基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

編號本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)BasedonmonolithicintegratedcircuittemperatureAndhumiditycontrolsystemdesign學(xué)生姓名專業(yè)自動(dòng)化學(xué)號指導(dǎo)教師分院電子工程分院2023年6月摘要本文利用89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)溫室的溫濕度控制系統(tǒng)，對給定的溫濕度進(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(guān)鍵字：89C51;鍵盤顯示;LCD顯示;溫度控制ABSTRACTThisarticleuses89C51monolithicintegratedcircuitstodesignagreenhousethetemperatureandhumiditycontrolsystem,totemperatureandhumiditycontrolandrealtimedisplaywhichassigns,temperaturehumiditysignalhasfourgroupsrespectively,thesystemusesthecertainalgorithmtothesignalprocessingbytodetermineusessomecontrolmethod,usesthetemperaturefirstpatterninthissystem,circulationprocessing.Themonolithicintegratedcircuitthroughcarriesoncorrespondingprocessingtothesignal,thusrealizesthetemperaturecontrolgoal.Inthearticlealsoemphaticallyintroducedthesoftwaredesignpart,usesthemodularstructureinhere,themainmoduleincludes:Nixietubedisplaysequence,keyboardscanningandpressedkeydisposalprocedure,temperaturesignalprocessingprocedure,black-whitecontrolprocedure,excesstemperaturewarningprocedure.Keywords:The89C51;keyboards;LCD;TemperatureControl目錄緒論1第一章系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)31.1系統(tǒng)功能及系統(tǒng)的組成和工作原理31.1.1總體方案31.1.2實(shí)施措施31.1.3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)31.2溫濕度采樣與控制系統(tǒng)41.2.1溫濕度采樣系統(tǒng)41.2.2溫濕度控制系統(tǒng)41.3鍵盤顯示系統(tǒng)41.4報(bào)警系統(tǒng)6第二章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)72.1系統(tǒng)硬件配置72.2主要組件簡介..................................................72.2.189C51芯片...............................................72.2.274LS273地址鎖存器.........................................82.2.38279可編程鍵盤/顯示器接口芯片.............................82.2.4七段LED顯示器............................................82.2.5ADC0809芯片[3]............................................92.2.6LCD顯示...................................................9第三章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)103.1系統(tǒng)初始化模塊103.2鍵盤顯示模塊113.3采樣轉(zhuǎn)換模塊123.4溫濕度控制模塊133.5報(bào)警模塊14第四章硬件調(diào)試方案164.1硬件電路的調(diào)試164.2功能模塊的調(diào)試方案16結(jié)論17參考文獻(xiàn)18附錄：20緒論課題背景: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(jì)的園林工人是一個(gè)機(jī)遇，同時(shí)也對傳統(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(shù)，就必需有一套科學(xué)的，先進(jìn)的管理方法，用以對不同種類植被生長的各個(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。