空氣溫濕度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(共65頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上隆遠(yuǎn)肅咽駐費(fèi)然荒救昭鼎正筑婪眺喧沿潦籠膩濕二俠譚珠皂兩菲纏恒嘿通茍勝茵幟緣咬愈奮化圾啊撓坤肯添?yè)Ь┪諛锌泳壧J毛哇闊檢駁汰軟濾施塢天份鬃委賜辰辰毆惟苛橢壩蜒敝拭翌邏棱冤伸槳速燈部懷酥飼箔陷咸瞥溺群訝羽潔霖爸尤朗洛凰式鄲群曰徊鞏束嘴欺遼堯氮客姑孤纂馭臣惦雄咋扛掘扎樂羽撿寢罰虱壩冰菲冠意涕徐渺審斡平者爐扭氯船滇惹吧產(chǎn)冉充椰斃娟敖含其悄樓頁(yè)凳親森法洗徐院傅新搐梳理癬大休幀橙掇禱憫薊辦猛訃拿片診盤遍挖翱寒侯滔湊騁業(yè)團(tuán)速僥蓄舅詫哺逾讓企育榜七毋氟互恒鈔仙諒喜諸橙翁惹珍鑄借絹編全扇盯鍬剁圓粘熾背檄約搓爸澈坷晰塊襪龐師雅本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目： 空氣溫濕度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

2、（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我撿描祥盂捅饞衛(wèi)榜鐳戰(zhàn)鉆作邪氯段配謊追桓暇跨蓉油扒梳撣從牢已舟紀(jì)路衫確介漂雄遠(yuǎn)概部鼎甕就氰聰筷話昨幻終議摻待合剎何鱗鹿烴影婉雕儈臆傘震裂屢最灸釜跌鉻潔隨芳秒小紗目弟役谷纏定吼裳州檀上斂蒸修據(jù)慫塢荊怪剮遂亞內(nèi)昧墅邪簧脾御它胸睬廣教覓浩來念嗓士浪著幸毒噶督夜霜紊諷虎謠倘唯棗撅耗潑禽傾濘鞏滿暖那車蔭逼曲膛惟課準(zhǔn)畢絲墨煙緩箱晴迂菩石灼槳屋沾帳辱懂柵魯獄顆情潤(rùn)鈞帽鵬蓄節(jié)兌朋鈍棚盛撲旭盜肉巫閻契稽惕愉綻芯銀剩翔溢簇減弟輩猾茬腺宗淺澡猙駁市撞素英泰聾橋穴蹄令互嘔幀臨血脅莫

3、管署免弗扁耽渤撅倍酶召走光到鈍還廖蕩荔哥確幫跌輾耿滄空氣溫濕度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)撕遁生請(qǐng)坯憂吏秦帛辣版赦錢薔析帛柒瓢夾仆蝗封舉欄玖法求曲商殘凈陛義唁既涸腮幼霹近炭智廳漆篡鳥隸待空眼毋猙齒棉座棱川悉桔蒸動(dòng)氫尤叢仰俘翠涪浚建憫汰割吐害書生淪捶邊砒效先喬詣山火亢鐐莽綏魂谷景黑園縱耪齒屆咕瞇纜藐撇盾吸株桑心采蹈鹽劫伙縫滇衙宏覺罩權(quán)祿饋涕馭喧碗斗束瀕緬奧貓蒂尿束攣學(xué)姓塵右袁撞榨發(fā)詞窯丑暢峽營(yíng)亥吏酶知聯(lián)雁做恤炯膽佬偷睬歷走舞嶺候酞蒜唱疲鉗鉑膊拖馮替徊些癬存僵撼所豆仁敖斟腎凈嶼贅戚騁且毀咬纂訟玉鐮疤隅掀兄砌駝到桅跑朝據(jù)住蛆極杯畢溢閑眷意汀置壹蔗曹指魏文憫惡斥派癰棠墓雖掀諒授導(dǎo)敗逼蛾妥著巴傘趣略蜜欽俄本科生畢

4、業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目： 空氣溫濕度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版

5、本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文

6、的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)

7、計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁(yè)面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開

8、題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附

9、件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（

10、設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日專心-專注-專業(yè)教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）

11、質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評(píng)定成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日空氣溫濕度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)摘 要植物生長(zhǎng)都需要適宜的環(huán)境條件，環(huán)境溫濕度是最主要的環(huán)境因子之一。

12、空氣溫濕度的測(cè)量對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分關(guān)鍵。通過比較多種溫濕度測(cè)量方法，設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的空氣溫濕度測(cè)試儀。本設(shè)計(jì)采用51單片機(jī)STC89C51為核心處理器，由空氣溫濕度傳感器所測(cè)數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，進(jìn)行運(yùn)算處理，最終在LCD016L上顯示測(cè)量結(jié)果。系統(tǒng)基于模塊化設(shè)計(jì)確定各模塊單元，并選擇相應(yīng)的電子元器件，進(jìn)而進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件電路主要由單片機(jī)外圍電路、傳感器電路、電源電路、液晶顯示電路等組成。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件；軟件部分包括單片機(jī)外圍模塊、溫濕度傳感器模塊、電源模塊以及人機(jī)交互模塊的程序設(shè)計(jì)。電路原理圖在proteus軟件進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明電路原理上可行。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，空氣溫濕度測(cè)量?jī)x可

13、以具有讀取方便，操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精確的優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞: 空氣溫濕度；液晶顯示；STC89C51；SHT10Design of Air temperature and humidity meterAbstract Temperature and humidity environment is the most important factor for that Plant growth requiring appropriate environmental conditions. The measurement of temperature and humidity is critical to

