農(nóng)田光照度檢測(cè)終端設(shè)計(jì)

1、農(nóng)田光照度檢測(cè)終端設(shè)計(jì) 摘 要本課題的研究目的是為人們提供能夠?qū)崟r(shí)了解農(nóng)田環(huán)境照明信息的工具，以便人們及時(shí)了解信息并做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。以STC89C52單片機(jī)作為控制核心，設(shè)計(jì)檢測(cè)照明。由于其功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)，它降低了硬件電路的復(fù)雜性，降低成本，也是復(fù)雜的硬件電路完成的艱巨任務(wù)。光照度傳感器為TSL2561，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境光強(qiáng)參數(shù)的采集、存儲(chǔ)和顯示。此外，該系統(tǒng)還具有報(bào)警功能。當(dāng)由傳感器收集的數(shù)據(jù)是由用戶在一定范圍內(nèi)沒(méi)有設(shè)置，則蜂鳴器報(bào)警以提醒用戶，該系統(tǒng)是可靠的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能有效地降低生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：STC89C52微控制器，光照強(qiáng)度，LCD顯示，報(bào)警目 錄第1章 緒論1

2、1.1選題的背景和意義11.2照度傳感器11.3主題主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排2第2章 方案的比較與選擇42.1光傳感器的選擇42.2 MCU的選擇42.3本章小結(jié)5第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)63.1信號(hào)采集63.1.1光照傳感器63.2信號(hào)分析和處理103.2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)113.2.2 STC89C52管腳描述133.3人機(jī)交互133.3.1顯示模塊133.3.2報(bào)警電路153.4小結(jié)本章15第4章 軟件設(shè)計(jì)164.1主程序流程圖164.2本章小結(jié)17總結(jié)與展望18參考文獻(xiàn)19附錄:原理圖、仿真圖21致謝22第1章 緒論1.1選題的背景和意義光照度和人類的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，例如農(nóng)作物的生長(zhǎng)是從檢測(cè)

3、和溫度和濕度的控制，尤其是光的強(qiáng)度是分不開的。科技，電子，石油，化工等機(jī)械工業(yè)，隨著人們生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自己的生活環(huán)境，空氣中變化的光強(qiáng)直接關(guān)系到人類的舒適度和情緒。有必要檢測(cè)和控制照明。光照度是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的要素，但傳統(tǒng)的方法是通過(guò)人工檢測(cè)不使用的光人類感知和觀察植物的生長(zhǎng)滿足照明的要求環(huán)境中。人工測(cè)量耗時(shí)長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且低效的，并且具有大的測(cè)試誤差和大隨機(jī)性。本文設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x器非常的智能化，因?yàn)樗哂袛?shù)據(jù)存儲(chǔ)器，算術(shù)邏輯和自動(dòng)化的判斷的函數(shù)。一種低成本和高精度的環(huán)境測(cè)量?jī)x器將在許多領(lǐng)域中代替手動(dòng)操作和自動(dòng)地控制各種儀器來(lái)調(diào)整農(nóng)田環(huán)境的亮度。大多數(shù)的市場(chǎng)環(huán)境檢測(cè)方法是

4、單點(diǎn)測(cè)量，并且照明信息不及時(shí)發(fā)送。精度不能滿足要求，根據(jù)變化，這不利于控制器照明。為此，設(shè)計(jì)開發(fā)了本文這個(gè)能夠同時(shí)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)的檢測(cè)系統(tǒng)，具有較高的實(shí)時(shí)性和高準(zhǔn)確度，并且可以全面處理多個(gè)光信息點(diǎn)，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景和實(shí)用價(jià)值。近年來(lái)，隨著中國(guó)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)，高效率，高品質(zhì)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的不斷進(jìn)步，需要檢測(cè)光1在該領(lǐng)域已經(jīng)越來(lái)越高，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越大。然而，大多數(shù)在農(nóng)場(chǎng)使用的光檢測(cè)裝置的非常簡(jiǎn)單，并且它們需要被按照一定的光照條件下由操作員手動(dòng)操作。這不僅會(huì)帶來(lái)很多不便的檢測(cè)，也無(wú)法適應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)和現(xiàn)代數(shù)字控制傳感器的需求。因此，理論和實(shí)踐意義，研究獨(dú)特型檢測(cè)和自動(dòng)光控為核心的研究項(xiàng)目之一，用于生產(chǎn)