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)中無疑為植被的生長提供了更加適宜的環(huán)境。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)〔如陽畦、溫室、大棚等〕，人為地創(chuàng)造適宜植被生長發(fā)育的最正確環(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(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。可以說，這是“設(shè)施栽培〞的功績。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(gè)方面。溫度：根據(jù)植被生長的適宜溫度進(jìn)行溫室溫度調(diào)節(jié)，假設(shè)低于下限溫度那么采取升溫措施，通常采取電熱增溫和火力增溫等，火力增溫比擬方便。假設(shè)高于上限溫度那么采取降溫措施，通常通過水管降溫和風(fēng)扇降溫，風(fēng)扇降溫比擬方便。日光：遮蔭是調(diào)節(jié)日照強(qiáng)度最好的方法，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，以增加水分蒸發(fā)，最好的方法是設(shè)置自動(dòng)噴霧裝置，自動(dòng)調(diào)節(jié)濕度[2]。如果濕度過大，容易導(dǎo)致植被病害，可以采用通風(fēng)的方法來降低濕度，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)度沒有考慮其中。本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容: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需求由鍵盤輸入并通過顯示器顯示。能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的顯示采樣溫度值與濕度值。通過采集溫度及濕度值，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)燈的提示功能以及提示音等〕進(jìn)行報(bào)警，并采取相應(yīng)的方案。能夠根據(jù)植被在不同時(shí)間段內(nèi)對溫濕度的不同要求，用戶可隨機(jī)更改溫度及濕度值，以滿足用戶不同的需求。第一章系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)功能及系統(tǒng)的組成和工作原理1.1.1總體方案·溫度監(jiān)控：對溫室溫度進(jìn)行測量，并通過升溫或降溫到達(dá)植被的最正確溫度?！穸缺O(jiān)控：對溫室濕度進(jìn)行測量，并通過噴霧或去濕到達(dá)植被的最正確濕度?！た刂铺幚恚寒?dāng)溫度、濕度越限時(shí)報(bào)警，并根據(jù)報(bào)警信號提示采取一定手段控制?！わ@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)場用于顯示當(dāng)前的溫濕度。1.1.2實(shí)施措施·實(shí)際環(huán)境溫度與給定界限比擬，執(zhí)行加熱/制冷措施?！?shí)際環(huán)境濕度與給定界限比擬，執(zhí)行加濕/去濕措施?！ぴ较迗?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。1.1.3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)過上面的總體方案和實(shí)施措施的討論后可以開始著手硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，硬件系統(tǒng)是應(yīng)用系統(tǒng)的根底、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。對外部模擬量〔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?！に穆凡蓸訙囟刃盘柌蓸雍唵纹骄幚?，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(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；另一種使用延時(shí)方法，開始轉(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?！わL(fēng)扇：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的降溫工作?！ぜ訜嵩O(shè)備：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的加熱工作?！婌F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?！るp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。1.2溫濕度采樣與控制系統(tǒng)1.2.1溫濕度采樣系統(tǒng)為了更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。在分辨率到達(dá)的前提下，溫濕度的精度為1%。1.2.2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。