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基于PLC物料拾取裝置的設(shè)計(jì) 摘 要 本文基于機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理和Solidworks三維繪圖軟件等相關(guān)知識(shí)與理論，通過(guò)搜集基于PLC物料拾取裝置的相關(guān)資料、閱讀相關(guān)的文獻(xiàn)與書籍以及參考市面上的基于PLC物料拾取裝置實(shí)體，首先對(duì)基于PLC物料拾取裝置的主要機(jī)構(gòu)零部件模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，其次利用Solidworks三維繪圖軟件將設(shè)計(jì)好的零部件模型進(jìn)行零件建模，然后將建好的所有零部件模型進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)，得到相應(yīng)的裝配體模最后對(duì)裝配體模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。 關(guān)鍵詞 基于PLC物料拾取裝置 Solidworks 零件建模 裝配設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)仿真 Design of PLC based on the material pick-up device Abstract This paper is based on the machinery design and machinery principle and the 3d drawing software and related knowledge and theory, by collecting relevant data of sewing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks 3D drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corresponding assembly model, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. Keywords sewingmachine Solidworks part modeling assembly design movement simulation  目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 2 智能大棚控制電路設(shè)計(jì)方案 2 2.1 設(shè)計(jì)要求 2 2.2 總體結(jié)構(gòu) 3 3 硬件電路設(shè)計(jì) 3 3.1 STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3 3.1.1 STC89C52的特點(diǎn) 3 3.1.2 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng) 4 3.2 DHT11溫度傳感器 5 3.2.1 DHT11產(chǎn)品概述 5 3.2.2 引腳排列 5 3.2.3 性能說(shuō)明 6 3.2.4 與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 7 3.3 光照采集模塊 8 3.4 按鍵模塊 9 3.5 DS1302時(shí)鐘顯示電路 10 3.6 LCD12864顯示電路 12 3.6.1 基本特性 13 3.6.2 外部接口 13 3.6.3 單片機(jī)與液晶屏的接口圖 16 3.7 繼電器模塊 17 3.7.1 光電隔離器的原理 17 3.7.2 電磁繼電器的原理 18 3.7.3 繼電器模塊工作原理 19 3.8 電源管理模塊 20 3.9 制作與實(shí)物 21 3.9.1 實(shí)物及接口定義 21 4 軟件實(shí)現(xiàn)方法 22 4.1 主程序流程圖 22 4.2 DS1302時(shí)鐘顯示子程序流程圖 23 4.3 LCD12864液晶顯示子程序流程圖 23 4.4 光照采集子程序流程圖 24 4.5 溫濕度采集子程序流程圖 24 4.6 按鍵掃描子程序 25 致 謝 27 參考文獻(xiàn) 28 第 48 頁(yè) 共 48 頁(yè) 1 緒論 在人類的生活環(huán)境中，溫濕度扮演著極其重要的角色。無(wú)論你生活在哪里，從事什么工作，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在與溫度和濕度打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，是否能掌握溫濕度與工業(yè)發(fā)展有著密切的聯(lián)系。在醫(yī)藥、水泥、石化、鋼鐵、玻璃、冶金等行業(yè)，幾乎85%的工業(yè)部門都要考慮著溫濕度的因素。溫濕度不僅對(duì)于工業(yè)如此重要，而且溫度的監(jiān)測(cè)與控制在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也有著十分重要的意義。我國(guó)人口多土地少，人均占有耕地面積更少。想要改變這種局面，只靠在耕地面積增加是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此，我們需要另辟蹊徑，想方設(shè)法來(lái)提高畝產(chǎn)量。利用溫室大棚技術(shù)是其中一個(gè)很好的方法。溫室大棚就是模擬一個(gè)適合生物生長(zhǎng)的理想氣候條件，創(chuàng)建一個(gè)人工氣象環(huán)境，用來(lái)消除溫濕度對(duì)生物生長(zhǎng)的約束。能使農(nóng)作物在不適合生長(zhǎng)的季節(jié)產(chǎn)出，使季節(jié)性對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)不再產(chǎn)生影響，擺脫了農(nóng)作物對(duì)自然條件的依賴。由于溫室大棚能給農(nóng)民帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，所以溫室大棚技術(shù)現(xiàn)在越來(lái)越普及，已經(jīng)成為增收的主要手段。 隨著大棚技術(shù)的普及，溫室大棚數(shù)量不斷增多，溫室大棚的溫濕度控制便成為一個(gè)十分重要的課題。傳統(tǒng)的溫濕度控制是在溫室大棚內(nèi)部懸掛溫度計(jì)和濕度計(jì)，通過(guò)讀取溫度值和濕度值了解實(shí)際溫濕度，然后根據(jù)現(xiàn)有溫濕度與植物適合生長(zhǎng)的溫濕度進(jìn)行比較，看溫濕度是否過(guò)高或過(guò)低，然后進(jìn)行相應(yīng)的通風(fēng)或者灑水。這些操作都是用人工進(jìn)行的，浪費(fèi)了大量的勞動(dòng)力物力?，F(xiàn)在，隨著科技的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，農(nóng)產(chǎn)品在大棚中種植的品種越來(lái)越多，對(duì)于數(shù)量較多的大棚，傳統(tǒng)的溫度控制措施就顯現(xiàn)出很大的局限性。