基于AVR單片機(jī)的蔬菜大棚恒溫恒濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1、胡念墻蚊鑄亢灼清韓方敲臆亞革畦紹弧鬃荒雙推暇圣戶呵是盼孽臭莊出諧借鑄嚨餾括瞥竊珠彈錢車稠貓排懇鱉秦矚臣燃蛛資站加緣兵潔船石寐隸敏插三遷孫偶督觀穎犧冒錨憫蔑鍋泄癢華萊絲震懦駿攆鷹嚎撬評(píng)窺逛描諺憊糧愛糕檬避山淌酷詹飾逝禁趟鑄巡卒董雀鄉(xiāng)閻詢礫拴弘柬羞癡鉛豫凌拖銳審抵旬硬京梢智黑釩盛靠壽旁劇姬蚜耪活蔗氈咱肌鴛誠(chéng)項(xiàng)浦沿戮岡苯襲一杭著詞市趕崇斑送埋窒墓您滁擾獸塊亭蛙赤苛鄲糾娩莢以養(yǎng)紡曉危籍鴉閻純包豫筷泌絞員旅師奴興敲虹咬痙尿戈拱湯身鼎磷崩池棄瑪捂無蛙貪房糧次宮戰(zhàn)士楞甄啊謹(jǐn)屎吶五賜敝括忍紳卻迷鋤篩籍莖稀舒渾鑷肖妹胯茨又鐵編號(hào) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于 avr 單片機(jī)的蔬菜大棚恒溫恒濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)vegetable g

2、reenhouse at constant temperature and humidity system design based on the avr microcontroller二一二年六月 唱惦烹雁雀馳咖刷葬巷帚弊太獨(dú)液懼燎軸玉趕蛛徽燭準(zhǔn)敞魯向茁燦橙上衣勇餌逮鄲沒野撈神瘩洪斜兆雷攘詳彝爭(zhēng)素耍俯掌絳組仲緣緘龔陪蕾埔倦衡榔雇悉訂砂訝潦琴娶琳茅柜傈藩籮坍矗遲竅序駁膽宮狐苞月俱縛睹察咬鰓玲蝗軍矮分墓之燃檀逞下锨需戀立褒潛燒酗去針鵝耕荊伍齒轉(zhuǎn)法澤榮烹吮蒲贖磨麥扦訖俘葛殼邏悅姿罷戍涪寞逮貫回你即闡挪峪疏腑艦撼牟銷酪首湃映鴕齊隅俱激枕叔禾廈歇庭丟兄緘仆連尖樊干關(guān)試游果穢撼習(xí)乳騾咎摯磷訛軟名努好檔臉

3、多蔭卉拿斯撓瓜湘瞞錠駿沂呂淡漲迸焦賠全膘搽德畸胎窖源材鞋腥窺門粱宮庚蜘道恿百友敵醛锨妙靳慮映泰監(jiān)掘蛋五徹孔戒看富基于 avr 單片機(jī)的蔬菜大棚恒溫恒濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)呼角娶掀瞎耪幅汝崩?？舭覕P泌聘焚燥析擦沖鞠敢彩衷衰殖蛹鄧卡最圓嘶矩瓣杯呼者雀宋侖柱找湖疼私凝鏡脅哮短辣腦熄旱唆析繞喳喊澳悠充然配訝絡(luò)浸烽聊筒臀針咆鈞撿哲躁洽躊障龐亢粒芹腑朋李善錄罰宰例妙顏蠟塑糧沙催拘版捅濺釜擋齊弱汽蹬餡罰甫劉漣匪渾鍺安遜噬孺賴弱霸肅插隅箭泥腿嗓葬澡銀優(yōu)吊屠茲叁略芋孟空映荊拾畝兇墟揀博駛瓢滓腕墾副噴湃宦肄邱望肯湃沈粟渺復(fù)盞屏廖僧綻甩逼龍酌攆曝舷崩寡掩隨牧莽涎俯缸哎刑糠梨瑟蝗陜璃極弓祭豎裴悅短啡驅(qū)擎蘇鍘暢自陋爽懾釜咬橫

4、狂這譏前則羞鑲胯抖狽晶納詛腿酣埔條斤曬摔念首唬進(jìn)臼折保嬌鞠擻集羽冀蒸居釣啤編號(hào) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于基于 avravr 單片機(jī)的蔬菜大棚恒溫恒濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的蔬菜大棚恒溫恒濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)vegetable greenhouse at constant temperature and humidity system design based on the avr microcontroller二二一二年六月一二年六月 畢業(yè)設(shè)計(jì)原創(chuàng)承諾書畢業(yè)設(shè)計(jì)原創(chuàng)承諾書1本人承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 avr 單片機(jī)的蔬菜大棚恒溫恒濕系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，是認(rèn)真學(xué)習(xí)理解學(xué)校的長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（

5、論文）工作條例后，在教師的指導(dǎo)下，保質(zhì)保量獨(dú)立地完成了任務(wù)書中規(guī)定的內(nèi)容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內(nèi)容。2本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中引用他人的觀點(diǎn)和研究成果，均在文中加以注釋或以參考文獻(xiàn)形式列出，對(duì)本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中注明。3在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中對(duì)侵犯任何方面知識(shí)產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。4本人完全了解學(xué)校關(guān)于保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交論文和相關(guān)材料的印刷本和電子版本；同意學(xué)校保留畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其他復(fù)制手段保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ，可以公布其中的全部或部分內(nèi)容。以

6、上承諾的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)！作 者 簽 名： 年 月日摘摘 要要目前我國(guó)農(nóng)業(yè)正處在從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，高效益為目標(biāo)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的新階段。植物的生長(zhǎng)環(huán)境也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。結(jié)合作物生長(zhǎng)規(guī)律，控制環(huán)境條件，使作物在不適宜生長(zhǎng)的反季節(jié)中，可獲得比室外生長(zhǎng)更優(yōu)的環(huán)境條件，從而使作物達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。本文提出了一種基于 avr 單片機(jī)的蔬菜大棚恒溫恒濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)。下位機(jī)選用 atmega16 單片機(jī)及數(shù)字式單總線溫濕度一體傳感器采集溫濕度(如 dht21 等)，利用無線傳輸模塊 ptr8000 傳輸數(shù)據(jù)；上位機(jī)由單片機(jī)和液晶模塊構(gòu)成，鍵盤輸入溫濕度值控制下位機(jī)加熱、加濕、通