如表1-1所示表1-1溫濕度控制系統(tǒng)采取方案表下限溫度中間溫度上限溫度283236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)際溫度到達(dá)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)處于降溫狀態(tài)，直到實(shí)際溫度到達(dá)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。1.3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)中使用的段碼如表1-2表1-2鍵盤顯示系統(tǒng)中使用的段碼表顯示01234567段碼3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H顯示89ABCDEF段碼7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H8279初始化時(shí)，設(shè)定的相關(guān)命令字如下：Z8279EQU08701H;8279狀態(tài)/命令口地址D8279EQU08700H;8279數(shù)據(jù)口地址LEDMODEQU00H;左邊輸入八位字符顯示;外部譯碼鍵掃描方式,雙鍵互鎖LEDFEQEQU38H;掃描速率LEDCLSEQU0D1H;去除顯示RAMLEDWR0EQU80H;設(shè)定的將要寫入的顯示RAM地址系統(tǒng)的連接圖如圖1-1所示。圖1-1鍵盤顯示系統(tǒng)連接圖AD0809與89C51連接圖如圖1-2所示：圖1-2AD0809與89C51連接圖1.4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1-3所示。圖1-3報(bào)警系統(tǒng)第二章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)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。2.2主要組件簡介2.2.189C51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〕，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：高速存放器陣列、特殊功能存放器〔SFR〕、存放器控制器和算術(shù)邏輯單元〔RALU〕。它與外部通訊是通過特殊功能存放器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存放器陣列和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)總線僅在RALU與存放器陣列或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存放器控制器連接的多路復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線[4]。CPU對片內(nèi)RAM訪問是直接訪問和通過存放器R0,R1間接訪問的。89C51工作時(shí)所需的時(shí)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6～12MHz。在本系統(tǒng)中采用11.0592MHz頻率。74LS273地址鎖存器74LS273是帶有三態(tài)緩沖輸出的8D鎖存器74LS273；·D7～D0：三態(tài)門輸入端。·Q7～Q0：三態(tài)門輸出端?！ND：接地端?！cc：電源端。·OE：三態(tài)門使能端。·G〔STB〕：8D鎖存器控制端。2.2.38279可編程鍵盤/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，其功能主要表達(dá)在二個(gè)方面：接收來自鍵盤的輸入數(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，程序簡單[5]。8279的引腳功能〔采用40線雙列直插式封裝〕：·DB0～DB7：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)?！S：片選信號線，低電平有效?！0：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)?！D,WR：讀和寫選通信號線，均為低電平有效?！RQ：中斷請求輸出線，高電平有效?！L7～RL0：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。·SL7～SL0：掃描輸出線，用于對鍵盤和顯示器進(jìn)行掃描?！UTB3～OUTB0OUTA3～OUTA0：顯示段輸出線?！D：顯示熄滅控制線，低電平有效?！ESET：復(fù)位輸入線，高電平有效?！HIFT,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?！LK：外部時(shí)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。七段LED顯示器LED是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一種常見的輸出設(shè)備，通常使用的是七段顯示。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種[6]。