智能化測(cè)控溫濕度控制

1、西華大學(xué)電氣信息學(xué)院智能化測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、緒論1.1 課題背景 改革開放以來，人們對(duì)生活質(zhì)量要求顯著提高，對(duì)美麗的植被和花卉的需求量也急劇上升，這對(duì)以種植植被為生計(jì)的園林工人是一個(gè)機(jī)遇，同時(shí)也對(duì)傳統(tǒng)的手工植被種植是一個(gè)挑戰(zhàn)，而基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)對(duì)解決這些問題有著非常重大的意義。 前種植植被一般都用溫室栽培，為了充分的利用好溫室栽培這一高效技術(shù)，就必需有一套科學(xué)的，先進(jìn)的管理方法，用以對(duì)不同種類植被生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期所需的溫度及濕度等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。溫濕度控制對(duì)于單片機(jī)的應(yīng)用具有一定的實(shí)際意義，它代表了一類自動(dòng)控制的方法。而且其應(yīng)用十分廣泛。1.2 立

2、題的目的和意義 8051單片機(jī)是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制、機(jī)電一體化等方面取得了令人矚目的成果，用其作為溫濕度控制系統(tǒng)的實(shí)例也很多。使用8051單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程的自動(dòng)控制，而且8051單片機(jī)易于學(xué)習(xí)、掌握，性價(jià)比高。 使用8051型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度控制系統(tǒng)，可以及時(shí)、精確的反映室內(nèi)的溫度以及濕度的變化。完成諸如升溫到特定溫度、降溫到特定溫度、在溫度上下限范圍內(nèi)保持恒溫等多種控制方式，在濕度控制方面也是如此。將此系統(tǒng)應(yīng)用到溫室當(dāng)中無疑為植被的生長(zhǎng)提供了更加適宜的環(huán)境。1.3 植被栽培技術(shù)植被 “設(shè)施栽培”，即“保護(hù)地栽培”。它是指在某種類型的保護(hù)設(shè)施內(nèi)（如陽畦、溫室

3、、大棚等），人為地創(chuàng)造適宜植被生長(zhǎng)發(fā)育的最佳環(huán)境條件，在不同季節(jié)內(nèi)，尤其是不利于植被生長(zhǎng)的季節(jié)內(nèi)進(jìn)行植被栽培的一種措施1。設(shè)施栽培是人類利用自然、改造自然的一種創(chuàng)造。由于設(shè)施內(nèi)的條件是可以人為控制的，使得植被調(diào)節(jié)的周年生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)。玻璃溫室和塑料薄膜溫室出現(xiàn)后，植被生產(chǎn)出現(xiàn)了劃時(shí)代的變化?，F(xiàn)在人們可以根據(jù)自己的意愿，隨時(shí)生產(chǎn)出所需要的各種植被?？梢哉f，這是“設(shè)施栽培”的功勞。在不利于植被生長(zhǎng)的自然環(huán)境中，溫室能夠創(chuàng)造適宜植被生長(zhǎng)發(fā)育的條件。溫室環(huán)境的調(diào)節(jié)主要包括日光、溫度、濕度三個(gè)方面。· 溫度：根據(jù)植被生長(zhǎng)的適宜溫度進(jìn)行溫室溫度調(diào)節(jié)，若低于下限溫度則采取升溫措施，通常采取電熱增溫和

4、火力增溫等，火力增溫比較方便。若高于上限溫度則采取降溫措施，通常通過水管降溫和風(fēng)扇降溫，風(fēng)扇降溫比較方便。· 日光：遮蔭是調(diào)節(jié)日照強(qiáng)度最好的辦法，其具體做法是加蓋遮陽網(wǎng)或草席，這種方法兼有降低溫度的效果。· 濕度：為滿足溫室植被對(duì)濕度的要求，可以在地上、臺(tái)階、盆壁灑水，還可以在空中懸掛濕布，以增加水分的蒸發(fā)，最好的辦法是設(shè)置自動(dòng)噴霧裝置，自動(dòng)調(diào)節(jié)濕度9。如果濕度過大，容易導(dǎo)致植被病害，可以采用通風(fēng)的辦法來降低濕度，而且最好在室溫與氣溫相差不大的時(shí)候進(jìn)行。本系統(tǒng)注重溫度和濕度的調(diào)節(jié)，光照強(qiáng)度沒有考慮其中。1.4 本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容本系統(tǒng)所要完成的任務(wù)是：1.4.1人性化的設(shè)計(jì)