5、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的。1.2照度傳感器光電傳感器2是指將實(shí)測(cè)光強(qiáng)度，通過(guò)光電傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳感器中的光信號(hào)變化。由光源，光電通路，光電器件組成。作用在即將被測(cè)的光路，導(dǎo)致光量的變化，然后將光電器件中的光量轉(zhuǎn)換為電能，這是一個(gè)檢測(cè)電路，然后輸出，檢測(cè)到的變化，直接反映測(cè)量的變化。光電檢測(cè)方法具有精度高，響應(yīng)速度快，無(wú)接觸等的優(yōu)點(diǎn)，它可以測(cè)量許多參數(shù)，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且形狀是靈活多樣的。因此，光電傳感器被廣泛用于檢測(cè)和控制。光電傳感器是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。光電傳感器是使用光電元件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。光強(qiáng)度，照明，等氣體成分分析，可用于檢測(cè)由非電直接造成光量變化。它也可以被用于檢測(cè)可

6、被轉(zhuǎn)化為一個(gè)變化中的光的量，如直徑，表面粗糙度，和張力非電性能。轉(zhuǎn)讓，振動(dòng)，速度，加速度和形狀和對(duì)象的工作。光電傳感器有沒(méi)有接觸，快速響應(yīng)和性能可靠的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)器人。近年來(lái)，一種新的照相裝置，特別是CCD圖像傳感器，已開辟了新的頁(yè)面以供進(jìn)一步使用的光電傳感器?；诠怆娮悠骷芄馔坑绊懙牟煌?，存在多種光學(xué)測(cè)量和控制系統(tǒng)。根據(jù)所測(cè)量的方法（檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象）的光屏蔽型（束阻擋）。由所謂的傳輸型器件測(cè)量的物體被放置在光路中，由恒定光源發(fā)射的光能通過(guò)被測(cè)量的物體，在吸收一部分后，發(fā)射的光投射到光電元件上。所謂陰影型的器件，當(dāng)光源發(fā)射的光束覆蓋被測(cè)物體的一部分光時(shí)，光通量

7、投射到光電元件的光路上，變化程度與測(cè)量物體的位置有關(guān)。光電二極管的相同外觀，普通二極管，不同之處在于被打開它的情況下的玻璃嵌入窗口，以促進(jìn)光穿透。無(wú)光時(shí)與普通二極管相同，反向電流很小，即所謂的光電二極管暗電流；當(dāng)有光時(shí)，載流子被激發(fā)產(chǎn)生電子空穴，稱為光載。在外部電場(chǎng)的作用下，上光負(fù)載參與傳導(dǎo)，形成遠(yuǎn)大于暗電流的反向電流。光電流的大小與光的強(qiáng)度成正比，所以電信號(hào)，該電信號(hào)和光的強(qiáng)度變化可以通過(guò)負(fù)載電阻獲得。光電晶體管，除了可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)在光電二極管的功能，也將其提供給放大的電信號(hào)的能力。光電晶體管的外觀是從正常三極管的外觀非常不同。光三極管，不僅兩極，不拉的發(fā)射極和集電極。所述的外殼，還