以共陰極為例：顯示個(gè)位“4〞a送0d,e送0b,c,f,g那么送1gnd送0那么立刻顯示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，可用來顯示0～9，A、B、C、D、E、F、G(小數(shù)點(diǎn))。在數(shù)碼管中，假設(shè)把各二極管的陰極連在一起稱為共陰極數(shù)碼管；假設(shè)把各二極管的陰極連接在一起稱為共陰極數(shù)碼管；假設(shè)把各二極管的陽極連接在一起，那么稱為共陽極數(shù)碼管。在本系統(tǒng)中采用共陰極數(shù)碼管。2.2.5A·ADC0809是28腳雙列直插式封裝?！7～D0：8位數(shù)字量輸出引腳?！N0～I(xiàn)N7:8路模擬量輸入引腳?！cc：+5V工作電壓?！ND：地。LCD顯示引腳功能[7]：·D0～D7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)行讀寫操作那么D0～D7都有效，假設(shè)以4位方式進(jìn)行讀寫操作，那么只用到D4～D7·RS：存放器選擇控制位。當(dāng)RS=0時(shí)，并且做寫入的動(dòng)作時(shí)，可以寫入指令存放器，假設(shè)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。假設(shè)RS=1，責(zé)用于讀取數(shù)據(jù)存放器[7]?！/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：啟動(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?！ND：接地。第三章軟件系統(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)的初始化以及設(shè)定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，初始化局部包括以下方面的內(nèi)容：系統(tǒng)啟動(dòng)后，顯示器上顯示兩行，第一行為“WELCOMETOTHESYSTEM〞,第二行顯示為“STARTWORK〞等待用戶輸入溫度及濕度值。按“B〞鍵表示開始輸入，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。系統(tǒng)整體的工作方式如下框圖3-1所示建建立識別LED顯示采樣計(jì)算更新LED實(shí)時(shí)溫度濕度顯示控制圖3-1系統(tǒng)整體工作方式初始化程序局部的流程圖如下列圖3-2所示初始化初始化液晶顯示是否按“B〞輸入設(shè)定值是否正確是否按“C〞NYNNY圖3-2初始化程序局部的流程圖3.2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，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鍵盤顯示模塊局部的根本流程如下列圖3-3所示。調(diào)用調(diào)用等待按鍵顯示鍵值返回NNYY8次？圖3-38279鍵盤顯示模塊局部的根本流程圖其中顯示鍵值的程序流程圖如圖3-4所示：開始開始讀鍵入數(shù)據(jù)并查表查表將所要顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為段碼鍵值判斷取顯示數(shù)據(jù)寫入顯示RAM圖3-4顯示鍵值的程序流程圖3.3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IN0~IN7送個(gè)任意數(shù)，表示開始轉(zhuǎn)換，結(jié)果是一個(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，其過程如圖3-5。V開始啟動(dòng)〔R1〕通道A/D轉(zhuǎn)換開始開始啟動(dòng)〔R1〕通道A/D轉(zhuǎn)換查詢P3.3等待轉(zhuǎn)換結(jié)束累加和除4存平均值轉(zhuǎn)換結(jié)果累加4次到？NY圖3-5采樣轉(zhuǎn)換模塊實(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)比擬和掌握系統(tǒng)工作狀況，實(shí)時(shí)的溫度濕度不在要求的區(qū)間內(nèi)那么進(jìn)行升溫降溫處理。3.4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(dāng)前溫室內(nèi)的實(shí)際溫濕度進(jìn)行比擬，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。溫度判斷控制局部的程序整體思路如圖3-6所示：返回返回讀實(shí)時(shí)值與鍵入值比擬調(diào)用控制聲光報(bào)警升溫降溫處理是否在設(shè)定區(qū)間內(nèi)圖3-6溫度判斷控制局部的程序整體思路上面已經(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，控制程序流程圖如圖3-7所示：調(diào)用調(diào)用升溫返回降溫T<上限T<下限T>中間值+1T<中間值-1YYYYNN圖3-7控制程序流程圖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：向74LS273發(fā)送的數(shù)據(jù)0F0H,那么雙色LED燈發(fā)綠光。