1、姓 學 班 年 專2021.02.02本科結業(yè)論文（設廿）基于單片機的農(nóng)業(yè)年夜棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設計名 號 級 級 業(yè)指導教師完成時間作者聲明本結業(yè)論文（設計）是在導師的指導下山自己自力撰寫完成的，沒有剽竊、 剽竊、造假等違反品德、學術規(guī)范和其他侵權行為。對本論文（設計）的研究做 出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方法標明。因本結業(yè)論文（設計） 引起的法令結果完全由自己承擔。結業(yè)論文（設計）功效歸武昌工學院所有。特此聲明。作者專業(yè)：作者學號：作者簽名:3月26日基于單片機的農(nóng)業(yè)年夜棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設計XXXThe Design of Agricultural Greenhouse Temp

2、erature And Humidity MonitoringSystem Based on Single Chip Microcomputerx,xx03月26日在年夜棚種植術里，溫濕度是影響作物產(chǎn)量的關鍵因素，傳統(tǒng)的溫濕度丈量 收集方法具有精度不高，操縱費時吃力的問題，不克不及夠靜態(tài)監(jiān)測，很容易造 成由于環(huán)境因素突變而造成的減產(chǎn)甚至無產(chǎn)的慘痛損失。本設計以AT89S52單片機為控制核心，用SHT11數(shù)字式溫濕度傳感器作為 數(shù)據(jù)收集，并把數(shù)據(jù)顯示在LCD顯示屏上，能任意時刻觀測到年夜棚內(nèi)部的實 時環(huán)境參量；用戶可自己設定溫濕度上下限，當系統(tǒng)檢測到的溫濕度在平安閥值 之外立即通過報警電路報警。

3、這樣設計出來的系統(tǒng)具有實時性、精度高、穩(wěn)定性、 低能耗、低本錢、操縱簡單等諸多優(yōu)點，可廣泛應用與年夜棚種植的環(huán)境之中。關鍵詞：AT89C52單片機；SHT11；年夜棚；溫濕度；傳感器AbstractTemperature and humidity in the greenhouse planting technique, is the key factor that influence the yield of crops, traditional way of temperature and humidity measurement collection has the accuracy i

4、s not high, laborious operation problem, dynamic monitoring, will not be able to easily caused by environmental factors mutations caused by production and even dangerous painful losses.This design by AT89S52 single chip microcomputer as the control core, using digital temperature and humidity sensor

5、 SHT11 as data acquisition, and data display on the LCD screen, can be observed at any time inside the greenhouse environment parameters in real time;Users can set temperature and humidity on the lower limit, when the system detects the temperature and humidity in the relief valve values through the

6、 alarm circuit alarm immediately.This designed system with realtime, high precision, stability, low energy consumption, low cost, simple operation, and many other advantages, can be widely used and greenhouse cultivation environment.Keywords:AT89C52 Single Chip Microcomputer;SHTl 1 ;Greenhouses;Temp

7、erature And Humidity; Sensor1引論11選題布景11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3系統(tǒng)主要設計內(nèi)容22系統(tǒng)硬件設計32系統(tǒng)性能概述32.2單片機模塊32.3單片機最小系統(tǒng)52.4傳感器模塊62.5顯示模塊82.6按鍵電路112.7報警電路123系統(tǒng)軟件設計143系統(tǒng)主法度設計辦法143.2 LCD 1602顯示子法度143.3 DHT11溫濕度收集子法度154系統(tǒng)測試174.1軟件測試174.2硬件測試17結語21致謝22主要參考文獻23附錄25歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.021引論1.1選題布景近期，我國溫室的總種植面積位于世界前列，財產(chǎn)的成

8、長迅猛。可是，我國 的溫室自動控制技術遠遠跟不上溫室數(shù)量的增長，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還在使用年夜量的人 力勞動，不但勞累，并且因為無法對溫室環(huán)境進行精確監(jiān)測，不但浪費了年夜量 的資源，還使作物產(chǎn)量受到了影響，降低了收入。同現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)財?shù)膰蚁啾? 我國在這一方面還是有比較年夜的差距，特別在是對溫室生產(chǎn)環(huán)境的各個因素的 自動監(jiān)測與控制方面。本課題LI的在于研究一個基于單片機為主控芯片下的年夜 棚溫濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，山于單片機及相關附加部件的經(jīng)濟性，使得其能廣泛應 用于廣年夜農(nóng)民之中，從而通過對年夜棚溫濕度的科學量化實時監(jiān)測調(diào)整對作物 的環(huán)境從而提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，造福廣年夜農(nóng)民，其實用性使得這個研究很有需要。1

