài)存放器00111寫狀態(tài)存放器00110預(yù)留0101x-1110x軟復(fù)位復(fù)位接口清空狀態(tài)存放器即清空為默認(rèn)值下一次命令前等待 至少 11ms11110com 發(fā)送命令用一組 啟動(dòng)傳輸啟動(dòng)表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟ó?dāng) SCK 時(shí)鐘高電平時(shí) DATA 翻轉(zhuǎn)為低電平緊接著 SCK 變

41、為低電平隨后是在 SCK 時(shí)鐘高電平時(shí) DATA 翻轉(zhuǎn)為高電平啟動(dòng)傳輸時(shí)序后續(xù)命令包含三個(gè)地址位DHT90會(huì)以下述方式表示已正確地接收到指令在第 8個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后將 DATA下拉為低電平在第 9個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后恢復(fù)高電平發(fā)送命令時(shí)序圖如圖3-4所示圖3-4 發(fā)送命令時(shí)序圖com 測(cè)量時(shí)序發(fā)布一組測(cè)量命令 00000101表示相對(duì)濕度 RH00000011表示溫度 T 后控制器要等待測(cè)量結(jié)束這個(gè)過 程需要2080320ms分別對(duì)應(yīng) 81214bit 測(cè)量DHT90通過下拉 DATA至低電平并進(jìn)入空閑模式表示測(cè)量的結(jié)束控制器在再次觸發(fā) SCK 時(shí)鐘前必須等待這個(gè)信號(hào)來讀出

42、數(shù)據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以先被存儲(chǔ)這樣控制器可以繼續(xù)執(zhí)行其它任務(wù)在需要時(shí)再讀出數(shù)據(jù)接著傳輸 2個(gè)字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)和 1個(gè)字節(jié)的 CRC奇偶校驗(yàn)Uc需要通過下拉 DATA為低電平以確認(rèn)每個(gè)字節(jié)所有的數(shù)據(jù)從 MSB開始右值有效用CRC數(shù)據(jù)確實(shí)認(rèn)位說明通訊結(jié)束如果不使用CRC-8校驗(yàn)控制器可以在測(cè)量值 LSB后通過保持確認(rèn)位 SCK高電平來中止通訊在測(cè)量和通訊結(jié)束后DHT90自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式com位時(shí)序如果與 DHT90通訊中斷以下信號(hào)時(shí)序可復(fù)位串口當(dāng) DATA 保持高電平時(shí)觸發(fā) SCK 時(shí)鐘 9 次或更多可參閱圖3-5圖3-5 通訊復(fù)位時(shí)序34 DHT90的溫濕度補(bǔ)償及轉(zhuǎn)換com 相對(duì)濕度為補(bǔ)償濕度傳感器的非

43、線性以獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)可參閱表3-2可使用公式 3-1 3-1 表3-2 濕度轉(zhuǎn)換系數(shù)12bit-4000000405-28000E-68bit-4000006480-72000E-4com 溫度轉(zhuǎn)換溫度轉(zhuǎn)換數(shù)可參閱表3-3可使用溫度轉(zhuǎn)度公式 3-2 3-2 表3-3 溫度轉(zhuǎn)換數(shù)VDDd1 d1 5V-401-4024V-398-39635V-397-3953V-396-39325V-394-389SOTd2 d2 14bit001001812bit004007235 LCD12864軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)com LCD12864顯示流程圖用FYD12864-0402B顯示模塊進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意欲在某一個(gè)

44、位置顯示中文字符時(shí)應(yīng)先設(shè)定顯示字符位置即先設(shè)定顯示地址再寫入中文字符編碼顯示ASCII字符過程與顯示中文字符過程相同不過在顯示連續(xù)字符時(shí)只須設(shè)定一次顯示地址由模塊自動(dòng)對(duì)地址加1指向下一個(gè)字符位置否那么顯示的字符中將會(huì)有一個(gè)空ASCII字符位置當(dāng)字符編碼為2字節(jié)時(shí)應(yīng)先寫入高位字節(jié)再寫入低位字節(jié)模塊在接收指令前向處理器必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙狀態(tài)即讀取BF標(biāo)志時(shí)BF需為0 方可接受新的指令如果在送出一個(gè)指令前不檢查BF標(biāo)志那么在前一個(gè)指令和這個(gè)指令中間必須延遲一段較長的時(shí)間即等待前一個(gè)指令確定執(zhí)行完成LCD12864顯示流程圖如圖3-6所示圖3-6 LCD顯示流程圖com 寫數(shù)據(jù)到模塊單片機(jī)發(fā)送

