花房溫度、光照度控制電路設計畢業(yè)論文.

1、畢業(yè)論文設計論文題目：花房溫度、光照度限制電路設計學生姓名：學號：所在院系：專業(yè)名稱：屆次：電氣信息工程院電子信息工程2021 屆指導教師：推南呼學院王健淮南師范學院本科畢業(yè)論文設計誠信承諾書1.本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)論文設計,題目?是本人在指導教師指導下獨立完成的,沒有弄虛作假,沒有抄襲、剽竊別人的內容；2.畢業(yè)論文設計所使用的相關資料、數據、觀點等均真實可靠,文中所有引用的他人觀點、材料、數據、圖表均已注釋說明來源；3,畢業(yè)論文設計中無抄襲、剽竊或不正當引用他人學術觀點、思想和學術成果,偽造、篡改數據的情況；4.本人已被告知并清楚：學院對畢業(yè)論文設計中的抄襲、剽竊、弄虛作假等違反學術標

2、準的行為將嚴肅處理,并可能導致畢業(yè)論文設計成績不合格,無法正常畢業(yè)、取消學士學位資格或注銷并追回已發(fā)放的畢業(yè)證書、學士學位證書等嚴重后果；5,假設在省教育廳、學院組織的畢業(yè)論文設計檢查、評選中,被發(fā)現有抄襲、剽竊、弄虛作假等違反學術標準的行為,本人愿意接受學院按有關規(guī)定給予的處理,并承當相應責任.學生簽名：日期：年月曰前言21系統的總體設計31.1系統設計要求31.2系統工作原理及總體設計32硬件簡介41.1STC89C52單片機42.2溫度傳感器82.3 LCD1602液晶顯示92.4光敏電阻123硬件系統設計133.1溫度及光照度測試電路133.2 A/D轉換電路143.3報警電路163.

3、4繼電器電路164軟件設計174.1系統總流程圖174.2溫度限制流程圖194.3光照度限制流程圖204.4鍵盤掃描流程圖21參考文獻22花房溫度、光照度限制電路設計學生：鮑麗(指導老師：王健)(淮南師范學院電氣信息工程學院)摘要：隨著現在我們生活質量的快速提升,溫室已成為現代農業(yè)生產的根本設備.本文主要是在論述一種花房溫度、光照度限制系統的設計、工作原理及自動限制.本設計系統以單片機為核心通過數字溫度傳感器、光敏電阻對花房的溫度和光照度進行數據采集經過A/D轉換器變換成數字量,其值由單片機處理,后由單片機限制如果超過我們預先設定的溫度、光照度限制范圍,報警模塊將進行報警.關鍵字：單片機；溫度

4、傳感器；光敏電阻；繼電器DesignoftheGreenhouseTemperatureIlluminationControlCircuitStudent:BAOLi(FacultyAdviser:WANGJian)(DepartmentofElectricalandInformationEngineering,HuainanNormalUniversity)Abstract：Nowwiththerapidincreaseinthequalityofourlife,thegreenhousehasbecomeabasicequipmentofmodernagriculturalproducti

5、on.Thispaperismainlyonaroomtemperature,川uminationcontrolsystemdesign,workingprincipleandautomaticcontrol.Thedesignofthesystemwithchipasthecoreofthedigitaltemperaturesensor,photosensitiveresistancetemperatureandlightintensityonthegreenhousedataacquisitioniscarriedoutthroughtheA/Dconvertertransformsin

6、tothedigitalquantity,whichiscontrolledbyasinglechipmicrocomputerSCMprocessing,finallyifmorethanwepresettemperature,lightintensitylimit,thealarmmodulewillalarm.KeywordsSinglechipmicrocomputer;temperaturesensor;photosensitiveresistance;relay前言隨著社會開展,中國的農業(yè)技術的研究和應用,使農業(yè)開展迅速,但是溫室花房是其一個重要的組成局部.在現代農業(yè)生產的重要環(huán)節(jié)

7、,是農產品的生長環(huán)境檢測和重要參數的限制.我們知道,溫室花房內花的生長與空氣的溫度、二氧化碳的含量、土壤水分、光照強度有很大的關系.因此,溫室花房環(huán)境的檢測與動態(tài)限制技術的開展,對我國的農業(yè)現代化進程產生深遠的影響.在溫室溫度和濕度、光技術設施園藝工程由于其廣泛的密切紀律,技術含量高彳馬到了越來越多的關注世界各地,尤其是在一些興旺國家,溫室溫度和濕度、光照度幾乎是實現自動檢測和自動限制.我國現代溫室是在引進過程和自我開展過程中不斷壯大的,在應用的深度以及廣度的研究、國內的相關技術規(guī)模和范圍與國外相比仍然還是有一定的差距.中國的溫室的目前現狀是,大多數溫室主要依靠手工治理與限制溫室的環(huán)境,缺乏立