9、.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀上個世紀70年代開始，國外就利用那時成長的模擬技術對溫室環(huán)境因子控 制開展研究，告別了之前人工丈量的落后時代，隨著研究的深入和進步，散布式 控制系統(tǒng)便進一步在此領域成長起來了。隨著世界各國的溫室自動控制技術的迅 猛成長，如以色列、荷蘭、日本美國等西方發(fā)財國家，都實現(xiàn)了根據(jù)所植入和收 集到的溫室生物的特點與要求，對溫室所處的多方面因素進行自動控制，包含溫 度、濕度、光照強度、水分、氣體濃度、肥料等各個方面。在荷蘭，其玻璃溫室 已經(jīng)可以通過計算機控制，實行全自動無人化控制生產(chǎn)；在日本，其溫室自動控 制在溫室生產(chǎn)的各項作業(yè)中都逐步實現(xiàn)了無人化、全自動化。通過熱電技術的使 用，荷蘭實

10、現(xiàn)了精確控制成熟期的水果和蔬菜，鮮花和其他植物的開花期，滿足 在各種節(jié)日的時間需求的人；在英國，倫敦年夜學農(nóng)業(yè)學院研制出來的溫室自動 控制技術，可以對超出50公里的溫室內(nèi)環(huán)境進行監(jiān)控，包含溫度和濕度，光照 強度，氣體濃度和水等環(huán)境因素。比國外年夜概晚十年，也就是在80年代之后，中國相關科研人員不竭學習 西方發(fā)財國家在溫室控制領域取得的功效，并且積累總結出自身經(jīng)驗，內(nèi)化為適 應中國外鄉(xiāng)的技術，在研究初始階段，只能對單一環(huán)境因子實現(xiàn)自動控制，但在 隨后快速成長的微機技術、傳感技術等高新技術的驅(qū)動下，自動控制的領域有了 天翻地覆的變更，通過溫室生產(chǎn)，可利用訃算機對生物生長所需的部分或者全部 的環(huán)境因

11、素進行自動控制，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法有了巨年夜的修改，生產(chǎn)信息化、工 廠化等已經(jīng)成了世界上農(nóng)業(yè)廣泛生產(chǎn)的新途徑。1.3系統(tǒng)主要設計內(nèi)容1.3.1系統(tǒng)框圖器,1602A雙液晶顯示器實時顯示溫度和濕度，蜂鳴器報警電路，并用三極管驅(qū) 動，LED報警信息電路。在單片機中，ATMEL公司生產(chǎn)的C51系列單片機具有本錢昂貴、運行穩(wěn)定、 開發(fā)周期短、易操縱使用等優(yōu)點，可是每次寫法度的時候都要進行拔插，不但在 調(diào)試的時候比較繁瑣，并且對芯片也會造成一定的損害；而S系列的AT89S52 單片機彌補了這一缺陷，不但支持在線ISP編程，免除繁瑣的編程拔插，還比 89C51多了一倍的內(nèi)存，因此可以支持更年夜的法度，這樣有利

12、于該系統(tǒng)日后 的功能拓展。在數(shù)據(jù)收集模塊上面，為了使得整體電路更加精簡，減少龐雜的外 圉電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，使用集成式的數(shù)字式溫濕度傳感器SHT11。同樣的事理, 1602液晶顯示器可以顯示雙行字符，滿足了設計的顯示要求。2.1系統(tǒng)性能概述作為一個年夜棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，其核心任務是對棚內(nèi)環(huán)境進行自動丈量。 該系統(tǒng)上電初始化后，通過SHT11感應并檢測年夜棚內(nèi)的溫濕度值，傳送給 AT89S52核心處理單位，此時處理器調(diào)出內(nèi)部設定好的溫濕度上下限，據(jù)此比較 判斷對應數(shù)據(jù)是否異常，然后做出報警與否的反響；確定是否異常超出預設的時 間，如果超出預按時間，異常信號從報警電路輸出；然后繼續(xù)確定異常處理，

13、如 果解決了，然后就會解除報警。這樣一來，通過單片機的核心處理控制功能來收 集實時環(huán)境信息，讓用戶可以實時高效地獲取年夜棚內(nèi)部的環(huán)境狀態(tài)，從而能夠 及時實施管理。2.2單片機模塊單片機作為一種微型計算機，廣泛應用在工業(yè)自動化、自動控制、智能儀器 儀表等領域，具有體積小、本錢低的特性，功能齊全，簡雙便利，成長迅速，嵌 入容易。本設計采取AT89S52單片機，單片機是一種低功耗，高性能CMOS8位微控 制器，有8K的系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存。它兼容MCS51系列的引腳，適用于所有標 準80C51指令集。從而使該器件進行編程，因此它能夠在進行法度燒錄是不進 行屢次拔插，可避免不需要的繁瑣法度以及對裝置的損耗

