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1、基于單片機的溫濕度控制系統(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1溫室環(huán)境的調(diào)節(jié)11.4 本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容22 、系統(tǒng)總體分析與設計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. 實施措施22.1.3.硬件系統(tǒng)設計2主機與主要部件的選擇：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 報警系統(tǒng)62.5硬件電路設計62.5.1. 系統(tǒng)硬件配置62.5.2. 主要組件簡介63 軟件系統(tǒng)設計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 論15致 謝15參考文獻16附錄：18 基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)設計 摘要本文利用8051單片機設計一個溫室的溫濕度控制系統(tǒng)，對給定的溫濕度進行控制并實時顯示，其中溫濕度信號各有四路，系統(tǒng)采用一定的算法對信號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。關鍵字：89C51 8729鍵盤顯示 LCD顯示 ADC08091、緒論1.1 課題背景 改革開放以來，人們對生活質(zhì)量要求顯著提高，對美麗的植被和花卉的需求量也急劇上升，這對以種植植被為生計的
3、園林工人是一個機遇，同時也對傳統(tǒng)的手工植被種植是一個挑戰(zhàn)，而基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)對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，就必需有一套科學的，先進的管理方法，用以對不同種類植被生長的各個時期所需的溫度及濕度等進行實時的監(jiān)控。溫濕度控制對于單片機的應用具有一定的實際意義，它代表了一類自動控制的方法。而且其應用十分廣泛。1.2 立題的目的和意義 8051單片機是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測控制、機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)的實例也很多。使用8051單片機能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程的自動控制，而且
4、8051單片機易于學習、掌握，性價比高。 使用8051型單片機設計溫濕度控制系統(tǒng)，可以及時、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)應用到溫室當中無疑為植被的生長提供了更加適宜的環(huán)境。1.3 植被栽培技術植被 “設施栽培”，即“保護地栽培”。它是指在某種類型的保護設施內(nèi)（如陽畦、溫室、大棚等），人為地創(chuàng)造適宜植被生長發(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的季節(jié)內(nèi)進行植被栽培的一種措施1。設施栽培是人類利用自然、改造自然的一種創(chuàng)造。由于設施內(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)了劃時代的變化。現(xiàn)在人們可以根據(jù)自己的意愿，隨時生產(chǎn)出所需要的各種植被?？梢哉f，這是“設施栽培”的功勞。在不利于植被生長的自然環(huán)境中，溫室能夠創(chuàng)造適宜植被生長發(fā)育的條件。溫室環(huán)境的調(diào)節(jié)主要包括日光、溫度、濕度三個方面。 溫度：根據(jù)植被生長的適宜溫度進行溫室溫度調(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，通常通過水管降溫和風扇降溫，風扇降溫比較方便。 日光：遮蔭是調(diào)節(jié)日照強度最好的辦法，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
6、室植被對濕度的要求，可以在地上、臺階、盆壁灑水，還可以在空中懸掛濕布，以增加水分的蒸發(fā)，最好的辦法是設置自動噴霧裝置，自動調(diào)節(jié)濕度9。如果濕度過大，容易導致植被病害，可以采用通風的辦法來降低濕度，而且最好在室溫與氣溫相差不大的時候進行。本系統(tǒng)注重溫度和濕度的調(diào)節(jié)，光照強度沒有考慮其中。1.4 本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容本系統(tǒng)所要完成的任務是：1.4.1人性化的設計。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需求由鍵盤輸入并通過顯示器顯示。1.4.2 能夠?qū)崟r、準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，準確的判斷標準值與當前值之間的差異，及時的啟動報警裝置（包括警報燈的提示功