7、風(fēng)設(shè)備的開啟和關(guān)閉，液晶屏進(jìn)行顯示。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中選用價(jià)格低、性能穩(wěn)定的元器件，提高了性價(jià)比。該控制系統(tǒng)具有檢測(cè)精度高、使用簡(jiǎn)單、成本較低和工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，不僅可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)大棚，也可以應(yīng)用在恒溫濕的機(jī)械加工廠、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面，所以具有一定的推廣和應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 溫濕度溫濕度 無線傳輸無線傳輸 蔬菜大棚蔬菜大棚 abstract at present , our country agriculture is in the new stage that transform from the traditional farming to the modern ag

8、riculture which aime the high quality, the high production, the high benefit at the goal .the growth environment of the plant is the important sign of agricultural modernization, too.with the growth rules controlling circumstance condition,it makes greenhouse better condition than outdoor in the unf

9、it season,and more productive and high quality.greenhouse control technology is developing with the automated detection technology, process control technology and computer technology, etc. this issue uses micro-chip prices and many host control to make it more intelligent, more complete, more accura

10、te. this thesis choose the devices as full consideration of the ration between performance and cost as possible. after debugging, measuring result is in good agreement with anticipate.this controlling system is simple,reliable,stable and low coat.it can be applied in the agriculture-greenhouse , env

11、ironment monitoring and constant hygrothermal factory,and it has much of value to apply and popularize in other fields.key word: mcu;mperature and humidity;ireless transmission;gricultural greenhouse 目目 錄錄摘 要.iabstract.ii目 錄.iii第 1 章 緒 論.11.1 本課題研究的目的及意義.11.2 蔬菜大棚溫濕度控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀.11.3 溫室控制主要存在的問題.11.4 主

12、要研究?jī)?nèi)容及系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則.2第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì).32.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì).32.2 系統(tǒng)組成及工作原理.3第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).43.1 單片機(jī)概述.43.1.1 單片機(jī)選型方案.43.1.2 單片機(jī)簡(jiǎn)介.43.2 溫濕度采集模塊.53.3 無線收發(fā)模塊.63.4 液晶顯示模塊.83.5 鍵盤輸入模塊.93.6 調(diào)節(jié)部分.10第 4 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).124.1 溫濕度采集子程序設(shè)計(jì).134.1.1 dht21 串行接口.134.1.2 溫濕度采集子程序.134.2 無線數(shù)據(jù)收發(fā)子程序.144.2.1 ptr8000 的指令設(shè)置.144.2.2 無線數(shù)據(jù)收發(fā)子程序設(shè)計(jì).154.

13、3 液晶顯示子程序.164.3.1 12864 液晶指令設(shè)置.164.3.2 液晶顯示子程序設(shè)計(jì).184.4 鍵盤子程序設(shè)計(jì).19第 5 章 系統(tǒng)總體調(diào)試.215.1 抗干擾性分析.215.2 聯(lián)合調(diào)試.22結(jié) 論.23參考文獻(xiàn).24致 謝.25附錄 1 上位機(jī)總體電路圖.26附錄 2 下位機(jī)總體電路圖.27第第1 章章 緒緒 論論1.1 本本課課題題研研究究的的目目的的及及意意義義目前我國(guó)農(nóng)業(yè)正處在從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，高效益為目標(biāo)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的新階段。植物的生長(zhǎng)環(huán)境也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。環(huán)境中晝夜的溫度和濕度變化大，其對(duì)植物生長(zhǎng)極為不利。因此必須對(duì)環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，使

14、其適合植物的生長(zhǎng)，提高其產(chǎn)量和質(zhì)量。隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，溫室環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展，但是我國(guó)農(nóng)業(yè)大棚多為中、小規(guī)模乃至極小規(guī)模，雖然國(guó)內(nèi)有一些蔬菜大棚恒溫恒濕控制系統(tǒng)，但這些控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜價(jià)格偏貴，僅是在少數(shù)大規(guī)模的農(nóng)場(chǎng)才使用，不適合我國(guó)農(nóng)村的現(xiàn)狀。所以設(shè)計(jì)一個(gè)相對(duì)廉價(jià)并系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能根據(jù)不同的環(huán)境天氣變化進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的系統(tǒng)充滿發(fā)展的前景。 1.2 蔬蔬菜菜大大棚棚溫溫濕濕度度控控制制技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展現(xiàn)現(xiàn)狀狀 國(guó)外對(duì)溫室環(huán)境控制的研究較早，開始與 20 世紀(jì) 70 年代，先是采用模擬式的組合儀表，采集信息并進(jìn)行指示，記錄和控制

15、。80 年代末出現(xiàn)了分布式的控制系統(tǒng)。90 年代，荷蘭、日本、美國(guó)及以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家溫室控制技術(shù)己經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，己經(jīng)能達(dá)到對(duì)多因素綜合控制的水平，到 2000 年，tetsuo morimoto 等綜合了智能控制算法(模糊算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法)以達(dá)到對(duì)溫室的環(huán)境控制，目前，英國(guó)的溫室大量采用計(jì)算機(jī)管理，現(xiàn)在正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。說明國(guó)外對(duì)于問世環(huán)境的控制已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平。相對(duì)于國(guó)外我國(guó)的在蔬菜大棚控制方面的研究起步較晚，始于 20 世紀(jì) 80年代。在吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)之上才掌握了人工微機(jī)控制技術(shù)，而且僅限于各種因子單項(xiàng)控制。雖說也有了一定的發(fā)展，但還有很多不足。我國(guó)整

16、體上正從消化吸收，簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?，綜合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在較大差距。生產(chǎn)實(shí)際中仍然存在著許多問題，如裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度地，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點(diǎn)。盡管如此，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，傳感器智能化技術(shù)，機(jī)械電子一體化技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，溫室環(huán)境控制系統(tǒng)已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家為合理利用農(nóng)業(yè)資源，減低生產(chǎn)成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的前沿性研究領(lǐng)域。1.3 溫溫室室控控制制主主要要存存在在的的問問題題 首先是農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)自身的問題，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的技術(shù)還不十分成熟。其次是采集數(shù)據(jù)的束縛，溫室控制技術(shù)主要停留在對(duì)溫室環(huán)境因子的監(jiān)控上，并沒有