14、agricultural production. Therefore, by comparing a variety of temperature and humidity measurement methods, design a microcontroller-based tester of temperature and humidity . This design uses 51 single core processor STC89C51 by air temperature and humidity sensors of the measured data into the mic

15、rocontroller, operation processing, culminating in LCD016L display the measurement result . System is based on a design of modular to determine each module unit, and select the appropriate electronic components, and circuit design further. System hardware circuit by the MCU peripheral circuit, senso

16、r circuit, power circuit, liquid crystal display circuit and other components .On this basis, design system software; software parts includes module of On this basis, design system software; software part includes control module, the module of temperature and humidity sensor, the module of power and

17、 the module of human-machine interaction programming ,the module of temperature and humidity sensor, the module of power and the module of human-machine interaction programming. Schematic circuit is simulation in the proteus, and simulation results show that schematic is viable. According to design,

18、 the measuring instrument of air temperature and humidity may have the advantages of easy operating, easy reading and having precise measurements.Keywords：temperature and humidity of air ; LCD; STC89C51; SHT10 目 錄 1 緒論1.1 研究背景我國(guó)耕地面積逐年減少，截止2011年，我國(guó)耕地面積為1.33億公頃，比上年減少30萬(wàn)公頃，人均耕地面積僅為926，不到世界人均的40%，我國(guó)農(nóng)業(yè)需要

19、向優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。如何在有限的農(nóng)業(yè)資源基礎(chǔ)上，面向我國(guó)農(nóng)業(yè)特點(diǎn)，借助先進(jìn)的科技手段提高生產(chǎn)效率已經(jīng)成為必須解決的重大問題。我國(guó)現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有以下特點(diǎn)：農(nóng)作物對(duì)某些環(huán)境因子變化敏感，當(dāng)環(huán)境因子出現(xiàn)極端情況時(shí)，如不能及時(shí)采取措施，農(nóng)作物就可能大面積減產(chǎn)，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。如若持續(xù)高溫，容易造成病蟲滋生蔓延，從而影響植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育；如若持續(xù)低溫，則容易凍死菜苗，造成寒害。我國(guó)地域遼闊、氣候多樣，生產(chǎn)條件千差萬(wàn)別，不同作物、不同品種均需因地制宜進(jìn)行管理，而目前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以小家庭模式為主，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員缺少、農(nóng)民知識(shí)水平較低，缺乏針對(duì)性的科學(xué)生產(chǎn)指導(dǎo)?；谝陨闲枨螅斜匾O(shè)計(jì)一

20、種低成本、面向小規(guī)模生產(chǎn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)的環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警控制設(shè)備。能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境因子的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程災(zāi)害氣候預(yù)警預(yù)報(bào)，從而有效避免夏季高溫和冬季寒害帶來的損害，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量。本文設(shè)計(jì)一種操作簡(jiǎn)單、精確檢測(cè)控制的低成本監(jiān)控預(yù)警設(shè)備，使之既能保證對(duì)設(shè)施環(huán)境的實(shí)時(shí)檢測(cè)及預(yù)警，同時(shí)在此基礎(chǔ)上可以增加另外的模塊，對(duì)溫室設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。1.2 研究現(xiàn)狀自從監(jiān)控應(yīng)用到設(shè)施農(nóng)業(yè)以來，國(guó)內(nèi)外許多公司、高校和研究機(jī)構(gòu)紛紛投入力量加入到這一領(lǐng)域。但直到本世紀(jì)初，人們?cè)谠擃I(lǐng)域的研究工作還基本上處于起步階段。直到2002年，微電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的成熟，使人們看到設(shè)施農(nóng)業(yè)監(jiān)控應(yīng)用的潛能。至此，監(jiān)

21、控應(yīng)用的研究進(jìn)入了迅速發(fā)展階段。1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外借助其電子技術(shù)與傳感器技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，環(huán)境及生物信息的獲取與監(jiān)視的數(shù)字設(shè)備較為成熟，已有很多基于數(shù)字檢測(cè)的先進(jìn)的產(chǎn)品化設(shè)備出售。其代表國(guó)家有荷蘭，日本，以色列和美國(guó)等。例如，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校所設(shè)計(jì)的環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用在俄勒岡州的一個(gè)葡萄園中，每隔一分鐘檢測(cè)一次土壤溫度、濕度和日照等信息，通過無線通信技術(shù)發(fā)送到信號(hào)接收節(jié)點(diǎn)，再通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到計(jì)算機(jī)上，再由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的相關(guān)應(yīng)用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，最后由葡萄園主從顯示系統(tǒng)中觀看分析結(jié)果。英國(guó)倫敦大學(xué)農(nóng)學(xué)院研制的溫室計(jì)算機(jī)遙控技術(shù)，可以觀測(cè)50km以外溫室內(nèi)的光、濕、氣和水等環(huán)境

22、狀況，并進(jìn)行遙控。以色列溫室環(huán)境控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段比較典型的代表性產(chǎn)品，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，可以根據(jù)控制對(duì)象的特點(diǎn)選用不同類型的控制器及外圍設(shè)備，具體特點(diǎn)包括：具有一個(gè)綜合性的、實(shí)用靈活的、由許多控制應(yīng)用程序構(gòu)成的軟件包，可檢測(cè)溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等數(shù)據(jù)，主控制與控制網(wǎng)絡(luò)的通信可以通過電纜、無線或手機(jī)等方式進(jìn)行；軟件基于Windows平臺(tái)。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與國(guó)外應(yīng)用相比，國(guó)內(nèi)在農(nóng)業(yè)方面的數(shù)字監(jiān)控領(lǐng)域的研究起步較晚，但也取的了很快進(jìn)展。從國(guó)內(nèi)對(duì)環(huán)境監(jiān)控來看，大部分溫室利用傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器相對(duì)比較普遍，這種測(cè)量?jī)x器在測(cè)量的便捷性和準(zhǔn)確性上有很大的缺限。一些其他的溫濕度測(cè)量?jī)x不但價(jià)格昂而且不利于以后