14、其至損壞。2.2.1 AT89S52主要功能概述AT89s52提供以下標準功能：8K字節(jié)的Flash閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部 RAM,擁有32個I/O 口線、3個16位按時器/計數(shù)器、一個6向量兩級中斷結 構、1個全雙工串行通信口以及片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。與此同時，AT89S52可 將至0 Hz的靜態(tài)邏輯操縱，并支持兩種軟件可選的結點工作模式。空閑方法停 止CPU工作，但允許RAM和按時器/計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 失落電方法下會保管RAM中的內(nèi)容，可是振蕩器停止工作并且禁止其它所有部 件工作，直到下一個硬件復位。歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02歐陽

15、術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.022.2.2 AT89S52封裝結構PDIP(T2JP1.0E (T2EK)P1.1E P1.2E P1.3E P1.4L (MOSIJP1.5C： (MISO)P1.6Z ：SCKjP1.7E RSTt RXD：. P3.0 匚 :TXDJP3.1E 1NTG：. P3.2 匚 河TT)P3.3 匚(TO) P3.4 匚 (Tl) P3.5 匚 (WR P3.6 E (MJ P9.7 匚 XTAL2E XTAL1E GND匚21402393384375386357348339321031113012231328142715231©

16、;251724182319222021 VCC PO.O (ADO) P0.1 (ADI) P0.2 (AD2) P0.3 (AD3) P0.4 (AZ>4) P0.5 (ADS) P0.6 (AD6)3 PQ.7 (AD7)J EA-VPF ALE.'PFOG PSEN P2.7 (Al5) P2.6 (Al4) P2.5 (Al3) P2.4 (Al 2) P2.3(A11) P2.2 (A10) P2.1 (A?) P2.0 (A?)圖2.1 AT89S52 PDIP封裝結構2.2.3 AT89S52引腳功能VCC:電源引腳GND:邏輯地P0 口 ： 8位的地址和總線復用I

17、/O 口。P1 口： I/O端口，8位，具有內(nèi)部上拉電阻。P2 口： P2 口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口。P3 口：端口 P3是具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口。P3 口依然和AT89C51 一樣提供了它的第二功能。RST：復位輸入端口，復位方法是當其工作是在RST引腳接入繼續(xù)時間長 達兩個機器周期以上高電平。ALE/prog :地址鎖存允許。麗：片外法度存儲器的讀選通信號。EA/VPP：外部拜訪允許端口。第二功能，即VPP功能，在對片內(nèi)Flash進 行編程的時候，要在這個引腳上接入12V的編程電壓。XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放年夜器和內(nèi)部時鐘產(chǎn)生器的輸入端。XTAL2：片

18、內(nèi)振蕩器反相放年夜器的輸出端。歐陽術創(chuàng)編 2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2.3單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)就是單片機能夠運行法度，正常工作最簡單電路系統(tǒng)，是包 管單片機的正常啟動和開始工作的必須電路，組成這部分的工具缺一不成，單片 機最小系統(tǒng)應該有單片機、晶振電路、復位電路。2.3.1單片機在上節(jié)已經(jīng)作了論述。2.3.2晶振電路在Proteus仿真環(huán)境里如圖2.2。圖22單片機振蕩電路系統(tǒng)在執(zhí)行法度的時候需要一個穩(wěn)定的時鐘信號，一切的指令都需要這樣的 時鐘信號才干夠有條不紊地執(zhí)行。單片機系統(tǒng)所需的時鐘信號山晶振提供，并且 其運行速度與頻率的高低息息相關，呈現(xiàn)出正比的規(guī)律，單片機產(chǎn)生的頻率越高

19、其運行速度就越快，反之則越慢。在一般環(huán)境下，晶體振蕩器的頻率五十的絕對 精度可以達到百萬，足夠一般使用，先進的水晶會更精確。STC89S52采取 11.0592MHz的晶振作為振動源，單片機內(nèi)部含振蕩器電路，所以震蕩電路的連 接跟8051單片機一樣，所連接的電容容量為22pF即可。2.3.4復位電路如同計算機，單片機在執(zhí)行法度的時候可能會遇到各種各樣的意外情況而使 系統(tǒng)癱瘓或者軟件跑飛，因此就需要一個復位機制。就好比計算機的重啟部分， 單片機復位電路使得其具有恢復正常運作的功能，當按下復位按鍵的時候，內(nèi)部 的法度會重新從頭開始執(zhí)行。RSTPSEN"ALE單片機的復位電路山兩種方法，辨