溫室大棚的建設(shè)對(duì)溫濕度測(cè)量與控制技術(shù)也提出了越高的要求。 今天，單片機(jī)在通信設(shè)備、家用電器、工業(yè)控制、信息處理、尖端武器等各測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭。采用單片機(jī)進(jìn)行控制，不僅具有靈活性大、組態(tài)簡(jiǎn)單和控制方便等優(yōu)點(diǎn)，可以大幅的度提高被控溫濕度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。單片機(jī)以其造價(jià)低、體積小、可靠性高、功能強(qiáng)和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為目前自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中必不可少的器件，尤其在日常的生活中也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。因此，單片機(jī)對(duì)溫濕度的控制問題是經(jīng)常會(huì)遇到的。因此，本課題圍繞基于單片機(jī)的溫室大棚控制系統(tǒng)展開了應(yīng)用設(shè)計(jì)工作。 本文介紹的溫濕度測(cè)控系統(tǒng)是基于單總線技術(shù)及其器件組建的。該系統(tǒng)能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的溫濕度進(jìn)行采集，利用溫濕度傳感器將溫室大棚內(nèi)溫濕度的變化，變換成數(shù)字量，其值由單片機(jī)處理，最后由單片機(jī)去控制液晶顯示器，顯示溫室大棚內(nèi)的實(shí)際溫濕度，同時(shí)通過(guò)與預(yù)設(shè)量比較，對(duì)大棚內(nèi)的溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，如果超過(guò)我們預(yù)先設(shè)定的濕度限制，濕度報(bào)警模塊將進(jìn)行報(bào)警。這種方案實(shí)現(xiàn)了溫濕度的實(shí)時(shí)測(cè)量、控制和顯示。該系統(tǒng)抗干擾能力比較強(qiáng)，具有很高的測(cè)量精度，不需要固定網(wǎng)絡(luò)的支持，可維護(hù)性好，安裝簡(jiǎn)單方便，性價(jià)比高。這種溫濕度測(cè)量控制系統(tǒng)可應(yīng)用于當(dāng)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫室大棚，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的實(shí)時(shí)控制，是一種比較經(jīng)濟(jì)、智能的方案，適于農(nóng)業(yè)大力推廣，促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)，提高溫室大棚的產(chǎn)量，以帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 要實(shí)現(xiàn)此設(shè)計(jì)功能，傳感器是必不可少的現(xiàn)代化技術(shù)，隨著監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化的發(fā)展，要求傳感器準(zhǔn)確度高、可靠性高、穩(wěn)定性好，并具備一定的數(shù)據(jù)處理能力。 傳感器本身是一種物理裝置，能夠探測(cè)外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度等）并將彈指的信息傳給其他裝置。隨著繼承化技術(shù)的發(fā)展，各類混合集成和單片機(jī)繼承式壓力傳感器的相繼出現(xiàn)，傳感器得到快速的發(fā)展和推廣，并逐步邁向集成化、多功能化、智能化。 其中溫濕度傳感器也是發(fā)展中的重要一員，溫濕度傳感器從一開始的板子變成至今的集成塊，歷經(jīng)很多跨越式的進(jìn)步，并能夠做到對(duì)當(dāng)前所測(cè)數(shù)據(jù)的檢測(cè)。已經(jīng)具備了一定的智能化。隨著科技的進(jìn)步，溫濕度傳感器同樣也要進(jìn)一步發(fā)展，如何能使得其在穩(wěn)定性、精確性等方面有更大的方面發(fā)展顯的尤為重要。 2 智能大棚控制電路設(shè)計(jì)方案 2.1 設(shè)計(jì)要求 智能大棚控制系統(tǒng)是一個(gè)涉及到溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度以及蔬菜品種等多種因素的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具備以下功能 ①能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的工作； ②能對(duì)溫室內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量； ③能根據(jù)蔬菜品種的不同，可以人工/自動(dòng)設(shè)定溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度等參數(shù)的報(bào)警范圍； ④操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便； ⑤運(yùn)行經(jīng)濟(jì)節(jié)能，維護(hù)費(fèi)用低； ⑥性能價(jià)格比高。 2.2 總體結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)總體思路為：信息采集→信息處理→信息顯示→信息控制報(bào)警。它的主要模塊為單片機(jī)模塊，溫濕度采集模塊，光照采集模塊，顯示模塊，鍵盤模塊，LED報(bào)警模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，電源模塊，智能大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框如圖2.1 圖2.1 智能大棚控制系統(tǒng)方框圖 3 硬件電路設(shè)計(jì) 3.1 STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。 3.1.1 STC89C52的特點(diǎn) ①增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051. ②工作電壓：5.5V～3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V～2.0V（3V單片機(jī)） ③工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的0～80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá) 48MHz ④用戶應(yīng)用程序空間為8K 字節(jié) ⑤片上集成 512 字節(jié)RAM ⑥通用 I/O 口（32 個(gè)） 復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻 ⑦ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過(guò)串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 ⑧具有EEPROM功能 ⑨具有看門狗功能 ⑩共 3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器 T0、T1、T2 ?