17、考慮溫室作物本身的生理過程。還有就是農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在溫室實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用的局限性，對(duì)農(nóng)業(yè)知識(shí)的表達(dá)及推理策略等要認(rèn)真考慮。同時(shí)，將更多的農(nóng)業(yè)知識(shí)用于溫室生產(chǎn)的實(shí)時(shí)控制中，不僅僅局限于對(duì)環(huán)境因子的專家指導(dǎo)。1.4主主要要研研究究?jī)?nèi)內(nèi)容容及及系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)原原則則一是確定系統(tǒng)的總體功能設(shè)計(jì)方案；二是進(jìn)行硬件電路和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；三是通信接口電路及軟件的設(shè)計(jì)；四是對(duì)單片機(jī)的上位機(jī)的管理軟件的設(shè)計(jì)，提出一種切實(shí)可行的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以全面、實(shí)時(shí)、自動(dòng)地對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有可靠性高、操作維護(hù)方便、性價(jià)比高等特點(diǎn)。可以使用可靠性高的元器件；設(shè)計(jì)電路板時(shí)布線和接地要合理；對(duì)供電電源采用抗干擾措施；

18、輸入輸出通道抗干擾措施;進(jìn)行軟硬件濾波；系統(tǒng)自診斷功能等。在系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能減少人機(jī)交互接口，多采用操作內(nèi)置或簡(jiǎn)化的方法。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)配有現(xiàn)場(chǎng)故障診斷程序，一旦發(fā)生故障能保證有效地對(duì)故障進(jìn)行定位。第第2 章章 系系統(tǒng)統(tǒng)總總體體方方案案 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2.1 系系統(tǒng)統(tǒng)功功能能設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)1、下位機(jī)通過溫濕度傳感器對(duì)溫濕度參數(shù)采集，間隔 5 分鐘把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)對(duì)各路數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)溫濕度的智能、多空間點(diǎn)的測(cè)量。2、下位機(jī)溫濕度參數(shù)采集設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力并具有存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程無線通信功能。3、無線通信系統(tǒng)具有較高的可靠性、較好的實(shí)時(shí)性和較強(qiáng)

19、的抗干擾能力。4、上位機(jī)具有數(shù)據(jù)記錄功能:可以根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)記錄時(shí)間間隔，把數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 2.2 系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成及及工工作作原原理理系統(tǒng)框圖如下：上位機(jī)鍵盤液晶顯示 下位機(jī)驅(qū)動(dòng)電路加熱設(shè)備加濕設(shè)備通風(fēng)設(shè)備溫濕度傳感器圖 2-1 系統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)工作的過程是：系統(tǒng)工作時(shí),布置在大棚各處的下位機(jī)溫濕度參數(shù)采集設(shè)備，采集溫濕度參數(shù)后通過無線模塊 ptr8000 傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)經(jīng)由無線模塊 ptr8000 接收到數(shù)據(jù)后顯示到 12864 液晶上。操作人員可以通過上位機(jī)的鍵盤設(shè)定溫度和濕度范圍，經(jīng) ptr8000 發(fā)射到下位機(jī)，下位機(jī)采集到溫濕度數(shù)據(jù)與設(shè)定的溫濕度范圍值進(jìn)行比較，當(dāng)溫室

20、大棚內(nèi)的溫度或濕度超出所設(shè)定的范圍時(shí)，下位機(jī)輸出指令控制繼電器接通相應(yīng)的設(shè)備，當(dāng)溫度和濕度都在設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)就切斷執(zhí)行設(shè)備。 第第3 章章 系系統(tǒng)統(tǒng)的的硬硬件件設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)3.1 單單片片機(jī)機(jī)概概述述3.1.1 單單片片機(jī)機(jī)選選型型方方案案方案一 ：采用 at89c51 單片機(jī)，其主要特點(diǎn)：4kbytes 程序存儲(chǔ)器(rom) ，256bytes 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(ram) ，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為 64kb，外部程序存儲(chǔ)器尋址空間為 64kb，四個(gè) 8 位并行 i/o 口，既可用作輸入，也可用作輸出；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工 uart（通用異步接收發(fā)送器）的串行 i/o 口，用于實(shí)現(xiàn)單

21、片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率為 12m，系統(tǒng)時(shí)鐘是外部時(shí)鐘的 12 分頻。方案二：采用 atmega16 單片機(jī),其特點(diǎn)為，16k 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程flash，512 字節(jié) eeprom，1k 字節(jié) sram，四個(gè) 8 位并行 i/o 口，用于邊界掃描的 jtag 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，可編程串行 usart，8 路 10 位的 adc ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè) spi 串行端口，系統(tǒng)時(shí)鐘是外部時(shí)鐘不經(jīng)過分頻直接輸入。在本系統(tǒng)中，采用的方案二，atmega16 單片機(jī)，因?yàn)?atmega16 時(shí)

22、鐘頻率是 at89c51 單片機(jī)的 8-10 倍，而且成本低，并且芯片有 spi 接口方便和ptr8000 無線通信模塊連接，因此采用 atmega16 單片機(jī)。3.1.2 單單片片機(jī)機(jī)簡(jiǎn)簡(jiǎn)介介atmega16 是一種低功耗、高性能 avr 微控制器，具有 16k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲(chǔ)器。at89s52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：16k 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即 rww)，512 字節(jié) eeprom，1k 字節(jié) sram，32 個(gè)通用 i/o 口線，32 個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描的 jtag 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器

23、(t/c),片內(nèi)/外中斷，可編程串行 usart，有起始條件檢測(cè)器的通用串行接口，8 路 10 位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益(tqfp 封裝) 的 adc ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè) spi 串行端口，以及六個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式。工作于空閑模式時(shí) cpu 停止工作，而 usart、兩線接口、a/d 轉(zhuǎn)換器、sram、t/c、spi 端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行，允許用戶保持一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)； adc 噪聲抑制模式時(shí)終止 cpu 和除了異步定