20、別是上電自動復位和按鍵復位，本設計采 取的是上電自動復位電路，實現(xiàn)原理如圖2.3。2.4傳感器模塊2.4.1 SHT11 簡介忖前在電容式溫濕度傳感器的成長中，以盛世瑞恩公司制造的SHTXX系列 的產(chǎn)品占主要份額，即集成的單片智能數(shù)字化溫濕度傳感器。這種產(chǎn)品在工業(yè) CMOS過程中釆取了微加工技術，從而使其有長期的穩(wěn)定性和比較高的可鼎性。 它的外觀和引腳如圖2.4所示。GNDDATASCKVDDNCNCNCNC圖2.4SHT11外觀和引腳這個溫度和濕度傳感器山一個濕度傳感器探頭式溫度丈量元件和電容器體， 還包含了 A/D轉(zhuǎn)換器，這樣一來就能夠免去龐雜的外圍電路而使該裝置直接輸 出數(shù)字信號。對傳感

21、器的系數(shù)校準方面，它會在對外界檢測到相應信號的時候自 動調(diào)用存儲在OTP內(nèi)存里的校準系數(shù)法度。其濕度丈量規(guī)模為0%I00%RH, 丈量精度為±0.1%RH;fi度丈量規(guī)模為40123.8°C，丈量精度為±0.01 °C。2.4.2 SHT11 端 口介紹VDD :電源引腳。SHT11的額定電壓為5V。一般在3.3V就可以正常工作, 上電后電源引腳可以接上一個100nF的電容。SHT11的串行接口優(yōu)化傳感器讀 出和有效的電力消耗。傳感器可以連接到一個I2C總線，不干擾其他設備連接到 總線，控制器必須在協(xié)議之間進行切換。GND：地。SCK： $行時鐘輸入。D

22、ATA： $行數(shù)據(jù)引腳。這個傳感器的三態(tài)串行數(shù)據(jù)引腳用來收發(fā)數(shù)據(jù)。傳 感器發(fā)送命令到串行數(shù)據(jù)時鐘（SCK）的有效詢沿，并且必須堅持穩(wěn)定在較高的 水平時，SCK, SCK邊沿的數(shù)據(jù)值可能垮臺后產(chǎn)生修改。為了堅持平安通訊數(shù) 據(jù)有效，應當延長在TSU上升和THO下降沿的SCK后，辨別見圖2.5o歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02圖2.5 SHT11收發(fā)數(shù)據(jù)時序用于讀取數(shù)據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)SCK已經(jīng)是低電平，后是有效的電平SCK仍然 有效，直到下一個下降沿到來。為了避免信號爭用單片機必須唯一用低電平驅(qū)動 數(shù)據(jù)位，所以通常在該引腳外部接上10k年夜小的上拉電阻。2.4.3 SHT1

23、1典范應用電路VDD GND24-5.5VGND圖2.6 SHT11典范應用電路2.5顯示模塊2.5.1 LCD1602 概述本系統(tǒng)選擇的字符型顯示器是一種用5*7點陣圖形顯示字符的顯示器，根 據(jù)可以顯示的字數(shù)兒多可以分為2行20字、2行16字、1行16字等。通 常我們所用的是2行16字，也就是本系統(tǒng)釆取的LCD 1602模塊。液晶顯示器具有體積小，功耗低，微薄而輕，使用便利，顯示內(nèi)容豐富等優(yōu) 點，已應用于許多低功率器件。這個裝置的引用使得這些電子設備的人機界面變 的越來越形象和直觀。圖2.7是該模塊的實物圖。圖2.7 LCD1602實物圖2.5.2 LCD1602 特性該類型液晶顯示模塊內(nèi)部

24、有字符產(chǎn)生器CGROM，也就是字符庫。可以顯示 192個5*7點陣字符。如圖2.8。因此 每個字母和數(shù)字都有唯一的一個代碼至, 并且恰好與ASCII碼中的字母和數(shù)字相同。因此在顯示字母和數(shù)字的時候，向 LCD 1602送入對應的ASCII碼就行了。0000001001010010OilOil101101110110111in01010101010iX X XXOOOOCGRAM0PPw夕三ap(1)xxx X0001(2)11AQ3qrQxxx xooio(3)2BRbr<JllX1xxx xooil(4)n3CSc90c8xxx xoiOO(6)$4DTdt卜axxx xoiOl(6)