5、。界限溫度值及濕度值能夠由用戶根據(jù)不同植被的各種生長(zhǎng)需求由鍵盤輸入并通過顯示器顯示。1.4.2 能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的顯示采樣溫度值與濕度值。1.4.3通過采集溫度及濕度值，準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)值與當(dāng)前值之間的差異，及時(shí)的啟動(dòng)報(bào)警裝置（包括警報(bào)燈的提示功能以及提示音等）進(jìn)行報(bào)警，并采取相應(yīng)的方案。1.4.4能夠根據(jù)植被在不同時(shí)間段內(nèi)對(duì)溫濕度的不同要求，用戶可隨機(jī)更改溫度及濕度值，以滿足用戶不同的需求。2 、系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)功能及系統(tǒng)的組成和工作原理2.1.1.總體方案· 溫度監(jiān)控：對(duì)溫室溫度進(jìn)行測(cè)量，并通過升溫或降溫達(dá)到植被的最佳溫度。· 濕度監(jiān)控：對(duì)溫室濕度進(jìn)行測(cè)量，并通

6、過噴霧或去濕達(dá)到植被的最佳濕度。· 控制處理：當(dāng)溫度、濕度越限時(shí)報(bào)警，并根據(jù)報(bào)警信號(hào)提示采取一定手段控制。· 顯示：LCD就地顯示輸入值和相應(yīng)的溫濕度，數(shù)碼管擺放在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用于顯示當(dāng)前的溫濕度。2.1.2. 實(shí)施措施· 實(shí)際環(huán)境溫度與給定界限比較，執(zhí)行加熱/制冷措施。· 實(shí)際環(huán)境濕度與給定界限比較，執(zhí)行加濕/去濕措施。· 越限報(bào)警：當(dāng)溫濕度越限時(shí)聲光報(bào)警。· 鍵盤顯示：負(fù)責(zé)用戶的輸入及相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示，其中包括LED和LCD顯示。2.1.3.硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)過上面的總體方案和實(shí)施措施的討論后可以開始著手硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，硬件系統(tǒng)是應(yīng)用系統(tǒng)的

7、基礎(chǔ)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)主機(jī)與主要部件的選擇：根據(jù)總體功能和性價(jià)比及其運(yùn)行速度等因素的考慮，選用MCS-51系列的89C51為主機(jī)，滿足上面的要求而且設(shè)計(jì)方便，不需要再存儲(chǔ)擴(kuò)展。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)片內(nèi)設(shè)有128B，外部有8279的256B，而由于存入的數(shù)據(jù)是隨時(shí)更新的且不計(jì)小數(shù)位，存入 8個(gè)16進(jìn)制數(shù)字，其總共需要的容量只有16B，已經(jīng)夠用。對(duì)外部模擬量（溫度、濕度）采樣，選用ADC0809能夠滿足要求。溫室溫濕度控制系統(tǒng)是以89C51單片機(jī)作為中央控制裝置，模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809，風(fēng)扇，加熱設(shè)備，加濕設(shè)備，排潮設(shè)備，鍵盤顯示芯片等，其功能和原理如下：· 89C51作為中央控制裝置，負(fù)責(zé)中心

8、運(yùn)算和控制，協(xié)調(diào)系統(tǒng)各個(gè)模塊的工作。· 四路采樣溫度信號(hào)采樣簡(jiǎn)單平均處理，溫度保存為整數(shù)。· 四路采樣濕度信號(hào)采樣簡(jiǎn)單平均處理，溫度保存為整數(shù)。· 模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809：即由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。它共有8個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換通道。模數(shù)的轉(zhuǎn)換共有2種方法。一種是利用INT0中斷，當(dāng)一次轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC0809使INT0產(chǎn)生中斷，通知系統(tǒng)轉(zhuǎn)換完畢；另一種使用延時(shí)方法，開始轉(zhuǎn)換后系統(tǒng)延時(shí)100微秒等待轉(zhuǎn)換完成。本方案采用延時(shí)轉(zhuǎn)換的方法。· 鍵盤顯示芯片：用8279識(shí)別鍵盤，負(fù)責(zé)用戶的輸入及相關(guān)的數(shù)據(jù)的LED顯示。例如選擇系統(tǒng)的工作模式，用戶輸入溫度及濕度的界限數(shù)

9、據(jù)，顯示實(shí)時(shí)的溫度及濕度值等等。· 風(fēng)扇：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的降溫工作。· 加熱設(shè)備：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的加熱工作。· 噴霧設(shè)備：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的加濕工作。· 排潮設(shè)備：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的去濕工作。· 雙色燈，音效模塊：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的報(bào)警功能。如果當(dāng)前的溫度超過用戶設(shè)定的界限值時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，雙色燈在74LS273的控制下有規(guī)律的閃爍，同時(shí)音效模塊發(fā)出報(bào)警聲，通知用戶采取相應(yīng)的措施。2.2溫濕度采樣與控制系統(tǒng)2.2.1.溫濕度采樣系統(tǒng)為了更精確的反映溫室的溫度和濕度，取溫濕度各4路信號(hào)采樣簡(jiǎn)單平均處理作為溫室的溫度和濕度。在分辨率達(dá)到的前提下，溫濕度的精度為1%。2.2.2.溫濕