8、體的科學的指導技術.在對植物的栽培技術方面,沒有系統的科技技術而是完全憑借靠治理者的經驗,不能自動調整溫室中的溫度,光、水、肥、氣等植物生長環(huán)境,只能通過手動調節(jié)溫室內的環(huán)境,這中技術方面的缺陷和不成熟成為了優(yōu)質栽培溫室作物的障礙,通過手動調節(jié)溫室作物生長環(huán)境造成了人力資源的浪費,而且也不能保證對溫室環(huán)境及時的限制與調節(jié)并,測量誤差大,隨意性強,在一定的根底上影響了植物生長.為了克服上述缺點,我們需要一個容易使用的自動檢測與自動限制系統.溫室環(huán)境與花卉、苗圃的生長、發(fā)育密切相關,環(huán)境監(jiān)測是實現溫室生產治理自動化,科學化的根本保證,通過對監(jiān)測數據的分析,結合作物生長規(guī)律,限制環(huán)境條件下,作物品質

9、,高產,局效.隨著計算機技術和傳感器技術1的快速開展,在自動檢測與自動限制系統領域發(fā)生了巨大的變化,現代農業(yè)溫室的重要產品的實施,已被廣泛應用在中國的大局部地區(qū).溫室環(huán)境的自動監(jiān)測和限制突出的進步,由于其優(yōu)良的性能價格比,逐漸取代了傳統的溫度,光強度的限制舉措.農業(yè)溫室限制系統是實現溫室生產自動化治理的根本保證.結合各種花卉,苗圃生長規(guī)律,限制生長條件,使植物在不適宜生長的季節(jié),培養(yǎng)目標是最終將花實現高產量,高質量,給花農帶來巨大的經濟效益.本系統設計是基于單片機的溫度、光強度自動檢測及自動限制原理設定的.這個溫度,光照強度檢測限制系統可以應用到農業(yè)生產中的溫室,實現溫度、光照強度的實時限制,

10、是一種智慧、經濟、科學的程序,比擬適合推廣,從而促進花卉,苗木生長,從而提升實收率,質量本錢,可以帶來很大的經濟效益和社會效益給予我們的花農.1 系統的總體設計1.1系統設計要求本系統以溫度、光照度作為主要的限制參數,來限制整個系統設計,其主要功能有:(1)實現對花房溫度、光照度的實時監(jiān)測、采集,測量空間的多點溫度、光照度數值.由單片機對數據進行循環(huán)監(jiān)測采集、數值處理以及存儲,實現花房的自動化限制多點監(jiān)測(2)對監(jiān)測采集的數據超過預設置數值的及時報警系統,及自動限制系統能夠完全做出溫度或者光照度的參數處理,將花房的溫度、光照度調節(jié)到開始設置的參數數值附近.(3)能夠根據不同地點、時間、花卉種類

11、的不同,設定不同的參數值,可以使花卉在最正確適宜的環(huán)境下生長.1.2系統工作原理及總體設計1.2.1總體設計本系統以單片機為核心限制元器件,采用溫度、光照度測量、檢測及限制技術,以溫度傳感器、光敏電阻為測量元件,構成自動化溫度、光照度測量、限制系統.可分為溫度、光照度采集系統及液晶顯示模塊,報警系統,以及溫度、光照度限制模塊,復位電路和晶振模塊.圖 1 系統結構框圖1.2.2工作原理利用單片機限制溫度傳感器、光敏電阻采集花房溫度和光照度,并反應給單片機作出相應的分析和處理,而單片機將處理的結果顯示在設備的LCD1602液晶顯示器上.當花房的溫度、光照度不在設定適宜范圍情況時,單片機限制報警器報

12、警,同時向溫度光照度調節(jié)器發(fā)送信息,限制調節(jié)器調節(jié)花房溫度光照度,使其回歸正常范圍.當花房空氣溫度超過設定值時,溫度限制電路就會自動限制電路,翻開排氣扇設置在花房頂部的噴霧設備的進行一段時間的降溫,而當溫室溫度低于設定值時,那么通過單片機自動開啟加熱設備,使溫度值到達適宜的范圍.光照度高與設定值范圍時,系統光照度限制電路自動限制翻開花房頂部的遮陽網,預防陽光直射作物,減小光照度,以減少強光對作物生長的影響.當光照度低與設定值時,就回自動關閉遮陽網,增加光照度,從而使光照度保持在適宜的范圍內.2 硬件簡介1.1STC89C52單片機1.1.1STC89C52的主要特性STC89C52RC單片機2

13、是新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機,指令代碼完全兼容傳統8051單片機,12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇.其主要特點有：1.8051增強型單片機可以任意選擇6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期,指令代碼完全可以與傳統8051單片機相兼容.2.工作電壓：5.5V3.3V5V單片機/3.8V2.0V3V單片機；單片機工作頻率范圍：040MHz,而對于普通8051的080MHz.3.單片機程序應用空間為8K字節(jié),片上集成512字節(jié)RAM.4.通用I/O口32個復位后為：P1、P2、P3、P4是并行雙向I/O接口,P0口輸出是漏極開路電路,當用為總線擴展時,不需要外接上拉電阻,而