45、和接受數(shù)據(jù)或指令要通過控制LCD上RSRWE三個(gè)引腳的上下電平來實(shí)現(xiàn)無論是寫數(shù)據(jù)還是讀數(shù)據(jù)一定要先查忙 對(duì)左右半屏讀命令 只有在BF 0時(shí)才能對(duì)LCD進(jìn)行操作RE為根本指令集與擴(kuò)充指令集的選擇控制位當(dāng)變更RE后以后的指令集將維持在最后的狀態(tài)除非再次變更RE位否那么使用相同指令集時(shí)無需每次均重設(shè)RE位LCD寫數(shù)據(jù)到模塊時(shí)序圖如圖3-7所示圖3-7 LCD寫數(shù)據(jù)時(shí)序com 從模塊讀出數(shù)據(jù)12864液晶模塊內(nèi)部RAM中讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)忙檢測(cè)函數(shù)也是根據(jù)這個(gè)時(shí)序圖寫出來的從RAM讀數(shù)據(jù)讀指令執(zhí)行后Y地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1從RAM讀數(shù)據(jù)前要先執(zhí)行設(shè)置頁地址 及設(shè)置列地址命令讀數(shù)據(jù)一定要先查忙只有在BF 0時(shí)才

46、能對(duì)LCD進(jìn)行操作從模塊讀出數(shù)據(jù)的LCD讀數(shù)據(jù)時(shí)序圖如圖3-8所示圖3-8 LCD讀數(shù)據(jù)時(shí)序36 按鍵軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)中一般采用中斷或查詢的方式實(shí)現(xiàn)其鍵盤接口CPU間的數(shù)據(jù)傳送缺點(diǎn)是需要有一個(gè)等待過程特別是在連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)由于外設(shè)工作速度比CPU慢得多因此CPU在完成一次數(shù)據(jù)傳送后需要等待很長時(shí)間才能進(jìn)行下一次的傳送在等待過程中CPU不能進(jìn)行其他操作所以效率比擬低提高CPU效率的一條有效途徑是采用中斷方式為了提高CPU的效率可以采用中斷掃描的工作方式即只有在鍵盤按鍵按下時(shí)才產(chǎn)生中斷申請(qǐng)進(jìn)入中斷效勞程序進(jìn)行掃描并做相應(yīng)處理中斷效勞程序除完成鍵識(shí)別和鍵功能外還具有消除鍵抖動(dòng)等功能中斷方式

47、完全消除了CPU在查詢方式中的等待現(xiàn)象大大提高了CPU的工作效率本設(shè)計(jì)采用中斷方式鍵盤可以分為獨(dú)立連接式和行列式對(duì)于具有少量功能建的系統(tǒng)多采用相互獨(dú)立的接口方法獨(dú)立式按鍵是指各按鍵相互獨(dú)立地接通一條輸入數(shù)據(jù)線各鍵的工作狀態(tài)互不影響鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單缺點(diǎn)是當(dāng)按鍵數(shù)較多時(shí)要占用較多的引腳本設(shè)計(jì)中的按鍵采用獨(dú)立連接式的方式在鍵盤掃描程序中求得鍵值只是手段最終目的是使程序轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的地址去完成該鍵所代表的操作對(duì)數(shù)字鍵一般是指直接將該鍵值送到顯示緩沖區(qū)進(jìn)行顯示對(duì)功能鍵那么須找到該功能鍵處理程序的入口地址并轉(zhuǎn)去執(zhí)行該鍵的功能因此求得鍵值后還必須找到功能鍵處理程序入口為了防止CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次

48、必須排除抖動(dòng)的影響可以從硬件和軟件兩個(gè)方面著手解決假設(shè)采用硬件抖動(dòng)電路按鍵個(gè)數(shù)比擬多的時(shí)候硬件防抖無法勝任可以采用軟件的方法進(jìn)行防抖當(dāng)?shù)谝淮螜z測(cè)有鍵按下時(shí)先用軟件延時(shí)而后再確認(rèn)該鍵電平是否仍維持閉合狀態(tài)假設(shè)保持閉合狀態(tài)電平那么確認(rèn)此鍵確已按下從而消除按鍵抖動(dòng)的影響1 第一步先判斷鍵盤中是否有鍵按下2 第二步進(jìn)行行掃描判斷是哪一個(gè)鍵按下假設(shè)有鍵按下那么調(diào)用延時(shí)子程序去抖動(dòng)3 第三步讀取按鍵的位置碼4 將按鍵的位置碼轉(zhuǎn)換為鍵值需要注意的是當(dāng)其中某個(gè)鍵被按下時(shí)中斷引腳變?yōu)榈碗娖较駽PU申請(qǐng)中斷CPU響應(yīng)后用查詢方法找出被按下的功能鍵再通過軟件查找出功能鍵效勞程序的入口地址為了把機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)設(shè)