10、度控制系統(tǒng)首先，系統(tǒng)啟動(dòng)后，提示用戶輸入溫度的上限與下限的溫度值。用戶輸入之后，系統(tǒng)自動(dòng)求出中間值，根據(jù)實(shí)際溫度的情況采取相應(yīng)的方案。如下圖2-2-1所示。 下限溫度 中間溫度 上限溫度28 - 32 - 36圖2-2-1如果該時(shí)刻的實(shí)際溫度值低于用戶給定的下限溫度值時(shí)，系統(tǒng)立即啟動(dòng)報(bào)警裝置，且系統(tǒng)處于升溫狀態(tài)，直到實(shí)際溫度達(dá)到用戶輸入的上下限溫度的中間值一定區(qū)間內(nèi)時(shí)停止升溫。反之，如果實(shí)際溫度值高于用戶設(shè)定的上限值時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)立即啟動(dòng)報(bào)警裝置，且系統(tǒng)處于降溫狀態(tài)，直到實(shí)際溫度達(dá)到用戶輸入的上下限溫度的中間值一定區(qū)間內(nèi)時(shí)停止降溫。選擇中間值作為控制參數(shù)，防止升溫降溫升溫的死循環(huán)，因?yàn)闇囟鹊陀谙?/p>

11、限時(shí)會(huì)一直升溫，可能導(dǎo)致溫度高于上限系統(tǒng)又開始降溫，這樣系統(tǒng)便一直重復(fù)升溫降溫升溫過程，導(dǎo)致設(shè)備在某一個(gè)溫濕度點(diǎn)附近頻繁的啟停，使設(shè)備壽命下降，而且沒有實(shí)際意義。選擇中間值的一定區(qū)間，是防止達(dá)到中間值時(shí)，采取了停止升溫或者降溫措施，溫度還是會(huì)持續(xù)上升或下降一會(huì)兒，這時(shí)候溫度可能不是正好在中間值處，系統(tǒng)便還是采取升溫或者降溫的措施，而此時(shí)的溫度值可能已經(jīng)是很適合植被生長(zhǎng)的需要的溫度值。所以本方案選在中間值的正負(fù)一度區(qū)間內(nèi)，認(rèn)為此區(qū)間內(nèi)都是適合的，不產(chǎn)生任何控制動(dòng)作變化，這樣就能解決設(shè)備頻繁啟停問題。2.3 鍵盤顯示系統(tǒng) 鍵盤顯示系統(tǒng)采用8279芯片控制16鍵的鍵盤和8個(gè)七段數(shù)碼管，以實(shí)現(xiàn)用戶的輸

12、入與數(shù)據(jù)輸出。16個(gè)鍵分別是“0”到“F”，對(duì)應(yīng)的鍵值是0到15不需要鍵值的轉(zhuǎn)換。七段數(shù)碼管采用共陰極，系統(tǒng)中使用的段碼如下表2-3-1所示。顯示01234567段碼3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H顯示89ABCDEF段碼7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H表2-3-18279初始化時(shí)，設(shè)定的相關(guān)命令字如下：Z8279 EQU 08701H ;8279 狀態(tài)/命令口地址D8279 EQU 08700H ;8279 數(shù)據(jù)口地址LEDMOD EQU 00H ;左邊輸入 八位字符顯示 ;外部譯碼鍵掃描方式,雙鍵互鎖LEDFEQ EQU 38H ;掃描速率LEDCLS EQ

13、U 0D1H ;清除顯示 RAMLEDWR0 EQU 80H ;設(shè)定的將要寫入的顯示RAM地址系統(tǒng)的連接圖如下圖2-3-2所示。圖2-3-2AD0809與89C51連接圖：圖2-3-22.4 報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)由聲音報(bào)警和警報(bào)燈報(bào)警組成。聲音報(bào)警通過P1.0口接SD口控制系統(tǒng)的音效模塊發(fā)聲，用CPU控制P1.0產(chǎn)生一定頻率的方波就可以實(shí)現(xiàn)音效模塊的發(fā)聲。音效模塊是一個(gè)帶有揚(yáng)聲器的放大電路。如圖2-4-1所示。圖2-4-12.5硬件電路設(shè)計(jì)2.5.1. 系統(tǒng)硬件配置采用總線型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。由P0口作數(shù)據(jù)線，P0口和P2口共同作地址。2.5.2. 主要組件簡(jiǎn)介（1）89C51芯片89C51是Intel

14、公司于80年代初推出的8位嵌入式微控制器（內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為8位，外部數(shù)據(jù)總線為8位），它與MCS-96系統(tǒng)中的其它芯片相比，具有性能高、功能全、售價(jià)低廉、使用方便（48PINDIP）等優(yōu)點(diǎn)。89C51在工業(yè)應(yīng)用方面有許多明顯的特點(diǎn)，它具有靈活方便的8位總線外圍支持器擴(kuò)展功能，而在數(shù)據(jù)處理方面又有8位微機(jī)的快速功能。由于大的高度集成化已把許多常駐用的輸入檢測(cè)輸出控制通道都制作在同一塊硅片上，大大地靈活了外部連線，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且速度快（時(shí)鐘12MHz），非常適合于工業(yè)環(huán)境下安裝使用。因此本系統(tǒng)CPU選用89C51芯片。89C51單片機(jī)引腳采用40雙列直插式封裝結(jié)構(gòu)。89C51系統(tǒng)CPU中的主