14、作為I/O口用時,那么需外接上拉電阻.5.具有ISP系統可編程/IAP應用可編程,不必用專用編程器,也不必用專用仿真器,直接利用串口RxD/P3.0,TxD/P3.1下載客戶程序,幾秒即可完成好多.6.具有EEPROM功能；具有看門狗功能7.共3個16位定時器/計數器.即定時器T0、T1、T28.外部中斷4路,下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路,PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒2.1.2 STC89C52的弓I腳圖VCCC71,_|Lh.1UIIII1jFl.OEVGCPl.l/TPl-2PO.OPl.3PO.1P1.4PO.2Pl.5PO.3l 石工匚溶石工匚溶?RSTFRD

15、PO.7PJ.OrRXDEAQrPP4 JO.1I,7F2且4385371163271627P261726P2525X21S24P23XI1923P22221*212021P20p匚口Z2圖 2STC89C52 的引腳圖VCC40引腳：電源電壓GND20弓|腳：接地RST9引腳：復位方式輸入.當輸入連續(xù)24個時鐘周期以上高電平時,系統開始用來完成單片機內部的復位初始化操作.復位期間,ALE、PSEN輸出高電平.XTAL119引腳：振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端.XTAL218引腳：振蕩器反相放大器的輸入端.ALE/ROG30引腳地址鎖存限制信號輸出端：在訪問片外程序存儲器期間,下降

16、沿用于鎖存P0輸出的低8位地址的輸出脈沖3.在編程時,此引腳ROG用作編程脈沖輸入端.2.1.3復位電路復位引腳Reset為第9腳,當此引腳連接高電平超過2個機器周期,即可產生復位的動作.以12MHz的時鐘脈沖為例,每個時鐘脈沖1us,兩個機器周期為12us,H此,在第9腳上外接一個12us以上的高電平脈沖,此時就可以產生復位的動作.而對于上電復位,在復位引腳上外接了一個電容,當復位引腳接+5V電壓時,此時的電容是作為短路的,經過一小段時間后,電容就將會處于充電的狀態(tài),此刻的電路是相當于斷開的.另外的一種就是手動復位了,具的接法就是在STC89C52的復位引腳外接的電容上并聯連接一個開關.在當

17、開關沒有按下去的時候,此時的電容是處于充電狀態(tài)的；而當在按鈕按下時候,此時的電容就將開始放電,因此,在復位引腳上產生了高電平,到達了電路復位的作用.2.1.4晶振電路晶振電路是用來給單片機提供時鐘信號的.晶振有兩種其中包含有源晶振與無源晶振,是時鐘電路中最重要的部件之一,晶振的作用是向IC等部件提供相應的基準頻率.XTAL1是單片機作為時鐘電路反向放大器的輸入端,XTAL2是單片機作為時鐘電路反向放大器的輸出端,這個反向放大器是能夠用作片內振蕩器的配置而使用的,在這其中石晶振蕩器和陶瓷振蕩器都是可以使用的.當我們在實際的應用中使用外部時鐘源驅動器件時,此時的XTAL2是需要不接的4.而對于輸入

18、到時鐘電路內部連接的時鐘信號,是需要一個二分頻觸發(fā)器來實現的,在實際的應用中,對外部連接時鐘信號的脈寬是不需要做什么要求的,但首先是要求脈沖的上下電平與電路所要求得電平是一樣的.2.1.5電源電路系統的電源電路由電源和二極管組成,為整個電路提供電源,使整個系統能夠正常工作.2.1.6鍵盤電路這個系統采用的鍵盤電路是利用最簡單的低電平掃描方式實現的,利用開關的一端與單片機I/O口相連接方式,另一端是用接地的方式,用單片機來檢測I/O口是否是低電平,此目的是來判斷鍵盤是否被按下.2.2溫度傳感器2.2.1 DS18B20溫度傳感器的特性DS18B20數字溫度傳感器是DALLAS公司生產的1Wire

19、,被我們稱之為單總線器件,具特點是線路非常的簡單、外形也是很小的.因此,如果把它來用作組成測量溫度電路的器件,線路相當的簡單,只需要在一根通信線上就能夠放好多和DS18B20樣的數字溫度計,使用也是很方便的.DS18B20溫度傳感器的特點1 .只需要一個端口I/O就能夠實現通信.2.在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號.3.在實際的應用中實現檢測溫度是不用任何外部元器件的.4.每次把溫度轉換為數字需要的時間為200ms.5.測量溫度范圍在55oC到+125oC之間,精確度在0.5度.6.數字溫度計的分辨率用戶可以從實現9位到12位選擇方式.7.其內部可以有溫度上、下限設置報警.8

20、.具有負壓特性,當電源極性給接反時,溫度計是不能正常工作的,但也不會由于發(fā)熱而被燒毀 DS18B20的內部結構DS18B20其的內部是由3局部組成的：1 .具有64位激光只讀存貯器,在這里存放著每個DS18B20的唯一的序號,開始8位是產品類型的編號(DS18B20為10H),接著是每個器件的唯一的序號,共有48位,最后8位是前56位的CRC校驗碼這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因.2 .溫度傳感器,它是將溫度轉化為數字量的關鍵局部.3 .DS18B20的存貯器,它由高速存貯器RAM和EERAM(高溫TH和低溫TL報警觸發(fā)器)組成,數據首先寫入高速存貯器RAM中,