8、存在的光進(jìn)入一個(gè)窗口。為了增加照明，基于區(qū)域的面積將會(huì)增加。入射光線主要被較小發(fā)射區(qū)域的基底面積吸收。集電極結(jié)被反向偏置，發(fā)射結(jié)偏壓在操作過(guò)程中執(zhí)行。流過(guò)管子時(shí)，無(wú)光電流為暗電流I CEO=（1）I CBO（很?。?，小于晶體管的滲透電流。當(dāng)有光時(shí)，許多電子空穴對(duì)被激發(fā)?；鵌b產(chǎn)生的電流增加。此時(shí)流過(guò)管子的電流稱為光電流。集電極電流Ic=（1）IB。光電晶體管比光電二極管更靈敏。1.3主題主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排用STC89C52單片機(jī)3，對(duì)光照環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。每個(gè)檢測(cè)單元（傳感器）可以獨(dú)立地執(zhí)行自己的功能，并且在同一時(shí)間，它可以根據(jù)主控制機(jī)器的指令實(shí)時(shí)地收光信息。所收集的信息清楚地提供給通過(guò)液晶屏

9、顯示的用戶。如果收集到的信息超過(guò)預(yù)先設(shè)定的范圍，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)，讓用戶及時(shí)做出決定。第2章 方案的比較與選擇2.1光傳感器的選擇選擇1：使用光電二極管和光電管作為光敏元件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過(guò)A/d轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)娇刂茊卧?。在暴露于光后，電阻值降低，導(dǎo)電性增加。當(dāng)作為光傳感器使用時(shí)，它們通常連接與電阻器串聯(lián)并連接到一個(gè)橋式電路。選擇2：硅光電池用作光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，該信號(hào)然后通過(guò)一個(gè)運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。測(cè)量范圍：0.1199.9klx；精度：4%；線性誤差:0.2%；輸出信號(hào):05V。選擇3：集成數(shù)字光傳感器采用TSL2561。TSL2561是一種將光強(qiáng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸

10、出的光學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)換器。它有一個(gè)直接的I2C接口或SMBus接口。每個(gè)設(shè)備連接到集成電路上的帶寬光電二極管和單獨(dú)的CMOS紅外響應(yīng)光電二極管。集成電路具有提供20位近光響應(yīng)的動(dòng)態(tài)范圍的能力5。兩個(gè)集成ADC的數(shù)字輸出將光電流轉(zhuǎn)換為表示每個(gè)通道發(fā)光的測(cè)量值。到控制單元的連接消除了對(duì)A / d轉(zhuǎn)換的需要。選擇1電路部分確實(shí)復(fù)雜，雖然價(jià)格是有利的，測(cè)定精度不能保證并且誤差是大的。第二種選擇是硅光電池和硬件電路的成本更復(fù)雜。第三種選擇是將數(shù)字傳感器與簡(jiǎn)單電路集成在一起。當(dāng)制造商出廠，它確保精度，滿足了設(shè)計(jì)要求。因此，第三選項(xiàng)被選中。2.2 MCU的選擇在大多數(shù)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，基于成本效益的考慮，8位微控制

11、器仍是首選。其中8位單片機(jī)，MCS-51系列單片機(jī)及其配套6的機(jī)器占據(jù)了最大份額。設(shè)計(jì)人員可以輕松地選擇來(lái)自不同公司的微控制器產(chǎn)品。選擇1：以AT89C51芯片為硬件核心， 使用閃存ROM，存儲(chǔ)空間內(nèi)有4KBROM，可以在3V超低壓下工作，MCS-51系列微控制器完全兼容，但在使用時(shí)的電路設(shè)計(jì)中，它沒(méi)有ISP在線調(diào)試技術(shù)，由于程序或方案需要的新功能的不正確的修改要刻錄到程序中，多個(gè)插入和移除芯片將導(dǎo)致某些損壞該芯片7。選擇2：使用AT89S52的片上所有使用Flash ROM光盤;可以用3V超級(jí)底部電壓工作;由于程序或程序在錯(cuò)誤修改燒錄程序時(shí)需要新功能，不需要多次插拔芯片，不會(huì)造成芯片損壞。選