15、要組件有：高速寄存器陣列、特殊功能寄存器（SFR）、寄存器控制器和算術(shù)邏輯單元（RALU）。它與外部通訊是通過特殊功能寄存器SFR或存儲(chǔ)器，控制器進(jìn)行的。8051系統(tǒng)的CPU的主要特色是體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，售價(jià)低，使用方便。此外，通過SFR還可以直接控制I/O、A/D、PWM、串行口等部件的有效運(yùn)行。CPU內(nèi)部的一個(gè)控制單元和兩條總線寄存器陣列和EALU連接起來。這兩條總線是：16位地址總線（A-BUS）和8位數(shù)據(jù)總線（D-BUS）。數(shù)據(jù)總線僅在RALU與寄存器陣列或SFR之間傳送數(shù)據(jù)，地址總線用作上述數(shù)據(jù)傳送的地址總線或用作與寄存器控制器連接的多路復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線7。CPU對(duì)片內(nèi)

16、RAM訪問是直接訪問和通過寄存器R0,R1間接訪問的。89C51工作時(shí)所需的時(shí)鐘可通過其XTALL輸入引腳由外部輸入，也可采用芯片內(nèi)部的振蕩器。其工作頻率為612MHz。在本系統(tǒng)中采用11.0592MHz頻率。（2）74LS273地址鎖存器74LS273是帶有三態(tài)緩沖輸出的8D鎖存器74LS273；·D7D0：三態(tài)門輸入端。·Q7Q0：三態(tài)門輸出端。·GND：接地端。·Vcc：電源端。·OE：三態(tài)門使能端。·G（STB）：8D鎖存器控制端。（3）8279可編程鍵盤/顯示器接口芯片8279使Intel公司為8位微處理器設(shè)計(jì)的通用鍵盤/顯

17、示器接口芯片，其功能主要體現(xiàn)在二個(gè)方面：接收來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)并作預(yù)處理；數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示器的控制。單片機(jī)采用8279管理鍵盤和顯示器，可減少軟件程序，減輕負(fù)擔(dān)，且顯示穩(wěn)定，程序簡(jiǎn)單。8279的引腳功能（采用40線雙列直插式封裝）：·DB0DB7：雙向外部數(shù)據(jù)總線。用于傳送8279與CPU之間的命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)。·CS：片選信號(hào)線，低電平有效。·A0：區(qū)分信息的特征位。當(dāng)A0位置1時(shí)，CPU寫入8279的信息位命令，CPU從8279讀出的信息為8279的狀態(tài)；當(dāng)A0為0時(shí)，I/O信息都為數(shù)據(jù)。·RD,WR：讀和寫選通信號(hào)線，均為低電平有效。

18、83;IRQ：中斷請(qǐng)求輸出線，高電平有效。·RL7RL0：鍵盤回送線，平時(shí)為高電平，只有當(dāng)某一鍵閉合時(shí)，其中一條線才變低。·SL7SL0：掃描輸出線，用于對(duì)鍵盤和顯示器進(jìn)行掃描。·OUTB3OUTB0 OUTA3OUTA0：顯示段輸出線。·BD：顯示熄滅控制線，低電平有效。·RESET：復(fù)位輸入線，高電平有效。·SHIFT,CNTL/STB：控制輸入線，由內(nèi)部拉高電陰拉成高電平，也可由外部控制按鍵拉成低電平。·CLK：外部時(shí)鐘輸入線，其信號(hào)由外部振蕩器提供。·Vcc,GND：分別為+5V電源和地。（4）七段LED顯

19、示器LED是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一種常見的輸出設(shè)備，通常使用的是七段顯示。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。4以共陰極為例：顯示個(gè)位“4”a 送 0d,e 送 0b,c,f,g 則送 1gnd 送 0則立刻顯示4。它由8個(gè)發(fā)光二極管（7段和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）構(gòu)成，可用來顯示09，A、B、C、D、E、F、G(小數(shù)點(diǎn))。在數(shù)碼管中，若把各二極管的陰極連在一起稱為共陰極數(shù)碼管；若把各二極管的陰極連接在一起稱為共陰極數(shù)碼管；若把各二極管的陽極連接在一起，則稱為共陽極數(shù)碼管。在本系統(tǒng)中采用共陰極數(shù)碼管。（5）ADC0809芯片3ADC0809是28腳雙列直插式封裝。·D7D0：8位數(shù)字量輸出引腳。