21、然后通過復制命令將數據寫入EERAM中.高速存貯器RAM由8個字節(jié)組成,頭兩個字節(jié)存放檢測溫度的值,0號(LSB)為存放溫度的值,1號(MSB)存放溫度值的符號,如果溫度為負,那么1號存貯器全為1,否那么全為0,這也是可用9bit來表示溫度的原因.最低位先讀出.假設LSB最低位為1,那么表示為0.5度,求值的方法根據MSB中的值將LSB中的二進制數求補再轉換成十進制數除以2即得被測溫度的值6.表2是溫度和數字量的關系.第二和第三字節(jié)是從TH和TL中復制的值,當上電被更新；接下來兩個字節(jié)沒用,假設讀它應全為1第六和第七字節(jié)為計數存放器；最后一個字節(jié)為CRC校驗.2.2.2DS18B20的引腳及指

22、令表GND:電源地DQ:為數字信號輸入/輸出端VDD:為外接供電電源輸入端在寄生電源線方式時接地表 1DS18B20 的 ROM 指令表指令約定代碼功能讀 ROM33H讀 DS18B20 溫度傳感器 ROMH 勺編碼符合 ROM55H發(fā)出指令之后,接著發(fā)出 64 位 RO 超碼,只有訪問單總線上與 DS18B20 相對應編碼才能做出響應搜索 ROMOFOH是為了確定在同一總線上 DS18B20 的數量與識別 64 位的ROMfe 址,是為各元器件工作做準備7跳過 ROMOCCH忽略 64 位 ROW 地址,可以直接向 DS18B20 發(fā)送溫度改變指令告警搜索命令OECH在其工作后只有溫度超過預

23、先設定值的最大溫度或最小溫度時才會發(fā)出報警響應2.3LCD1602液晶顯示2.3.1 LCD1602簡述字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數字、符號等點陣式LCD,目前常用16X1,16X2,20X2和40X2行等模塊.1602型LCD顯示模塊具有體積小,功耗低,顯示內容豐富等特點.1602型LCD可以顯示2行16個字符,有8位數據總線D0-D7和RS,R/W,EN三個限制端口,其工作時需要的電壓為5V,有兩個功能字符：比照度調節(jié)與背光調節(jié).它還有假設干個5X7或者5X11等點陣字符位組成,每個點陣字符位都可以顯示一個字符.每位之間有一個點距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距

24、的作用,正由于如此所以他不能顯示圖形.2.3.2 LCD1602弓唧VSS:為電源地.VDD:接5V電源正極.2.3.3 :是作為LCD1602液晶顯示器的比照度調整端,當接正電源時此刻的比照度最小的,當接地電源時此刻的比照度最大.RS:是存放器的選擇作用,當高電平為1時是用作選擇數據存放器、當低電平為0時是作為選擇指令存放器.R/W:是作為讀寫信號使用,當為高電平1時是讀操作功能,當為低電平0時是寫操作功能.當為低電平時RS和R/W可以作為寫入指令或顯示地址使用,當RS是低電平0時,R/W為高電,1時此時只可以讀忙信號,當RS為高電平1時,R/W為低電平0時此時只可以寫入數據網.E:端為使能

25、端.D0D7:為8位雙向數據端.BLABLK:空腳或背燈電源.15腳：背光正極16腳：背光負極2.3.3LCD1602指令表表 2LCD1602 的指令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清屏000000000012光標返回000000001*3輸入模式00000001I/DS4顯示限制0000001DCB5光標/字符移位000001S/CR/L*6功能00001DLNF*7置字符器存儲地址0001是用作設置字符存貯器的地址使用的8置顯示數據存貯器地址001是作為顯示數據存貯器的地址使用9讀忙標志和地址01BF是作為計算數據的地址使用10寫數至 UCGRAM或 DDRAM10

26、是要作寫數據指令使用11從 CGRA 喊DDRA 瞰數11是要作讀出數據指令使用LCD1602的液晶顯示指令編碼顯示是通過屏幕、讀寫操作來實現與對光標進行操作來實現.指令1：去除顯示,指令碼01H,作用是使光標在00H地址位置進行復位.指令2:光標復位,使光標能夠回到00H的地址.指令3:使用顯示模式方式和光標移動方式來進行設置I/D:光標是表示移動方向的,高電平1是右移的,低電平0是左移的；S:是用來決定屏幕上全部的文字是否進行選擇左移或是選擇右移.高電平1是用來表示有作用的,低電平0是用來表示不起作用的.指令4:是用來作為顯示開關限制的作用其中D:是用來限制顯示整個電路的開與關作用,高電平

27、1是開顯示的表示,低電平0是關顯示的表示；C:是用來作為光標開與關的限制作用,高電平1說明是有光標的,低電平0表示沒有光標B:是用來作為光標是否閃爍的限制,高電平1說明是閃爍,低電平0那么表示不閃爍.指令5:是作為顯示移位光標或者是顯示文字的作用.S/C:高電平1時是用來顯示文字的,低電平0時是用來移動光標的.指令6:是表示功能設置命令.DL:高電平1時是表示有總線的數量是4位,低電平0時是說明有總線的數量是8位的；N:低電平0時表示為顯示單行,高電平1時表示為顯示雙行；F:低電平0時表示顯示的點陣字符是5x7形式的,高電平1時說明顯示點陣字符是5x10形式的.指令7:是表示設置RAM的地址.