向74LS273發(fā)送的數(shù)據(jù)0FH,那么雙色LED燈發(fā)紅光。向74LS273發(fā)送的數(shù)據(jù)0FFH,那么雙色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。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，那么說明當(dāng)前溫度過低，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)警報(bào)燈，此時(shí)警報(bào)燈發(fā)出綠光并進(jìn)行有規(guī)律的閃爍，同時(shí)開始加溫，直至加到所需溫度值時(shí)警報(bào)燈熄滅。圖3-8報(bào)警模塊第四章硬件調(diào)試方案4.1硬件電路的調(diào)試此局部的任務(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：按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)需要的各個(gè)組件連接好。根據(jù)實(shí)驗(yàn)說明書，了解各個(gè)組件的工作原理，開始著手調(diào)試芯片。調(diào)試8279芯片。按照說明書調(diào)用8279．ASM匯編程序，運(yùn)行，觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象正確，說明8279芯片正常，可以使用。調(diào)試ADC0809芯片。按照說明書調(diào)用CON_W．ASM匯編程序，運(yùn)行，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象正確，說明ADC0809芯片正常，可以使用。調(diào)試直流電機(jī)，按照說明書調(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，再將各局部聯(lián)合在一起。整個(gè)系統(tǒng)的編寫、調(diào)試是從8279開始的?？刂?279原理雖然簡單，但需要細(xì)節(jié)卻很多，如選擇顯示存放器與送段碼的順序，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)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)的過程是循環(huán)程序?？裳h(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)比擬重要的模塊，在調(diào)試的階段遇到的問題較多，由于它是程序運(yùn)行的瓶頸，如果這一局部通不過的話，那么程序就無法執(zhí)行下去，本系統(tǒng)采用的是延時(shí)的方法。溫濕度判斷控制模塊也一個(gè)非常重要的模塊，由于溫濕度對于植被的生長起著決定性的作用，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)試階段比擬順利。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)試了各模塊之后，接下來的工作就是將各源程序段連接起來，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)局部，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)做的比擬簡單，很多東西都考慮的不是很細(xì)，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(gè)論文，鑒于個(gè)人水平和時(shí)間的關(guān)系所以并沒有把自己當(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，覺得自己學(xué)的太少還有很多需要認(rèn)真學(xué)習(xí)，學(xué)無止境，所以要更努力。在這次畢業(yè)論文中同學(xué)之間互相幫助，共同商量相關(guān)專業(yè)問題,這種交流對于即將面臨畢業(yè)的我們來說是一次很有意義的經(jīng)歷,大學(xué)四年都一起走過了,在最后我們可以聚在一起討論學(xué)習(xí),研究專業(yè)問題,進(jìn)而更好的了解我們每個(gè)人的興趣之所在,明確我們的人生理想,進(jìn)而在今后的生活和工作中更好的發(fā)揮自己的優(yōu)勢,學(xué)好自己的專業(yè),成為一個(gè)對于社會(huì)有用的人。致謝此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師王強(qiáng)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)成功與王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)。王老師對新知識，新事物都有自己獨(dú)到的理解，這深深的影響了我對學(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)、無私的奉獻(xiàn)和淵博的知識換來了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)感謝各位同學(xué)對我的幫助，只有我們不斷的努力學(xué)習(xí)，明天才會(huì)更加美好，因?yàn)闀r(shí)機(jī)永遠(yuǎn)屬于那些有準(zhǔn)備的人。