25、H5E0euar工B0xxx xoiio(7)&6FV£VbPzxxx xom(8)>TGVCVTCXx x x x )000(1)(8HXhX<*/Xx x x x J001(2)9IY1yT/-Iyx x x X1010(3)iJzjzVVj千xxxxjoiliK(k(才caX萬X X XXHOO(6)<L¥1179Qx x XXHOI(6)Xn1A%y$x x x xmo(7)>NnStAXX XXHM(8)/0-0V7ad歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.022021.02.02圖2.8 LCD1602ROM字符

26、庫的內(nèi)容2.5.3 LCD1602引腳說明字符型LCD通常有14條引腳（無背光）線或16條引腳線（帶背光）兩 種接口形式，其中16條引腳的多出了背光電源線VCC（15腳）和地線GND（16 腳），各引腳界說如表2所示。表2.1 LCD1602引腳功能界說編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9DB2Data2VDD電源正極1DB3Data3VL液晶顯示偏壓11DB4Data4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12DB5Data5R/_W讀/寫選擇13DB6Data6E使能信號14DB7Data7DB0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8DB1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極2.5-4命令格式及功能說明（1）清屏。下面是

27、命令格式：表2.2淸屏命令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DBO0000000001這條命令將屏幕顯示清除，光標歸位。（2）前往。表2.3前往命令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DBO000000001X該指令將DDRAM和顯示RAM的地址置0,將顯示前往到原來的位置。 （3）輸入方法設置。命令格式如下：表2.4輸入方法設置命令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DBO00000001I/Ds這段指令的功能室設置光標的移動標的U的，并且指定是不是將整體顯示移動。14)=1增量方法I/D 二 0減量方法S=0移位S=1不移位顯示開關控制指令

28、。表2.5顯示開關指令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001DCB功能：控制整體顯示器的開/關、光標的開/關、光標所處字符閃爍與否。D=0顯示器關；D=1顯示器開;c=o光標關；C=1光標開；B=0字符不閃爍；B=1字符閃爍。(5) 光標移位指令。表2.6光標移位指令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000001S/CR/LXX功能：讓光標移位或者整體顯示移位。S/C=0 光標移位；S/C=l顯示移位;R/L=0 向左移位；R/L=l向右移位。(6) 功能設置指令。表2.7功能設置指令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1

29、DB000001DLNFXX功能：設置數(shù)據(jù)總線位數(shù)和顯示的行數(shù)及其字型。DL=04位數(shù)據(jù)接口；DL=18位數(shù)據(jù)接口:N=0單行顯示；DL=1雙行顯示；F=05*7點陣;F=15*10點陣。(7) CGRAM地址設置指令。表2.8 CGRAM設置指令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001CGRAMD的地址(低6位)設置CGRAM (數(shù)據(jù)顯示存儲器)的地址，規(guī)模為036。歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02(8) DDRAM地址設置指令。表2.9 DDRAM設置指令RSR/WDB7DB6

30、DB5DB4DB3DB2DB1DB0001CGRAMD的地址(低7位)設置DDRAM (數(shù)據(jù)顯示存儲器)的地址，規(guī)模為0127。(9)讀忙信號及地址計數(shù)器。表2.10讀忙信號指令指令解釋如下：BF=0 LCD不忙(此時可以接收命令和數(shù)據(jù))；BF=1 LCD忙;AC是地址計數(shù)器值，規(guī)模是0127 o(10)向CGRAM或DDRAM寫入數(shù)據(jù)指令。表2.11寫數(shù)據(jù)指令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DBO010要寫入的數(shù)據(jù)D7D0功能：向DDRAM寫入字符碼以顯示對應字符。 (11)從CGRAM或者DDRAM中讀出數(shù)據(jù)指令。表2.12讀數(shù)據(jù)指令RSR/WDB7DB6DB5DB4D

31、B3DB2DB1DBO011要讀出的數(shù)據(jù)D7DO2.6按鍵電路按鍵電路要完成的任務有：判別是否有按鍵按下，如果有就進入下一步工作; 然后識別哪一個鍵被按下，求出相應的鍵值；依據(jù)鍵值找到相應的處理法度入口。在單片機系統(tǒng)中我們經(jīng)常使用的鍵盤是按鍵式鍵盤，那個按鍵實際上就是一 個開關。圖2.9是按鍵按下時行線電圧輸出波形圖。歐陽術創(chuàng)編 2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02圖2.9按鍵顫動現(xiàn)象山圖可知按鍵在開閉的一瞬間都有顫動期，基本上在510ms左右，在鍵盤 被按下的穩(wěn)按期內(nèi)，電平狀態(tài)呈現(xiàn)出低電平。因此判定按鍵是否按下實質(zhì)上就