28、指令8:是用來設置DDRAM的地址.指令9:是作為讀取光標的地址和忙碌信號.BF:是讀取忙碌信號的標志位,高電平1是表示忙碌,此刻的模塊是不能收到命令或接收到數據的,低電平0那么表示不忙的,此時的模塊式可以接收數據或者接收命令的.指令10:是表示寫數據的.指令11:是表示讀數據的.2.4光敏電阻2.4.1光敏電阻的簡介光敏電阻是一種特殊的電阻器件,具是利用半導體的光電導效應而制成的,因此對光線是非常的敏感,光敏電阻的電阻值是與外界光照強弱或明暗都是有密切關系的.其在沒有光照射的情況下,表現出來的是高阻狀態(tài)；當有光照射時,其電阻值是會快速減小的.光敏電阻是在于各種限制電路如自動照明燈限制電路、自

29、動報警電路等卜家用電器如電視機中的高度自動調節(jié),照相機中的自動曝光限制等及各種測量儀器中等領域中得到廣泛的應用.該系統可通過光敏電阻將光照強弱信號轉化為電信號通過發(fā)光二極管顯示以及通過蜂鳴器報警從而成為光照強度自動顯示檢測系統.光照強度不同光明傳感器的組織不同,當光照強度很強時,光敏傳感器的阻值很小,當光照強度弱時,光敏傳感器的組織很大當光照強度適宜時光敏傳感器的阻值介于強光和弱光的阻值之間.因此可以通過光敏傳感器將光信號變?yōu)殡娦盘?并可以利用光照傳感器受光照不同阻值不同產生的電信號不同從而顯示不同的信號.2.4.2光敏電阻的的主要特性1.光電流、亮電阻.光敏電阻器在一定的外加電壓下,當有光照

30、射時,流過光敏電阻器的電流被我們稱之為光電流,其外加在光敏電阻器的電壓和光電流之比被我們稱之為亮電阻,常用“100LX來進行表示.2.暗電流、暗電阻.當有一定數量的外在電壓加在光敏電阻器下時,也沒有光照射的情況下,此時流過光敏電阻器的電流被我們稱之為暗電流.光敏電阻器外接加在其上的電壓和暗電流之間的比值被稱作為暗電阻,常用“0LX表示.3.靈敏度.我們把光敏電阻其在不受到光照強度時的電阻值暗電阻與受到光照強度時的電阻值亮電阻之間的相對變化值稱之為靈敏度.4.在有一定外接電壓作用下,具光敏電阻的光電流和光通量之間的相互關系如下所示： 雖不同類型的光敏電阻有不同的光照特性,但是光照特性的曲線表現出

31、來是非線性特性.所以,光敏電阻是不適合作為給予一定數量的檢測元件來使用的,這些都是由于光敏電阻的缺乏引起的.光敏電阻通常在自動化限制的系統中作為光電開關來使用.5.光敏電阻表現的伏安特性.在有一定的光照度情況下,連接加在光敏電阻兩端之間的電流與電壓之間的相互關系,這種關系被稱之為伏安特性.在給一定偏壓的情況下當光照強度比擬大時,光電流也會隨之比擬大.當在給定的光照度下,當其加的電壓較大時,光電流也是較大的,且是沒有飽和現象的.但是其的電壓是不可以沒有限制的增大的,是由于無論什么光敏電阻都會受到額定工作功率、最大工作電壓電以及最大額定電流的限制.6.在當光敏電阻接受脈沖光照射時候,光電流是需要經

32、過一定時間才可以到達穩(wěn)定值,但是當光照停止以后,光電流是不會馬上表現為0值得,這就是被我們稱之為光敏電阻的時延特性.由于,不同種類材料的光敏電阻的時延特性是不近相同的,因此,其的頻率特性也是不近相同的.3 硬件系統設計1.1.1及光照度測試電路由于在本系統中采用了DS18B20數字溫度傳感器9,所以后續(xù)電路簡單,只需將傳感器的數據輸入/輸出管腳直接接到單片機I/O口,通過單片機的限制DS18B20傳感器并實時讀取花房空氣溫度.數字溫度傳感器的測量電路如下列圖：圖 8 溫度傳感器電路系統采用價格低廉的光敏電阻測量光照度,由于沒有良好的線性,因此只能大致的測量.根據光敏電阻在不同的光照下有不同的阻