20、3;IN0IN7:8路模擬量輸入引腳。·Vcc：+5V工作電壓。·GND：地。（6）LCD顯示引腳功能7：·D0D7雙向數(shù)據(jù)總線。LCD數(shù)據(jù)讀寫方式可以分為8位和4位兩種，以8位數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作則D0D7都有效，若以4位方式進(jìn)行讀寫操作，則只用到D4D7·RS：寄存器選擇控制位。當(dāng)RS=0時(shí)，并且做寫入的動(dòng)作時(shí)，可以寫入指令寄存器，若RS=0，且做讀取操作時(shí)，可以讀取忙標(biāo)準(zhǔn)及地址記數(shù)器的內(nèi)容。若RS=1，責(zé)用于讀取數(shù)據(jù)寄存器7。·R/W：LCD讀寫控制線。R/W=0時(shí)，LCD執(zhí)行寫入操作，R/W=1時(shí)，LCD執(zhí)行讀取操作。·EN：?jiǎn)?dòng)

21、控制線。高電平有效。·VCC：電源端。·VO：亮度調(diào)整電壓輸入控制器。當(dāng)輸入0V時(shí)字符顯示最亮。·GND：接地。3、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)初始化模塊系統(tǒng)初始化模塊的主要功能是完成系統(tǒng)的初始化以及設(shè)定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，初始化部分包括以下方面的內(nèi)容：3.1.1 系統(tǒng)啟動(dòng)后，顯示器上顯示兩行，第一行為“WELCOME TO THE SYSTEM”,第二行顯示為“START WORK”3.1.2 等待用戶輸入溫度及濕度值。按“B”鍵表示開始輸入，這時(shí)可按溫度下限、上限，濕度下限、上限的順序依次輸入，如果輸入的順序錯(cuò)可按“B”鍵可重新進(jìn)行輸入，直到輸入正確；輸入完畢后按“C

22、”鍵確定。3.1.3 系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。系統(tǒng)整體的工作方式如下框圖所示圖3-1-1初始化程序部分的流程圖如下圖3-1-2所示。 圖3-1-23.2 鍵盤顯示模塊本系統(tǒng)中使用8279芯片完成有關(guān)鍵盤輸入和溫濕度顯示工作。溫度濕度是依次輸入的并且依次以下限、上限輸入，并且將溫濕度的中間數(shù)值存入單片機(jī)中，在將LED清零后顯示（分別在0123位），并依次顯示實(shí)時(shí)的溫度濕度數(shù)值（顯示在4567位）實(shí)際上，在系統(tǒng)初始化的過程中，除了初始化鍵盤和顯示器之外，其中還包括著調(diào)用8279鍵盤顯示模塊，8279鍵盤顯示模塊部分的基本流程如下圖3-2-1所示。 圖3-2-1其中顯示鍵值的程序流程圖如下： 圖3-2

23、-13.3 采樣轉(zhuǎn)換模塊采樣轉(zhuǎn)換模塊是本系統(tǒng)中的核心模塊之一，它負(fù)責(zé)完成溫度和濕的測(cè)量及模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的全過程，這也是它為什么重要的原因。系統(tǒng)每次轉(zhuǎn)換前ADC0809的IN0IN7送個(gè)任意數(shù)，表示開始轉(zhuǎn)換，結(jié)果是一個(gè)數(shù)字量，將其轉(zhuǎn)化為#BCD碼，。送顯示程序顯示，并將數(shù)值返回給主函數(shù)。濕度也可以通過此種方法觀察變化，得出相應(yīng)的結(jié)論。為了更精確的反映系統(tǒng)的溫度和濕度，本系統(tǒng)對(duì)四路采樣信號(hào)作簡(jiǎn)單平均處理，并將處理后的數(shù)值作為溫室的溫濕度，其過程如下圖。 圖3-3-1實(shí)時(shí)溫濕度顯示和溫濕度中間數(shù)值顯示便于我們實(shí)時(shí)比較和掌握系統(tǒng)工作狀況，實(shí)時(shí)的溫度濕度不在要求的區(qū)間內(nèi)則進(jìn)行升溫降溫處理。 圖3-3

24、-23.4溫濕度控制模塊溫濕度判斷控制模塊也是系統(tǒng)的核心模塊之一，所謂判斷控制模塊，就是對(duì)用戶輸入的溫度和濕度與當(dāng)前溫室內(nèi)的實(shí)際溫濕度進(jìn)行比較，先進(jìn)行判斷，然后再進(jìn)行控制，控制模塊是決定系統(tǒng)將要進(jìn)行什么工作的。如溫度高于上限時(shí)需要降溫，低于下限時(shí)需要升溫，同時(shí)還要啟動(dòng)警報(bào)等等。溫度判斷控制部分的程序整體思路如下如所示： 圖3-4-1上面已經(jīng)討論了采取中間值作為控制參數(shù)，采取中間值一定區(qū)間作為控制區(qū)間的原因，那么按照（2.2）的思想，控制程序流程圖如下： 圖3-4-2濕度判斷控制部分與溫度判斷控制部分的功能及流程是相同的，便不再贅述了。 3.5 報(bào)警模塊報(bào)警模塊具備兩項(xiàng)功能，即為報(bào)警燈和聲音報(bào)警