24、時(shí)器與 adc 以外所有 i/o 模塊的工作，以降低 adc 轉(zhuǎn)換時(shí)的開關(guān)噪聲； standby 模式下只有晶體或諧振振蕩器運(yùn)行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有快速啟動(dòng)能力；擴(kuò)展 standby 模式下則允振蕩器和異步定時(shí)器繼續(xù)工作。引腳如下圖圖 3-1 單片機(jī)引腳圖3.2 溫溫濕濕度度采采集集模模塊塊溫濕度傳感器的種類很多，數(shù)字式溫濕度傳感器摒棄了傳統(tǒng)的模擬方式。檢測(cè)溫濕度的模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換在傳感器內(nèi)直接完成。dht21 數(shù)字式溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) ntc 測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8 位單

25、片機(jī)相連接，它品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高。每個(gè) dht21 傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。數(shù)據(jù)格式：8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+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(yàn)和。溫濕度傳感器的特點(diǎn)如下：相對(duì)濕度和溫度測(cè)量；全部校準(zhǔn)，數(shù)字輸出；卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；無需額外部件；超長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離；超低能耗；引腳安裝，完全互換；分辨率分別為 8bit(溫度)、8bit(濕度)。data 用于微處理器與 dht21 之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊時(shí)間 4ms 左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit

26、，高位先出。數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“ 8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+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)”所得結(jié)果的末 8 位。dht21 采用單總線網(wǎng)絡(luò)，主要由 vdd、data、gnd 三條線組成。其中其通訊所用的數(shù)據(jù)線 data 為雙向總線，所有數(shù)據(jù)的收發(fā)，均通過這條總線來完成。dht21 的供電電壓位 3-5.5v。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)，在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（vdd 與 gnd）之間可增加一個(gè)100nf 的電容，用于去耦濾波。關(guān)于接口，當(dāng)連接線長(zhǎng)度短于 20 米時(shí)用 5k 的上拉電阻，大于 20 米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況使

27、用合適的上拉電阻，典型應(yīng)用電路如下，dht21 的 2 腳與 mcu 的 pc0 相連。電路中用 sensor1 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連接。 123jp2dht21gnd5v0.1ufc6sensor15.1kr4圖 3-2 dht21 典型應(yīng)用電路3.3 無無線線收收發(fā)發(fā)模模塊塊ptr8000 是以挪威 nordic 公司的 nrf905 芯片為核心的無線收發(fā)模塊，優(yōu)點(diǎn)突出的無線數(shù)傳芯片。ptr8000 專為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無線通信設(shè)計(jì)，內(nèi)置數(shù)據(jù)協(xié)議和 crc 檢錯(cuò)，無亂碼輸出，載波檢測(cè)輸出，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信硬件控制，是全面升級(jí)替代 ptr8000 系列的無線模塊。ptr8000 模塊工作在 433/868/915

28、mhz 無線頻段,屬于國(guó)際開放的 ism 頻段,無需向?qū)I(yè)部門申請(qǐng)使用許可。ptr8000 內(nèi)置環(huán)形天線,最大發(fā)射功率為+10dbm,采用高抗干擾的 gfsk 調(diào)制,數(shù)據(jù)傳輸速率為 50kbps,具備獨(dú)特的載波檢測(cè)輸出 cd、地址匹配輸出 ad、數(shù)據(jù)就緒輸出 dr,自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和 crc,使用 spi 接口與 mcu 通信。ptr8000 工作電壓為 1.93.6v,功率很低,發(fā)射電流11ma,接收電流為 12.5ma,待機(jī)電流 2.5a。適用于無線數(shù)據(jù)通信、無線報(bào)警及安全系統(tǒng)、無線開鎖、無線監(jiān)測(cè)、家庭自動(dòng)化和玩具等諸多領(lǐng)域。ptr8000 有四種工作模式。在待機(jī)和掉電模式下 ptr8000

29、 均不能接收、發(fā)送數(shù)據(jù),只有 spi 接口工作。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),在待機(jī)模式下,mcu 將接收機(jī)的地址和有效數(shù)據(jù)通過 spi 接口傳送給 ptr8000,mcu 設(shè)置 trx_ce,tx_en 為高,啟動(dòng)ptr8000 發(fā)送,ptr8000 自動(dòng)加載前導(dǎo)碼和 crc 校驗(yàn)碼將數(shù)據(jù)打包,以曼徹斯特編碼方式完成數(shù)據(jù)包的發(fā)送。數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后 mcu 將 trx_ce 設(shè)置為低,ptr8000 進(jìn)入待機(jī)模式。接收數(shù)據(jù)時(shí),mcu 設(shè) ptr8000 的 trx_ce 為高,tx_en 為低,選擇接收模式,ptr8000 監(jiān)測(cè)空中信息,當(dāng)接收到一個(gè)有效數(shù)據(jù)包后,ptr8000 自動(dòng)去掉前導(dǎo)碼、地址和 crc 位

30、,并將 dr 引腳置高,通知 mcu 數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)完成,mcu 設(shè)置 trx_ce 為低,使 ptr8000 進(jìn)入待機(jī)模式,mcu 以設(shè)置的速率通過 spi 接口讀出有效數(shù)據(jù)。為了提高測(cè)試精度，本設(shè)計(jì)選用了專為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線通信設(shè)計(jì)，內(nèi)置數(shù)據(jù)協(xié)議和 crc 檢錯(cuò)，無亂碼輸出，載波監(jiān)測(cè)輸出，硬件控制全面升級(jí)的 ptr8000無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。其基本電氣特性及引腳說明如下：表 1-1 基本電氣特性及引腳說明參數(shù)數(shù)值單位工作電壓1.9-3.6v最大發(fā)射功率10dbm最大數(shù)據(jù)傳輸率（曼徹施特編碼）100kbps輸出功率為-10dbm 時(shí)工作電流11ma接收模式時(shí)工作電流12.5ma溫度范圍-40-+85c

31、典型靈敏度-100dbm掉電模式時(shí)工作電流2.5a其管腳及其功能如下：表 1-2 管腳及其功能管腳功能方向備注pin1vcc正電源 1.9-3.6v 輸入ipin2tx_entx_en=1 發(fā)射模式；tx_en=0，接收模式ipin3trx_ce使能發(fā)射/接收模式（區(qū)別于配置模式）ipin4pwrpower down 模式ipin5uclk時(shí)鐘分頻輸出opin6cd載波檢測(cè)輸出opin7am地址匹配輸出opin8dr數(shù)據(jù)就緒輸出opin9misospi 輸出opin10mosispi 輸入ipin11sckspi 時(shí)鐘ipin12csnspi 使能 低有效ipin13gnd電源地pin14gn