33、值,經過A/D轉換后輸入到單片機內進行處理.其中ADC0804與光敏電阻的連接如下列圖所示cs1KD27M35?1 112P2:13P241 4P25115P二工6P211-P2C1s31011IKcs_vccWRES,TRCXRRDB7DBSUDCQSOpKNDB5DB4DB3VEXTDB2D31DBOAGKDVFJEP2DGXD20,pecCIO192441rr14iAT-IHOPF一-r6RIC7iAV14R,i11阻-r9:QKi-urvJRS,1V_Lcc圖 9 光照度測試電路3.2A/D轉換電路ADC0804為8bit一路的A/D轉換器具輸入電壓范圍在05v,轉換速度小于100us

34、,轉換精度0.39,滿足設計的精度要求.它是逐次逼近式A/D轉換器,可以和單片機直接接口.1.1.2ADC0804的特性(1)高阻抗狀態(tài)輸出(2)分辨率：8位(0-255)(3)存取時間：135ms(4)轉換時間：100ms(5)總誤差：-1+1LSB(6)工作溫度：ADC0804C為0度-70度；ADC0804L為-40度-85度(7)模擬輸入電壓范圍：0V-5V(8)參考電壓：2.5V(9)工作電壓：5V(10)輸出為三態(tài)結構1.1.3ADC0804的引腳圖CS:與RD、WR接腳的輸入電壓上下一起判斷讀取或寫入與否,當其為低位準(low)時會active.RD:當CS、RD皆為低位準(lo

35、w)時,ADC0804會將轉換后的數字訊號經由DB7-DB0輸出至其它處理單元10.WR:啟動轉換的限制訊號.當CS、WR皆為低位準(low)時ADC0804做去除的動作,系統重置.當WR由0-1且CS=0時,ADC0804會開始轉換信號,此時INTR設定為高位準(high).CLKIN、CLKR:頻率輸入/輸出.頻率輸入可連接處理單元的訊號頻率范圍為100kHz至800kHz.而頻率輸出頻率最大值無法大于640KHz,一般可選用外部或內部來提供頻率.假設在CLKR及CLKIN加上電阻及電容,那么可產生ADC工作所需的時序.INTR:中斷請求.轉換期間為高位準(high),等到轉換完畢時INT

36、R會變?yōu)榈臀粶?low)告知其它的處理單元已轉換完成,可讀取數字數據.VIN(+)、VIN(-):差動模擬訊號的輸入端.輸入電壓VIN=VIN(+)-VIN(-),通常使用單端輸入,而將VIN(-)接地.AGND:模擬電壓的接地端.DGND:數字電壓的接地端.VREF/2:模擬參考電壓輸入端.VREF為模擬輸入電壓VIN的上限值.假設PIN9空接那么VIN的上限值即為VCC.DB7-DB0:轉換后之數字數據輸出端VCC:驅動電壓輸入端.當花房的空氣溫度或光照度不在設定值范圍時蜂鳴器就會自動報警并且LED燈同時也會亮以告知工作人員,此時花房的溫度或光照度不在設定的范圍值之內11o3.4繼電器電路

37、單片機是一個弱電器件,在一般的情況下它們大局部都是工作在5V甚至更低的電壓下的.在這里,繼電器驅動是有兩個方面意思的：一是對繼電器進行驅動,由于繼電器本身對于單片機來說是作為一個功率的器件來使用的；另一個是繼電器是用來作為驅動其它負載而使用的,例如：繼電器是被用來作中間繼電器的驅動使用的,可以直接驅動接圖中的三極管是作開關使用的,當單片機輸出高電平1時,三極管就會導通,繼電器表現出吸合的狀態(tài).當單片機輸出低電平0時,繼電器就會斷開12o二極管是作為保護使用的,是預防繼電器產生的感應電動勢燒壞三極管或繼電器.4 軟件設計4.1系統總流程圖這個系統軟件的設計是通過模塊化的設計思路來實現的,整個軟件

38、系統的程序是用好多子程序模塊來組成的.整個軟件系統的程序可分為四個大模塊,即主程序模塊、參數設置程序模塊、花房數據采集顯示模塊和繼電器限制處理程序模塊.每個模塊都具有一定的功能,每個模塊又可分為許多子模塊,既相互獨立又相互聯系,低級模塊可以被高級模塊調用.圖 13 系統總體流程圖4.2溫度限制流程圖圖 14 溫度限制流程圖單片機通過溫度傳感器DB18B20檢測、采集花房空氣溫度,而當花房溫度低于設定適宜范圍值時,那么通過單片機限制繼電器驅動翻開加熱設備工作,使花房溫度值到達適宜的范圍值；當空氣溫度超過設定適宜范圍值時13,就通過繼電器限制電路,翻開排氣扇配合設置在花房頂部的噴霧設備的進行一段時

