《基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（48頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng) 目錄摘要11、緒論11.1 課題背景11.2 立題的目的和意義11.3 植被栽培技術(shù)1溫室環(huán)境的調(diào)節(jié)11.4 本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容22 、系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)22.1系統(tǒng)功能及系統(tǒng)的組成和工作原理22.1.1.總體方案22.1.2. 實(shí)施措施22.1.3.硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2主機(jī)與主要部件的選擇：32.2溫濕度采樣與控制系統(tǒng)32.2.1.溫濕度采樣系統(tǒng)32.2.2.溫濕度控制系統(tǒng)32.3 鍵盤顯示系統(tǒng)42.4 報(bào)警系統(tǒng)62.5硬件電路設(shè)計(jì)62.5.1. 系統(tǒng)硬件配置62.5.2. 主要組件簡(jiǎn)介63 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.1 系統(tǒng)初始化模塊83.2 鍵盤顯示模塊103.3 采樣轉(zhuǎn)換

2、模塊113.4溫濕度控制模塊113.5 報(bào)警模塊134 硬件調(diào)試方案144.1 硬件電路的調(diào)試144.2 功能模塊的調(diào)試方案14結(jié) 論15致 謝15參考文獻(xiàn)16附錄：18 基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要本文利用8051單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)溫室的溫濕度控制系統(tǒng)，對(duì)給定的溫濕度進(jìn)行控制并實(shí)時(shí)顯示，其中溫濕度信號(hào)各有四路，系統(tǒng)采用一定的算法對(duì)信號(hào)處理以確定采取某種控制手段，在本系統(tǒng)中采用溫度優(yōu)先模式，循環(huán)處理。關(guān)鍵字：89C51 8729鍵盤顯示 LCD顯示 ADC08091、緒論1.1 課題背景 改革開(kāi)放以來(lái)，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

3、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(wèn)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

4、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(wú)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(yáng)畦、溫室、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

5、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(shuō)，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(guò)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(yáng)網(wǎng)或草席，這種方法兼有降低溫度的效果。 濕度：為滿足溫

6、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(guò)大，容易導(dǎo)致植被病害，可以采用通風(fēng)的辦法來(lái)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(méi)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)。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(guò)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(guò)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

7、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(guò)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，并通過(guò)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)

8、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(guò)上面的總體方案和實(shí)施措施的討論后可以開(kāi)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

9、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

10、時(shí)方法，開(kāi)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8729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)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(guò)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

11、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

12、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)闇囟鹊陀谙孪迺r(shí)會(huì)一直升溫，可能導(dǎo)致溫度高于上限系統(tǒng)又開(kāi)始降溫，這樣系統(tǒng)便一直重復(fù)升溫降溫升溫過(guò)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(méi)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

13、控制動(dòng)作變化，這樣就能解決設(shè)備頻繁啟停問(wèn)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L

14、EDMOD 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 EQU 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(guò)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)

15、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）

16、，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(guò)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(guò)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(lái)。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

17、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)RAM訪問(wèn)是直接訪問(wèn)和通過(guò)寄存器R0,R1間接訪問(wèn)的。89C51工作時(shí)所需的時(shí)鐘可通過(guò)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/

18、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/顯示器接口芯片，其功能主要體現(xiàn)在二個(gè)方面：接收來(lái)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，

19、均為低電平有效。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顯示器LED是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一種常見(jiàn)的輸出設(shè)備，通常使用的是七段顯示。這種顯示塊有共陰

20、極與共陽(yáng)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(lái)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(yáng)極連接在一起，則稱為共陽(yáng)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。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

21、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D4D7RS：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)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

22、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(kāi)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”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

23、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(guò)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3-2-13.3 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(guò)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(kāi)始轉(zhuǎn)換，結(jié)果是一

24、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(guò)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(guò)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3-3-23.4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

25、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。報(bào)警燈模塊是完成LED有規(guī)律的閃爍，以便從視覺(jué)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)

26、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(lái)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。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(shuō)明當(dāng)前溫度過(guò)低，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)警報(bào)燈，此時(shí)

27、警報(bào)燈發(fā)出綠光并進(jìn)行有規(guī)律的閃爍，同時(shí)開(kāi)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(shuō)明當(dāng)前溫度過(guò)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(kāi)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(shuō)明書(shū)，了解各個(gè)組件的工作原理，開(kāi)始著手調(diào)試芯片。4.1.3 調(diào)試8279芯片。按照說(shuō)明書(shū)調(diào)用8279ASM匯編程序，運(yùn)行