32、是檢測行線輸出的電壓時低電平還是高電 平。若為高電平，則按鍵斷開；若低電平，按鍵閉合。可是由于其機械特性招致 的顫動現(xiàn)象，我們必須消除按鍵的顫動從而消除對按鍵閉合與否的判斷障礙，提 高判另外準確性。消去按鍵顫動的方法有兩種：軟件延遲和釆取專門的鍵盤接口芯片。考慮到 使用系統(tǒng)的本錢和簡單消除顫動的角度，我們采取的是軟件延時的設計辦法。利 用軟件延時的辦法消除按鍵顫動的思想：當檢測到按鍵按下時，行線電平狀態(tài)為 低電平，此時執(zhí)行一段延時為10ms的子法度，再確認電平是否為低電平，如果 此時真有按鍵按下，則應仍為低電平。反之，當按鍵松開是，該按鍵所在的行線 跳變成高電平，同樣執(zhí)行一段延時10ms的延時

33、子法度后，再看是不是高電平， 如果為高電平，則暗示按鍵已經(jīng)釋放。這樣的操縱可以達到消除兩個顫動期的影 響，年夜年夜提高可靠性。本設計采取四個機械按鍵，接在單片機的P3 口，四個按鍵滿足對系統(tǒng)溫濕 度上下限值的設定。連接方法如圖2.10：SET鍵的作用是選擇調(diào)整項LI,即溫度上限、溫度下限、濕度上限、濕度 下限四個可選，OK是確定鍵，UP和DOWN辨別是加和減的操縱。通過這兒個 按鍵和對該裝置設定允許的溫濕度上下限，超出該設定值就會啟動報警電路收回 警報。2.7報警電路為了讓電路在檢測到環(huán)境溫濕度超出預設值的時候做出反響，本設計采取了2021.02.02聲光報警電路，蜂鳴器爆發(fā)聲音提醒年夜棚農(nóng)戶

34、，通過8050晶體管來驅(qū)動蜂鳴 器；四個LED燈辨別對應溫度過高、溫度過低、濕度過高、濕度過低的異常狀 態(tài)，好讓用戶一眼看出產(chǎn)生了哪一個具體的異常情況。連接圖如下：Q1470R1D1LED-GREENil6XT>P14LS1P101P112P123P134PU5P156P167P17301.2.34567/<TEXT>丄SPEAKERTEX"S855°歐陽術創(chuàng)編 2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02圖211聲報警電路圖2.12光報警電路歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.023系統(tǒng)軟件設計3.1系統(tǒng)主法度設計辦法本系統(tǒng)使用

35、的是Keil軟件，它是C51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng), 能夠應用通俗易懂的高級C語言對單片機進行軟件開發(fā)。固然，在寫法度之前必須要對系統(tǒng)的電路有足夠的了解，各個接口，還有系 統(tǒng)各個芯片或者模塊的時序，在編程過程中都要對其遵守，那樣才干將你所預設 的功能付諸實現(xiàn)。在搞清楚了硬件的特性之后，根據(jù)該特性首先要做的就是畫出 流程圖，組織好每個模塊的處理先后順序。另外，也要善于利用軟件去替代部分 硬件做的事情，比方在此設計里，消除鍵盤按鍵顫動現(xiàn)象就使用了軟件除抖，使 得硬件電路更簡潔，也降低了系統(tǒng)總體本錢。所有的法度，使用C51編程語言，在keil開發(fā)環(huán)境中編譯和調(diào)試，整個法 度利用了中斷技術、

36、數(shù)字濾波技術、系數(shù)賠償技術以及其他先進技術。法度設訃 都分了模塊，模塊化的法度結構清晰，易于修改。由以下主要模塊組成：主法度 模塊、溫濕度收集模塊，報警模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、按鍵模塊和其他的附加模塊。3.2 LCD1602顯示子法度首先要對LCD模塊進行初始化，另外由于該器件是慢顯器件，在對其進行 操縱前要先讀忙標示，為低電平時操縱才有效，這個讀忙標示也可以用延時操縱 來替代作用是一樣的。這些都可以放在LCD_init(void)里面去實現(xiàn)。根據(jù)法 度功能思路，結合硬件特性，得出下面法度流圖：2021.02.022021.02.02I開始/圖3.1系統(tǒng)主法度流圖LCD 1602初始化代碼見附件3