外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 ?通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART ?工作溫度范圍：-40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)） ?PDIP 封裝 3.1.2 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng) STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3.1所示。 圖3.1 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng) （1）復(fù)位電路設(shè)計(jì) STC89C52已經(jīng)內(nèi)置了上電復(fù)位設(shè)計(jì)，并且可以通過(guò)編程熔絲位控制復(fù)位的額外時(shí)間，因此我們只要在AVR外部的復(fù)位線路上電時(shí)，直接接電阻到VCC上就可以了，當(dāng)AVR開始工作時(shí)，其復(fù)位引腳變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)芯片復(fù)位。 （2）晶振電路設(shè)計(jì) 從電路圖可以看到，石英晶體和電容組成了諧振回路，該諧振回路接在STC89C52的引腳XTAL1和XTAL2上，并配合片內(nèi)的OSC振蕩電路構(gòu)成的振蕩源作為系統(tǒng)的時(shí)鐘源。 在實(shí)際應(yīng)用中，如果對(duì)頻率精度要求不高，可以使用內(nèi)部的RC振蕩電路，該振蕩電路可以產(chǎn)生1/2/4/8MHz的振蕩頻率。 3.2 DHT11溫度傳感器 3.2.1 DHT11產(chǎn)品概述 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用的溫濕度傳感技術(shù)和數(shù)字模塊采集技術(shù)，保證產(chǎn)品有極高的穩(wěn)定性與可靠性。DHT11傳感器包括一個(gè)NTC測(cè)溫元件和一個(gè)電阻式感濕元件，并與單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、品質(zhì)卓越、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。DHT11傳感器都在極為精確的溫濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)的系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。 3.2.2 引腳排列 DHT11溫濕度傳感器采用直插式封裝形式，接口非常簡(jiǎn)單，如圖3.2所示引腳名稱及排列順序和實(shí)物圖。 圖3.2 DHT11實(shí)物圖、引腳圖 各引腳的功能如下： 腳1：VDD，其工作電壓范圍是3～5.5 V； 腳2: DATA，串行數(shù)據(jù)，單總線； 腳3：空腳，懸空； 腳4：GND，電源負(fù)極。 3.2.3 性能說(shuō)明 DHT11的電氣參數(shù)見表3.1。 表3.1 DHT11的電氣參數(shù) 參數(shù) 條件 Min Typ Max 單位 分辨率 8 ± Bit 1 1 1 %RH 精度 25℃ ±4 %RH 重復(fù)性 ±1 %RH 溫度 0-50℃ ±5 %RH 溫度 量程范圍 0℃ 30 90 %RH 50℃ 20 80 %RH 25℃ 20 90 %RH 長(zhǎng)期穩(wěn)定性 典型值 ±1 %RH/yr 遲滯 ±1 ℃ 互換性 可完全互換 分辨率 8 8 8 Bit 1 1 1 ℃ 重復(fù)性 ±1 ℃ 響應(yīng)時(shí)間 1/e(63%) 6 30 S 量程范圍 0 50 ℃ 精度 ±1 ±2 ℃ 總線空閑狀態(tài)為高電平的時(shí)候主機(jī)把總線拉低等待DHT11響應(yīng), DHT11能檢測(cè)到起始信號(hào)，主機(jī)必須把總線拉低，至少大于18ms。DHT11一旦接收到主機(jī)的開始信號(hào)，接著就等待開始信號(hào)的結(jié)束,然后發(fā)送80us的低電平響應(yīng)信號(hào)，要讀取DHT11的響應(yīng)信號(hào),必須等待開始信號(hào)的結(jié)束，并延時(shí)等待20-40us后才能夠接受，主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)后,這時(shí)候就可輸出高電平或切換到輸入模式,接著總線由上拉電阻拉高。 DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)的時(shí)候總線為低電平 ,DHT11把總線拉高80us之前,必須等到響應(yīng)信號(hào)發(fā)送，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時(shí)隙開始,數(shù)據(jù)位是0或1是由高電平的長(zhǎng)或短來(lái)決定。假如響應(yīng)信號(hào)的讀取為高電平,但是DHT11無(wú)響應(yīng)響應(yīng),這時(shí)候說(shuō)明路線可能連接不正常，當(dāng)最后一bit數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，DHT11把總線拉低50us,接著總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。 3.2.4 與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) DHT11通過(guò)一線數(shù)字串行接口來(lái)訪問，所以硬件接口電路非常簡(jiǎn)單。需要注意的地方是：DATA數(shù)據(jù)線需要外接上拉電阻，時(shí)鐘線SCK用于微處理器和DHT11之間通信同步，由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，所以對(duì)SCK最低頻率沒有要求；當(dāng)工作電壓高于4.5V時(shí)，SCK頻率最高為10 MHz，而當(dāng)工作電壓低于4.5 V時(shí)，SCK最高頻率則為1 MHz。硬件連接如圖3.3所示。 圖3.3 微處理器和DHT11的硬件連接圖 　　微處理器和溫濕度傳感器通信采用串行二線接口SCK和DATA，其中SCK為時(shí)鐘線，DATA為數(shù)據(jù)線。該二線串行通信協(xié)議和I2C協(xié)議是不兼容的。