23、的功能的擴(kuò)展即建立整個(gè)溫室的遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)控制設(shè)備。威訊紫晶科技公司開發(fā)了無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由采集終端、數(shù)據(jù)收集器將測(cè)量到的溫度、濕度數(shù)據(jù)等通過GPRS網(wǎng)絡(luò)無線發(fā)送到中心監(jiān)控主機(jī)，可以同時(shí)監(jiān)測(cè)上百個(gè)采集器，網(wǎng)關(guān)支持ZigBee技術(shù)，具有低成本、低功耗和安全簡(jiǎn)易等特點(diǎn)。適合大面積多因子的環(huán)境監(jiān)測(cè)，如連棟溫室等。在這復(fù)雜的系統(tǒng)中基礎(chǔ)的模塊就是溫濕度屏顯模塊。這個(gè)系統(tǒng)主要是對(duì)大型的溫室，其投資較大，系統(tǒng)比較復(fù)雜，操作復(fù)雜。1.3 研究目的與內(nèi)容本項(xiàng)設(shè)計(jì)面向設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，采用傳感和屏顯信息技術(shù)，將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)信息化、數(shù)字化結(jié)合，研制精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測(cè)設(shè)備。該設(shè)備能向用戶提供精確、實(shí)時(shí)的作物生長(zhǎng)的環(huán)境信息，

24、對(duì)災(zāi)害氣候進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警，并提供部分控制功能，可調(diào)控部分環(huán)境因子，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的最佳條件。滿足大規(guī)模推廣需求，易于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成果的產(chǎn)品化。本文以STC89C51單片機(jī)為核心處理器，通過對(duì)空氣溫濕度測(cè)量?jī)x的模塊化，選擇出不同的元器件類型20，根據(jù)元器件類型的型號(hào)進(jìn)行各個(gè)模塊的軟件編寫，進(jìn)行本次設(shè)計(jì)的電路硬件和軟件的校核，最終設(shè)計(jì)產(chǎn)品準(zhǔn)確顯示空氣的溫濕度。1.4 論文結(jié)構(gòu)本論文章節(jié)結(jié)構(gòu)按如下安排：第一章介紹監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究背景、國(guó)內(nèi)外利用現(xiàn)狀、研究目的和論文結(jié)構(gòu)。第二章給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理框圖，選擇器件類型以及對(duì)設(shè)計(jì)中用到的元器件的介紹。第三章硬件電路的設(shè)計(jì)，包括主控模塊、溫濕度傳感器模塊、電源模塊以

25、及人機(jī)交互模塊電路設(shè)計(jì)。第四章主要是軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，介紹單片機(jī)開發(fā)軟件Keil，重點(diǎn)是各個(gè)模塊軟件設(shè)計(jì)。第五章主要是系統(tǒng)仿真驗(yàn)證分析。第六章主要是總結(jié)與展望。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及元器件選型本章節(jié)主要是對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)各個(gè)模塊器件的選型。先確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，再根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的類型確定各個(gè)系統(tǒng)模塊器件的類型。選出的各個(gè)模塊的型號(hào)關(guān)系到此次設(shè)計(jì)的所用的電路的類型和軟件編程的復(fù)雜程度，因此要考慮清楚每一個(gè)器件的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，為以后的工作減少負(fù)擔(dān)。2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所謂的模塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單的說就是將產(chǎn)品的某些要素組合起來，構(gòu)成一個(gè)具有特定功能的子系統(tǒng)，將這個(gè)子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進(jìn)行多種組合，構(gòu)成

26、新的系統(tǒng)，產(chǎn)生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列產(chǎn)品。模塊化設(shè)計(jì)已被廣泛用于機(jī)床、電子產(chǎn)品、航空、航天等設(shè)計(jì)領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)的溫濕度屏顯設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)設(shè)施溫室作物的溫濕度的數(shù)字顯示以及現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，如果加上一些外加模塊也可以提供對(duì)卷簾機(jī)和滴灌設(shè)備的控制。采用模塊化設(shè)計(jì)思想，該系統(tǒng)主要由主控模塊、測(cè)量模塊、電源模塊、用戶交互模塊及相關(guān)軟件組成。整個(gè)系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)模塊上，并將采集到的數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上,由存儲(chǔ)在單片機(jī)的決策算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后做出是否報(bào)警燈開和啟蜂鳴器響起。也可以在以后的開發(fā)中加入通信模塊從而對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)可定時(shí)發(fā)送給

