蔬菜大棚溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　蔬菜大棚溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生： 指導(dǎo)教師：</p><p>　　內(nèi)容摘要：蔬菜大棚作為設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要組成部分，隨著時(shí)代的進(jìn)步和先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展，已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了它的自動(dòng)化控制。我們可以通過(guò)對(duì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)定量分析，監(jiān)測(cè)并改變它的環(huán)境條件，以使農(nóng)作物更好更充分的生長(zhǎng)。近年來(lái)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)不斷的發(fā)展，于是人們便開(kāi)始有了一種新的構(gòu)

2、思，即利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚內(nèi)環(huán)境條件的控制。</p><p>　　會(huì)阻礙到大棚內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)的因素有很多，最主要的就是溫度。本次設(shè)計(jì)是專(zhuān)門(mén)為了解決這一問(wèn)題。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)被充分模塊化，條理清晰，可以很簡(jiǎn)單方便的進(jìn)行檢測(cè)盒控制。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中還充分考慮到成本問(wèn)題，主要體現(xiàn)在元件的選取及利用率上。通過(guò)實(shí)踐證明，系統(tǒng)的性能好、操作方便，完整的實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度等的測(cè)量和控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：

3、蔬菜大棚 溫度 控制 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)方案2</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)要求及框圖2</p><p><

4、b>　　1.2 元器件2</b></p><p>　　1.2.1 傳感器的選擇2</p><p>　　1.2.2 顯示模塊2</p><p>　　1.2.3 單片機(jī)模塊3</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)方案3</p><p>　　2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4</p>

5、<p>　　2.1 系統(tǒng)硬件的簡(jiǎn)述4</p><p>　　2.2 單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.2.1 單片機(jī)的功能特性描述4</p><p>　　2.3 溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.3.1 溫度傳感器的概述5</p><p>　　2.3.2 傳感器的接口

6、說(shuō)明5</p><p>　　2.3.3 硬件連接6</p><p>　　2.4 顯示模塊的設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.4.1 LCD12864的概述6</p><p>　　2.4.2 LCD12864引腳說(shuō)明7</p><p>　　2.4.3 LCD12864的主要技術(shù)參數(shù)8</p>

7、<p>　　2.5 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.6 功能鍵的設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.7 控制電路的設(shè)計(jì)10</p><p>　　3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1 軟件設(shè)計(jì)的整體思想11</p><p>　　3.2 程序流程圖設(shè)計(jì)11</p

8、><p>　　3.3 DHT90軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3.1 DHT90測(cè)量流程圖13</p><p>　　3.3.2 傳感器的電氣特性13</p><p>　　3.3.3 傳感器指令的啟動(dòng)14</p><p>　　3.3.4 發(fā)送命令14</p><p>　　3

9、.3.5 通訊復(fù)位時(shí)序15</p><p>　　3.4 DHT90的溫度補(bǔ)償及轉(zhuǎn)換15</p><p>　　3.4.1 溫度轉(zhuǎn)換15</p><p>　　3.5 LCD12864軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.5.1 LCD12864顯示流程圖16</p><p>　　3.5.2 寫(xiě)數(shù)據(jù)到模

10、塊17</p><p>　　3.5.3 從模塊讀出數(shù)據(jù)18</p><p>　　3.6 按鍵軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)18</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p>　　蔬菜大棚溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p

11、><p><b>　　前言</b></p><p>　　近年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來(lái)越多的國(guó)家和人們的關(guān)注，作為溫室農(nóng)業(yè)代表是首當(dāng)其沖的性質(zhì)。對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況的幾個(gè)主要的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)督和控制。像空氣的溫度、二氧化碳的占比量、土壤的濕潤(rùn)度等。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中蔬菜大棚也是尤為重要的，并且已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用。</p><p>

12、　　大棚內(nèi)蔬菜的生長(zhǎng)要受到環(huán)境中參數(shù)的影響。如今大多數(shù)對(duì)大棚環(huán)境條件的監(jiān)測(cè)與控制還是在采用很久以前的人工管理方式，這樣很難避免的造成了測(cè)控誤差時(shí)等缺點(diǎn)，容易造成難以估計(jì)的損失，結(jié)果浪費(fèi)了人力、物力，而且很難達(dá)到很好的效果。</p><p>　　目前，隨著蔬菜大棚的迅速增多，人們對(duì)其性能特別提高生產(chǎn)效率的要求也越來(lái)越高，人們都迫切的希望大棚的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。溫室大棚是植物栽培生產(chǎn)中必不可少的設(shè)施之一，溫度是衡量溫室