在程序開始，微處理器需要用一組"啟動(dòng)傳輸"時(shí)序表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?dòng)，如圖3.2.4所示。當(dāng)SCK時(shí)鐘為高電平時(shí)，DATA翻轉(zhuǎn)為低電平；緊接著SCK變?yōu)榈碗娖?，隨后又變?yōu)楦唠娖剑辉赟CK時(shí)鐘為高電平時(shí)，DATA再次翻轉(zhuǎn)為高電平。 3.3 光照采集模塊 光照采集電路采用光敏二極管和ADC0832等元器件組合而成。光敏提供光照強(qiáng)度的采集，把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。ADC0832是把光敏二極管轉(zhuǎn)換來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，提供給單片機(jī)。 ADC0832的特點(diǎn)： · 8位分辨率； · 雙通道A/D轉(zhuǎn)換； · 輸入、輸出電平與TTL/CMOS相兼容； · 5V電源供電時(shí)，輸入電壓在0~5V之間； · 工作的頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換的時(shí)間為32μS； · 一般情況功耗為15mW； · 8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種的封裝； 　 · 商業(yè)用的芯片溫寬為0°C ~ +70°C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為?40°C ~ +85°C。 　　芯片接口說(shuō)明： 　 · CS_ 片選使能，低電平有效； · CH0 模擬輸入通道0，也作為IN+/-使用； · CH1 模擬輸入通道1，也作為IN+/-使用； 　· GND 芯片的參考0 電位（地）； · DI 為數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道的控制； · DO 為數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的輸出； · CLK 芯片的時(shí)鐘輸入； · Vcc/REF電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。 　 ADC0832 為8位的A/D轉(zhuǎn)換芯片，最高分辨可達(dá)256級(jí)，適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。內(nèi)部電源輸入與參考的電壓復(fù)用，使芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。其轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò)DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。 正常情況下ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，如圖3.3所示，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK 和DO/DI 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。 圖3. 4 ADC0832連接圖 3.4 按鍵模塊 按鍵是用來(lái)設(shè)定溫濕度上下限報(bào)警值，查看溫度、濕度上下限報(bào)警值。主要有3個(gè)按鍵分別是功能選擇鍵、上鍵、下鍵。key_set是功能鍵，按一次進(jìn)入溫度上限設(shè)置界面，按兩次進(jìn)入溫度下限設(shè)置界面，按三次進(jìn)入濕度上限設(shè)置界面，按四次進(jìn)入濕度下限設(shè)置界面，按五次返回主界面。key_up是增加鍵，按一次加一。key_down是減小鍵，按一次減一。 圖3.5 按鍵鍵盤電路 3.5 DS1302時(shí)鐘顯示電路 DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和RAM數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小與31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓寬達(dá)2.5～5.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。DS1302的外部引腳分配如圖3.6所示。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄，因此廣泛應(yīng)用于測(cè)量系統(tǒng)中。 圖3.6 DS1302的外部引腳分配 各引腳的功能為： Vcc1：主電源； Vcc2：備份電源。當(dāng)Vcc2>Vcc1+0.2V 時(shí)，由Vcc2 DS1302供電，當(dāng) Vcc2< Vcc1時(shí)，由Vcc1向DS1302供電； SCLK：串行時(shí)鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出； I/O：三線接口時(shí)的雙向數(shù)據(jù)線； CE：輸入信號(hào)，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。該引腳有兩個(gè)功能：第一，CE 開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次，CE提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā? DS1302有下列幾組寄存器： ① DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有12個(gè)，其中有7個(gè)寄存器（讀時(shí)81h～8Dh，寫時(shí)80h～8Ch），存放的數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼形式，如表3.2所示。 表3.2 讀寄存器 寫寄存器 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 范圍 81H 80H CH 10秒 秒 00-59 83H 82H 10分 分 00-59 85H 84H 0 10 時(shí) 時(shí) 1-12/0-23 AM/PM 87H 86H 0 0 日 1-31 89H 88H 0 0 0 10 月 月 1-12 8BH 8AH 0 0 0 0 周 日 1-7 8DH 8CH 10年 年 00-99 8FH 8EH WP 0 0 0 0 0 0 0 --- DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器小時(shí)寄存器（85h、84h）的位7用于定義DS1302是運(yùn)行于12小時(shí)模式還是24小時(shí)模式。當(dāng)為高時(shí)，選擇12小時(shí)模式。在12小時(shí)模式時(shí)，位5是，當(dāng)為1時(shí)，表示PM。在24小時(shí)模式時(shí)，位5是第二個(gè)10小時(shí)位。 