39、間的降溫,使花房溫度到達設定適宜范圍值內.如果檢測的溫度在適宜范圍,單片機將維持現狀.4.3光照度限制流程圖圖 15 光照度限制流程圖光照度的限制主要靠遮陽網的開關,當光照度低于設定適宜范圍值時,單片機就控制遮陽網繼電器設備閉合,翻開花房頂部遮陽網,增加光照度.光照度高于設定適宜范圍值時,系統通過限制繼電器設備斷開,關閉遮陽網,預防陽光直射作物,減小光照度,使花房的光照度在適宜的范圍值內,這樣可以減少強光對花卉及苗圃生長的影響140如果檢測的光照度在適宜范圍,單片機將維持現狀.鍵盤掃描程序開始時先掃描按鍵,判斷是否有按鍵被按下,確定有按鍵被按下時判斷被按下的是哪一個按鍵,如果是按鍵S3,系統將

40、開始設置,這時按鍵S4和S5被啟用,進入哪個參數的設置取決于按鍵S3被按下的次數,S3被按下1次,進行光照度值設置,S3被按下2次,進行溫度值設置,當按下第3次,返回正常顯示,按鍵S4和S5被禁用.按鍵S4和S5作用是調節(jié)參數值,每次按下S4,當前設置的參數值就加一.每次按下S5,當前設置的參數值就減一15.如果是S6鍵被按下,那么開始進行切換,S6按下1次是顯示設置溫度和花房溫度,S6按下2次是顯示設置光照度和花房光照度.總結此花房限制系統設計綜合利用單片機技術、傳感器技術、數字電子技術、A/D轉換技術和LCD1602顯示等知識,完成了基于單片機的溫度、 光照度和顯示裝置的設計.系統簡單介紹

41、了硬件的組成和相應的設計方法,并利用單片機(STC89C52)C語言完成了系統軟件的相應設計,具體系統的相應運行過程如下：(1)把傳感器技術應用到單片機限制系統中,實現了對環(huán)境溫度和光照度的數據采集和讀取.(2)利用LCD1602液晶的顯示完成了花房溫度、光照度及顯示電路的設計.(3)外接蜂鳴器報警模塊,花房溫度、光照度不在設定范圍時系統自動報警及時告知工作人員作出相應的處理.本設計系統雖然有一定的實用性,但該系統在設計過程中仍然存在很多漏洞,很多東西都考慮的不是很詳細,但我用了很多時間去查找資料同時也請教了老師同學來幫助我完成這個設計,出于個人水平以及時間的關系所以并沒有把自己當初考慮的所有

42、可能情況都考慮進去.這幾個月的大學畢業(yè)設計給我的影響很大同時也讓我學會了很多,覺得自己好多的東西都給忘記了還有就是學的知識太少,以后要多用些時間去補充自己,因此我要更加努力,學無止境.參考文獻：1韓九強,周杏鵬.傳感器與才測技術M.北京： 清華大學出版社,2021:233-251.2嚴天峰.單片機應用系統設計與仿真調試.北京：北京航空航天大學出版社,2005:78102.3王建校.51系列單片機及C51程序設計M.北京：科學出版社,2002:3861.4李朝青(編).單片機原理及接口電路M:北京航空航天大學出版社,2007:2753.5來清民.傳感器與單片機接口及實例.北京：北京航空航天大學出

43、版社.2021:182-230.6劉暢生,宣宗強,雷振亞,張昌民.傳感器簡明手冊及應用電路一溫度傳感器分冊上.西安：西安電子科技大學出版社,2005:173-248.7王化祥,張淑英編.傳感器原理及應用M.天津：天津大學出版社,2007:131148.8趙亮.液晶顯示模塊LCD1602s用J.電子制作,2007:8291.9劉篤仁,韓保君.傳感器原理及應用技術M.北京:機械工業(yè)出版社.2003:5062.10丁元杰.單片微機原理及應用.北京：機械工業(yè)出版社,2000:120159.11童詩白.模擬電品&根底M.北京：高等教育出版社,2001:78119.12何立民.單片機應用系統設計M

44、.北京：北京航天航空出版社,1990:149-170.13張慧萍.多路溫控系統中溫度檢測環(huán)節(jié)的設計J.山東農業(yè)大學學報,2003:1-12.14李廣弟.單片機根底M.北京：北京航空航天出版社,2001:23-100.15趙亮,侯國瑞.單片機C語言編程與實例.北京：人民郵電出版社,2003:8190.附錄系統原理圖及程序#include#include#include#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint# defineT_cont0.0625;# defineDataPortP0/LCD接口# defineReadPortP

45、2/AD讀取ucharcodetemp=temp:;ucharcodetempset=tempset:;ucharcodehun=hun:;ucharcodehunset=hunset:;圖 17 系統原理圖ucharcodeinte=inte:;ucharcodeinteset=inteset:;ucharcodeset=stepinset!;uchartempset1,s1num,s4num,hunset1,hun1,hun2,inteset1,inte1;bitT_sign;floattemp1=0;uchart_bai,t_shi,t_ge,t_feng,t_miao,sshi,sge