25、。報(bào)警燈模塊是完成LED有規(guī)律的閃爍，以便從視覺上提醒用戶。LED是由74LS273控制4個(gè)雙色LED燈組成的，其閃爍規(guī)律為：1 向74LS273發(fā)送的數(shù)據(jù)0F0H,則雙色LED燈發(fā)綠光。2 向74LS273發(fā)送的數(shù)據(jù)0FH,則雙色LED燈發(fā)紅光。3 向74LS273發(fā)送的數(shù)據(jù)0FFH,則雙色LED燈熄滅。向74LS273交替發(fā)送0F0H、0FFH，或0FH、0FFH，以實(shí)現(xiàn)LED燈紅/滅交替或綠/滅交替，這時(shí)我們就看到了閃爍的效果。在LED燈閃爍的同時(shí)，聲音報(bào)警也會(huì)同時(shí)啟動(dòng)，可采用延時(shí)的方式來延長(zhǎng)聲音報(bào)警的聲音。警報(bào)燈由4個(gè)雙色的LED燈組成，一共需要8根數(shù)據(jù)線，使用74LS273芯片控制。

26、要實(shí)現(xiàn)的功能是使4個(gè)雙色LED燈有規(guī)律的閃爍，當(dāng)用戶輸入溫度的上下限值后，系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采樣，并判斷出當(dāng)前溫度與用戶輸入溫度之間的差異，如果當(dāng)前溫度低于用戶輸入的下限溫度值，則說明當(dāng)前溫度過低，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)警報(bào)燈，此時(shí)警報(bào)燈發(fā)出綠光并進(jìn)行有規(guī)律的閃爍，同時(shí)開始加溫，直至加到所需溫度值時(shí)警報(bào)燈熄滅。反之，如果當(dāng)前溫度高于用戶輸入的上限溫度值，則說明當(dāng)前溫度過高，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)警報(bào)燈，但此時(shí)警報(bào)燈會(huì)發(fā)出紅光并進(jìn)行有規(guī)律的閃爍，同時(shí)開始降溫，直至降到所需溫度值時(shí)警報(bào)燈熄滅。 圖3-5-14、硬件調(diào)試方案4.1 硬件電路的調(diào)試此部分的任務(wù)是在系統(tǒng)連接好后,調(diào)試各個(gè)組件能否正常工作,能否實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的

27、預(yù)期目標(biāo)。其步驟如下：4.1.1 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)需要的各個(gè)組件連接好。4.1.2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)說明書，了解各個(gè)組件的工作原理，開始著手調(diào)試芯片。4.1.3 調(diào)試8279芯片。按照說明書調(diào)用8279ASM匯編程序，運(yùn)行，觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象正確，說明8279芯片正常，可以使用。4.1.4 調(diào)試ADC0809芯片。按照說明書調(diào)用CON_WASM匯編程序，運(yùn)行，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象正確，說明ADC0809芯片正常，可以使用。4.1.5 調(diào)試直流電機(jī)，按照說明書調(diào)用直流電機(jī)相應(yīng)的匯編程序，運(yùn)行，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象正確，說明直流電機(jī)正常，可以使用。4.2 功能模塊的調(diào)試方案把各個(gè)功能模塊編寫成單獨(dú)的源文件進(jìn)行調(diào)試，調(diào)

28、試成功以后，再將各部分聯(lián)合在一起。整個(gè)系統(tǒng)的編寫、調(diào)試是從8279開始的?？刂?279原理雖然簡(jiǎn)單，但需要細(xì)節(jié)卻很多，如選擇顯示寄存器與送段碼的順序，8279的初始化等待時(shí)間等。用戶溫度輸入數(shù)據(jù)時(shí)上限、下限分別在七段數(shù)碼管的0、1、2、3位置顯示，濕度輸入數(shù)據(jù)時(shí)上限、下限分別在七段數(shù)碼管的4、5、6、7位置顯示。讀鍵存儲(chǔ)的過程是循環(huán)程序?？裳h(huán)等待直到用戶輸入正確并確認(rèn)為止。采樣轉(zhuǎn)換模塊是一個(gè)比較重要的模塊，在調(diào)試的階段遇到的問題較多，由于它是程序運(yùn)行的瓶頸，如果這一部分通不過的話，那么程序就無法執(zhí)行下去，本系統(tǒng)采用的是延時(shí)的方法。溫濕度判斷控制模塊也一個(gè)非常重要的模塊，由于溫濕度對(duì)于植被的生