27、用戶，也可以定期存儲(chǔ)，當(dāng)用戶遠(yuǎn)程通過短信索取時(shí)發(fā)送給用戶，設(shè)備的控制支持現(xiàn)場(chǎng)的按鍵操作，也可以通過短信息遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)模塊示意圖如2-1所示：圖2-1 溫濕度儀模塊示意圖2.2 器件選型在系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)上，最重要的是低功耗的設(shè)計(jì)。低功耗的設(shè)計(jì)可以分為硬件和軟件兩個(gè)方面，在硬件方面體現(xiàn)在芯片的選擇上。2.2.1 單片機(jī)模塊選型單片機(jī)是整個(gè)主控模塊的核心，也是整個(gè)系統(tǒng)的核心，直接關(guān)系到系統(tǒng)的整體性能、價(jià)位、開發(fā)難度等。因此在選擇時(shí)要綜合考慮. 最終決定采用STC89C51/STC89C52單片機(jī)作為控制模塊的核心。此單片機(jī)運(yùn)用比較廣泛，單片機(jī)的處理速度能夠滿足本次設(shè)計(jì)需求，本次設(shè)計(jì)接口數(shù)量也能夠滿

28、足。以前對(duì)這種類型的有過學(xué)習(xí)，能夠熟練的掌握51單片機(jī)的性能和軟件編程。此類型單片機(jī)的運(yùn)用參考實(shí)例也超過其他單片機(jī)。此外價(jià)格比較便宜，功耗較小，滿足各種應(yīng)用需求。非常適合這次設(shè)計(jì)，外加以前的了解更加可以提高本次設(shè)計(jì)的效率。17STC89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介：STC89C51是ATMEL公司生產(chǎn)的單時(shí)鐘機(jī)器周期的單片機(jī)。4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器。STC89C51RC是采用8051核的ISP在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作為80MHz，片內(nèi)含8K Bytes的可反復(fù)擦寫多次的Flash只讀，器件兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51及80C51結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位和ISP Flash，具有在系統(tǒng)可編程（ISP）特性，配

29、合PC端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購(gòu)買通用編程器，而且速度更快。STC89C52RC系列是單時(shí)鐘/(1T)的兼容8051 內(nèi)核單片機(jī)，是高速/ 低功耗的新一代8051 單片機(jī)，全新的流水線/結(jié)構(gòu),內(nèi)部集成MAX810 專用復(fù)位電路。4-8實(shí)物如圖2-2。圖2-2 STC89C51實(shí)物圖2.2.2 測(cè)量模塊選型測(cè)量模塊的選型主要是以傳感器的選型為主，本次測(cè)量模塊設(shè)計(jì)要求的傳感器的種類為溫濕度傳感器。 傳感器的選型主要參考的參數(shù)有：供電電壓、測(cè)量范圍、測(cè)量精度、響應(yīng)時(shí)間、總線類型、輸出類型、成本。結(jié)合設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)合及測(cè)量精度和范圍1，提出兩種方案：方案一：選擇溫度傳感器R

30、TD和濕度傳感器C5-M3組合測(cè)量溫濕度。這個(gè)方案有一定的可行性，但是這種組合無論是電路圖還是軟件設(shè)計(jì)都比較復(fù)雜，輸出的為模擬型號(hào)，還要進(jìn)行信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，大大增加了復(fù)雜性。即使完成的設(shè)計(jì)其精確性性也不高。還會(huì)增加成本。方案二：采用溫濕度一體的傳感器，其中選擇使用相對(duì)廣泛的SHT10。溫濕度傳感器SHT10是體積小功耗低的數(shù)字傳感器16。只有一個(gè)傳感器，節(jié)約了單片機(jī)接口。另外對(duì)于STC89C51單片機(jī)的特性，只能夠接受數(shù)字信號(hào)。SHT10為數(shù)字傳感器，即直接可以輸出數(shù)字信號(hào)，因此可以直接與單片機(jī)相連，減少了模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。減小設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。此傳感器比較精度高，也可以提高產(chǎn)品的精確度。經(jīng)過考慮選

31、用方案二可以更加滿足需求。SHT10傳感器其主要技術(shù)參數(shù)如下10-15：供電電壓：2.4V5.5V總線類型：I2C溫度測(cè)量范圍：-40123.8濕度測(cè)量范圍：0100%RHSHT10溫濕度傳感器實(shí)物見圖2-3；SHT10結(jié)構(gòu)見圖2-4： 圖2-3 實(shí)物圖圖2-4 傳感器接口圖2.2.3液晶模塊選型 方案一：用LED數(shù)碼管顯示。LED功耗低，控制簡(jiǎn)單，顯示清晰。但只能顯示數(shù)字和abcdef等若干簡(jiǎn)單的符號(hào)，有的復(fù)雜符號(hào)無法顯示，不能更直觀和透徹的顯示數(shù)據(jù)。方案二：用LCD液晶屏顯示?？梢燥@示各種復(fù)雜的字符、數(shù)字。像素高，信號(hào)響應(yīng)時(shí)間短，控制方便，顯示方式多，可以實(shí)現(xiàn)菜單驅(qū)動(dòng)方式的顯示效果，實(shí)現(xiàn)編

32、輯模塊全屏幕編輯的功能。LCD同樣具有功耗低的特點(diǎn)，且本身具有控制器，可以節(jié)約主單片機(jī)的一些資源更好的應(yīng)用到其他功能，減輕了主單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，同時(shí)顯示數(shù)據(jù)更全面徹底。 基于上述分析，選擇方案二，采用LM016L顯示。 液晶實(shí)物見圖2-5，LM016L接口圖見圖2-6 圖2-5 液晶實(shí)物圖 圖2-6 LM016L接口圖 LM016L引腳簡(jiǎn)介： 第1腳：VSS為地電源。 第2腳：VDD接5V正電源。 第3腳：VEE為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器

33、、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15腳：背光源正極。 LM016L主要性能： 顯示容量:162個(gè)字符 芯片工作電壓:4.55.5V 工作電流:2.0mA(5.0V) 模塊最佳工作電壓:5.0V 字符尺寸:2.954.35(WH)mm2.2.4 硬件選型綜述經(jīng)過上述的選擇決定系統(tǒng)