秒寄存器（81h、80h）的位7定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（CH）。當(dāng)該位置為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行?？刂萍拇嫫鳎?Fh、8Eh）的位7是寫保護(hù)位（WP），其它7位均置為0。在任何的對(duì)時(shí)鐘和RAM的寫操作之前，WP位必須為0。當(dāng)WP位為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。 ②DS1302有關(guān)RAM的地址 DS1302中附加31字節(jié)靜態(tài)RAM的地址如表3.3所示。 表3.3 讀地址 寫地址 數(shù)據(jù)范圍 C1H C0H 00-FFH C3H C2H 00-FFH . . . . . . . . . FDH FCH 00-FFH ③DS1302的工作模式寄存器 所謂突發(fā)模式是指一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和 RAM 數(shù)據(jù)。 突發(fā)模式寄存器如表3.4所示。 表3.4 工作模式寄存器 讀寄存器 寫寄存器 時(shí)鐘突發(fā)模式寄存器 CLOCK BURST BFH BEH RAM突發(fā)模式寄存器 RAM BURST FFH FEH ④此外，DS1302還有充電寄存器等。 DS1302與單片機(jī)接口圖如圖3.8，DS1302與單片機(jī)的連接也僅需要3條線：CE引腳、SCLK串行時(shí)鐘引腳、I/O串行數(shù)據(jù)引腳，Vcc2為備用電源，外接32.768kHz晶振，為芯片提供計(jì)時(shí)脈沖。 圖3.8 DS1302與單片機(jī)接口圖 3.6 LCD12864顯示電路 帶中文字庫(kù)的12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 3.6.1 基本特性 ①低電源電壓（VDD:+3.0--+5.5V） ②顯示分辨率:128×64點(diǎn) ③內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)16×16點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選) ④內(nèi)置 128個(gè)16×8點(diǎn)陣字符 ⑤2MHZ時(shí)鐘頻率 ⑥顯示方式：STN、半透、正顯 ⑦驅(qū)動(dòng)方式：1/32DUTY，1/5BIAS ⑧視角方向：6點(diǎn) ⑨背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5—1/10 ⑩通訊方式：串行、并口可選 ?內(nèi)置DC-DC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓 ?無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì) ?工作溫度: 0℃ - +55℃ ,存儲(chǔ)溫度: -20℃ - +60℃ 3.6.2 外部接口 表3.5 模塊外部接口 管腳號(hào) 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC 3.0+5V 電源正 3 V0 - 對(duì)比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“H”,表示DB7——DB0為顯示數(shù)據(jù) RS=“L”,表示DB7——DB0為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7——DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號(hào) 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H：8位或4位并口方式，L：串口方式 16 NC - 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT - LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（+5V） 20 K VSS 背光源負(fù)端 控制器接口信號(hào)說(shuō)明。 ①、RS，R/W的配合選擇決定控制界面的4種模式 RS R/W 功能說(shuō)明 L L MPU寫指令到指令暫存器（IR） L H 讀出忙標(biāo)志（BF）及地址記數(shù)器（AC）的狀態(tài) H L MPU寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR） H H MPU從數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)據(jù) ②、E信號(hào) E狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果 高——>低 I/O緩沖——>DR 配合/W進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR——>I/O緩沖 配合R進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低/低——>高 無(wú)動(dòng)作 指令說(shuō)明如表3.6所示。 模塊控制芯片提供兩套控制命令，基本指令和擴(kuò)充指令如下。 表3.6 指令說(shuō)明 指令表1 （RE=0：基本指令） 指 令 ????????????????? 指 令 碼 功 能 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ? 清除 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 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 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 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) 0 0 0 0 0 0 1 D C B D=1: 整體顯示 ON C=1: 游標(biāo)ON???? B=1:游標(biāo)位置反白允許 進(jìn)入點(diǎn) 設(shè)定 0 0 0 0 0 0 0 1 I/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 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 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 0 0 0 0 1 DL X RE X X DL=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 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設(shè)定CGRAM 地址 設(shè)定DDRAM 地址 0 0 1 0 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設(shè)定DDRAM 地址（顯示位址） 第一行：80H－87H 第二行：90H－97H 讀取忙標(biāo)志和地址 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 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)D7——D0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)D7——D0 (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 指令表2 （RE=1：擴(kuò)充指令） 指 令 ????????????????? 