46、,h_bai,h_shi,h_ge,hshi,hge,i_bai,i_shi,i_ge,ishi,ige;sbits3=P1A0;sbits4=P1A1;sbits5=P1A2;sbits6=P1A3;sbitrelay1=P1A4;sbitrelay2=P1A5;sbitcs1=P3A0;sbitcs2=P3A1;sbitDS=P3A2;sbitlcdrw=P3A3;sbitlcden=P3A4;sbitlcdrs=P3A5;sbitwr=P3A6;sbitrd=P3A7;voiddelay(uintz)/延時函數uintx,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);

47、voiddsreset(void)/sendresetandinitializationcommanduinti;DS18B20初始化DS=0;i=103;while(i0)i-;DS=1;i=4;while(i0)i-;bittmpreadbit(void)(uinti;bitdat;DS=0;i+;DS=1;i+;i+;dat=DS;i=8;while(i0)i-;return(dat);uchartmpread(void)/readabytedate讀一個字節(jié)(uchari,j,dat;dat=0;for(i=1;i=8;i+)(j=tmpreadbit();dat=(j1);/讀出的數

48、據最低位在最前面,這樣剛好/一個字節(jié)在DAT/readabit讀一位/i+fordelay小延時一下)voidtmpwritebyte(uchardat)寫一個字節(jié)到DS18B20里(uinti;ucharj;bittestb;for(j=1;j1;if(testb)/寫1局部(DS=0;i+;i+;DS=1;i=8;while(i0)i-;)else(DS=0;/write0寫0局部i=8;while(i0)i-;DS=1;i+;i+;)voidreadtemperature()/讀溫度函數(uinty;return(dat);/將一個字節(jié)數據返回ucharT_L=0;ucharT_H=0;

49、uchark;dsreset();delay；tmpwritebyte(0 xcc);tmpwritebyte(0 x44);dsreset();delay；tmpwritebyte(0 xcc);tmpwritebyte(0 xbe);T_L=tmpread();T_H=tmpread();k=T_H&0 x08;if(k=0 x08)T_sign=1;elseT_sign=0;T_H=T_H&0 x07;temp1=(T_H*256+T_L)*T_cont;temp1=temp1*100;t_bai=(uint)temp1/10000;y=(uint)temp1%10000

50、;t_shi=y/1000;y=(uint)y%1000;t_ge=y/100;y=(uint)y%100;t_feng=y/10;t_miao=(uint)y%10;voidinteadc0804()/光照度adc轉換子程序與數據處理(rd=1;wr=1;/讀ADCReadPort=0 xff;/P1置位cs1=0;wr=0;wr=1;啟動ADCrd=0;/開始讀轉換后數據_nop_();_nop_();/稍延時,等待讀完數inte1=ReadPort;/偵出的光照度數據賦與inte1rd=1;cs1=1;/讀數完畢i_bai=inte1/100;百位數i_shi=(inte1%100)/1

51、0;/十位數i_ge=(inte1%10);/個位數voidwrite_com(ucharcom)/lcd寫命令函數(lcdrs=0;lcdrw=0;lcden=0;P0=com;delay(10);/施時lcden=1;/下三行表示E高脈沖到來就開始轉換delay(10);lcden=0;voidwrite_data(uchardate)/lcd寫數據函數(lcdrs=1;lcdrs=1;lcdrw=0;lcden=0;P0=date;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;)voidinit()初始化函數(s1=1;tempset1=25;hunset1=5

52、0;inteset1=15;lcdrw=0;lcden=0;write_com(0 x38);delay(10);write_com(0 x0f);delay(10);write_com(0 x06);delay(10);write_com(0 x01);delay(10);)voidprint(uchara,uchar*str)/輸出字符(write_com(a);while(*str!=0)write_data(*str+);*str=0;voidprint1(uchara,uchart)/輸出18b20數據到1602write_com(a);write_data(t);voidprint

53、2(uchara1,uchart1)/輸出設置溫度數據到1602ucharsshi,sge;sshi=t1/10;sge=t1%10;write_com(0 x80+a1);write_data(sshi+0 x30);write_data(sge+0 x30);voidkeyscan()/鍵盤掃描函數rd=0;if(s3=0)delay(5);if(s3=0)s1num+;while(!s3);if(s3num=1)write_com(0 x01);print(0 x80,tempset);print1(0 x8e,0 x43);print1(0 x80+11,0 x2e);print1(0

54、 x80+12,0+0 x30);print1(0 x80+13,0+0 x30);write_com(0 x80+9);write_com(0 x0f);delay(20);if(s3num=2)write_com(0 x01);print(0 x80,inteset);print1(0 x8b,0 x30);print1(0 x80+12,0+0 x30);print1(0 x80+13,0+0 x30);print1(0 x8d,0 x4d);print1(0 x8e,0 x56);write_com(0 x80+11);if(s1num=3)s1num=0;write_com(0 x01);s4num=1;if(s3num!=0)if(s3num=1)(if(s4=0)(delay(5);if(s4=0)(while(!s4);if(s3num=1)(tempset1+;write_com(0 x80+10);print2(9,tempset1);if(tempset1=40)tempset1=