13、大棚的最重要的指標(biāo)，它直接影響到栽培作物的的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，為了能給作物提供一個(gè)合適的生長(zhǎng)環(huán)境，首要問(wèn)題是加強(qiáng)溫室內(nèi)的溫度的監(jiān)測(cè)控制。</p><p>　　從很久以前人類(lèi)就想出各種方法控制溫度和濕度，以滿(mǎn)足人們生產(chǎn)生活的需要。從古代人們通過(guò)扇子、雨傘、毛巾等試圖去控制溫度和濕度到今天高科技發(fā)展迅速的社會(huì)所發(fā)明出的各種工具，如風(fēng)扇、空調(diào)、加熱器等，表明人類(lèi)一直努力去控制這兩種和人類(lèi)密切相關(guān)的環(huán)境因素。</p>

14、;<p>　　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(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展，解決我國(guó)農(nóng)民普遍收入低的問(wèn)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?xún)r(jià)比的迅速提高，使得成本低性能穩(wěn)定的這種要求變?yōu)榭赡堋?lt;/p><p>　　溫室大棚是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，大棚測(cè)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)大棚自動(dòng)化、科學(xué)化的基本保證。計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，也使得用計(jì)算機(jī)控制的方面

15、也涉及到各個(gè)領(lǐng)域，其中在大棚內(nèi)用單片機(jī)控制溫度是應(yīng)用于實(shí)踐的主要方面之一。</p><p>　　影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境條件主要包括:溫度、濕度、光照、CO2濃度、土壤等。所有這些環(huán)境條件之間相互有著密切的聯(lián)系，其中一個(gè)量的變化就會(huì)影響其它控制變量的變化。作物的生長(zhǎng)發(fā)育是所有這些環(huán)境條件綜合作用的結(jié)果，而這其中有個(gè)最主要的環(huán)境影響就是溫度[1]。</p><p><b>　　1

16、設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)要求及框圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)是一個(gè)大棚溫度測(cè)控系統(tǒng)，用單片機(jī)來(lái)作為系統(tǒng)的總控制機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)由溫度四個(gè)模塊組成2]。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1.1-1所示。</p><p>　　圖1.1-1 系統(tǒng)電路圖</p><p><b>　　1.2 元器件</b>&l

17、t;/p><p>　　1.2.1 傳感器的選擇</p><p>　　最常用的為數(shù)字式溫度傳感器DS18B20。具有測(cè)量較準(zhǔn)確、測(cè)量范圍較廣等優(yōu)點(diǎn)。傳感器不需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化，而且方便與單片機(jī)連接，系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易，硬件成本較低。采用數(shù)字式溫度傳感器DHT90為數(shù)字式傳感器，它的優(yōu)點(diǎn)就是設(shè)計(jì)比較精巧而且價(jià)錢(qián)比較合理，可以輕松的采集溫度，而且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)也使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行不會(huì)那么繁瑣，因此電路中采

18、用此類(lèi)傳感器最為合適。</p><p>　　1.2.2 顯示模塊</p><p>　　此次設(shè)計(jì)的是一個(gè)大棚溫度測(cè)控系統(tǒng)，它的目的是要把從外界采集來(lái)的溫度值顯示出來(lái)。選擇采用的LCD12864液晶顯示器, 它可以顯示四行漢字，一行兩個(gè)漢字，四個(gè)字符，可進(jìn)行對(duì)比和分析，容易操作，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單。本次設(shè)計(jì)中的顯示部分選用LCD12864液晶顯示器符合上述一切要求[4]。</p>

19、<p>　　1.2.3 單片機(jī)模塊</p><p>　　AT89s52 是CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。它的優(yōu)點(diǎn)是低功耗、高性能。在單芯片上，擁有可調(diào)配的8位CPU，使得AT89S52擁有對(duì)嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、高效的解決方案。這也是這次設(shè)計(jì)采用AT89S52作為主控制系統(tǒng)的主要原因。</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)方案&