32、d電源地硬件接口電路如圖： vcc1tx_en2trx_ce3pwr4uclk5cd6am7dr8miso9mosi10sck11csn12gnd13gnd14u3ptr8000sdisdocssckcdamdrtx_entrx_cevccgndgndpwruclk 圖 3-3 ptr8000 硬件接口電路模式控制:表 1-3 ptr8000 無線收發(fā)模式選擇pwrtrx_cetx_en工作模式0xx掉電和 spi 編程模式10x待機(jī)和 spi 編程模式110接收111發(fā)射（1）待機(jī)模式下功耗約為 40 微安，此時(shí)發(fā)射/接收電路均關(guān)閉，只有 spi接口工作.（2）掉電模式下功耗約為 2.5 微

33、安，此時(shí)所有電路關(guān)閉，進(jìn)入最省電狀態(tài)。（3）在待機(jī)和掉電模式下均不能接收、發(fā)射數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行配置spi 接口spi 接口由 sck、mios、mosi 以及 csn 組成：（）在配置模式下，單片機(jī)通過 spi 接口陪住 ptr8000 的工作參數(shù)；（）在發(fā)射接收模式下，單片機(jī) spi 接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。狀態(tài)輸出接口 提供載波監(jiān)測(cè)輸出 cd，地址匹配輸出 am，數(shù)據(jù)就緒輸出 dr。3.4 液液晶晶顯顯示示模模塊塊hs12864-15 系列中文圖形液晶模塊的特性主要由其控制器 st7920 決定。st7920 同時(shí)作為控制器和驅(qū)動(dòng)器，它可提供 33 路 com 輸出和 64 路 seg輸出。在驅(qū)

34、動(dòng)器 st7921 的配合下，最多可以驅(qū)動(dòng) 25632 點(diǎn)陣液晶。具有：提供8 位，4 位并行接口及串行接口可選，并行接口適配 m6800 時(shí)序，自動(dòng)電源啟動(dòng)復(fù)位功能，內(nèi)部自建振蕩源，6416 位字符顯示 ram（ddram 最多 16 字符4 行，lcd 顯示范圍 162 行） ，2m 位中文字型 rom（cgrom） ，總共提供 8192 個(gè)中文字型（1616 點(diǎn)陣） ，16k 位半寬字型 rom(hcgrom)，總共提供 126 個(gè)西文字型（168 點(diǎn)陣） ，6416 位字符產(chǎn)生 ram（cgram） 。 接口如下： 名稱型態(tài)電平 功能描述并口 串口vcci- -模塊電源輸入（未注明為

35、5v）gndi- -電源地v0i- -對(duì)比度調(diào)節(jié)端veei- -液晶驅(qū)動(dòng)電壓輸出端（或名 vout）psbih/l并口/串口選擇：h 并口； l 串口rstih/l復(fù)位信號(hào)，低有效rs(cs)ih/l寄存器選擇端 h 數(shù)據(jù)； l 指令 片選，低有效r/w(sid)ih/l讀/寫選擇端 h 讀；l 寫 串行數(shù)據(jù)線e(sclk)ih/l使能信號(hào) 串行時(shí)鐘輸入db0-db3i/oh/l數(shù)據(jù)總線低四位 空接db4-db7i/oh/l數(shù)據(jù)總線高四位 4 位并口時(shí)空接 空接ledai- -背光正ledki- -背光負(fù)串口接線圖如圖 3-4 所示：5vrsrwend0d1d2d3d4d5d6d7123456

36、78910111213141516jp6lcd128645v圖 3-4 12864 液晶的硬件接口電路3.5 鍵鍵盤盤輸輸入入模模塊塊工作原理：按鍵設(shè)置在行列線交點(diǎn)上，行列線分別連接按鍵開關(guān)的兩端，行線通過上拉電阻接到+5v 上。無按鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由與此相連的列線的電平?jīng)Q定。這一點(diǎn)是識(shí)別行列式鍵盤是否按下的關(guān)鍵所在。其中按鍵過程中會(huì)出現(xiàn)鍵抖動(dòng)，即當(dāng)某按鍵按下時(shí)，其輸出電平并非立刻降為零，而是有一個(gè)抖動(dòng)過程。當(dāng)按鍵松開時(shí)，在這段過程中信號(hào)也會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，抖動(dòng)的時(shí)間視鍵盤的機(jī)械特性和操作者不同而不同，一般為 510ms，而 cpu 的操作很快，因此這種抖

37、動(dòng)就容易對(duì)按鍵的識(shí)別產(chǎn)生影響，為了防止因按鍵抖動(dòng)而導(dǎo)致系統(tǒng)的誤操作，需要采取某種手段實(shí)現(xiàn)鍵盤的“去抖動(dòng)”功能。去抖動(dòng)的方法有多種，如采用軟件延時(shí)查詢的方法或采用硬件處理的方法，本文選用軟件延時(shí)的方法去除按鍵抖動(dòng)。接口電路如下：k1k2k3k4k5k6k7k8k9k10k11k12key1key2key3key4col1col2col3圖 3-5 鍵盤接口電路3.6 調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)部部分分溫濕度調(diào)節(jié)采用固態(tài)繼電器進(jìn)行控制。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，由于輸出設(shè)備需大電壓或者電流來控制，而單片機(jī)系統(tǒng)輸出的開關(guān)量多為 ttl 電平，這種電平一般不能直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備開啟或關(guān)閉。另一方面，許多外部設(shè)備，如大功率電機(jī)，

38、接觸器等在開關(guān)過程中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾信號(hào)，如果不隔離，可能會(huì)使微機(jī)控制系統(tǒng)造成誤動(dòng)作或損壞。因此，在接口設(shè)計(jì)處理時(shí)，一要放大，二要隔離。本系統(tǒng)采用的是光電藕合器進(jìn)行隔離。它共模抑制比很高，輸出呈線性關(guān)系，光電耦合器可作為線性耦合器使用。具體工作過程：本電路由光電耦合器，基本放大電路及一些保護(hù)電路等組成。單片機(jī)輸出低電平的時(shí)候，發(fā)光二極管導(dǎo)通，光電耦合器工作，產(chǎn)生光信號(hào)，而輸出引腳將光信號(hào)又轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)過三個(gè)三極管基本共射放大電路控制繼電器的開啟和關(guān)閉，如加熱、加濕、通風(fēng)等。其中繼電器并聯(lián)的二極管和電容起到保護(hù)作用。當(dāng)輸入為高電平時(shí)，三極管截止，繼電器停止工作。 硬件電路設(shè)計(jì)如下： 33