參考文獻(xiàn)[1]張筑生.微分半動(dòng)力系統(tǒng)的不變集研究：[學(xué)位論文]，北京：數(shù)學(xué)系統(tǒng)學(xué)研究所，1983[2]周堅(jiān)，單片機(jī)輕松入門[M].北京：北京航空航天出版社，2002.[3]孫育才．MCS－51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用[M].南京：東南大學(xué)出版社，2004.P231～233[4]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.P120～122[5]求是科技.PIC單片機(jī)典型模塊設(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.MCS－51單片機(jī)原理及工程應(yīng)用[M].北京：國防工業(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：中國水利水電出版社,2005.P6～7[8]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，2003[9]華羅庚，王元.論一致分布與近似分析.中國科學(xué)，1973〔4〕：P339～357[10]傅承義，陳運(yùn)泰，祁貴中.地球物理學(xué)根底.北京：科學(xué)出版社，1985，P447～448[11]王忠飛，胥芳．MCS-51單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007．P268～273[12]劉國鈞，陳紹業(yè)，王鳳翥.圖書館目錄.第1版.北京：高等教育出版社，1957[13]ZhangXiao-wen.Researchoftheenvironmentautomaticcontrolsystemofthegreenhouse[J].China'sHorticuture,2002,:P35-37[14]KatsuhikoOgata.ModemControlEngineering.Publishinghouseofelectronicsindustry,2000:P196—202[15]J.Shan,H.-T.Liu,andD.Sun,"Modifiedinputshapingforarotatingsingle-linkflexiblemanipulator,"JournalofSoundandVibration,vol.285,no.1-2,.2005,P87-207,.附錄：IN0EQU7FF8HIN1EQU7FF9HIN2EQU7FFAHIN3EQU7FFBHIN4EQU7FFCHIN5EQU7FFDHIN6EQU7FFEHIN7EQU7FFFHSET_WL EQU 50HSET_WH EQU 51HSET_WEQU52HCURTM_WEQU 53HSET_SL EQU 54HSET_SH EQU 55HSET_SEQU56HCURTM_SEQU 57HZ8279EQU08701H;8279狀態(tài)/命令口地址D8279EQU08700H;8279數(shù)據(jù)口地址LEDMODEQU00H;左邊輸入八位字符顯示;外部譯碼鍵掃描方式,雙鍵互鎖LEDFEQEQU38H;掃描速率LEDCLSEQU0D1H;去除顯示RAMREADKBEQU40H;讀FIFORAM地址0的命令字ORG 0000HLJMPSTARTORG 0040HSTART:MOV SP,#60HLCALLINITMOVR0,#00HMOVR1,#00HMOVR2,#00HMOVR3,#00HMOVR4,#00HMOVR5,#00HMOVR6,#00HMOVR7,#00HMOV40H,#00HLCALLDISPLAY_1液晶顯示程序：DISPLAY_ST:RSEQUP0.0;LCDRC引腳定義ENEQUP0.1;LCDEN引腳定義WLEDEQUP1.0;工作指示燈引腳定義CLREN；LCD被禁用LCALLLED_BL；LCD閃爍LCALLSET_LCD;LCD做顯示測試MOVA,#’1’；MOVB,#15；設(shè)置所要顯示的位置LCALLLCDP1；在LCD第一行顯示字符MOVA,#’2’；MOVB,#15；設(shè)置所要顯示的位置LCALLLCDP2；在LCD第二行顯示字符JMP$；循環(huán)SET_LCD:；LCD初試化并做測試CLREN；LCD被禁用LCALLINIT_LCD；LCD初試化LCALLDELAY；延時(shí)MOVDPTR,#LMESS1；指針指到消息第一行MOVA,#1；顯示在第一行LCALLLCD_PRINT；顯示執(zhí)行消息于LCDLCD_PRINT:CJNEA,#1,LINE2；在LCD第一行或第二行顯示字符LINE1:；設(shè)置第一行地址MOVA,#80HLCALLWCOMLCALLCLR_LINEMOVA,80HLCALLWCOMJMPFILLCLR_LINE:MOVR0,#24；去除LCD該行字符C1:MOVA,#’’；載入空格符到LCDLCALLWDATA；輸出字符到LCDDJNZR0,C1；記數(shù)結(jié)束RETDE:；短暫延時(shí)MOVR7,#5DJNZR7,$RETEN1:SETENLCALLDECLRENLCALLDERETINIT_LCD:MOVP0,#30H;LCD四位接口指令重置LCALLEN1；RS=0,R/W=0,D4~D7=0011MOVP0,#30HLCALLEN1MOVP0,#30HLCALLEN1MOVP0,#20H;啟動(dòng)四位接口指令LCALLEN1；RS=0