12、擇3：STC89C52是一種低功耗、高性能的CMOS8位微8K系統(tǒng)可編程閃存。具有工業(yè)級(jí)80C51產(chǎn)品規(guī)格和引腳完全兼容制造。片上閃存允許程序內(nèi)存在系統(tǒng)中編程，在一個(gè)芯片上也適用于常規(guī)程序員。選擇1自身的不足，很少使用。沒(méi)有采用方案二和方案三之間沒(méi)有太大的區(qū)別，但方案二需要專用下載線，并計(jì)劃三者可以使用串行端口下載。因此，選擇3滿足要求。系統(tǒng)框圖 2.3本章小結(jié)本章主要介紹環(huán)境探測(cè)器使用的主要芯片的選擇，光傳感器，控制處理芯片等?？紤]性能，特點(diǎn)，易用性，成本和每個(gè)設(shè)備的其他因素，并選擇適合該產(chǎn)品指數(shù)的組件。第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)主控機(jī)負(fù)責(zé)控制指令的發(fā)送，各檢測(cè)單元，控制，采集溫度，采集測(cè)量數(shù)據(jù)，

13、同時(shí)組織顯示測(cè)量結(jié)果8。包括單片機(jī)，復(fù)位電路，照度檢測(cè)，鍵盤與顯示，報(bào)警電路，系統(tǒng)軟件等部件設(shè)計(jì). 系統(tǒng)框圖如圖3-1：圖3-1 系統(tǒng)框圖3.1信號(hào)采集3.1.1光照傳感器1TSL2561介紹TSL2561運(yùn)轉(zhuǎn)快、范圍廣，可以將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為數(shù)字顯示。其范圍是1700001x。可以對(duì)光強(qiáng)上下部的報(bào)警閾值進(jìn)行編程。當(dāng)光強(qiáng)超過(guò)閾值范圍時(shí)，中斷信號(hào)被賦予引腳。特點(diǎn)如下：（1）可以編程上閾值和下閾值所允許的光強(qiáng)度，超過(guò)可以中斷信號(hào)。（2）模擬增益和數(shù)字輸出時(shí)間的可編程控制；（3）1.25毫米1.75毫米超小型封裝，功率消耗僅是0.75毫瓦處于低功率模式。2TSL2561引腳及封裝該TSL2561兩種封裝

14、可供選擇：6LEAD芯片級(jí)和6LEADTMB。不同的包具有用于對(duì)應(yīng)的照度不同的計(jì)算公式。圖3-2顯示了這兩個(gè)包的引腳。圖3-2 TSL2561封裝各腳的功能如下：引腳1和引腳3：功率引腳和信號(hào)接地。它的工作電壓范圍是2.7V-3.5V。引腳2：設(shè)備訪問(wèn)地址選擇引腳。由于不同的水平此銷的，該裝置具有3個(gè)不同的訪問(wèn)地址。存取地址和級(jí)別之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3-1所示。表3-1 器件訪問(wèn)地址和引腳2電平的對(duì)應(yīng)關(guān)系引腳5：中斷信號(hào)輸出引腳。3TSL2561的簡(jiǎn)介TSL2561是光強(qiáng)度的二代傳感器。結(jié)構(gòu)如圖3-3所示，通道0和通道1的兩個(gè)光電二極管，其中信道0是既可見光和紅外光敏感的，而信道1是對(duì)紅外光敏感

15、只。積分A/d轉(zhuǎn)換器12集成了流過(guò)光電二極管的電流，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電流。轉(zhuǎn)換完成后，轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在信道0和信道芯片1的各自寄存器中。當(dāng)積分周期完成時(shí)，積分A/D轉(zhuǎn)換器將自動(dòng)啟動(dòng)下一個(gè)積分轉(zhuǎn)換過(guò)程。可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)SMBus（系統(tǒng)管理總線）V1.1或V2.0實(shí)現(xiàn)，并可以通過(guò)I2C總線協(xié)議訪問(wèn)TSL2561。其地址列于表3-2。圖3-3 TSL2561內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖表3-2 TSL2561 內(nèi)部寄存器地址及作用4硬件設(shè)計(jì)圖3-4 微控制器和TSL2561的硬件連接圖3-5串口通訊電路串口通訊電路通常是以MAX3233作為核心，具有二路接收器和二路驅(qū)動(dòng)器，提供1UA關(guān)斷模式，有效降低功效并延遲便攜式產(chǎn)