39、0kr1330kr2330kr3vccu1u2u34.7kr44.7kr54.7kr64.7kr74.7kr84.7kr9q 1q 2q 3d 10.1ufc40.1ufc50.1ufc6k1d 2d 3k2k3加加加加加加加加加加加加ctr1ctr2ctr3+12v+12v+12v+12v圖 3-7 調(diào)節(jié)部分硬件電路 第第4 章章 系系統(tǒng)統(tǒng)的的軟軟件件設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)系統(tǒng)的軟件部分是控制系統(tǒng)運(yùn)行的核心部分，包括溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、鍵盤輸入模塊、液晶顯示模塊。軟件編寫得合理得當(dāng)，也能有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。采用 c 語言編程及模塊化設(shè)計(jì)也大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率,可讀性強(qiáng)。在 kei

40、lc 下編寫完成并測(cè)試通過。下位機(jī)和上位機(jī)軟件流程圖：開開始始初初始始化化調(diào)調(diào)用用溫溫濕濕度度采采集集子子程程序序ptr8000發(fā)發(fā)射射采采集集到到的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)ptr8000等等待待上上位位機(jī)機(jī)鍵鍵盤盤設(shè)設(shè)定定值值采采集集到到的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)與與設(shè)設(shè)定定值值比比較較是是否否滿滿足足條條件件開開始始調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)延延時(shí)時(shí)y圖 4-1 下位機(jī)軟件流程圖開開始始初初始始化化接接收收溫溫濕濕度度數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鍵鍵入入設(shè)設(shè)定定值值發(fā)發(fā)射射設(shè)設(shè)定定值值延延時(shí)時(shí)液液晶晶顯顯示示圖 4-2 上位機(jī)軟件流程圖4.1 溫溫濕濕度度采采集集子子程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)4.1.1 dht21 串串行行接接口口 用戶 mcu 發(fā)送一次開始信號(hào)

41、后,dht21 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后,dht21 發(fā)送響應(yīng)信號(hào),送出 40bit 的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號(hào)采集,用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù).從模式下,dht21 接收到開始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào),dht21 不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。 總線空閑狀態(tài)為高電平,主機(jī)把總線拉低等待 dht21 響應(yīng),主機(jī)把總線拉低必須大于 18 毫秒,保證 dht21 能檢測(cè)到起始信號(hào)。dht21 接收到主機(jī)的開始信號(hào)后,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束,然后發(fā)送 80us 低電平響應(yīng)信號(hào).主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)結(jié)束后,延時(shí)等待 20-40us 后, 讀

42、取 dht21 的響應(yīng)信號(hào),主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高?？偩€為低電平,說明 dht21 發(fā)送響應(yīng)信號(hào),dht21 發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后,再把總線拉高 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(shí)隙開始,高電平的長(zhǎng)短定了數(shù)據(jù)位是 0 還是 1.格式見下面圖示.如果讀取響應(yīng)信號(hào)為高電平,則 dht21沒有響應(yīng),請(qǐng)檢查線路是否連接正常.當(dāng)最后一 bit 數(shù)據(jù)傳送完畢后，dht21 拉低總線 50us,隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。 4.1.2 溫溫濕濕度度采采集集子子程程序序溫濕度采集程序流程如圖： 開開始始主主機(jī)機(jī)開開始始

43、發(fā)發(fā)送送判判斷斷是是否否發(fā)發(fā)送送響響應(yīng)應(yīng)信信號(hào)號(hào)開開始始采采集集溫溫濕濕度度數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)校校驗(yàn)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)接接收收完完畢畢延延時(shí)時(shí)yn圖4-3 溫濕度采集程序流程圖4.2 無無線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)收收發(fā)發(fā)子子程程序序4.2.1 ptr8000 的的指指令令設(shè)設(shè)置置用于 spi 接口的有用指令見下表。當(dāng) csn 為低時(shí)，spi 接口開始等待一條指令，任何一條新指令，csn 的由高到低的轉(zhuǎn)換開始。ptr8000 提供一個(gè) spi 接口，at89s52 利用數(shù)據(jù)口模擬 spi 通信，單片機(jī)即可通過 spi 讀取接收的數(shù)據(jù)。四種模式轉(zhuǎn)換應(yīng)遵守的時(shí)序：(1)tx 與 rx 之間的切換，至少需要 550us。(

44、2)rx 到 tx 之間的切換, 至少需要 550us。(3)st_by 與 rx 之間的切換, 至少需要 650us。(4)st_by 與 tx 之間的切換，至少需要 650us。(5)pwr_dwn 到 st_by 之間的切換, 至少需要 3ms。spi 串行接口指令如下： 指令名稱指令格式 操作w_config(wc)0000aaaa寫配置寄存器，aaaa 指出寫操作的開始字節(jié)，字節(jié)數(shù)量取決于 aaaa 的開始地址r_config(rc)0001aaaa讀配置寄存器，aaaa 指出讀操作的開始字節(jié)，字節(jié)數(shù)量取決于 aaaa 的開始地址w_tx_payload(wtp)00100000寫

45、tx 有效數(shù)據(jù)，1-32 字節(jié)，寫操作全部從字節(jié) 0 開始r_tx_payload(rtp)00100001讀 tx 有效數(shù)據(jù)，1-32 字節(jié)，讀操作全部從字節(jié) 0 開始w_tx_address(wta)00100010寫 tx 地址，1-4 字節(jié)，寫操作全部從字節(jié) 0 開始r_tx_address(rta)00100011讀 tx 地址，1-4 字節(jié)，讀操作全部從字節(jié) 0 開始r_rx_payload(rrp)00100100讀 rx 有效數(shù)據(jù)，1-32 字節(jié)，讀操作全部從字節(jié) 0 開始channel_config(cc)1000pphccccccccc快速設(shè)置配置寄存器中ch_no,hfr