7、能以及提示音等）進行報警，并采取相應的方案。1.4.4能夠根據(jù)植被在不同時間段內(nèi)對溫濕度的不同要求，用戶可隨機更改溫度及濕度值，以滿足用戶不同的需求。2 、系統(tǒng)總體分析與設計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：對溫室溫度進行測量，并通過升溫或降溫達到植被的最佳溫度。 濕度監(jiān)控：對溫室濕度進行測量，并通過噴霧或去濕達到植被的最佳濕度。 控制處理：當溫度、濕度越限時報警，并根據(jù)報警信號提示采取一定手段控制。 顯示：LCD就地顯示輸入值和相應的溫濕度，數(shù)碼管擺放在生產(chǎn)現(xiàn)場用于顯示當前的溫濕度。2.1.2. 實施措施 實際環(huán)境溫度與給定界限比較，執(zhí)行加熱/制冷措施。 實
8、際環(huán)境濕度與給定界限比較，執(zhí)行加濕/去濕措施。 越限報警：當溫濕度越限時聲光報警。 鍵盤顯示：負責用戶的輸入及相關數(shù)據(jù)的顯示，其中包括LED和LCD顯示。2.1.3.硬件系統(tǒng)設計經(jīng)過上面的總體方案和實施措施的討論后可以開始著手硬件系統(tǒng)的設計，硬件系統(tǒng)是應用系統(tǒng)的基礎、軟件系統(tǒng)設計的依據(jù)主機與主要部件的選擇：根據(jù)總體功能和性價比及其運行速度等因素的考慮，選用MCS-51系列的89C51為主機，滿足上面的要求而且設計方便，不需要再存儲擴展。數(shù)據(jù)存儲片內(nèi)設有128B，外部有8279的256B，而由于存入的數(shù)據(jù)是隨時更新的且不計小數(shù)位，存入 8個16進制數(shù)字，其總共需要的容量只有16B，已經(jīng)夠用。對外
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單片機作為中央控制裝置，模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809，風扇，加熱設備，加濕設備，排潮設備，鍵盤顯示芯片等，其功能和原理如下： 89C51作為中央控制裝置，負責中心運算和控制，協(xié)調(diào)系統(tǒng)各個模塊的工作。 四路采樣溫度信號采樣簡單平均處理，溫度保存為整數(shù)。 四路采樣濕度信號采樣簡單平均處理，溫度保存為整數(shù)。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809：即由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。它共有8個模數(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，當一次轉(zhuǎn)換結束后，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、時方法，開始轉(zhuǎn)換后系統(tǒng)延時100微秒等待轉(zhuǎn)換完成。本方案采用延時轉(zhuǎn)換的方法。 鍵盤顯示芯片：用8729識別鍵盤，負責用戶的輸入及相關的數(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)，顯示實時的溫度及濕度值等等。 風扇：負責系統(tǒng)的降溫工作。 加熱設備：負責系統(tǒng)的加熱工作。 噴霧設備：負責系統(tǒng)的加濕工作。 排潮設備：負責系統(tǒng)的去濕工作。 雙色燈，音效模塊：負責系統(tǒng)的報警功能。如果當前的溫度超過用戶設定的界限值時系統(tǒng)將自動報警，雙色燈在74LS273的控制下有規(guī)律的閃爍，同時音效模塊發(fā)出報警聲，通知用戶采取相應的措施。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路信號采樣簡單平均處理作為溫室的溫度和濕度。在分辨率達到的前提下，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)自動求出中間值，根據(jù)實際溫度的情況采取相應的方案。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如果該時刻的實際溫度值低于用戶給定的下限溫度值時，系統(tǒng)立即啟動報警裝置，且系統(tǒng)處于升溫狀態(tài)，直到實際溫度達到用戶輸入的上下限溫度的中間值一定區(qū)間內(nèi)時停止升溫。反之，如果實際溫度值高于用戶設定的上限值時，系統(tǒng)也會立即啟動報警裝置，且系統(tǒng)處
12、于降溫狀態(tài)，直到實際溫度達到用戶輸入的上下限溫度的中間值一定區(qū)間內(nèi)時停止降溫。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)，因為溫度低于下限時會一直升溫，可能導致溫度高于上限系統(tǒng)又開始降溫，這樣系統(tǒng)便一直重復升溫降溫升溫過程，導致設備在某一個溫濕度點附近頻繁的啟停，使設備壽命下降，而且沒有實際意義。選擇中間值的一定區(qū)間，是防止達到中間值時，采取了停止升溫或者降溫措施，溫度還是會持續(xù)上升或下降一會兒，這時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，而此時的溫度值可能已經(jīng)是很適合植被生長的需要的溫度值。所以本方案選在中間值的正負一度區(qū)間內(nèi)，認為此區(qū)間內(nèi)都是適合的，不產(chǎn)生任何