28、，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象正確，說(shuō)明8279芯片正常，可以使用。4.1.4 調(diào)試ADC0809芯片。按照說(shuō)明書(shū)調(diào)用CON_WASM匯編程序，運(yùn)行，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象正確，說(shuō)明ADC0809芯片正常，可以使用。4.1.5 調(diào)試直流電機(jī)，按照說(shuō)明書(shū)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(shuō)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)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(kāi)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)

29、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(guò)程是循環(huán)程序。可循環(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(wèn)題較多，由于它是程序運(yùn)行的瓶頸，如果這一部分通不過(guò)的話，那么程序就無(wú)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

30、塊之后，接下來(lái)的工作就是將各源程序段連接起來(lái)，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。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(méi)有做，但是用了很多精力用來(lái)完成這個(gè)論文，鑒于個(gè)人水平和時(shí)間的關(guān)系所以并沒(méi)有把自己當(dāng)初設(shè)想的所有情況都考慮進(jìn)去，這兩個(gè)月的畢業(yè)論文讓我學(xué)會(huì)的很多，覺(jué)得自己學(xué)的太少還有很多需要認(rèn)真學(xué)習(xí)，學(xué)無(wú)止境，所以要更努力。致 謝此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師陳勉老師的精心指導(dǎo)及全力支持下完成的。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成功與陳老師的幫助是密不可分的，再加上自身的努力才能圓滿地完成預(yù)期的目標(biāo)。陳老師對(duì)新知識(shí)，新事物都有自己獨(dú)到的

31、理解，這深深的影響了我對(duì)學(xué)習(xí)的態(tài)度，將使我終生難忘。他們一絲不茍的工作態(tài)度和認(rèn)真負(fù)責(zé)的敬業(yè)精神同樣給了我巨大的收益和鼓舞。這些都將使我受益匪淺，同時(shí)也要感謝我的父母，不是你們我就不可能在大學(xué)校園里，也就不可能有這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)！最后，我要以最真摯的感情來(lái)感謝指導(dǎo)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的導(dǎo)師，是您們用辛勤的勞動(dòng)、無(wú)私的奉獻(xiàn)和淵博的知識(shí)換來(lái)了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)感謝各位同學(xué)對(duì)我的幫助，只有我們不斷的努力學(xué)習(xí)，明天才會(huì)更加美好，因?yàn)闄C(jī)會(huì)永遠(yuǎn)屬于那些有準(zhǔn)備的人。參考文獻(xiàn)1 http:/ 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

32、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(guó)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(guó)水利水電出版社,2005. P6 ，P1818蔡菲娜. 單片微型計(jì)算機(jī)原理和應(yīng)用M。杭州：浙江大學(xué)出版社，20039 http:/ on monolithic integrated circuit temperature And humidity control system design Abstract：This article uses 8051 monolithic integra

33、ted circuits to design a greenhouse the temperature and humidity control system, to temperature and humidity control and real time display which assigns, temperature humidity signal has four groups respectively, the system uses the certain algorithm to the signal processing by to determine uses some

34、 control method, uses the temperature first pattern in this system, circulation processing.Key words: The 89C51 8729 keyboards LCD ADC0809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_

35、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 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 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

36、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LC

37、ALL 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)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 ；

38、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57點(diǎn)陣MOV A,#0EHLCALL WCOM ；光標(biāo)出現(xiàn)不閃爍MOV A,#06HLCALL 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_P

39、RINT: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 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,#

40、；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 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R

41、ETWCOM: 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 CLR 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:

42、 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M

43、OV 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GETKEY CJNE A,#0FFH,SET_T ；判斷是否有鍵入，無(wú)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 DPT

44、R,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 GETWO

45、RD 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: MOV R1,#0AH SET_T2: LCALL GETKEY CJNE A,#0FFH,RING ； 判斷輸入是否正確 MOV A,B CJNE A,#3BH,RING ；若正確則無(wú)需再讀 LJMP SET_T ；若錯(cuò)誤則調(diào)用SET_T再鍵入數(shù)據(jù) RING:DJNZ R1,SET_T2 RET GETK

46、EY: PUSH DPH ;保存現(xiàn)場(chǎng) PUSH DPL PUSH PSW MOV DPTR,#Z8279 MOVX A,DPTR ;讀8279狀態(tài) ANL A,#07H ;屏蔽D7-D3 JNZ GETVAL ;判斷是否有鍵輸入 MOV A,#0H ;置標(biāo)志(無(wú)鍵輸入) SJMP NKBHITGETVAL: MOV A,#READKB ;讀 FIFO RAM 命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#D8279 MOVX A,DPTR ;讀鍵 ANL A,#3FH ;屏蔽 SHIFT 和 CTRL 鍵 MOV DPTR,#KEYCODE ;鍵碼表起始地址 MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV B,A ;置返回鍵值 MOV A,#0FFH ;置標(biāo)志(有鍵輸入)NKBHIT: P