20、lt;/p><p>　　本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方案選定如下:主控制系統(tǒng)采用AT89S52，具有高靈活性，高效性等特點(diǎn)是本次設(shè)計(jì)的最佳元器件；液晶顯示模塊LCD12864作為本次系統(tǒng)的顯示，滿(mǎn)足性強(qiáng)，可以很容易進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，而且是整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單可行性強(qiáng)；DHT90溫度傳感器作為本次系統(tǒng)溫度的信息采集[5]。測(cè)量準(zhǔn)確度高，范圍廣，而且操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，很好的為設(shè)計(jì)提供了方便。</p><p&g

21、t;　　2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 系統(tǒng)硬件的簡(jiǎn)述</p><p>　　本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的一些特點(diǎn)來(lái)控制大棚的溫度，使其保持在合理的范圍內(nèi)。當(dāng)溫度低于12℃時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行，加熱開(kāi)始；當(dāng)溫度高于38℃時(shí)，則通風(fēng)裝置運(yùn)行，加熱停止。本系統(tǒng)采用的單片機(jī)，可以很有效的檢測(cè)盒控制蔬菜大棚，不僅方便、簡(jiǎn)單和靈活性，而且產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量也得到了很大的提高。</p>&

22、lt;p>　　2.2 單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 單片機(jī)的功能特性描述</p><p>　　?與MCS-51 兼容?全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz?三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定?128*8位內(nèi)部RAM?32可編程I/O線?5個(gè)中斷源?可編程串行通道?低功耗的閑置和掉電模式?片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p>　　AT89S52的

23、引腳結(jié)構(gòu)圖如圖2.2.1-1所示。</p><p>　　圖2.2.1-1 AT89S52引腳圖</p><p>　　2.3 溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.1 溫度傳感器的概述</p><p>　　DHT9x是一種特殊的數(shù)字溫度傳感器。此類(lèi)傳感器可以把傳感器件和收集到的新高集合起來(lái)處理，輸出全部標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)。傳感器利用

24、一個(gè)特殊的測(cè)溫元件，可以讓串行接口電路和同一芯片上與 14 位的 A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行對(duì)接。采用的CMOS技術(shù)確保了產(chǎn)品極高的可靠性與穩(wěn)定性。使得該產(chǎn)品具有品質(zhì)高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。傳感器采用的數(shù)字溫度傳感器芯片，引腳插針不叫規(guī)范，符合標(biāo)準(zhǔn)，使用時(shí)不用重新校準(zhǔn)。DHT90的基本特性如下：</p><p>　　?測(cè)溫范圍：-40～110.8℃；</p><p>　　?響應(yīng)時(shí)間：溫度：&

25、lt;24s</p><p>　　?分辨率：溫度：0.01℃</p><p>　　?重復(fù)性：溫度：0.1℃ </p><p>　　?測(cè)量精度：溫度：±0.5℃ </p><p>　　?安裝方式：2.54mm間距插針。</p><p>　　2.3.2 傳感器的接口說(shuō)明</p><p>

26、;　　這里把DHT90引腳結(jié)構(gòu)繪制成一個(gè)表格如表2.3.2-1所示。</p><p>　　表2.3.2-1 DHT90引腳結(jié)構(gòu)</p><p>　　DHT90供電電壓用3.3V。利用DHT90的串行接口，可以很好的優(yōu)化傳感器信號(hào)的讀取及電源能量消耗；單片機(jī)只有一種情況下傳感器能夠連接到I2C總線上，就是傳感器的協(xié)議以及I2C總線上沒(méi)有連接其它器件時(shí)。</p><p&g

27、t;　　SCK用于微處理器與DHT90之間的通訊同步。且不存在最小SCK頻率。</p><p>　　DATA三態(tài)門(mén)是用來(lái)作數(shù)據(jù)的讀取。數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，SCK時(shí)鐘位于高電平時(shí)，DATA保持原來(lái)的狀態(tài)不會(huì)改變。微處理器應(yīng)使DATA處于低電平狀態(tài)以防止信號(hào)之間產(chǎn)生沖突。此外它需要一個(gè)另外的外部上拉電阻。</p><p>　　2.3.3 硬件連接</p><p>　　本設(shè)計(jì)

28、采用的是數(shù)字式溫度傳感器DHT90。它的精確度高，測(cè)量范圍廣，系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)易，僅需要一條數(shù)據(jù)線便可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以很好的完成系統(tǒng)所要完成的任務(wù)。DHT90的硬件連接圖如圖2-2所示。</p><p>　　圖2.3.3-1 DHT90硬件連接圖</p><p>　　2.4 顯示模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.4.1 LCD12864的概述</p&