13、控制動作變化，這樣就能解決設備頻繁啟停問題。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個七段數(shù)碼管，以實現(xiàn)用戶的輸入與數(shù)據(jù)輸出。16個鍵分別是“0”到“F”，對應的鍵值是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，設定的相關命令字如下：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 報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)由聲音報警和警報燈報警組成。聲音報警通過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現(xiàn)音效模塊的發(fā)聲。音效模塊是一個帶有揚聲器的放大電路。如圖2-4-1所示。圖2-4-12.5硬件電路設計2.5.1. 系統(tǒng)
15、硬件配置采用總線型結構的設計。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、售價低廉、使用方便（48PINDIP）等優(yōu)點。89C51在工業(yè)應用方面有許多明顯的特點，它具有靈活方便的8位總線外圍支持器擴展功能，而在數(shù)據(jù)處理方面又有8位微機的快速功能。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，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且速度快（時鐘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單片機引腳采用40雙列直插式封裝結構。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或存儲器，控制器進行的。8051系統(tǒng)的CPU的主要特色是體積小，重量輕，抗干擾能力強，售價低，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行。CPU內(nèi)部的一個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
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用地址/數(shù)據(jù)總線7。CPU對片內(nèi)RAM訪問是直接訪問和通過寄存器R0,R1間接訪問的。89C51工作時所需的時鐘可通過其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/
18、顯示器接口芯片8279使Intel公司為8位微處理器設計的通用鍵盤/顯示器接口芯片，其功能主要體現(xiàn)在二個方面：接收來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)并作預處理；數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示器的控制。單片機采用8279管理鍵盤和顯示器，可減少軟件程序，減輕負擔，且顯示穩(wěn)定，程序簡單。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：片選信號線，低電平有效。A0：區(qū)分信息的特征位。當A0位置1時，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A0為0時，I/O信息都為數(shù)據(jù)。RD,WR：讀和寫選通信號線，
19、均為低電平有效。IRQ：中斷請求輸出線，高電平有效。RL7RL0：鍵盤回送線，平時為高電平，只有當某一鍵閉合時，其中一條線才變低。SL7SL0：掃描輸出線，用于對鍵盤和顯示器進行掃描。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：外部時鐘輸入線，其信號由外部振蕩器提供。Vcc,GND：分別為+5V電源和地。（4）七段LED顯示器LED是單片機應用系統(tǒng)中一種常見的輸出設備，通常使用的是七段顯示。這種顯示塊有共陰
20、極與共陽極兩種。4以共陰極為例：顯示個位“4”a 送 0d,e 送 0b,c,f,g 則送 1gnd 送 0則立刻顯示4。它由8個發(fā)光二極管（7段和一個小數(shù)點）構成，可用來顯示09，A、B、C、D、E、F、G(小數(shù)點)。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。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)進行讀寫操作則D0D7都有效，若以4位方式進行讀寫操作，則只用到D4D7RS：寄存器選擇控制位。當RS=0時，并且做寫入的動作時，可以寫入指令寄存器，若RS=0，且做讀取操作時，可以讀取忙標準及地址記數(shù)器的內(nèi)容。若RS=1，責用于讀取數(shù)據(jù)寄存器7。R/W：LCD讀寫控制線。R/W=0時，LCD執(zhí)行寫入操作，R/W=1時，LCD執(zhí)行讀取操作。