37、.3 DHT11溫濕度收集子法度首先要對LCD模塊進行初始化，另外由于該器件是慢顯器件，在對其進行 操縱前要先讀忙標示，為低電平時操縱才有效，這個讀忙標示也可以用延時操縱 來替代作用是一樣的。這些都可以放在LCD_init(void)里面去實現(xiàn)。根據(jù)法 歐陽術創(chuàng)編 2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02度功能思路，結合硬件特性，得出下面法度流圖:(1602初始化.圖3.2 LCD1602顯示子法度流圖溫濕度丈量法度見附件。4系統(tǒng)測試4.1軟件測試本設計的法度部分采取Keil C51編寫，它是在標準C語言基礎上成長起來 的針對51單片機的實用高級編程語言。首先根據(jù)設計的主要思想在Ke

38、il界面上把完整的法度輸入，在包管語法、 格式正確的情況下對源法度進行編譯，生成可執(zhí)行的U標代碼。固然這個過程中 遇到了很多困難，比方一些變量沒界說好，或者有其他的一些語法毛病，在進行 檢查調(diào)試后，順利通過。下圖是Keil法度界面的截圖：32 053- 問 055 CE5 (E? 謝 (K9 0?0 071 072三 073 0?4- 075 0?6 07?078 079 C0O L (E1 82 (B歸 024 I 035 (B6 03788 洞9一 口-£ ebn. c-Y山“-目血V C二 <S zJ 自22 h intrins riAth. h ttdio. h dig

39、. h|.«1 r«c52 h090 L訊1弓“畛氏尸社宇襯092 '01 d Pririt_slou(un.siined char >str) 訊3一 03dwhileC*str !=' 0")035035LCD Write (LCD DATA,xxtx);LCD,Writ e(LCDDATA, xxt x);圖4.1 Keil法度界面在經(jīng)過屢次調(diào)試修改之后，所有法度都通過編譯，并生成了需要的目標執(zhí)行文件。在這 個過程中，我發(fā)明很多由于個人疏忽招致的細肖問題使得很屢次掙扎在法度編譯頻繁出錯的 邊沿。并且通過細心調(diào)試，請教同學和老師，最后一一

40、解決了這些問題，也收獲了很多。4.2硬件測試4.2.1系統(tǒng)硬件仿真在硬件實現(xiàn)方面，利用Proteus軟件實現(xiàn)電路圖的連接、法度寫入以及功能 仿真。下圖是系統(tǒng)完整電路：歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02IW16L143/AT.1<Temp： 32.7°C昨i總Huni： 30.3 >：1X traPftTASETTE?I>ICP5EE4QD巴?OXI“TGVT4?C -TE<T- R2XTAUH心91roxvAce KIVACH ro2f/.c<z KryxraBMW rawzcrrAl£ nrrAUZZrs.v/s r

41、xjrwiPaOR«D rarTzof 13M3n.<r3.«ncrsTinF 1A ri.T耳4 a2«1XDLUPMm:ra-nb2021.02.02圖4.2系統(tǒng)整體電路在實現(xiàn)好軟件部分的撰寫并且編譯后沒有報錯之后,在Proteus環(huán)境里把Keil 生成的可執(zhí)行文件寫入到單片機里面，點擊仿真按鈕，系統(tǒng)開始工作。在初始階 段，默認給定SHT11的值如圖。圖4.3 SHT11初始值此時液晶顯示如圖4.4。2021.02.02圖4.4液晶顯示數(shù)據(jù)山于本系統(tǒng)默認設置的溫度上限為40攝氏度，對SHT11把溫度調(diào)至41度 的時候，液顯如圖4.5,蜂鳴器開始發(fā)聲，溫度

42、過高的LED指示燈也被點亮，如 圖 4.6。圖4.5溫度過高時液顯內(nèi)容圖4.6光報警電路同樣，對該系統(tǒng)傳感器的濕度辨別調(diào)到80%以上、30%以下，相應報警電路 都被激活，因此在硬件測試下獲得了與預期一樣的功能。另外，對按鍵的測試也通過，因此在實際應用中可以自行通過按鍵根據(jù)作物 的特點修改報警的閥值，科學的進行靜態(tài)監(jiān)測。4.2.2硬件測試總結在電路仿真調(diào)試的過程中，同樣遇到很多困難。從開始的Proteus仿真軟件 的學習，到對它操縱的熟悉，后來連好電路圖之后，把前面生成的可執(zhí)行文件寫 歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.02入開始仿真，發(fā)明按鍵沒反響，經(jīng)過觀察代碼才發(fā)明原來在