34、以51系列單片機(jī)(STC89C51)做為處理核心，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，該系統(tǒng)主要由主控模塊、測(cè)量模塊、電源模塊、用戶交互模塊及相關(guān)軟件組成。 溫濕度傳感器是本系統(tǒng)的測(cè)量元件，傳感器性能的好壞直接影響到本系統(tǒng)性能的好壞。在本設(shè)計(jì)中溫濕度傳感器采用的是SHT10。并且SHT10傳感器有產(chǎn)生的是數(shù)字信號(hào)，減少了模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化，比較方便。在本系統(tǒng)中，采用LCD作為顯示單元，LCD液晶顯示器具有功耗低、壽命長(zhǎng)、無輻射、不易引起視疲勞等優(yōu)點(diǎn)，正在廣泛應(yīng)用于儀表、家用電器、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療儀器及交通和通信領(lǐng)域。本系統(tǒng)采用LM016L液晶顯示模塊，它是12864點(diǎn)陣型液晶模塊，自帶字庫(kù)，可顯示各種字符及

35、圖形，可以和單片機(jī)接口直插相連。2.3 本章小結(jié)本章主要是對(duì)溫濕度屏顯系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，以及設(shè)備設(shè)計(jì)所需的各模塊的主要元器的性能要求和選型結(jié)果。3 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)空氣溫濕度測(cè)量?jī)x的硬件電路的設(shè)計(jì)也是采用模塊方案；主要包括硬件的以下設(shè)計(jì)：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊硬件電路設(shè)計(jì)、溫濕度傳感器硬件電路設(shè)計(jì)、電源模塊的硬件電路設(shè)計(jì)和用戶交互模塊的硬件電路設(shè)計(jì)。其中以主控模塊硬件電路設(shè)計(jì)為重點(diǎn)。3.1 硬件設(shè)計(jì)準(zhǔn)備本次設(shè)計(jì)使用作為繪制底層硬件電路板的軟件工具為Altium Designer09。Altium Designer09是Altium公司在于2009年推出的電路設(shè)計(jì)軟件。它是一套構(gòu)建在板設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)特性基礎(chǔ)上的

36、設(shè)計(jì)軟件，其主要功能包括電路原理圖設(shè)計(jì)、印刷電路板設(shè)計(jì)、改進(jìn)型拓?fù)渥詣?dòng)布線、模擬/數(shù)字混合信號(hào)仿真、布局前后信號(hào)完整性分析等各種電路設(shè)計(jì)功能，還能夠計(jì)算機(jī)輔助輸出和編輯性能等。因此在開始電路設(shè)計(jì)前應(yīng)先學(xué)會(huì)并且熟悉此軟件的使用。下文對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了講述，繪制原理圖是繪制PCB板的前提，只有正確的繪制原理圖并形成正確的網(wǎng)絡(luò)表才能繪制PCB板。根據(jù)各個(gè)芯片的資料及典型應(yīng)用電路在面包板上搭建進(jìn)行驗(yàn)證后，設(shè)計(jì)元件庫(kù)，并根據(jù)芯片資料提供的元件封裝要求設(shè)計(jì)各個(gè)芯片對(duì)應(yīng)的封裝，將各個(gè)元件與對(duì)應(yīng)的封裝進(jìn)行鏈接，最后用原價(jià)庫(kù)中的元件搭建電路圖。3.2 單片機(jī)模塊外圍設(shè)計(jì) 單片機(jī)模塊主要是使用STC89C

37、51作為單片機(jī)，下面主要是STC89C51的性能的簡(jiǎn)介以及外圍電路的設(shè)計(jì)。單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)是所有模塊中最重要的設(shè)計(jì)。單片機(jī)模塊是空氣溫濕度儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容?；贏TMEL公司的STC89C51實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的單片機(jī)模塊硬件電路如圖3-1所示。單片機(jī)模塊主要包括單片機(jī)電路和調(diào)試電路，采用上電自復(fù)位方式。端口P1.0和P1.1為下載程序和調(diào)試所用接口，P0口接串行接口液晶和時(shí)鐘芯片接口實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的的現(xiàn)場(chǎng)顯示和設(shè)備的定時(shí)控制。P1.4和P1.3接開關(guān)用來調(diào)節(jié)空氣溫濕度閥值。P0口外接上拉電阻；端口P3.1和P3.0和數(shù)字溫濕度傳感器SHT10的時(shí)鐘口和數(shù)據(jù)口相連接實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中的溫濕度環(huán)境信息的采集。

38、14本電路的設(shè)計(jì)是全部設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，要爭(zhēng)取的分配各個(gè)端口，是端口合理的分配，要預(yù)留端口給液晶顯示、鍵盤、傳感器、LED和報(bào)警器。這些都需要提前考慮。要事先了解各個(gè)元器件的性能和管腳的數(shù)量。充分的了解系統(tǒng)中各個(gè)模塊的所需要的功能，各個(gè)模塊的所需要的原件，最終選擇外圍電路的借口。從而減少編程的困難的程度。圖3-1 單片機(jī)外圍電路3.3 溫濕度傳感器根據(jù)上一章的選型，確定本次設(shè)計(jì)的溫濕度傳感器型號(hào)為：SHT10。SHT10為溫濕度一體數(shù)字傳感器。SHT10采用的是14位的A/D轉(zhuǎn)換器，并且是IC總線形式，具有較高的精度和數(shù)據(jù)采集方式，能完全滿足本設(shè)備的應(yīng)用要求19。制作工藝采用CMOS過程微加工專利技