EN：啟動控制線。高電平有效。VCC：電源端。VO：亮度調(diào)整電壓輸入控制器。當輸入0V時字符顯示最亮。GND：接地。3、軟件系統(tǒng)設計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，如果輸入的順序錯可按“B”鍵可重新進行輸入，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)值存入單片機中，在將LED清零后顯示（分別在0123位），并依次顯示實時的溫度濕度數(shù)值（顯示在4567位）實際上，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3-2-13.3 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，它負責完成溫度和濕的測量及模擬量轉(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送個任意數(shù)，表示開始轉(zhuǎn)換，結果是一
24、個數(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，得出相應的結論。為了更精確的反映系統(tǒng)的溫度和濕度，本系統(tǒng)對四路采樣信號作簡單平均處理，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實時溫濕度顯示和溫濕度中間數(shù)值顯示便于我們實時比較和掌握系統(tǒng)工作狀況，實時的溫度濕度不在要求的區(qū)間內(nèi)則進行升溫降溫處理。 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，就是對用戶輸入的溫度和濕度與當前溫室內(nèi)的實際溫濕度進行比較，先進行判斷，然后再進行控制，控制模塊是決定系統(tǒng)將要進行什么工作的。如溫度高
25、于上限時需要降溫，低于下限時需要升溫，同時還要啟動警報等等。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 報警模塊報警模塊具備兩項功能，即為報警燈和聲音報警。報警燈模塊是完成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，以實現(xiàn)LED燈紅/滅交替或綠/滅交替，這時我們就看到了閃爍的效果。在LED燈閃爍的同時，聲音報警也會同時啟動，可采用延時的方式來延長聲音報警的聲音。警報燈由4個雙色的LED燈組成，一共需要8根數(shù)據(jù)線，使用74LS273芯片控制。要實現(xiàn)的功能是使4個雙色LED燈有規(guī)律的閃爍，當用戶輸入溫度的上下限值后，系統(tǒng)進行實時的采樣，并判斷出當前溫度與用戶輸入溫度之間的差異，如果當前溫度低于用戶輸入的下限溫度值，則說明當前溫度過低，系統(tǒng)自動啟動警報燈，此時
27、警報燈發(fā)出綠光并進行有規(guī)律的閃爍，同時開始加溫，直至加到所需溫度值時警報燈熄滅。反之，如果當前溫度高于用戶輸入的上限溫度值，則說明當前溫度過高，系統(tǒng)也會自動啟動警報燈，但此時警報燈會發(fā)出紅光并進行有規(guī)律的閃爍，同時開始降溫，直至降到所需溫度值時警報燈熄滅。 圖3-5-14 硬件調(diào)試方案4.1 硬件電路的調(diào)試此部分的任務是在系統(tǒng)連接好后,調(diào)試各個組件能否正常工作,能否實現(xiàn)軟件設計的預期目標。其步驟如下：4.1.1 按照系統(tǒng)設計，將系統(tǒng)需要的各個組件連接好。4.1.2 根據(jù)實驗說明書，了解各個組件的工作原理，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，運行
28、，觀察現(xiàn)象?，F(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，運行，觀察現(xiàn)象。現(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，按照說明書調(diào)用直流電機相應的匯編程序，運行，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象正確，說明直流電機正常，可以使用。4.2 功能模塊的調(diào)試方案把各個功能模塊編寫成單獨的源文件進行調(diào)試，調(diào)試成功以后，再將各部分聯(lián)合在一起。整個系統(tǒng)的編寫、調(diào)試是從8279開始的。控制8279原理雖然簡單，但需要細節(jié)卻很多，如選擇顯示寄存器與送段碼的順序，8279的初始化等待時間等。用戶溫度輸入數(shù)據(jù)時上限、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。讀鍵存儲的過程是循環(huán)程序。可循環(huán)等待直到用戶輸入正確并確認為止。采樣轉(zhuǎn)換模塊是一個比較重要的模塊，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)采用的是延時的方法。溫濕度判斷控制模塊也一個非常重要的模塊，由于溫濕度對于植被的生長起著決定性的作用，因此，如果這兩個因素控制不好，這個系統(tǒng)就失敗了，這就需要我認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，也都需要認真的調(diào)試，如報警模塊等。調(diào)試了各模