16、品的電池使用壽命?？梢园l(fā)出+10V和-10V的電壓V+,V-,功耗低。由于它集成度高所以它的外部最低只要接4個(gè)電容就可以工作。如圖3-5所示。3-6 軟件流程圖5軟件設(shè)計(jì)通過(guò)PFC總線協(xié)議14編寫數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)送設(shè)備地址，然后由要寫入的數(shù)據(jù)發(fā)送。命令代碼指定的地址00h0fh，下一寫寄存器和寫寄存器，在字節(jié)，字或塊（數(shù)（字）作為用于寫入的單元的方式；在結(jié)束時(shí)，將要寫入的數(shù)據(jù)被發(fā)送。根據(jù)前面的命令碼，寫寄存器中的方式，可以連續(xù)地發(fā)送。TSL2561的軟件設(shè)計(jì)流程示于圖3-6。3.2信號(hào)分析和處理該系統(tǒng)STC89C52命令代碼與8051的單芯片微型計(jì)算機(jī)完全兼容，可以選擇12個(gè)時(shí)鐘/機(jī)器周期或6個(gè)

17、時(shí)鐘/機(jī)器周期。 在該系統(tǒng)中，選擇STC 89C 52微計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)的整體控制芯片。STC89C52單芯片可通過(guò)為L(zhǎng)ED顯示模塊提供光強(qiáng)度檢測(cè)電路，從信號(hào)數(shù)據(jù)中檢測(cè)光。通過(guò)鍵盤值設(shè)定報(bào)警，超過(guò)光強(qiáng)度的上限和下限，蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警15。3.2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展是基于基本的最小系統(tǒng)，所以應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)16首先要熟悉。單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路和復(fù)位電路。該電路圖示于圖3-7。圖3-7 單片機(jī)最小系統(tǒng)1.復(fù)位電路復(fù)位的單芯片微型計(jì)算機(jī)的原理，時(shí)鐘電路超過(guò)24個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖的高電平（即，兩個(gè)機(jī)器周期）被施加到單芯片微型計(jì)算機(jī)的RST銷，和單片機(jī)可以復(fù)位。在復(fù)位期間。在實(shí)際應(yīng)用中，

18、可手動(dòng)復(fù)位或通過(guò)上電復(fù)位電路，一般使用，從而使單芯片微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以被手動(dòng)復(fù)位。電路如圖3-8的復(fù)位部分所示。電源對(duì)復(fù)位電路的原理也是RC電路充放電的影響。開關(guān)按下時(shí)，VCC通過(guò)高電阻連接到RST引腳上。使RST-高電平，和密鑰被釋放時(shí)，RST引腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)17，復(fù)位完成。電路邏輯圖3-8所示。圖3-8復(fù)位信號(hào)的電路2.晶體振蕩器電路時(shí)鐘電路用來(lái)產(chǎn)生單片機(jī)正常工作所需的時(shí)鐘信號(hào)。此外，外部振蕩器也可以用于內(nèi)部CPU的操作，使用外部振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)。 （1）內(nèi)部時(shí)鐘模式 內(nèi)部時(shí)鐘模式是使用微控制器的內(nèi)部振蕩器的工作模式。如圖3-14(A)所示，51系列微控制器包含高增益單級(jí)逆放大器。引腳X