29、gt;<p>　　顯示器是常作為輸出設(shè)備最被廣泛應(yīng)用，而其中最多被運(yùn)用的是發(fā)光二極管顯示器(LED)和液晶顯示器(LCD)。由于它們節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用時(shí)間長(zhǎng)，最重要的是性?xún)r(jià)比相對(duì)而言比較高。 LCD則是由于消耗功率少、可見(jiàn)度范圍廣等特點(diǎn)也被視為最佳元器件。對(duì)于溫度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，顯示電路的設(shè)計(jì)也必不可少。不僅要顯示測(cè)量的溫度值，再根據(jù)溫度值設(shè)定不同報(bào)警參數(shù)，把它顯示出來(lái)。本設(shè)計(jì)中選用的是FYD12864。</p

30、><p>　　液晶顯示模塊提供8位串行及并行界面兩種連接方式。能進(jìn)行光標(biāo)顯示，而且畫(huà)面可以進(jìn)行移位設(shè)置。更可用的是LCD也有字符型和點(diǎn)陣型兩種，這一點(diǎn)是和LED顯示器十分相似。由于僅僅依靠字符的輸入和數(shù)字顯示無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)曲線的現(xiàn)實(shí)要求，本設(shè)計(jì)中的顯示器設(shè)計(jì)選用點(diǎn)陣式點(diǎn)陣式LCD在不僅能顯示字符、數(shù)字以及各種曲線、圖像及漢字，用途十分廣泛。</p><p>　　FYD12864-0402B是一種

31、具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊。 </p><p>　　2.4.2 LCD12864引腳說(shuō)明</p><p>　　LCD12864的引腳結(jié)構(gòu)如圖2.4.2-1所示。</p><p>　　圖2.4.2-1 LCD12864引腳圖</p><p>　　LCD12864共有20個(gè)引腳，其中引腳NC懸空。也可

32、以將引腳RST懸空，引腳DB0-DB7為三態(tài)數(shù)據(jù)線，其功能是寫(xiě)入并讀取數(shù)據(jù)。LCD12864引腳說(shuō)明如表2-2所示。</p><p>　　表2.4.2-1 LCD12864引腳說(shuō)明</p><p>　　2.4.3 LCD12864的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　LCD12864的主要技術(shù)參數(shù)如表2.4.3-1所示。</p><p>　

33、　表2.4.3-1 LCD12864的工作參數(shù)</p><p>　　2.5 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，未避免由于疏忽造成人或物的損失，會(huì)在一些主要的參數(shù)或系統(tǒng)部位設(shè)立可以自行控制的警示系統(tǒng)。它的工作原理是：利用由計(jì)算機(jī)收取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理變換后的數(shù)值，與特定參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，當(dāng)數(shù)據(jù)超出上下限區(qū)間之外時(shí)，會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，否則顯示原來(lái)的采樣值。<

34、;/p><p>　　設(shè)計(jì)選用的是聲和光共同控制的報(bào)警電路。蜂鳴器的正極與電源的正極相連接，負(fù)極接單片機(jī)的單片機(jī)的一端。通過(guò)單片機(jī)AT89S52的口線利用驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行發(fā)聲。報(bào)警電路中加了兩個(gè)發(fā)光二極管，分別與單片機(jī)的P2.5和P2.6連接。溫度傳感器收取來(lái)的溫度，當(dāng)溫度過(guò)限時(shí)，蜂鳴器會(huì)立刻發(fā)聲報(bào)警聲。當(dāng)溫度超出某一設(shè)定值時(shí)，其中一只二極管發(fā)光；這次設(shè)計(jì)是：測(cè)量出溫度測(cè)量值后，與特定的上下值進(jìn)行比較。當(dāng)溫度過(guò)限時(shí)，接

35、口置低電平，單片機(jī)開(kāi)始工作。報(bào)警電路圖如下圖2-4所示。</p><p>　　圖2.5-1 報(bào)警電路圖</p><p>　　2.6 功能鍵的設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)的系統(tǒng)需要人工操作，這樣一來(lái)十分耗時(shí)費(fèi)力，而大多數(shù)時(shí)候人們?yōu)榱烁玫膶?duì)它進(jìn)行控制，特地設(shè)計(jì)了鍵盤(pán)。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，往往需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的功能鍵。即每個(gè)按鍵接一根輸入線，各鍵的工作狀態(tài)互不