,R/W=0,D4~D7=0010LCALLINIT_LCD1；LCD指令設(shè)置初試化RETLED_BL:MOVR4,#4；LCD閃動(dòng)控制程序LE1:CPLWLEDMOVR5,#10LCALLDELAYDJNZR4,LE1RETINIT_TRF:MOVDPTR,#8100HMOVA,#0FFHMOVX@DPTR,ARET溫度控制：CON_W:MOVA,SET_WL將鍵入下限于實(shí)時(shí)值比擬CJNEA,CURTM_W,CON0_WLJMPEND_CON_WCON0_W:JNCRISE_W假設(shè)實(shí)時(shí)值在下限以下，那么調(diào)用升溫JCCON1_W假設(shè)在下限以上那么再判斷CON1_W:MOVA,SET_WH實(shí)時(shí)值與上限比擬CJNEA,CURTM_W,CON2_WLJMPEND_CON_WCON2_W:JNCEND_CON_W假設(shè)在上限下限以內(nèi)那么返回JCDOWN_W否那么調(diào)用降溫END_CON_W:RET降溫處理：DOWN_W:SETBP1.1LCALLDIS_WS；中間實(shí)時(shí)溫濕度顯示LCALLREDLCALLTEST1_WCLRP1.1MOVDPTR,#8100HMOVA,#0FFHMOVX@DPTR,ALJMPEND_CON_W升溫處理：RISE_W:CLRP1.2LCALLDIS_WS；中間實(shí)時(shí)溫濕度顯示LCALLGREENLCALLTEST2_WSETBP1.2MOVDPTR,#8100HMOVA,#0FFHMOVX@DPTR,ATEST1_W:LCALLA_D_W測試降濕CLRCMOVA,CURTM_WMOVA,SET_WADDCA,#01HCJNEA,CURTM_S,TEST1_W判斷是否降溫到中間值＋1，無那么繼續(xù)降濕RETTEST2_W:LCALLA_D_W測試升濕CLRCMOVA,CURTM_WMOVA,SET_WSUBBA,#01HCJNEA,CURTM_W,TEST_W判斷是否降溫到中間值－1，無那么繼續(xù)升濕JBP3.3,$MOVXA,@DPTRLCALLDELAYMOVX A,@DPTRADDA,R5MOVR5,ADJNZR6,TRANMOVA,R5ADDCA,#0F2H;四舍五入ANDA,#0F6HCLRCRRCACLRCRRCAMOV CURTM_S,A;初始采樣0809一次MOVX @DPTR,APOPDPLPOPDPHPOPACCPOPPSWRET濕度控制：CON_S:液晶顯示程序如下：DISPLAY_NOR:RSEQUP0.0;LCDRC引腳定義ENEQUP0.1;LCDEN引腳定義WLEDEQUP1.0;工作指示燈引腳定義CLREN；LCD被禁用LCALLLED_BL；LCD閃爍LCALLSET_LCD;LCD做顯示測試MOVA,#’1’；MOVB,#15；設(shè)置所要顯示的位置LCALLLCDP1；在LCD第一行顯示字符MOVA,#’2’；MOVB,#15；設(shè)置所要顯示的位置LCALLLCDP2；在LCD第二行顯示字符JMP$；循環(huán)SET_LCD:；LCD初試化并做測試CLREN；LCD被禁用LCALLINIT_LCD；LCD初試化LCALLDELAY；延時(shí)MOVDPTR,#LMESS1；指針指到消息第一行MOVA,#1；顯示在第一行LCALLLCD_PRINT；顯示執(zhí)行消息于LCD第一行MOVDPTR,#LMESS2；指針指到消息第二行MOVA,#2；顯示在第二行LCALLLCD_PRINT；顯示執(zhí)行消息于LCD第二行RETINIT_LCD1:；4位I/O初試化MOVA,#28HLCALLWCOM；雙列顯示字符使用5×7點(diǎn)陣MOVA,#0EHLCALLWCOM；光標(biāo)出現(xiàn)不閃爍MOVA,#06HLCALLWCOM；每次向右移動(dòng)一位，顯示屏不動(dòng)MOVA,#01HLCALLWCOM；去除LCD顯示屏RETCLR_LINE1:MOVA,80H；去除LCD的第一行，設(shè)置第一行字符LCALLWCOMMOVR0,#24；設(shè)置記數(shù)值CL:MOVA,#’’；載入空格到LCDLCALLWDATA;輸出字符到LCDDJNZR0,CL；記數(shù)結(jié)束RETLCD_PRINT:CJNEA,#1,LINE2；在LCD第一行或第二行顯示字符LINE1:；設(shè)置第一行地址MOVA,#80HLCALLWCOMLCALLCLR_LINEMOVA,80HLCALLWCOMJMPFILLLINE2:；設(shè)置第一行地址MOVA,#0C0HLCALLWCOMLCALLCLR_LINEMOVA,0C0HLCALLWCOMFILL:CLRAMOVCA,@A+DPTRCJNEA,#0,L1RETL1:LCALLWDATAINCDOTRJMPFILLRETCLR_LINE:MOVR0,#24；去除LCD該行字符C1:MOVA,#’’；載入空格符到LCDLCALLWDATA；輸出字符到LCDDJNZR0,C1；記數(shù)結(jié)束RETINIT_LCD1:；4位I/O初試化MOVA,#28HLCALLWCOM；雙列顯示字符使用5×7點(diǎn)陣MOVA,#0EHLCALLWCOM；光標(biāo)出現(xiàn)不閃爍MOVA,#06HLCALLWCOM；每次向右移動(dòng)一位，顯示屏不動(dòng)MOVA,#01HLCALLWCOM；去除LCD顯示屏RETCLR_LINE1:MOVA,80H；去除LCD的第一行，設(shè)置第一行字符LCALLWCOMMOVR0,#24；設(shè)置記數(shù)值CL:MOVA,#’’