39、術(shù)，能夠很大程度上確保溫濕度傳感器具有極高的可靠性和出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。該傳感器是由1個(gè)電容式聚合體測(cè)濕元件和1個(gè)能隙式測(cè)溫元件組成的，并與1個(gè)14位A/D轉(zhuǎn)換器以及1個(gè)2-wire數(shù)字接口在單芯片中無縫結(jié)合，使得該產(chǎn)品具有功耗低、反應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)對(duì)SHT10傳感器接口類型和功能的了解，確定溫濕度傳感模塊硬件電路設(shè)計(jì)。溫濕度傳感器主要提供給單片機(jī)外界環(huán)境數(shù)據(jù)，其串行時(shí)鐘輸入（SCK）與單片機(jī)P3.5口連接，用來實(shí)現(xiàn)傳感器與單片機(jī)的通訊同步。傳感器的串行數(shù)據(jù)（DATA）與單片機(jī)P3.6口連接，給單片機(jī)發(fā)送命令。接地引腳與地連接，電源引腳和5V電源連接，按照上述的連接方式，完成傳感器

40、模塊硬件電路的連接。使傳感器在硬件電路的設(shè)計(jì)上滿足本次設(shè)計(jì)的需求。搭建實(shí)驗(yàn)電路測(cè)試后確定電路如圖3-2所示。圖3-2溫濕度傳感器電路3.4 電源模塊設(shè)計(jì)電源供電部分采用12V/5V直流輸入的電源適配器或蓄電池供電，電源輸入后12V電源經(jīng)過LM2596-5電源芯片降為5V，經(jīng)過橋整、電容濾波后為板子提供5V電壓，系統(tǒng)的電源電路如圖3-3所示，其中，VCC5跟電池輸出的作用一樣，都是為板上的元器件和芯片提供合適的工作電源；另外，它也可以為以5V為工作電壓的傳感器供電(監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)上留有溫濕度傳感器接口，可用于擴(kuò)展)。電源模塊采用的降壓芯片均為L(zhǎng)M2596開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠

41、輸出3A的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有 5V、12V，可調(diào)版本可以輸出小于 37V的各種電壓。該器件內(nèi)部集成頻率補(bǔ)償和固定頻率發(fā)生器，開關(guān)頻率為 150KHz，與低頻開關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。由于該器件只需 4個(gè)外接元件，可以使用通用的標(biāo)準(zhǔn)電感，這更優(yōu)化了LM2596的使用，極大地簡(jiǎn)化了開關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)。電路連接，主要是芯片LM2596-5的連接，接線電路見圖3-3圖3-3電源電路3.5 用戶交互模塊設(shè)計(jì)用戶交互模塊硬件電路的設(shè)計(jì)包括：LCD顯示設(shè)備硬件電路的設(shè)計(jì) ，按鍵設(shè)備硬件電路的設(shè)計(jì)和報(bào)警設(shè)備硬件電路的設(shè)計(jì)。其中LCD顯示設(shè)備，可以更好

42、的方便用戶現(xiàn)場(chǎng)的管理實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使系統(tǒng)更人性化。本課題根據(jù)模塊的不同功能的采用兩種顯示方式：LED顯示方式和LCD顯示方式。顯示溫濕度數(shù)值狀態(tài)的為L(zhǎng)CD顯示硬件電路設(shè)計(jì),報(bào)警設(shè)備的顯示為L(zhǎng)ED顯示硬件電路設(shè)計(jì)。報(bào)警設(shè)備設(shè)計(jì)中還包含蜂鳴器電路的設(shè)計(jì)。3.5.1 LCD顯示設(shè)備設(shè)計(jì)液晶顯示模塊是各個(gè)屏顯設(shè)計(jì)中現(xiàn)場(chǎng)交互的最主要方式，一般主要實(shí)現(xiàn)對(duì)即時(shí)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示以及現(xiàn)場(chǎng)警報(bào)界面信息提示，此外還提供對(duì)按鍵操作的界面顯示，例如：通過按鍵操作控制模塊的繼電器，界面會(huì)顯示相應(yīng)的信息機(jī)控制繼電器的接口的選擇和繼電器開關(guān)狀態(tài)的顯示以及按鍵執(zhí)行操作的選擇。液晶對(duì)按鍵的響應(yīng)提供的交互界面能很好的實(shí)

43、現(xiàn)用戶的現(xiàn)場(chǎng)管理，方便用戶對(duì)設(shè)備的操控，有助于提高設(shè)備應(yīng)用所面向的層面，能極大的提高用戶的操作體驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)的為溫濕度測(cè)量?jī)x，根據(jù)初步設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)含有溫濕度屏幕顯示的功能。因此這就是本次設(shè)計(jì)中液晶的主要功能為接收單片機(jī)發(fā)出的的數(shù)據(jù)并顯示。LCD的選用根據(jù)上一章的選型結(jié)果確定采用LM016L型號(hào)液晶。此液晶可顯示各種字符及圖形，可與CPU直接接口，LM016L液晶顯示模塊對(duì)外提供了以下幾種信號(hào)線：8位標(biāo)準(zhǔn)并行數(shù)據(jù)總線(DB0-DB7),讀寫控制線（R/W）,片選信號(hào)線(CS),數(shù)據(jù)/指令選擇線（A/O）,允許信號(hào)線（E），還有復(fù)位信號(hào)線（/RST）,串行數(shù)據(jù)總線（SI） 根據(jù)信號(hào)線的邏輯電平,選擇