36、影響。鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，使用比較靈活，因此被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中。</p><p>　　為了方便人們對(duì)系統(tǒng)的管理，可以讓溫室大棚中溫度進(jìn)行自主測(cè)量和控制，系統(tǒng)使用鍵盤(pán)來(lái)給溫度設(shè)定一個(gè)特定的局限，只要其保持在這段區(qū)間里，報(bào)警系統(tǒng)未啟動(dòng)，就不必用人為來(lái)干預(yù)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)按鍵，按鍵的功能如下：</p><p>　　S1：用來(lái)控制溫度上限，開(kāi)始

37、設(shè)定一個(gè)上限值，使其保持在35℃，超出時(shí)自動(dòng)調(diào)整下降；</p><p>　　S2：用來(lái)控制溫度下限，開(kāi)始設(shè)定一個(gè)下限值，使其保持在20℃，超出時(shí)自動(dòng)調(diào)整升高；</p><p>　　2.7 控制電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　自動(dòng)控制電路中，繼電器常常被運(yùn)用于控制系統(tǒng)中。它是正反兩種控制系統(tǒng)，是用低電流去控制高電流來(lái)達(dá)到電路的目的。電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、

38、性?xún)r(jià)比較高。加溫設(shè)備工作原理：當(dāng)溫度低于某一特定值時(shí)，與單片機(jī)連接的引腳將被置于低電平，三極管導(dǎo)通，繼電器中可以流過(guò)電流同時(shí)閉合，裝置開(kāi)始加熱。當(dāng)溫度上升到某一特定的值時(shí)，三極管截止，置其引腳為高電平，此時(shí)繼電器斷開(kāi)即不會(huì)進(jìn)行工作，加熱停止。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。加溫設(shè)備原理圖如圖2.7-1所示。</p><p>　　圖2.7-1 加溫設(shè)備電路圖</p><p>

39、;<b>　　3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 軟件設(shè)計(jì)的整體思想</p><p>　　系統(tǒng)需要較完善的硬件作保證才能完整的實(shí)現(xiàn)功能，當(dāng)然相應(yīng)設(shè)計(jì)合理的軟件也是必不可少，作為是單片機(jī)應(yīng)用高速發(fā)展的今天更是相當(dāng)于一種基本準(zhǔn)則。我們可以通過(guò)軟件編程來(lái)代替硬件完成需要完成的工作，這個(gè)不僅僅適應(yīng)于一些簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)，很復(fù)雜的硬件電路也能完成的工作，如數(shù)

40、字濾波，信號(hào)處理等。</p><p>　　系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，要熟練的掌握系統(tǒng)的組成，數(shù)據(jù)的傳輸也是不可忽視的，此外信號(hào)的控制以及信號(hào)的顯示也要多加注意。值得注意的是我們一定要首先知道各個(gè)部分的子程序及程序的流程圖，才能對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行控制之后再執(zhí)行編程[11]。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的核心是AT89S52單片機(jī)，采用的是C語(yǔ)言編程。它的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，看起來(lái)相對(duì)直觀，由主程序、讀出溫度

41、子程序、按鍵處理子程序、LCD12864顯示子程序、以及有關(guān)DHT90的程序等模塊組成。</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作流程是，先進(jìn)行初始化，在鍵盤(pán)上輸入要設(shè)定的溫度的上下限值；傳感器讀取溫度值，線性擬合數(shù)據(jù)，通過(guò)LCD顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度過(guò)限時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)控制設(shè)備；當(dāng)數(shù)據(jù)在溫度上下限范圍內(nèi)，則顯示正常溫度值。</p><p>　　3.2 程序流程圖設(shè)計(jì)</p><

42、;p>　　整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化編程，程序流程圖如圖3.2-1所示。</p><p>　　圖3.2-1 程序流程圖</p><p>　　3.3 DHT90軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 DHT90測(cè)量流程圖</p><p>　　圖3.3.1-1是DHT90測(cè)量流程圖。</p><p>　　圖

43、3.3.1-1 DHT90測(cè)量時(shí)序圖</p><p>　　3.3.2 傳感器的電氣特性</p><p>　　一方面它的能量消耗比較低，由電源決定電平位和輸入輸出電壓。如圖3.3.2-1是DHT90時(shí)序圖。</p><p>　　圖3.3.2-1 DHT90時(shí)序圖</p><p>　　3.3.3 傳感器指令的啟動(dòng)</p>