29、長(zhǎng)起著決定性的作用，因此，如果這兩個(gè)因素控制不好，這個(gè)系統(tǒng)就失敗了，這就需要我認(rèn)真的考慮這一模塊的控制方式，調(diào)試階段比較順利。除了以上所提到的模塊之外，還有一些模塊也很重要，也都需要認(rèn)真的調(diào)試，如報(bào)警模塊等。調(diào)試了各模塊之后，接下來的工作就是將各源程序段連接起來，進(jìn)行綜合調(diào)試了，綜合調(diào)試需要我們特別注意細(xì)節(jié)部分，這樣才能盡可能的減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生。5、結(jié) 論雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的比較簡(jiǎn)單，很多東西都考慮的不是很細(xì)，也有一些特別情況沒有做，但是用了很多精力用來完成這個(gè)設(shè)計(jì)，鑒于個(gè)人水平和時(shí)間的關(guān)系所以并沒有把自己當(dāng)初設(shè)想的所有情況都考慮進(jìn)去，這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)的很多，覺得自己學(xué)的太少還有很多需要認(rèn)真學(xué)習(xí)

30、，學(xué)無止境，所以要更努力。6、參考文獻(xiàn)1 2周堅(jiān)，單片機(jī)輕松入門M.北京：北京航空航天出版社，2002.3孫育才MCS51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用M.南京：東南大學(xué)出版社，2004. P2314公孫茂，馬寶匍，孫晨單片機(jī)入口接口實(shí)例集M.北京：北京航空航天出版社，2002. P1205求是科技.PIC單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)和實(shí)例導(dǎo)航M.北京：人民郵電出版社,2005.6龍澤明，顧立志，王桂蓮，陳光軍.MCS51單片機(jī)原理及工程應(yīng)用M.北京：國防工業(yè)出版社，2005.7胡輝.王曉，戴永成.單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)M.北京：中國水利水電出版社,2005. P6 ，P1818蔡菲娜. 單片微型計(jì)算機(jī)原理和

31、應(yīng)用M。杭州：浙江大學(xué)出版社，20039 7、附錄：IN0 EQU 7FF8HIN1 EQU 7FF9HIN2 EQU 7FFAHIN3 EQU 7FFBHIN4 EQU 7FFCHIN5 EQU 7FFDHIN6 EQU 7FFEHIN7 EQU 7FFFHSET_WLEQU50HSET_WHEQU51HSET_W EQU 52HCURTM_W EQU53HSET_SLEQU54HSET_SHEQU55HSET_S EQU 56HCURTM_S EQU57HZ8279 EQU 08701H ;8279 狀態(tài)/命令口地址D8279 EQU 08700H ;8279 數(shù)據(jù)口地址LEDMOD EQ

32、U 00H ;左邊輸入 八位字符顯示 ;外部譯碼鍵掃描方式,雙鍵互鎖LEDFEQ EQU 38H ;掃描速率LEDCLS EQU 0D1H ;清除顯示 RAMREADKB EQU 40H ;讀 FIFO RAM 地址 0 的命令字ORG 0000HLJMP STARTORG 0040HSTART: MOV SP,#60H LCALL INIT MOV R0,#00H MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R4,#00H MOV R5,#00H MOV R6,#00H MOV R7,#00H MOV 40H,#00HLCALL DISPLAY_1液晶顯示

33、程序：DISPLAY_ST:RS EQU P0.0 ;LCD RC引腳定義EN EQU P0.1 ;LCD EN 引腳定義WLED EQU P1.0 ;工作指示燈引腳定義CLR EN ；LCD被禁用LCALL LED_BL ；LCD閃爍LCALL SET_LCD ; LCD做顯示測(cè)試MOV A, #1 ；設(shè)置所要顯示的字符MOV B, #15 ；設(shè)置所要顯示的位置LCALL LCDP1 ；在LCD第一行顯示字符MOV A, #2 ；設(shè)置所要顯示的字符MOV B, #15 ；設(shè)置所要顯示的位置LCALL LCDP2 ；在LCD第二行顯示字符JMP $ ；循環(huán)SET_LCD: ；LCD初試化并做測(cè)

34、試CLR EN ；LCD被禁用LCALL INIT_LCD ；LCD初試化LCALL DELAY ；延時(shí)MOV DPTR,#LMESS1 ；指針指到消息第一行MOV A,#1 ；顯示在第一行LCALL LCD_PRINT ；顯示執(zhí)行消息于LCD第一行MOV DPTR,#LMESS2 ；指針指到消息第二行MOV A,#2 ；顯示在第二行LCALL LCD_PRINT ；顯示執(zhí)行消息于LCD第二行RETINIT_LCD1: ；4位I/O初試化MOV A,#28H LCALL WCOM ；雙列顯示字符使用5×7點(diǎn)陣MOV A,#0EHLCALL WCOM ；光標(biāo)出現(xiàn)不閃爍MOV A,#06