30、塊之后，接下來的工作就是將各源程序段連接起來，進行綜合調(diào)試了，綜合調(diào)試需要我們特別注意細節(jié)部分，這樣才能盡可能的減少錯誤的產(chǎn)生。結 論雖然這個設計做的比較簡單，很多東西都考慮的不是很細，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論文，鑒于個人水平和時間的關系所以并沒有把自己當初設想的所有情況都考慮進去，這兩個月的畢業(yè)論文讓我學會的很多，覺得自己學的太少還有很多需要認真學習，學無止境，所以要更努力。致 謝此次畢業(yè)設計是在我的導師陳勉老師的精心指導及全力支持下完成的。本系統(tǒng)的設計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期的目標。陳老師對新知識，新事物都有自己獨到的
31、理解，這深深的影響了我對學習的態(tài)度，將使我終生難忘。他們一絲不茍的工作態(tài)度和認真負責的敬業(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，同時也要感謝我的父母，不是你們我就不可能在大學校園里，也就不可能有這個畢業(yè)設計！最后，我要以最真摯的感情來感謝指導本次畢業(yè)設計中的導師，是您們用辛勤的勞動、無私的奉獻和淵博的知識換來了我的畢業(yè)設計。同時感謝各位同學對我的幫助，只有我們不斷的努力學習，明天才會更加美好，因為機會永遠屬于那些有準備的人。參考文獻1 http:/ P2314公孫茂，馬寶匍，孫晨單片機入口接口實例集M.北京：北京航空航天出版社，2002. P1205求是科技.PIC單片機典型模
32、塊設計和實例導航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單片機原理及工程應用M.北京：國防工業(yè)出版社，2005.7胡輝.王曉，戴永成.單片機原理及應用設計M.北京：中國水利水電出版社,2005. P6 ，P1818蔡菲娜. 單片微型計算機原理和應用M。杭州：浙江大學出版社，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做顯示測試MOV A, #1 ；設置所要顯示的字符MOV B, #15 ；設置所要顯示的位置LC
37、ALL LCDP1 ；在LCD第一行顯示字符MOV A, #2 ；設置所要顯示的字符MOV B, #15 ；設置所要顯示的位置LCALL LCDP2 ；在LCD第二行顯示字符JMP $ ；循環(huán)SET_LCD: ；LCD初試化并做測試CLR EN ；LCD被禁用LCALL INIT_LCD ；LCD初試化LCALL DELAY ；延時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點陣MOV A,#0EHLCALL WCOM ；光標出現(xiàn)不閃爍MOV A,#06HLCALL WCOM ；每次向右移動一位，顯示屏不動MOV A,#01HLCALL WCOM ；清除LCD顯示屏RETCLR_LINE1:MOV A,80H ；清除LCD的第一行，設置第一行字符LCALL WCOMMOV R0,#24 ；設置記數(shù)值CL:MOV A,# ；載入空格到LCDLCALL WDATA ; 輸出字符到LCDDJNZ R0,CL ；記數(shù)結束RETLCD_P
39、RINT:CJNE A,#1,LINE2 ；在LCD第一行或第二行顯示字符LINE1: ；設置第一行地址MOV A,#80HLCALL WCOMLCALL CLR_LINEMOV A,80HLCALL WCOMJMP FILLLINE2: ；設置第一行地址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)結束RETDE: ；短暫延時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 ;啟動四位接口指令LCALL EN1 ；RS=0,R/W=0,D4D7=0010LCALL INIT_LCD1 ；LCD指令設置初試化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 ；設置第一行地址LACLL WCOMPOP ACCLCALL WDATARETEND ;鍵識別SET_T: LCALL GETKEY ；調(diào)用GETKEY 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 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 ；若正確則無需再讀 LJMP SET_T ；若錯誤則調(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 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 ;置標志(無鍵輸入) 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 ;置標志(有鍵輸入)NKBHIT: P
基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)設計