44、<p>　　選擇供電電壓后給傳感器上電，并控制使電路的上電速率超過(guò)1V/ms。通電后傳感器會(huì)進(jìn)入大約11ms的休眠狀態(tài)，這是正常的，只是此時(shí)不會(huì)發(fā)送命令。DHT90命令集如表3.3.3-1所示。</p><p>　　表3.3.3-1 DHT90命令集</p><p>　　3.3.4 發(fā)送命令</p><p>　　發(fā)送命令時(shí)序圖如圖3.3.4-1所示。、

45、</p><p>　　圖3.3.4-1 發(fā)送命令時(shí)序圖</p><p>　　3.3.5 通訊復(fù)位時(shí)序</p><p>　　如果與 DHT90通訊中斷，下列信號(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3.3.5-1。</p><p>　　圖3.3.5-1 通訊復(fù)位時(shí)序</p>&

46、lt;p>　　3.4 DHT90的溫度補(bǔ)償及轉(zhuǎn)換</p><p>　　3.4.1 溫度轉(zhuǎn)換</p><p>　　溫度轉(zhuǎn)換數(shù)可參閱表3.4.1-1，溫度轉(zhuǎn)度公式(3.4.1-1)。</p><p><b>　　(3.4.1-1)</b></p><p>　　表3.4.1-1 溫度轉(zhuǎn)換數(shù)</p><

47、;p>　　3.5 LCD12864軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1 LCD12864顯示流程圖</p><p>　　用FYD12864-0402B顯示模塊進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先設(shè)定顯示字符位置，再寫(xiě)入中文字符編碼；顯示ASCII字符過(guò)程與顯示中文字符過(guò)程大致相同，只是在顯示連續(xù)字符時(shí)將會(huì)有一個(gè)空ASCII字符位置，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

48、；當(dāng)字符編碼為2字節(jié)時(shí)，按先高后低的順序?qū)懭胫噶?；模塊在接收指令前，讀取BF標(biāo)志時(shí)令其為“0” ，此時(shí)可以接受新的指令。LCD12864顯示流程圖如圖3.1.5-1所示。</p><p>　　圖3.1.5-1 LCD顯示流程圖</p><p>　　3.5.2 寫(xiě)數(shù)據(jù)到模塊</p><p>　　單片機(jī)的高低電平要通過(guò)控制LCD上RS、RW、E三個(gè)引腳來(lái)發(fā)送和接收數(shù)

49、據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。值得一提的是，只有當(dāng)BF=0時(shí)才能對(duì)LCD進(jìn)行操作，因此在讀取數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行查找篩選?！癛E”負(fù)責(zé)基本指令集與擴(kuò)充指令集的選擇控制。使用相同指令集時(shí)，無(wú)需再次重設(shè)“RE”位。而當(dāng) “RE”改變時(shí)，以后的指令集將維持在上個(gè)指令的最終狀態(tài)。 </p><p>　　LCD寫(xiě)數(shù)據(jù)到模塊時(shí)序圖如圖3.5.2-1所示。</p><p>　　圖3.5.2-1 LCD寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)序</p&

50、gt;<p>　　3.5.3 從模塊讀出數(shù)據(jù)</p><p>　　12864液晶模塊內(nèi)部RAM中的相應(yīng)數(shù)據(jù)可以根據(jù)LCD讀數(shù)據(jù)時(shí)序圖讀出。需要先執(zhí)行“設(shè)置頁(yè)地址” 及“設(shè)置列地址”兩個(gè)命令，開(kāi)始從RAM中讀取數(shù)據(jù)，之后，Y地址計(jì)數(shù)器會(huì)自動(dòng)加1。讀數(shù)據(jù)時(shí)首先進(jìn)行先查忙，和上述模塊一樣，LCD進(jìn)行操作也是當(dāng)在BF=0的時(shí)候。</p><p>　　LCD讀數(shù)據(jù)時(shí)序圖如圖3.5.3