35、HLCALL WCOM ；每次向右移動(dòng)一位，顯示屏不動(dòng)MOV A,#01HLCALL WCOM ；清除LCD顯示屏RETCLR_LINE1:MOV A,80H ；清除LCD的第一行，設(shè)置第一行字符LCALL WCOMMOV R0,#24 ；設(shè)置記數(shù)值CL:MOV A,# ；載入空格到LCDLCALL WDATA ; 輸出字符到LCDDJNZ R0,CL ；記數(shù)結(jié)束RETLCD_PRINT:CJNE A,#1,LINE2 ；在LCD第一行或第二行顯示字符LINE1: ；設(shè)置第一行地址MOV A,#80HLCALL WCOMLCALL CLR_LINEMOV A,80HLCALL WCOMJMP

36、FILLLINE2: ；設(shè)置第一行地址MOV A, #0C0HLCALL WCOMLCALL CLR_LINEMOV A,0C0HLCALL WCOMFILL: CLR AMOVC A, A+DPTRCJNE A, #0,L1RETL1:LCALL WDATAINC DOTR JMP FILLRETCLR_LINE:MOV R0,#24 ；清除LCD該行字符C1:MOV A,# ；載入空格符到LCDLCALL WDATA ；輸出字符到LCDDJNZ R0,C1 ；記數(shù)結(jié)束RETDE: ；短暫延時(shí)MOV R7,#5DJNZ R7,$RETEN1:SET ENLCALL DECLR ENLCALL

37、 DERETINIT_LCD: MOV P0,#30H ;LCD四位接口指令重置LCALL EN1 ；RS=0,R/W=0,D4D7=0011MOV P0,#30HLCALL EN1MOV P0,#30HLCALL EN1MOV P0,#20H ;啟動(dòng)四位接口指令LCALL EN1 ；RS=0,R/W=0,D4D7=0010LCALL INIT_LCD1 ；LCD指令設(shè)置初試化RETWCOM: MOV P0,A ；先寫入高四位命令CLR RS ；RS=0寫入命令LCALL EN1 ；產(chǎn)生高電平起用脈沖RLC A ；向左移四位RLC ARLC ARLC AMOV P0,A ；先寫入低四位命令 C

38、LR RS ;RS=0寫入命令LCALL EN1 ；產(chǎn)生高電平起用脈沖RETWDATA:MOV P0, A ；先寫入高四位命令SETB RS ；RS=1寫入數(shù)據(jù)LCALL EN1 ；產(chǎn)生高電平起用脈沖RLC A ；向左移四位RLC ARLC ARLC AMOV P0,A ；寫入低四位命令SETB RS ；RS=1寫入數(shù)據(jù)LCALL EN1 ；產(chǎn)生高電平起用脈沖RETLED_BL: MOV R4,#4 ；LCD閃動(dòng)控制程序LE1: CPL WLED MOV R5,#10LCALL DELAY DJNZ R4, LE1RETLEMSS: DB “ WELCOME TO LCD SYSTEM”；需要

39、顯示的字符消息 DB “ START WORK”LCDP1: PUSH ACC ；在LCD第一行特定位置顯示字符 MOV A, B ；A=ACC,DATA所要顯示的字符ADD A, #80H ；設(shè)置第一行地址LACLL WCOMPOP ACC ；由堆棧取出A寄存器值LCALL WDATA ；寫入所要顯示的字符RETLCDP2: PUSH ACC ；在LCD第一行特定位置顯示字符MOV A,B ；A=ACC,DATA所要顯示的字符ADD A, #0C0H ；設(shè)置第一行地址LACLL WCOMPOP ACCLCALL WDATARETEND ;鍵識(shí)別SET_T: LCALL GETKEY ；調(diào)用G

40、ETKEY CJNE A,#0FFH,SET_T ；判斷是否有鍵入，無則再讀 MOV A,B CJNE A,#3CH,TT ；判斷鍵入是否3CH CJNE R0,#00H,SET_1 ；判斷是否有鍵入并鍵入完成 SJMP SET_TSET_1: LCALL DISPLAY_NOR MOV DPTR ,#Z8279 MOV A,#LEDMOD ;置8279工作方式 MOVX DPTR,A MOV A,#LEDFEQ ;置鍵盤掃描速率 MOVX DPTR,A MOV A,#LEDCLS ;清除 LED 顯示 MOVX DPTR,A LCALL L1TT: CJNE A,#3BH,KS ；判斷是否鍵

41、入B INC R0 ；作為標(biāo)志位，判斷是否數(shù)據(jù)輸入確定MOV R4,#0 LCALL GETWORD MOV A,B MOV SET_WL,AMOV R4,#2 LCALL GETWORD MOV A,B MOV SET_WH,A MOV A,SET_WL ADD A,SET_WH MOV B,#02H DIV AB MOV SET_W,AMOV R4,#4LCALL GETWORD MOV A,B MOV SET_SL,AMOV R4,#6 LCALL GETWORD MOV A,B MOV SET_SH,A MOV A,SET_SL ADD A,SET_SH MOV B,#02H DIV AB MOV SET_S,AKS: SJMP SET_T SET_T1: MO