19、TA L1和XTA L2分別是片上放大器的輸入和輸出端口，其工作頻率為033兆赫。 當(dāng)微控制器在內(nèi)部時(shí)鐘模式下工作時(shí)，只需要連接一個(gè)晶體或陶瓷振蕩器XTA L1引腳和XTA L2引腳，并聯(lián)接兩個(gè)電容器。 為了保證外部振蕩器和電容器在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中盡可能接近微控制器，使外部振蕩器和電容器作為XTAL1和XTAL2引腳，從而降低寄生電容的影響，使振蕩器提供時(shí)鐘信號(hào)微控制器CPU穩(wěn)定可靠18。（2）外部時(shí)鐘模式外部時(shí)鐘模式使用外部振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)直接提供給微控制器。如圖3-9(b)所示，對(duì)于不同類型的微控制器，外部時(shí)鐘信號(hào)訪問(wèn)方法是不同的。當(dāng)外部時(shí)鐘信號(hào)直接發(fā)送到連接到XTA L2引

20、腳的微控制器的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器用于普通8051微控制器后，引腳XTA L1接地。從反放大器的輸入端取出內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)與普通8051不同。因此，外部時(shí)鐘信號(hào)應(yīng)被連接到微控制器的XTAL1銷，并且可以離開XTAL2銷浮動(dòng)。圖3-9根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，我們選擇了兩個(gè)陶瓷電容器的內(nèi)部時(shí)鐘電路、頻率為12.000的外部晶體振蕩器和30pF的電容器。3.2.2 STC89C52管腳描述單片機(jī)采用雙線直接DIP結(jié)構(gòu)封裝19在40針內(nèi)。它們的引腳配置如圖3-10所示。在40個(gè)引腳之間，有兩個(gè)正電源和地線，兩個(gè)外部石英振蕩器的時(shí)鐘線，4個(gè)8位的32I/O端口和P3線用于中斷線復(fù)用。圖3103.3人機(jī)交互3.3.1顯示

21、模塊顯示作為輸出部件可直接顯示系統(tǒng)的操作的結(jié)果和狀態(tài)信息為操作者了解該系統(tǒng)的操作條件和程序的執(zhí)行結(jié)果。使用LCD12864顯示在該設(shè)計(jì)的照明的實(shí)時(shí)信息。引腳描述如表3-5。表3-5 12864 引腳說(shuō)明到MCU的連接在圖3-11中示出圖3-113.3.2報(bào)警電路只有進(jìn)入電流低時(shí)三極管就會(huì)運(yùn)行，約接收的電壓 在5v左右，就會(huì)發(fā)出警報(bào)聲。當(dāng)電流高時(shí)，蜂鳴器自動(dòng)斷開，如下圖所示。圖3-12三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器報(bào)警電路3.4小結(jié)本章本章主要介紹了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。信號(hào)采集部分介紹光照強(qiáng)度傳感器，并與微控制器各自的硬件連接的工作原理。如何連接它們?nèi)Q于程序進(jìn)行操作。單片微機(jī)處理中按照要求所收集的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了

22、設(shè)計(jì)功能。在LCD屏幕還顯示通過(guò)在同一時(shí)間的單芯片微型計(jì)算機(jī)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，使用戶能夠?qū)崟r(shí)了解所需信息。第4章 軟件設(shè)計(jì)4.1主程序流程圖 圖4-1 主程序框圖系統(tǒng)的控制核心為單片機(jī)STC89C52，其工作過(guò)程為：系統(tǒng)上電后，單片機(jī)STC89C52進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，同時(shí)完成各擴(kuò)展端口的初始化。如圖4-2。當(dāng)沒(méi)有外部控制信息輸入時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)采集光學(xué)傳感器數(shù)據(jù)，并在LCD display和蜂鳴器報(bào)警中顯示所獲得的數(shù)據(jù)。圖4-2 系統(tǒng)工作過(guò)程 對(duì)此我們畫了原理圖及仿真圖以便更直觀的觀察以及記錄其數(shù)值，如下所示 光照傳感器是一種傳感器，用于檢測(cè)光照強(qiáng)度，其原理是將光照強(qiáng)度值轉(zhuǎn)化為電壓值。在此上面詳細(xì)的記錄了