51、-1所示。</p><p>　　圖3.5.3-1 LCD讀數(shù)據(jù)時(shí)序</p><p>　　3.6 按鍵軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　控制系統(tǒng)中有兩種可采用的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)其鍵盤(pán)接口，即查詢(xún)和中斷。查詢(xún)的步驟是先進(jìn)行查詢(xún)數(shù)據(jù)，等待查詢(xún)結(jié)果，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。待到下一次數(shù)據(jù)傳送時(shí)，循環(huán)上述過(guò)程。查詢(xún)方式可以用于各種設(shè)備之間和CPU間的數(shù)據(jù)傳送，實(shí)用性比較強(qiáng)。但在數(shù)據(jù)傳

52、輸中卻存在一個(gè)等待時(shí)間，這樣一來(lái)就使得程序的效率明顯降低而相對(duì)來(lái)說(shuō)中斷方式可以有效的解決這個(gè)問(wèn)題。因此軟件中常采用中斷方式。</p><p>　　鍵盤(pán)可以分為獨(dú)立連接式和行列式。獨(dú)立式按鍵的工作狀態(tài)可以達(dá)到互不影響的效果，它的設(shè)計(jì)是各按鍵可以相互獨(dú)立地接通一條已被輸入的數(shù)據(jù)線。它的電路設(shè)計(jì)之簡(jiǎn)單是其優(yōu)勢(shì)所在，而又存在著一些不可避免的缺點(diǎn)，就是所要占用的引腳過(guò)多，因而在行列式的過(guò)程中顯得復(fù)雜有繁瑣。本設(shè)計(jì)中的按鍵采

53、用獨(dú)立連接式的方式，在鍵盤(pán)掃描程序中，不僅僅要求出鍵值，還要做到的是使程序轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的地址去完成該鍵所代表的操作。對(duì)數(shù)字鍵而言是指直接將該鍵值送到顯示緩沖區(qū)進(jìn)行顯示；對(duì)功能鍵則是須找到該功能鍵處理程序的入口地址，同時(shí)轉(zhuǎn)去執(zhí)行它的功能。</p><p>　　設(shè)計(jì)中還必須排除抖動(dòng)的影響，這是為了防止CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次，分硬件和軟件兩個(gè)方面。由于采用硬件抖動(dòng)電時(shí)路，按鍵個(gè)數(shù)比較多容易受到局限。人們常?？梢杂?/p>

54、軟件去抖的方法來(lái)解決它。它的工作過(guò)程是，先用第一次按鍵進(jìn)行檢測(cè)，等待軟件延時(shí)后，判斷該鍵電平是否保持原狀態(tài)還是發(fā)生了翻轉(zhuǎn)。若保持閉合狀態(tài)電平，則可以確認(rèn)此鍵已經(jīng)按下。從而可以檢測(cè)出并消除按鍵抖動(dòng)的影響。</p><p>　　這里我們隊(duì)按鍵掃描的工作過(guò)程進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的描述，首先先通過(guò)上述方法確認(rèn)鍵盤(pán)中是否有鍵按下，緊接著進(jìn)行行掃描，若判斷結(jié)果為是，則調(diào)用延時(shí)子程序去除抖動(dòng)；若判斷結(jié)果相反，則保持原狀態(tài)。</p

55、><p>　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能使用較少的按鍵來(lái)進(jìn)行操作，為了獲取更多的操作控制功能，使整個(gè)系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單方便。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　得知這學(xué)期要修課程設(shè)計(jì)是在新學(xué)期的課程表上，每周一次課四節(jié)連堂，當(dāng)時(shí)認(rèn)為除了時(shí)間略顯難熬其他的也沒(méi)必要有過(guò)多的擔(dān)心。這種想法一直持續(xù)到要上課的那一周，甚至是知道要寫(xiě)一篇一

56、萬(wàn)多字的論文，我仍然覺(jué)得，借住現(xiàn)在強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)，同學(xué)之間的互相幫助加上自身的些許努力，我能夠很快的完成任務(wù)。事實(shí)總是如此，我們時(shí)常在眼高手低中放縱自己，忽略了努力的真實(shí)意義，當(dāng)現(xiàn)實(shí)來(lái)臨時(shí)往往被打的一敗涂地。</p><p>　　接到題目初始，對(duì)于單片機(jī)知識(shí)的匱乏以及論文格式的嚴(yán)格使我陷入深深的恐懼，以至于很長(zhǎng)一段時(shí)間竟無(wú)從下手，不知道要怎么開(kāi)始，怎么繼續(xù)，怎么結(jié)束。即便是大量的搜集網(wǎng)上的資料和開(kāi)始不斷的詢(xún)問(wèn)老師后