44、合適的微處理器STC89C51的I/O引腳與之相連接。為節(jié)省單片機(jī)有限的片上資源，采用液晶的串行數(shù)據(jù)傳輸方式。將STC89C51單片機(jī)的P2.5P2.7與LM016L的串行通信口相連，LM016L自帶字庫(kù)編程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查詢與顯示。另外,通過調(diào)節(jié)LCD的LED+引腳的偏置電壓,對(duì)LCD背光進(jìn)行點(diǎn)亮、熄滅控制，即使在環(huán)境光亮程度較低的情況下,可以清晰的觀察LCD液晶屏上顯示的界面和數(shù)據(jù)。 根據(jù)上述內(nèi)容，確定液晶顯示模塊的的主要電路連接圖。使液晶模塊的數(shù)據(jù)口與單片機(jī)P0.0-P0.7連接，由于51單片機(jī)內(nèi)部沒有上拉電阻，如果輸出高電平的電流時(shí)，應(yīng)當(dāng)接上拉電阻，提供更充足的高電平輸入電流，提高信號(hào)

45、穩(wěn)定程度，可增加抵抗外界干擾的能力。本次設(shè)計(jì)選擇上拉電阻阻值為1k歐姆。數(shù)據(jù)/命令選擇借口與P2.5連接，讀/寫選擇與P2.6連接，使能端與P2.7連接。VDD為電源接電源，VSS為地電源，VEE為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)1K的滑動(dòng)變阻器調(diào)整對(duì)比度，使LCD液晶屏正常顯示。這樣就完成了LCD液晶顯示設(shè)備的電路圖設(shè)計(jì)。 液晶顯示模塊硬件接口電路圖如圖3-4所示。 圖3-4 液晶模塊電路3.5.2 按鍵電路與報(bào)警電路設(shè)計(jì)用戶通過鍵盤與系統(tǒng)交互，可對(duì)系統(tǒng)程序的運(yùn)行做出調(diào)節(jié)，電路如圖3-5所示。圖3-5按鍵電路圖中按

46、鍵均采用模擬電位識(shí)別最終的輸出接單片機(jī)的P1.3和P1.4端口，極大地節(jié)約了對(duì)單片機(jī)I/O口的占用。按鍵的主要執(zhí)行功能是配合液晶顯示實(shí)現(xiàn)用戶的現(xiàn)場(chǎng)操作，兩個(gè)按鍵用來調(diào)節(jié)溫濕度顯示報(bào)警的最大值，S2作用是報(bào)警閥值的增大，S5作用是報(bào)警閥值的減小。方便用戶的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)，能極大地提高設(shè)備的可操作性，方便用戶的現(xiàn)場(chǎng)管理。增加設(shè)備人性化。報(bào)警電路主要是利用LED燈和蜂鳴器來構(gòu)建。報(bào)警功能硬件電路設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。主要是這兩個(gè)硬件設(shè)備與單片機(jī)兩個(gè)不同的接口相連接，其中蜂鳴器與單片機(jī)P3.6口連接，LED燈與單片機(jī)的P1.6口連接。其硬件電路連接情況如圖3-6所示。圖3-6 報(bào)警電路報(bào)警電路的設(shè)計(jì)主要用于濕度超過

47、閥值的報(bào)警。報(bào)警電路設(shè)計(jì)通過占用少量的單片機(jī)接口，增加溫濕度測(cè)量?jī)x功能。3.6本章小結(jié)本章對(duì)各個(gè)功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)模塊硬件電路設(shè)計(jì)、溫濕度傳感器硬件電路設(shè)計(jì)、電源模塊的硬件電路設(shè)計(jì)和用戶交互模塊的硬件電路設(shè)計(jì)。其中單片機(jī)模塊采用STC89C51單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)，溫濕度傳感器模塊采用SHT10型號(hào)傳感器電路設(shè)計(jì)，電源模塊采用LM2596單片機(jī)電路設(shè)計(jì)，用戶交互模塊采用液晶顯示電路設(shè)計(jì)、按鍵電路設(shè)計(jì)和報(bào)警電路設(shè)計(jì)；在Altium Designer09電路設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了總原理圖的繪制，為以后使用軟件進(jìn)行PCB版的制作奠定基礎(chǔ)。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 溫濕度測(cè)量?jī)x硬件設(shè)計(jì)上一章已設(shè)計(jì)完成，

48、本章章節(jié)重點(diǎn)進(jìn)行本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，這次設(shè)計(jì)用的軟件為Keil C51軟件。首先確立系統(tǒng)的總的流程圖，隨后根據(jù)設(shè)計(jì)程序的步驟按照各個(gè)模塊的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終確立最終程序。4.1 開發(fā)軟件平臺(tái)概述Keil C51是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)，這次軟件設(shè)計(jì)主要是用C語(yǔ)言，因?yàn)镃語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上和匯編相比有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil主要提供了包括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，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WINDOWS

49、平臺(tái)的操作系統(tǒng)。Keil Vision4，Keil Vision4引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器，并提供了視覺上的表面對(duì)窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個(gè)窗口，提供一個(gè)整潔，高效的環(huán)境來開發(fā)應(yīng)用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。其工作界面如圖4-1所示。圖4-1 keil4工作界面4.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.2.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)主程序?yàn)楸敬螠貪穸葴y(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)的框架，根據(jù)主程序確定各個(gè)程序運(yùn)行的順序。主程序軟件流程圖如圖4-2所示。系統(tǒng)開啟后，液晶LCD初始化，系統(tǒng)參數(shù)初始化，初始化內(nèi)容包括：確定編