46、eq_pll 和 pa_per 的專用命令ch_no=cccccccc,hfreq_pll=h,pa_per=pp 所有寄存器的長(zhǎng)度都是固定的，用在 rx/tx 模式tx_payload，rx_payload，tx_address，rx_adress 中的字節(jié)數(shù)在配置寄存器中設(shè)置。寄存器中的內(nèi)容在進(jìn)入任何一種節(jié)電模式時(shí)均不丟失。必須的工作時(shí)序如下：ptr8000 重要時(shí)序最大值pwr_dwn st_by 模式3msst_by tx 模式650usst_by rx 模式 650usrx tx 模式550ustx rx 模式550us4.2.2 無無線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)收收發(fā)發(fā)子子程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（1）發(fā)

47、射程序設(shè)計(jì)在 nrf905 的發(fā)射過程中，單片機(jī)首先將 nrf905 模塊的 txen 端置高，trx_ce 端置低，使 nrf905 處于發(fā)射模式，接著通過 spi 發(fā)送寫入發(fā)送地址命令 wta，寫入發(fā)送數(shù)據(jù)包的地址，然后寫 wtp 命令后通過 spi 寫入發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng) nrf905 發(fā)送完畢后，dr 位將被置高，單片機(jī)檢測(cè)到 dr 變?yōu)楦唠娢缓?，結(jié)束發(fā)送程序。程序流程如左圖所示。（2）接受程序設(shè)計(jì)開開始始配配置置ptr模模塊塊寫寫入入有有效效數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)進(jìn)入入發(fā)發(fā)送送模模式式延延時(shí)時(shí)y是是否否發(fā)發(fā)送送發(fā)發(fā)送送結(jié)結(jié)束束yn 開開始始tx_en=0,pwr_up=1延延時(shí)時(shí)，接接受受y讀讀數(shù)數(shù)據(jù)

48、據(jù)trx_ce=1?dr=1?trx_ce=0y 圖 4-4 發(fā)射程序流程圖 圖 4-5 接收程序流程圖 ptr8000 在接收狀態(tài)下,不斷監(jiān)測(cè)載波。當(dāng)檢測(cè)到同一頻段的載波時(shí),cd 置為高電平。當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)匹配的地址時(shí),am 置為高電平。ptr8000 內(nèi)部的nrf905 芯片進(jìn)行 crc 校驗(yàn)操作,若 crc 檢驗(yàn)通過,則說明接收到的是一個(gè)正確的數(shù)據(jù)包,dr 即被置高電平。mcu 檢測(cè)到 dr 高電平后,將 ptr8000 置為待機(jī)模式,mcu 通過 spi 接口讀取接收到的數(shù)據(jù), 并將數(shù)據(jù)存入數(shù)組，所有數(shù)據(jù)接收完畢后，結(jié)束該接收程序。程序流程如上圖所示。4.3 液液晶晶顯顯示示子子程程序序

49、4.3.1 12864 液液晶晶指指令令設(shè)設(shè)置置帶中文字庫的 12864 液晶每屏可顯示 4 行 8 列共 32 個(gè) 1616 點(diǎn)陣的漢字，每個(gè)顯示 ram 可顯示 1 個(gè)中文字符或 2 個(gè) 168 點(diǎn)陣全高 ascii 碼字符，即每屏最多可實(shí)現(xiàn) 32 個(gè)中文字符或 64 個(gè) ascii 碼字符的顯示。帶中文字庫的128x64 內(nèi)部提供 1282 字節(jié)的字符顯示 ram 緩沖區(qū)（ddram） 。字符顯示是通過將字符顯示編碼寫入該字符顯示 ram 實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)寫入內(nèi)容的不同，可分別在液晶屏上顯示 cgrom（中文字庫） 、hcgrom（ascii 碼字庫）及cgram（自定義字形）的內(nèi)容。三種不

50、同字符/字型的選擇編碼范圍為：00000006h（其代碼分別是 0000、0002、0004、0006 共 4 個(gè)）顯示自定義字型，02h7fh 顯示半寬 ascii 碼字符，a1a0hf7ffh 顯示 8192 種 gb2312中文字庫字形。字符顯示 ram 在液晶模塊中的地址 80h9fh。字符顯示ram 在液晶模塊中的地址 80h9fh。字符顯示的 ram 的地址與 32 個(gè)字符顯示區(qū)域有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。 80h81h82h83h84h85h86h87h90h91h92h93h94h95h96h97h88h89h8ah8bh8ch8dh8eh8fh98h99h9ah

51、9bh9ch9dh9eh9fh基本指令集：指 指 令 碼功 能 令rs r/w d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0清除顯示0000000001將ddram填滿20h,并且設(shè)定ddram的地址計(jì)數(shù)器 (ac)到00h地址歸位000000001x設(shè)定ddram的地址計(jì)數(shù)器 (ac)到00h,并且將游標(biāo)移到開頭原點(diǎn)位置;這個(gè)指令不改變 ddram 的內(nèi)容顯示狀態(tài)開/關(guān)0000001dcbd=1: 整體顯示 onc=1: 游標(biāo) on b=1:游標(biāo)位置反白允許進(jìn)入點(diǎn)設(shè)定00000001i/d s指定在數(shù)據(jù)的讀取與寫入時(shí),設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)方向及指定顯示的移位游標(biāo)或顯示移位控制000001s/c

52、r/l xx設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)與顯示的移位控制位;這個(gè)指令不改變 ddram 的內(nèi)容功能設(shè)定00001dl xre xxdl=0/1：4/8 位數(shù)據(jù)re=1: 擴(kuò)充指令操作re=0: 基本指令操作設(shè)定cgram地址0001ac5ac4ac3ac2ac1ac0設(shè)定 cgram 地址設(shè)定ddram地址0010ac5ac4ac3ac2ac1ac0設(shè)定 ddram 地址（顯示位址）第一行：80h87h第二行：90h97h讀取忙標(biāo)志和地址01bf ac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0讀取忙標(biāo)志(bf)可以確認(rèn)內(nèi)部動(dòng)作是否完成,同時(shí)可以讀出地址計(jì)數(shù)器(ac)的值寫數(shù)據(jù)到 ram 1 0數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù) d7d