49、計(jì)時(shí)使用了上拉電阻這樣當(dāng)開關(guān)開啟時(shí)輸出被提升至5V當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí)輸入就被強(qiáng)制接地總之在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中為了縮小整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模簡化硬件線路盡可能使用最少的按鍵獲得更多的操作控制功能第4章 調(diào)試41 軟件調(diào)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的過程主要分為以下幾個(gè)步驟第一步建立源程序通過計(jì)算機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的編輯軟件按照所要求的格式語法規(guī)定源程序輸入到開發(fā)系統(tǒng)中并存在磁盤上第二步在計(jì)算機(jī)上利用KILE軟件對(duì)第一步輸入的源程序進(jìn)行編譯變?yōu)榭蓤?zhí)行的目標(biāo)代碼如果源程序有語法錯(cuò)誤那么其錯(cuò)誤將顯示出來然后返回到第一步進(jìn)行修改再進(jìn)行編譯直到語法錯(cuò)誤全部糾正為止第三步在線調(diào)試對(duì)于與系統(tǒng)硬件無聯(lián)系的程序可以借助在線調(diào)試手段發(fā)現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤后返回到第一步

50、修改直到邏輯錯(cuò)誤糾正為止對(duì)于與系統(tǒng)硬件緊密相關(guān)的程序那么需對(duì)軟件和硬件同時(shí)進(jìn)行調(diào)試將程序燒入CPU然后將CPU 插入系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)硬件故障后應(yīng)排除故障發(fā)現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤后應(yīng)修改程序消除邏輯錯(cuò)誤42 硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要包括兩步第一步系統(tǒng)上電之前先仔細(xì)檢查線路是否連接正確并核對(duì)元器件的型號(hào)規(guī)格和安裝是否符合要求應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)的檢查以防止電源的短路和極性錯(cuò)誤并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線是否存在相互之間短路或與其它信號(hào)線的短路第二步第一步的調(diào)試只是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初步調(diào)試可以排除一些明顯的故障而硬件故障 如各個(gè)部件內(nèi)部存在的故障和部件之間連接的邏輯錯(cuò)誤 主要是靠軟件和硬件聯(lián)調(diào)來排除硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能完全分開的許多硬件

51、錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)和被糾正的43 液晶模塊調(diào)試液晶顯示器是人機(jī)界面最關(guān)鍵的局部能夠使我們更加清楚的讀取數(shù)據(jù)在對(duì)顯示模塊進(jìn)行調(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn)顯示不正常漢字顯示與字符顯示不同LCD-12864每行可以顯示16個(gè)字符8個(gè)漢字漢字不能分半顯示由于軟件編程時(shí)地址分配有誤使得漢字局部無法顯示經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)問題后將地址重新分配顯示局部正確44 報(bào)警電路調(diào)試本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是聲光報(bào)警電路當(dāng)溫度和濕度其中任何值一個(gè)過限后蜂鳴器都會(huì)發(fā)出聲音這是寫在軟件程序里的但是在加上控制信號(hào)溫濕度過限后蜂鳴器不報(bào)警蜂鳴器的控制端口無控制信號(hào)輸出經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)程序里面蜂鳴器的控制端口電平設(shè)置有誤修改后蜂鳴器工作正常結(jié) 論本設(shè)計(jì)綜

52、合利用單片機(jī)技術(shù)傳感器技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)和LCD顯示等科學(xué)知識(shí)完成了基于單片機(jī)控制的溫濕度測(cè)量和顯示報(bào)警等的設(shè)計(jì)比擬系統(tǒng)地介紹了硬件的組成及設(shè)計(jì)方法利用單片機(jī)C語言完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下1 把傳感器技術(shù)應(yīng)用到單片機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境溫濕度的數(shù)據(jù)采集讀取等2 利用LCD液晶的顯示技術(shù)完成了環(huán)境溫度濕度及顯示電路的設(shè)計(jì)3 外接了蜂鳴器報(bào)警模塊在超過設(shè)定溫濕度上下限時(shí)自動(dòng)報(bào)警4 整個(gè)系統(tǒng)軟硬件搭配合理設(shè)計(jì)開發(fā)維護(hù)方便性價(jià)比高由于單片機(jī)經(jīng)濟(jì)實(shí)用開發(fā)簡便因而在工業(yè)控制農(nóng)業(yè)自動(dòng)化家電智能化等領(lǐng)域也占據(jù)了廣泛的市場(chǎng)本設(shè)計(jì)有一定的實(shí)用性但該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中仍有很多漏洞還需要在智能化方面加以改良特