指 令 碼 功 能 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ? 待命 模式 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 進(jìn)入待命模式,執(zhí)行其他指令都棵終止 待命模式 卷動(dòng)地址開關(guān)開啟 0 0 0 0 0 0 0 0 1 SR SR=1：允許輸入垂直卷動(dòng)地址 SR=0：允許輸入IRAM和CGRAM地址 反白 選擇 0 0 0 0 0 0 0 1 R1 R0 選擇2行中的任一行作反白顯示，并可決定反白與否。初始值R1R0＝00，第一次設(shè)定為反白顯示，再次設(shè)定變回正常 睡眠 模式 0 0 0 0 0 0 1 SL X X SL=0：進(jìn)入睡眠模式 SL=1：脫離睡眠模式 擴(kuò)充 功能 設(shè)定 0 0 0 0 1 CL X RE G 0 CL=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 G=1/0：繪圖開關(guān) 設(shè)定繪圖RAM 地址 0 0 1 0 AC6 0 AC5 0 AC4 AC3 AC3 AC2 AC2 AC1 AC1 AC0 AC0 設(shè)定繪圖RAM 先設(shè)定垂直(列)地址AC6AC5…AC0 再設(shè)定水平(行)地址AC3AC2AC1AC0 將以上16位地址連續(xù)寫入即可 3.6.3 單片機(jī)與液晶屏的接口圖 智能大棚控制系統(tǒng)單片機(jī)與液晶屏接口圖如圖3.9所示。 圖3.9 單片機(jī)與液晶屏的接口圖 3.7 繼電器模塊 3.7.1 光電隔離器的原理 光電隔離器（optical coupler，英文縮寫為OC），簡(jiǎn)稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電到光再到電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。 在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過(guò)電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸出電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號(hào)。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在一定的延遲時(shí)間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時(shí)間相差很大。 由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端是電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了 電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。 電耦合器之所以在傳輸信號(hào)的同時(shí)能有效地抑制尖脈沖和各種干擾，使通道上的信號(hào)穩(wěn)定性大為提高，主要有以下幾方面的原因： a.光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為105～106Ω。據(jù)分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入端的干擾電壓會(huì)很小，只能形成很微弱的電流，由于沒有足夠的能量而不能使二極體發(fā)光，從而被抑制掉了。 b.光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地；之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾都很難通過(guò)光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生。 c.光電耦合器可起到很好的安全保障作用，即使當(dāng)外部設(shè)備出現(xiàn)故障，甚至輸入信號(hào)線短接時(shí)，也不會(huì)損壞儀表。因?yàn)楣怦詈掀骷妮斎牖芈泛洼敵龌芈分g可以承受幾千伏的高壓。 3.7.2 電磁繼電器的原理 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。電磁繼電器的工作原理并不復(fù)雜，它主要是利用電磁感應(yīng)原理而工作的。當(dāng)線圈通以電流時(shí)，線圈便產(chǎn)生磁場(chǎng)，線圈中間的鐵心被磁化產(chǎn)生磁力。從而使銜鐵在電磁吸力的作用下吸向鐵心，此時(shí)銜鐵帶動(dòng)支桿將板簧推開，使兩個(gè)常閉的觸點(diǎn)斷開。當(dāng)斷開繼電器線圈的電流時(shí)，鐵心便失去磁性，銜鐵在板簧的作用下恢復(fù)初始狀態(tài)，觸點(diǎn)則又閉合。 觸點(diǎn)的形式一般分為三種:一種是繼電器線圈未通電時(shí)處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，為常閉觸點(diǎn)。二種是處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為常開觸點(diǎn)，還有一種是一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與一個(gè)靜觸點(diǎn)常閉，而同時(shí)與一個(gè)靜觸點(diǎn)常開，形成一開一閉的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)形式。常閉觸點(diǎn)在線圈通電時(shí)由閉合狀態(tài)斷開，所以又稱為動(dòng)斷觸點(diǎn)，而把常開觸點(diǎn)稱為動(dòng)合觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)有兩種情況，即先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)和先斷后合的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。 先了解必要的條件：a.控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；b.