23、當(dāng)時(shí)的光照強(qiáng)度以及時(shí)間。更加直觀的用數(shù)值顯示出來(lái)，讓人們一目了然。4.2本章小結(jié)本章主要介紹軟件設(shè)計(jì)流程。程序流程圖是對(duì)問(wèn)題的方法、思想或算法的描述。流程圖包括系統(tǒng)主程序流程圖，流程圖，濕度測(cè)量流程圖，測(cè)量照明流程。鍵盤掃描流程圖?？偨Y(jié)與展望這種設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用傳感器技術(shù)，單片機(jī)技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，和LCD顯示器的科學(xué)知識(shí)，完成溫度，濕度，光的強(qiáng)度和顯示設(shè)備基于單芯片微型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件是使用單片C語(yǔ)言設(shè)計(jì)的。 1.傳感器技術(shù)應(yīng)用于單芯片微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集和光強(qiáng)度的讀取。 2.使用液晶屏技術(shù)完成農(nóng)田環(huán)境光強(qiáng)度和顯示電路的設(shè)計(jì)。 3.蜂鳴器警報(bào)模塊連接到外部，超出了報(bào)警時(shí)自動(dòng)設(shè)

24、置的溫度和濕度限制。4.軟件和整個(gè)系統(tǒng)的硬件是合理的，而且設(shè)計(jì)，開發(fā)和維護(hù)都方便，性價(jià)比高。本文介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具有一定的實(shí)用性，但系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中仍然存在許多漏洞。還需要智力的提高21。特別是在節(jié)省功耗和提高穩(wěn)定性方面。然而，該產(chǎn)品具有良好的可擴(kuò)展性。例如，該設(shè)備的測(cè)量不僅可以在本地顯示，而且可以使用微控制器收集的數(shù)據(jù)和RS-485總線通信協(xié)議的串口傳輸?shù)街鳈C(jī)上。主控制機(jī)負(fù)責(zé)控制指令，以控制溫度，濕度，和每個(gè)從屬，收集測(cè)量數(shù)據(jù)的照明，并組織，顯示和存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果（包括歷史數(shù)據(jù)）的發(fā)送。主設(shè)備和從設(shè)備也可以相互連接和協(xié)調(diào)，從而達(dá)到系統(tǒng)效果的整體統(tǒng)一和和諧。參考文獻(xiàn)1朱順蘭，王雪萍.光照強(qiáng)度傳感

25、器及其變送電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).J.中國(guó)電子商務(wù).2009(12)2姜連祥，汪小燕.基于光強(qiáng)傳感器TSL256x的感測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).J.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用2006(12)3彭秋紅，沈占彬.基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì). J.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新.2010(5)4包長(zhǎng)春環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn):碩士學(xué)位論文北京:北京工業(yè)大學(xué)20095洪新華，陳建鋒，霍鵬飛.基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).J.湛江師范學(xué)院學(xué)報(bào)2010(6)6胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京:清華大學(xué)出版社.2004.63647李建昌，盧紅星，宮興，陳超超.-種基于AT89C52單片機(jī)的智能報(bào)警逃生門鎖系統(tǒng).J.消防科學(xué)與技術(shù).2011(1).8鄒楊，儲(chǔ)健.農(nóng)田環(huán)境下溫度、濕度及光照度的檢測(cè)J.農(nóng)業(yè)科技與裝備，2008-06(3):46-48.9白澤生，白宗文.- 種簡(jiǎn)易光照度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2006(11):91-92.10王艷輝，姬曉飛，錢繞金.溫室光照度控制系統(tǒng)J.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2014,23(11):67-70.11 王瑩瑩，徐玉珍，洪耀，等.光照度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)J.電子測(cè)試，2012-05(5): 70-72.12張德寧，袁洪波，李麗華.基于STC89C52和TSL2561的雞舍光照測(cè)控系統(tǒng)J.農(nóng)機(jī)化研究，201 1-06(6):149-152.