43、軟件部分界說的按鍵 端口和電路圖的連接端口不吻合，修更正來便解決了這個問題。另外，在通過對 傳感器調(diào)節(jié)輸入數(shù)據(jù)，在溫濕度超出限度的時候，蜂鳴器不報警，通過觀察電路 才知道報警電路與單片機連接的端口處電平取反了。這樣的問題遇到了很多，在 一次乂一次的修改后，終于完成了硬件部分的仿真，實現(xiàn)了所有預設功能。結語這項設計在單片機技術、傳感器技術、c語言編程等科學知識完成了基于單 片機控制的年夜棚溫濕度自動檢測系統(tǒng)的設計，實現(xiàn)了環(huán)境溫濕度自動實時檢測 顯示，并且在溫濕度過限收回警報。山于單片機的經(jīng)濟和開發(fā)本錢昂貴，操縱簡 便，在農(nóng)業(yè)自動控制領域具有很強的實用性。這次的設計和論文是在各位老師的悉心指導下完

44、成的。你們嚴肅的科學態(tài) 度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的 選擇到項LI的最終完成，你們都始終給予我細心的指導和不懈的支持。在此謹向 老師們致以真摯的謝意和高尚的敬意。感謝武昌工學院來對我的年夜力栽培；感謝年夜學所有的老師給予我諄諄教 誨，為我打下堅實的知識基礎；同時還要感謝所有同學們。撰寫論文也使我的知 識體系也在不竭地拓展和成熟，希望在未來的工作和生活過程中，亦能一直堅持 不竭的學習，不竭的完善自我，走向成熟。最后，希望在以后的學習和研究中能以更加優(yōu)異的成果來報答所有關心和幫 忙過我的老師和同學！再次謝謝您們！歐陽術創(chuàng)編2021.02.02歐陽美創(chuàng)編20

45、21.02.02主要參考文獻1 王明喜，崔世茂,王紅彬，李志鑫,李海濤，張鑫，胡博，張雪冰，張曉蒙.年夜棚型 日光溫室光照、溫度及濕度等性能的初步研究.農(nóng)業(yè)工程技術(溫室園藝),05:1921.2 褚福強，董學仁.單片機的網(wǎng)絡接入技術研究.儀器儀表用戶”05:45.楊承帥.蒸化工藝中溫濕度丈量裝置的研制.蘇州年夜學,.4陳英俊.基于單片機的溫濕度監(jiān)測和報警系統(tǒng)設計.廣東石油化工學院學 扌很”04:4246. 林嘉.基于89S52的LCD1602法度設計.電腦知識與技術,26:63766378. 張迎輝.單片微型計算機鍵盤接口設計.信息技術”07:6869+91.7 韓毓.基于單片機的蔬菜年夜棚

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48、2nd International Conference on Management Science and Electronic Commerce (AIMSEC), 20282030,19 Yong Huang, Design and Realization of Wireless Sensor Network for Vegetable Greenhouse Information AcquisitionfC, 6th International Conference on Wireless Communications Networking and Mobile Computing (

49、WiCOM), 14,2021.02.0220 Wu Zi Yue, Zhang Shuai，Gao Ting, Design of temperature and humidity monitoring system for marine working platform C, Applied Mechanics and Materials, v 300301, p 453457,歐陽術創(chuàng)編 2021.02.02歐陽美創(chuàng)編2021.02.022021.02.02附錄主函數(shù)以下八行預設溫濕度閥值主函數(shù)法度void main()kl=k2=k3=k4=l; temp_humi_cache0=4;

50、 temp_humi_cache 1=0;temp_hum i_cache 2=0; temp_hu mi_cache 3=7; temp_humLcache4二& temp_hu mi_cache 5=7; temp_hum i_cache 6=3; temp_hum i_cache 7=0;temp_high=temp_humLcacheO * 10+temp_humi_cache 1 temp_low=temp_humi_cache2* 10+temp_humi_cache3;humi_high=temp_humLcache4*10+tenip_huniLcache5; humi_low=temp_humi_cache6*10+temp_humi_cache7;LCD_Initial(); 液晶初始化GotoXY(0,0);光標移位函數(shù)，第一個參數(shù)暗示行，第二個暗示列Print_slow(word 1);GotoXY(OJ);Print_slow( word2);LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); 清屏GotoXY(0,0);Print_