53、別是在節(jié)省功耗提高穩(wěn)定度等方面不過該產(chǎn)品有很好的可擴(kuò)展性能比方該設(shè)備的測(cè)量結(jié)果不僅能在本地顯示而且可以利用單片機(jī)的串行口和RS-232總線通信協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)傳送到主控機(jī)以進(jìn)行進(jìn)一步的存檔處理主控機(jī)負(fù)責(zé)控制指令的發(fā)送以控制各個(gè)從機(jī)的溫濕度采集收集測(cè)量數(shù)據(jù)并對(duì)測(cè)量結(jié)果 包括歷史數(shù)據(jù) 進(jìn)行整理顯示和存儲(chǔ)主控機(jī)與從機(jī)之間也能夠相互聯(lián)系相互協(xié)調(diào)從而到達(dá)系統(tǒng)整體統(tǒng)一和諧的效果本系統(tǒng)存在的缺乏與拓展1 設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)中未能顯示實(shí)時(shí)信息在一些比擬特殊的場(chǎng)合有時(shí)候需要系統(tǒng)顯示出各個(gè)時(shí)間段比方早中晚的實(shí)時(shí)信息而這個(gè)系統(tǒng)沒有此項(xiàng)功能2 系統(tǒng)拓展 1 本系統(tǒng)可以添加無線模塊可以添加中短程無線通信模塊使得系統(tǒng)能夠在

54、比擬惡劣危險(xiǎn)等不適合人到達(dá)的地方進(jìn)行工作這樣就提高了系統(tǒng)的實(shí)用性 2 本系統(tǒng)可以利用串口與PC機(jī)相連接然后將采集的信息在PC機(jī)上進(jìn)行處理比方可以繪制時(shí)間溫濕度曲線也可將信息發(fā)布到WAP上進(jìn)行遠(yuǎn)程操控謝 辭時(shí)光飛逝轉(zhuǎn)眼間在洛陽理工學(xué)院的兩年大學(xué)生活已經(jīng)走到了最后的時(shí)刻在這兩年里老師對(duì)我的諄諄教導(dǎo)我將永遠(yuǎn)銘記在心還有同學(xué)之間的深厚情誼將會(huì)永遠(yuǎn)成為我的動(dòng)力源泉謹(jǐn)此向他們表示誠摯的謝意在學(xué)士學(xué)位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感謝我的母校洛陽理工學(xué)院給我提供了這么好的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境在學(xué)校學(xué)習(xí)和生活的日子是我一生中一段難忘的經(jīng)歷感謝我的指導(dǎo)老師李春娟老師本設(shè)計(jì)是在李老師的

55、親切關(guān)心和悉心指導(dǎo)下完成的她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神精益求精的工作作風(fēng)深深地感染和鼓勵(lì)著我李老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)同時(shí)還在思想生活上給我以無微不至的關(guān)心在此謹(jǐn)向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意同時(shí)我要感謝電氣工程系的各位老師正是由于他們的傳道授業(yè)解惑讓我學(xué)到了更多的專業(yè)知識(shí)我也從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)如何為人處事我還要感謝給過我?guī)椭耐瑢W(xué)們正是由于你們的幫助和支持我才能克服一個(gè)又一個(gè)的困難和疑惑直至本論文的順利完成感謝電氣工程系自動(dòng)化專升本10級(jí)全體同學(xué)的幫助和勉勵(lì)同窗之誼和手足之情我將終生難忘路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索我愿在未來的學(xué)習(xí)和研究過程中以更好的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心幫助和支持過我的所有領(lǐng)導(dǎo)老師同學(xué)和朋友學(xué)無止境明天將是我終身學(xué)習(xí)另一天的開始在論文即將完成之際我的心情無法平靜從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成有多少可敬的師長同學(xué)朋友給了我無言的幫助在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母謝謝你們 最后再次對(duì)關(guān)心幫助我的老師和同學(xué)