被控制電路中的電壓和電流；c.被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。選用繼電器時(shí)，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇?yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。 3.7.3 繼電器模塊工作原理 繼電器采用的是歐姆龍公司生產(chǎn)的SRD-12VDC，此繼電器工作穩(wěn)定可靠，因?yàn)槔^電器是感性負(fù)載，容易影響其它器件，所以用一個(gè)IN4007二極管保護(hù)。繼電器的工作電壓是12V，所以給繼電器加壓也是12V。因?yàn)槔^電器工作需要較大的電流，直接入控制芯片引腳上，無(wú)法驅(qū)動(dòng)繼電器工作，所以加了一個(gè)光電隔離器，于是采用TIL113隔離放大，好處在于防止繼電器工作時(shí)影響CPU工作， 同時(shí)TIL113也有放大電流的作用。單片機(jī)根據(jù)處理的結(jié)果，從控制端口P0.0,P0.1,P0.2,P0.3輸出低電平控制信號(hào)，此時(shí)TIL113的I-端接收到低電平信號(hào)，使得內(nèi)部光電隔離前端的發(fā)光二極管發(fā)光，電路接通，后續(xù)電路工作，輸出電壓經(jīng)分壓，內(nèi)部三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，電路開始工作。繼電器模塊如圖3.10所示。 圖3.10 繼電器模塊 3.8 電源管理模塊 因系統(tǒng)供電為12V，而實(shí)際使用為5V和12V，所以需要電源管理。CW7805系列的穩(wěn)壓器是單片集成電路，能提供降壓開關(guān)穩(wěn)壓器的各種功能。 主要特點(diǎn)： LM7805集成穩(wěn)壓三極管輸出電流可達(dá)1A,輸出電壓5V,過(guò)熱保護(hù)，過(guò)流保護(hù)，輸出晶體管SOL保護(hù)。見表3.7。 VI——輸入電壓(VO=5~18V)??????????? 35V RθJC——熱阻（結(jié)到殼）???????????? 5℃/W RθJA——熱阻（結(jié)到空氣）?????????? 65℃/W TOPR——工作結(jié)溫范圍??????????? 0~125℃ TSTG——貯存溫度范圍?????????? -65~150℃ 表3.7 LM7805的主要參數(shù)表 電壓調(diào)整率 電流調(diào)整率 工作溫度 靜態(tài)電流 耗散功率 最大輸出電流 輸出電壓 偏差 輸出電壓 360mV 360mV 0~125 8MA 1．2W 1A 0.692～0.748V 17.3~18.7V(T(j)↓=25℃) 電源管理模塊如圖3.11所示。 圖3.11 電源管理模塊 3.9 制作與實(shí)物 3.9.1 實(shí)物及接口定義 智能大棚控制電路PCB板實(shí)物如圖3.12示。 圖3.12智能大棚控制電路PCB板實(shí)物 4 軟件實(shí)現(xiàn)方法 4.1 主程序流程圖 硬件電路是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在其基礎(chǔ)上軟件設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的部分，它是單片機(jī)工作的重點(diǎn)，就是讓各部分協(xié)調(diào)工作的命令，軟件程序的重要性是毋庸置疑的，是整個(gè)控制系統(tǒng)的命脈，根據(jù)各部分編寫相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，才能使得相應(yīng)的芯片有其功能，所以程序設(shè)計(jì)是非常重要的。軟件的作用就是完成對(duì)硬件的控制，主程序設(shè)計(jì)思路：軟件設(shè)計(jì)采用各個(gè)模塊功能分開獨(dú)立設(shè)施的設(shè)計(jì)方式，將各個(gè)功能分成獨(dú)立模塊，有系統(tǒng)和監(jiān)控程序一起管理執(zhí)行。本設(shè)計(jì)的軟件包括主程序，鍵盤掃描子程序，顯示子程序等。 主程序完成功能：系統(tǒng)對(duì)溫濕傳感器以及12864顯示器進(jìn)行初始化，隨之讀取溫濕度信號(hào)，然后處理。用戶通過(guò)執(zhí)行按鍵來(lái)設(shè)置溫濕度的上下限。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)整體流程圖如圖4.1所示。 圖4.1 主流程圖 4.2 DS1302時(shí)鐘顯示子程序流程圖 本設(shè)計(jì)采用DS1302時(shí)鐘顯示芯片。其流程圖如圖4.2所示。 圖4.2 DS1302時(shí)鐘顯示子程序流程圖 4.3 LCD12864液晶顯示子程序流程圖 液晶顯示儀器為L(zhǎng)CD12864液晶，由STC89C52向LCD發(fā)出命令進(jìn)行寫數(shù)據(jù)然后顯示數(shù)據(jù)。LCD12864液晶顯示程序如圖4.3所示。 圖4.3 顯示子程序流程圖 4.4 光照采集子程序流程圖 本設(shè)計(jì)采用ADC0832串口式模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。其流程圖如圖4.4所示。 圖4.4 光照子程序流程圖 4.5 溫濕度采集子程序流程圖 本設(shè)計(jì)采用DHT11串口式芯片。其流程圖如圖4.5所示。 圖4.5 溫濕度子程序流程圖 4.6 按鍵掃描子程序 左起第一個(gè)鍵是功能選擇鍵，按一次進(jìn)入報(bào)警溫度上限設(shè)置，此時(shí)顯示上一次設(shè)置溫度報(bào)警上限值（TH35），進(jìn)行上限溫度設(shè)置。 按第二次，進(jìn)行下限溫度報(bào)警設(shè)置，此時(shí)顯示上一次設(shè)置溫度報(bào)警下限值（TL20）。 按第三次，進(jìn)行上限濕度報(bào)警設(shè)置，此時(shí)顯示上一次設(shè)置濕度報(bào)警上限限值（HH85）。 ? 再按一次即第四次，進(jìn)行下限濕度報(bào)警設(shè)置，此時(shí)顯示上一次設(shè)置濕度報(bào)警下限限值（HH35）。 第二個(gè)按鍵是增加鍵，可以對(duì)上限溫度或下限溫度進(jìn)行增大調(diào)整 第三個(gè)按鍵是減小鍵，可以對(duì)下限溫度或下限溫度進(jìn)行減小調(diào)整。 圖4.6所示按鍵掃描子程序流程圖。 圖4..6 按鍵掃描子程序流程圖 結(jié) 論 至此，基于STC89C52單片機(jī)智能大棚控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束。本系統(tǒng)充分利用了單片機(jī)的各種資源，且加以其它各種外設(shè)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良、工作可靠且成本較低，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備溫度、濕度數(shù)字化及自動(dòng)化。