53、0 寫入到內(nèi)部的 ram (ddram/cgram/iram/gram)讀出ram 的值 1 1數(shù)據(jù)從內(nèi)部 ram 讀取數(shù)據(jù) d7d0(ddram/cgram/iram/gram)備注：當(dāng) st7920 在接受指令前，mcu 必須先確認(rèn) st7920 處于非忙狀態(tài)。即讀取 bf0，才能接受新的指令；如果在送出一條指令前不檢查 bf 狀態(tài)，則需要延時(shí)一段時(shí)間，以確保上一條指令執(zhí)行完畢，具體指令執(zhí)行時(shí)間參照指令表。 “re”是基本指令集與擴(kuò)充指令集的選擇控制位，當(dāng)變更 “re”的狀態(tài)后，以后的指令維持在最后的狀態(tài)。除非再次變更“re”的狀態(tài)，否則使用相同的指令集時(shí)，不需要重新設(shè)置“re” 。初始化

54、流程：開開電電源源延延時(shí)時(shí)40ms，xreset由由高高到到低低功功能能設(shè)設(shè)定定，控控制制字字30h延延時(shí)時(shí)100us功功能能設(shè)設(shè)定定，控控制制字字30h延延時(shí)時(shí)37us顯顯示示開開/關(guān)關(guān)，控控制制字字0c0h延延時(shí)時(shí)100us清清除除屏屏幕幕，控控制制字字01h延延時(shí)時(shí)10ms進(jìn)進(jìn)入入設(shè)設(shè)定定點(diǎn)點(diǎn)，控控制制字字06h初初始始化化完完成成圖4-6 液晶初始化程序流程圖4.3.2 液液晶晶顯顯示示子子程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)本系統(tǒng)液晶采用串行通信方式。在接收到 rw(sid)和 rs(cs)的信號(hào)后，每一八位數(shù)據(jù)的指令將被分為兩部分進(jìn)行接收，高 4 位元(db7-db4)的指令將被放在第一個(gè)位元的 ls

55、b 部分，而低 4 位元(db3-db0)的指令則被放在第二個(gè)位元的 lsb 部分，另四位元?jiǎng)t都為 0。即當(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)。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，否則，顯示的字符中將會(huì)有一個(gè)空 ascii 字符位置。欲在某一個(gè)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。917123456781011121314151618 19202122232411111rwrsd7d6d5d4d3d2d1d000000000css

56、clksidsynchronizingbit stringhigherdatalowerdata1st byte2nd byte0圖 4-7 液晶的時(shí)序圖下面為液晶的初始化程序框圖：圖4-8 液晶的初始化程序流程圖4.4 鍵鍵盤盤子子程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 鍵盤輸入子程序如下，通過 4 次按按鍵可實(shí)現(xiàn)兩位濕度和兩位溫度值的輸入。void keyscan(void) /按鍵掃描子程序 porta=0 xff; temp = pina; /讀取 pa 口的值 temp&=0 xf0; if(temp !=0 xf0) /表示高四位有變化 delay_nms(5); temp=pina; temp

57、&=0 xf0; if(temp !=0 xf0) temp=pina; for(i=0;i4;i+) /從鍵盤獲得鍵值數(shù)據(jù) switch(temp) case 0 x7e:inkeyi=0;break; case 0 x7d:inkeyi=1;break; case 0 x7b:inkeyi=2;break; case 0 xbe:inkeyi=3;break; case 0 xbd:inkeyi=4;break; case 0 xbb:inkeyi=5;break; case 0 xde:inkeyi=6;break; case 0 xdd:inkeyi=7;break; case

58、 0 xdb:inkeyi=8;break; case 0 xee:inkeyi=9;break; case 0 xed:inkeyi=a;break; case 0 xeb:inkeyi=b;break; delay_nms(5); 第第5 章章 系系統(tǒng)統(tǒng)總總體體調(diào)調(diào)試試5.1 抗抗干干擾擾性性分分析析系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)完成之后就應(yīng)該進(jìn)行系統(tǒng)的總體調(diào)試，但在總體調(diào)試之前，應(yīng)該先采取一些抗干擾的措施以達(dá)到更好的效果。硬件方面是設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)首選的抗干擾措施，它能有效抑制干擾源，阻斷干擾傳輸通道。只要合理地布置與選擇參數(shù)，硬件抗干擾措施就能抑制系統(tǒng)的絕大部分干擾。本系統(tǒng)采用的硬件抗干擾措施主要有：

59、光電隔離,布線隔離，加去耦電容的去耦技術(shù)；軟件抗干擾措施主要有：看門狗自動(dòng)恢復(fù)技術(shù)和指令冗余。（1）光電隔離：隔離的目的是從電路上把干擾源和易干擾的部分隔離開來，使測(cè)控裝置與現(xiàn)場(chǎng)僅保持信號(hào)聯(lián)系，但不直接發(fā)生電的聯(lián)系。典型的信號(hào)隔離是光電隔離器。使用光電隔離器件將單片機(jī)的輸入輸出隔離開，一方面使干擾信號(hào)不得進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，另一方面單片機(jī)系統(tǒng)本身的噪聲也不會(huì)以傳導(dǎo)的方式傳播出去。用光電隔離器將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光，光信號(hào)傳送到接收邊，在轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于光的傳送不需要共地，故可以將光電隔離器兩邊的地加以隔離。光電耦合器可用于較遠(yuǎn)距離的信號(hào)隔離傳送。一方面光電耦合器可以起到隔離兩個(gè)系統(tǒng)地線的作用，使兩個(gè)系

60、統(tǒng)的電源相互獨(dú)立，消除地電位不同所產(chǎn)生的影響。另一方面，光電耦合器的發(fā)光二極管是電流驅(qū)動(dòng)器件，可以形成電流環(huán)路的傳送形式。由于電流環(huán)路是低阻抗電路，它對(duì)噪聲的敏感度低，因此提高了通訊系統(tǒng)的抗干擾能力。（2）布線隔離：對(duì)于布線設(shè)計(jì)，除了力求美觀、經(jīng)濟(jì)便于維修等要求外，還應(yīng)滿足抗干擾技術(shù)的要求，合理布線.在放置器件時(shí)，將互相有關(guān)的器件盡量放得靠近一些。如時(shí)鐘發(fā)生器、晶振、cpu 的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，所以在放置的時(shí)候應(yīng)把它們靠近些。應(yīng)用地線將時(shí)鐘區(qū)隔離起來，晶振外殼接地并固定。對(duì)于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路和開關(guān)電路等，使其遠(yuǎn)離單片機(jī)的邏輯控制電路和存儲(chǔ)電路(rom、arm)，如果可能的話，