57、，仍然是一頭霧水。一時(shí)之間，深刻的為所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的淺顯而莫名的焦慮不安，甚至有種難以啟齒的失落感。繼續(xù)本是一件很簡(jiǎn)單的事情，唯一難的僅僅是開(kāi)始而已。</p><p>　　生活中往往是這樣，當(dāng)我們得知必須要做一些事時(shí)，即便是打心底里抗拒，腦海里完全沒(méi)有一點(diǎn)思緒，我們也會(huì)不停的去想去做。思考也算是完成一件事的一部分開(kāi)始，當(dāng)我認(rèn)為我不知怎么開(kāi)始寫(xiě)時(shí)，其實(shí)已經(jīng)是在開(kāi)始做了。而這篇論文就是在這種云里霧里的狀態(tài)下開(kāi)始了，很

58、幸運(yùn)我也在既定的時(shí)間內(nèi)完成了它。</p><p>　　當(dāng)然，所有事情的完成都離不開(kāi)它所在的環(huán)境。環(huán)境造就了你，而你完成了這件事，所以可以說(shuō)是你所在的大環(huán)境幫你完成了你要做的事。當(dāng)我們需要得到一些東西時(shí)應(yīng)該學(xué)會(huì)滿(mǎn)足，而當(dāng)別人給予我們一些東西時(shí)應(yīng)該學(xué)會(huì)感恩。</p><p>　　首先要感謝指導(dǎo)這次論文的老師，正是其嚴(yán)厲的教學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和嚴(yán)格的工作作風(fēng)的驅(qū)使下，我才能踏破千辛萬(wàn)苦完成任

59、務(wù)。我將為我有這么一個(gè)嚴(yán)肅的老師而感到敬仰，對(duì)事情的嚴(yán)格要求也將會(huì)鞭策到我在未來(lái)的每一個(gè)工作上。</p><p>　　還要感謝我的學(xué)校，感謝一教的一草一木，每一寸建筑，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，每一縷空氣……正是有了這些環(huán)境的存在，我才能一個(gè)又一個(gè)漫長(zhǎng)的下午時(shí)，飲著窗外溫暖的陽(yáng)光在困難中乘風(fēng)破浪，在絕望中起死回生，在勤奮與懶惰，努力與墮落的較量中占得理性的高峰，</p><p>　　把大學(xué)生活從平淡

60、的糾結(jié)中解脫出來(lái)又歸于平淡。</p><p>　　最后我想說(shuō)，這次論文的完成并沒(méi)有讓我們背負(fù)過(guò)多的滄桑感。此時(shí)此刻，我并不認(rèn)為這是一個(gè)輕松的結(jié)束，相反的我卻感覺(jué)又進(jìn)入了另一個(gè)沉重的開(kāi)始。此過(guò)程中所有的困難時(shí)時(shí)刻刻提醒著我，我應(yīng)該學(xué)習(xí)的應(yīng)當(dāng)知道的還有很多很多。就像火車(chē)的站點(diǎn)一樣，所謂的終點(diǎn)其實(shí)也就是起點(diǎn)。一件事情的結(jié)束也是另一件事情的開(kāi)始，大學(xué)生活依舊還在繼續(xù)，明天的天空依舊蔚藍(lán)，太陽(yáng)依舊燦爛！</p>

61、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]范海濤. 世界設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀. 農(nóng)村實(shí)用工程技術(shù), 2001(1): 10-11</p><p>　　[2]李朝青. 單片機(jī)原理及接口技術(shù). 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2009</p><p>　　[3]潘新民, 王燕芳. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 北京: 電子

62、工業(yè)出版社, 2011</p><p>　　[4]周潤(rùn)景, 張麗娜. 基于PROTEUS的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2006</p><p>　　[5]房德君. 新型單片機(jī)綜合試驗(yàn)系統(tǒng). 山東: 山東大學(xué)出版社, 1996</p><p>　　[6]劉九慶. 溫室環(huán)境工程技術(shù). 吉林: 東北林業(yè)大學(xué)出版社, 2002</p

63、><p>　　[7]張友德, 趙志英, 涂時(shí)亮. 單片微型機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn). 上海: 復(fù)旦大學(xué)出版社, 2003</p><p>　　[8]沈慶陽(yáng). 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2002</p><p>　　[9]杜深慧. 溫濕度檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004</p><p>　　[10]姜志海, 趙