通過(guò)完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)由單片機(jī)控制的應(yīng)用系統(tǒng)有了更深層次的認(rèn)識(shí)，作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，單片機(jī)發(fā)揮著不可替代的作用。在查閱書籍和資料的過(guò)程中，我學(xué)到了不少新知識(shí)，如DHT11傳感器的工作原理、光電耦合隔離的作用、電磁繼電器的原理等等。在補(bǔ)充新知識(shí)的同時(shí)，也將以前學(xué)過(guò)的C程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了鞏固。 此外，本次設(shè)計(jì)先總體設(shè)計(jì)后分硬件和軟件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路，是今后解決類似問題可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，我感覺最大的收獲是自學(xué)能力得到了很大程度的提高，收獲了獨(dú)立解決問題的自信！ 歷練自身，著手現(xiàn)在，創(chuàng)造未來(lái)。路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。不論是畢業(yè)設(shè)計(jì)，還是在將來(lái)的工作中，都要理清思路解決問題。有了“勤奮，努力，付出，收獲”這驕傲的呼聲，并付之于行動(dòng)，使我成長(zhǎng)、起飛，飛達(dá)理想的彼岸。 致 謝 經(jīng)過(guò)三個(gè)月的資料搜集與寫作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，作為一名預(yù)就業(yè)的大學(xué)生，雖已學(xué)習(xí)并掌握了一定的專業(yè)理論知識(shí)并且擁有一定的實(shí)踐能力，但由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，難免會(huì)碰到一些自己難以解決的問題，如果沒有導(dǎo)師們的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱情幫助，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也難以完成。 首先要感謝我的學(xué)校導(dǎo)師陳季云老師，謝謝她對(duì)我論文設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和幫助。與此同時(shí)，感謝這三年來(lái)南通農(nóng)院機(jī)電系所有本專業(yè)的授課老師，感謝爸爸媽媽對(duì)我的養(yǎng)育之恩，在此，我再一次表示真誠(chéng)的感謝！ 通過(guò)本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。憶往昔，承前啟后；看今朝，繼往開來(lái)。沒有空洞洞的承諾，卻有實(shí)實(shí)在在的成績(jī)。對(duì)于明天，我憧憬，充滿希望；對(duì)于今天，我珍惜每分每秒，努力奮斗；對(duì)于昨天，我回顧總結(jié)，尋找經(jīng)驗(yàn)和不足。所有的這些都是為了更好地學(xué)習(xí)、工作，充實(shí)自己。 參考文獻(xiàn) [1] 史永文.船舶風(fēng)速風(fēng)向的檢測(cè)與處理[A].中國(guó)航海學(xué)會(huì)通信導(dǎo)航學(xué)術(shù)評(píng)會(huì)論文集 [2] 三恒星科技.AVR單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例[M].電子工業(yè)出版社，2009 [3] 李全利.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].高等教育出版社，2009 [4] 張瑾，張偉，張立寶.電路設(shè)計(jì)與制作Protel 99SE入門與提高[M].人民郵電 出版社，2010 [5] 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社，2001 [6] ALLDATASHEET.COM [7] 韋巍，何衍.智能控制基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)出版社，2008 [8] 韓太林.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社，2005 [9] 徐愛鈞.8051單片機(jī)實(shí)踐教程[M].電子工業(yè)出版社，2006 附錄A 源程序 程序清單 //****************************************************************// //****************************************************************// #include #include #include //Keil library #include //Keil library typedef unsigned char U8; /* 無(wú)符號(hào)8位整型變量 */ typedef signed char S8; /* 有符號(hào)8位整型變量 */ typedef unsigned int U16; /* 無(wú)符號(hào)16位整型變量 */ typedef signed int S16; /* 有符號(hào)16位整型變量 */ typedef unsigned long U32; /* 無(wú)符號(hào)32位整型變量 */ typedef signed long S32; /* 有符號(hào)32位整型變量 */ typedef float F32; /* 單精度浮點(diǎn)數(shù)（32位長(zhǎng)度） */ typedef double F64; /* 雙精度浮點(diǎn)數(shù)（64位長(zhǎng)度） */ // #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define Data_0_time 4 //----------------------------------------------// //----------------IO口定義區(qū)--------------------// //----------------------------------------------// #define DataPort P1 //MCU P0<------> LCM sbit RS = P2^2; sbit RW = P2^1; sbit E = P2^0; sbit PSB = P3^2; sbit RES = P3^3; sbit P2_0 = P2^3 ; sbit bADcs=P2^6; sbit bADcl=P2^4; sbit bADda=P2^5; bit set_temp_up=0; bit set_temp_down=0; bit set_humidity_up=0; bit set_humidity_down=0; bit set_smog_grade=0; sbit key_set=P2^7; sbit key_up=P0^7; sbi