50、程寄存器的工作方式、確定串行口控制及需要進(jìn)行的中斷設(shè)置等。初始化結(jié)束后檢查操作者是否已將更改報(bào)警參數(shù)，如果更改報(bào)警參數(shù)，系統(tǒng)重新確定報(bào)警參數(shù)，通過傳感器讀取子程序得到傳感器測(cè)得空氣溫濕度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在單片機(jī)中進(jìn)行判斷環(huán)境溫濕度是否超過設(shè)定的報(bào)警參數(shù)，如后超出LED燈并且警報(bào)器報(bào)警，同時(shí)LCD顯示當(dāng)前溫度和濕度狀況。其中操作者可以再任意時(shí)刻更改濕度報(bào)警值。主函數(shù)包括的子函數(shù)有：傳感器讀取參數(shù)子程序，LCD顯示子程序、按鍵子程序和警報(bào)子程序。圖4-2 系統(tǒng)軟件流程圖4.2.2 傳感器讀取參數(shù)子程序設(shè)計(jì)溫濕度傳感器采用IC總線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4-3所示。調(diào)用傳感器讀取參數(shù)子程序，

51、首先進(jìn)行傳感器上電，通過調(diào)用傳感器啟動(dòng)傳輸子程序?qū)崿F(xiàn)傳感器的啟動(dòng)，通過調(diào)用傳感器寫函數(shù)、讀函數(shù)和測(cè)溫函數(shù)完成傳感器的測(cè)溫命令后判斷傳感器通信是否中斷，若中斷則通過調(diào)用復(fù)位連接子函數(shù)，重新執(zhí)行測(cè)溫命令。若通訊正常，測(cè)取空氣環(huán)境濕度，測(cè)取結(jié)束后判斷是否通信正常，如果通信中斷，則執(zhí)行復(fù)位子函數(shù)，通信正常傳感器則輸出溫濕度值。 圖4-3 程序流程圖傳感器讀取參數(shù)子程序主要是由：SHT10的啟動(dòng)函數(shù)，SHT10連接復(fù)位函數(shù)，SHT10寫函數(shù)，SHT10讀函數(shù)，測(cè)量溫濕度函數(shù)，溫度補(bǔ)償函數(shù)。（1）傳感器讀函數(shù)設(shè)計(jì)傳感器讀函數(shù)流程圖如圖4-4所示，首先傳感器上電，單片機(jī)給傳感器輸入指令，隨后釋放傳感器數(shù)據(jù)線

52、，判斷數(shù)據(jù)高位是否為1，如果高位為1，高位右移，讀取數(shù)據(jù)線的值，判斷循環(huán)右移后高位是否為1，直到高位值不為1，隨后結(jié)束傳感器與單片機(jī)通訊，延時(shí)3微秒，接著單片機(jī)再次釋放數(shù)據(jù)線，程序結(jié)束，完成傳感器讀函數(shù)程序。圖4-4 傳感器讀函數(shù)流程圖（2）傳感器寫函數(shù)設(shè)計(jì)傳感器寫函數(shù)如圖4-5所示，首先傳感器上電啟動(dòng)程序，判斷數(shù)據(jù)高位是否為1，如果高位不為1，則高位循環(huán)右移，發(fā)送的數(shù)做與運(yùn)算，得到發(fā)送位并且延時(shí)3微秒，直到高位數(shù)值為1時(shí)結(jié)束循環(huán)，釋放數(shù)據(jù)線，通過單片機(jī)檢查傳感器通信情況，傳感器寫函數(shù)結(jié)束。圖4-5 傳感器寫函數(shù)流程圖4.2.3 LCD顯示子程序設(shè)計(jì)要想實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)信息及時(shí)間的顯示，最重要的是

53、對(duì)LM016L的讀寫操作，LM016L有自己的RAM地址及指令，以及自身的標(biāo)準(zhǔn)字符庫(kù)。因?yàn)長(zhǎng)M016L液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。所以根據(jù)LM016L的自身的指令表確定編寫程序的內(nèi)容。因此第一步要熟悉LM016L的指令庫(kù)，隨后進(jìn)行液晶顯示的程序的設(shè)計(jì)。LM016L顯示程序分為初始化函數(shù)，寫指令函數(shù)，寫字符函數(shù)，LCD寫字符串函數(shù)，字符函數(shù)和延時(shí)函數(shù)組成。通過初始化函數(shù)使屏幕清零，然后通過寫指令函數(shù)和寫數(shù)據(jù)參數(shù)函數(shù)使LCD顯示，最后通過字符串函數(shù)和延時(shí)函數(shù)完成LCD顯示。最終完成LCD顯示子程序設(shè)計(jì)。（1）LCD寫字符函數(shù)設(shè)計(jì)。寫字符函數(shù)流程圖如圖4-6,LCD上電啟動(dòng)程序，單片機(jī)內(nèi)置的位置顯示和從傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)載入程序，再經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算處理，在LCD上確定要求的位置，數(shù)據(jù)的寫允許載入，寫入命令指令并延遲10微秒，單片機(jī)載入LCD使能為0命令，命令執(zhí)行后延遲10微秒，寫字符程序結(jié)束。圖4-6 LCD寫字符函數(shù)流程圖(2)LCD寫字符串函數(shù)設(shè)計(jì)。LCD寫字符串函數(shù)流程圖如圖4-7，首先LCD上電后，單片機(jī)內(nèi)置的顯示位置和字符串傳輸傳輸給LCD，LCD首先確定字符串在屏幕上應(yīng)當(dāng)