基于單片機(jī)的大棚溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（附源代碼）

PAGE34摘要隨著大棚技術(shù)的普及，溫室大棚數(shù)量不斷增多，對于蔬菜大棚來說，最重要的一個(gè)管理因素是溫濕度控制。溫濕度太低，蔬菜就會被凍死或則停止生長，所以要將溫濕度始終控制在適合蔬菜生長的范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的溫度控制是在溫室大棚內(nèi)部懸掛溫度計(jì)，工人依據(jù)讀取的溫度值來調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的溫度。如果僅靠人工控制既耗人力，又容易發(fā)生差錯?，F(xiàn)在，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的提高，對于數(shù)量較多的大棚，傳統(tǒng)的溫度控制措施就顯現(xiàn)出很大的局性。為此，在現(xiàn)代化的蔬菜大棚管理中通常有溫濕度自動控制系統(tǒng)，以控制蔬菜大棚溫度，適應(yīng)生產(chǎn)需要。本論文主要闡述了基于AT89C51單片機(jī)的溫室大棚溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，主要電路設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)等。該系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為控制器，SHT11作為溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令實(shí)現(xiàn)大棚溫濕度參數(shù)調(diào)節(jié)，根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)了單片機(jī)硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，數(shù)值顯示，鍵盤掃描等功能功能。同時(shí)介紹了溫濕度傳感器，單片機(jī)接口，及其應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，該基于單片機(jī)和SHT11溫濕度傳感器的大棚溫濕度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單，能實(shí)現(xiàn)對溫室內(nèi)溫濕度的自動調(diào)節(jié)。關(guān)鍵詞：AT89C51；SHT11；大棚；溫濕度；控制系統(tǒng)；傳感器；單片機(jī)AbstractWiththepopularizationoftrellistechnology,greenhousetrellisanever-growingnumber,forvegetableshedspeaking,oneofthemostimportantmanagementfactoristhetemperatureandhumiditycontrol.Temperatureistoolow,thevegetableswillfreezetodeathorstopgrowing,sowillalwayscontroltemperatureandhumidityinasuitablevegetablegrowthrange.Traditionaltemperaturecontrolisingreenhousetrellisinternalhangingathermometer,workersaccordingtoregulatethetemperaturereadingthetemperatureinsidetheshelter.Ifonlybyartificialcontrolbothconsumptionmanpower,andeasytoplaceregularorders.Now,withtheimprovementofagriculturalindustryscale,forlargerquantityoftrellis,traditionaltemperaturecontrolmeasureswillshowgreatbureausex.Therefore,inmodernvegetableshedmanagementzhongtongoftentemperatureandhumidityautomaticcontrolsystem,inordertocontrolthetemperature,adapttothetrellisvegetableproductionneeds.ThisthesismainlyelaboratedbasedonAT89C51tomatoescanopytemperatureandhumiditycontrolsystemdesignprinciple,maincircuitdesignandsoftwaredesign,etc.ThissystemUSESAT89C51singlechipmicrocomputerascontroller,SHT10astemperatureandhumiditydataacquisitionsystem,maytotheactuatordirectivesrealizetrellistemperatureandhumidityparametersadjustment,hastheupperandlowerlevelcomputerdirectlysettemperaturerange,temperatureandhumidityreal-timedisplay,andotherfunctions.Accordingtotheactualdemanddesignthemicrocontrollerhardwaresystem,thissystemcanrealizedataacquisition,dataprocessing,thenumericaldisplay,keyboardscanfunctionfunction.Atthesametime,temperatureandhumiditysensorisintroduced,anditsapplicationsoftwareinterfacechipdesign,thisbasedonSCMandSHT10temperatureandhumiditysensorshelter,temperatureandhumiditycontrolsystemreliableperformance,thesystemstructureissimple,canrealizetheautomaticadjustmentofthetemperatureandhumidityinagreenhouse.Keywords：AT89C51;SHT10;vegetableshed;Temperatureandhumidity;ControlSystem;sensor;Single-chipmicrocomputer目錄13381.緒論 4315701.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景 416771.2系統(tǒng)功能、優(yōu)勢及特點(diǎn) 413382.設(shè)計(jì)內(nèi)容 573032.1總體方案的設(shè)計(jì) 5294532.1.1設(shè)計(jì)思想 5101902.1.2系統(tǒng)組成及框圖 570442.2系統(tǒng)主要電路的設(shè)計(jì) 665632.2.1主要芯片89C51的功能及引腳圖 697132.2.2溫濕度檢測電路的設(shè)計(jì) 7301372.2.3溫濕度傳感器SHT11的工作原理 8200312.2.4溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9151712.2.5X25045簡介 9206563.硬件設(shè)計(jì) 1065633.1溫濕度測量電路 1097133.2LCD顯示電路 11301373.3鍵盤掃描電路 12200313.4輸出接口控制電路 13207893.5單片機(jī)與X25045接口電路 14206564.系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 1565634.1系統(tǒng)主程序 1597134.2鍵盤掃描子程序，消抖程序流程圖 16301374.31602LCD液晶顯示程序流程圖 19200314.4溫濕度讀取子程序 1965634.5鍵盤掃描源程序 2097134.6顯示程序 22301374.7溫濕度采集程序 2620656參考文獻(xiàn) 271.緒論1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景植物的生長都是在一定的環(huán)境中進(jìn)行的，其在生長過程中受到環(huán)境中各種因素的影響，其中對植物生長影響最大的是環(huán)境中的溫度和濕度。環(huán)境中晝夜的溫度和濕度變化大，其對植物生長極為不利。因此必須對環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測和控制，使其適合植物的生長，提高其產(chǎn)量和質(zhì)量。本系統(tǒng)就是利用價(jià)格便宜的一般電子器件來設(shè)計(jì)一個(gè)參數(shù)精度高，控制操作方便，性價(jià)比高的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)的溫室大棚溫濕度測控系統(tǒng)。本系統(tǒng)溫濕度的監(jiān)控包括以下步驟：感應(yīng)環(huán)境溫濕度；判斷感應(yīng)到的溫濕度是否異常；若感應(yīng)到的溫濕度異常，判斷異常是否超過預(yù)設(shè)時(shí)間；若異常超過預(yù)設(shè)時(shí)間，則異常報(bào)警；判斷異常是否處理完畢；若異常處理完畢，解除報(bào)警。并可以利用控制器和單片機(jī)機(jī)來達(dá)到機(jī)房溫濕度的遠(yuǎn)程控制，從而實(shí)現(xiàn)溫室大棚溫濕度管理的實(shí)時(shí)性和有效性。為此，在現(xiàn)代化的溫室大棚管理中通常有溫濕度自動控制系統(tǒng)，以控制大棚溫度，適應(yīng)生產(chǎn)需要。它以先進(jìn)的技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)施，人為控制作物生長的環(huán)境條件，使作物生長不受自然氣候的影響，做到常年工廠化，進(jìn)行高效率，高產(chǎn)值和高效益的生產(chǎn)。1.2系統(tǒng)功能、優(yōu)勢及特點(diǎn)該檢測系統(tǒng)充分利用AT89C51單片機(jī)的軟、硬件資源,輔以相應(yīng)的測量電路和SHT10數(shù)字式集成溫濕度傳感器等智能儀器,能實(shí)現(xiàn)多任務(wù)、多通道的檢測和輸出。它具有測量范圍廣、測量精度高等特點(diǎn),前端測量用的傳感器類型可在該基礎(chǔ)上修改為其他非電量參數(shù)的測量系統(tǒng)。溫濕度檢測系統(tǒng)采用SHT11為溫濕度測量元件。系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮了可擴(kuò)展性,經(jīng)過一定的添加或改造,很容易增加功能。根據(jù)溫室大棚內(nèi)的溫濕度傳感器采集到的信息，利用數(shù)據(jù)總線將傳感器信息送給單片機(jī)，以及進(jìn)行LCD顯示，報(bào)警，查詢等功能。監(jiān)控中心可向現(xiàn)場控制器發(fā)出控制指令，監(jiān)測儀根據(jù)指令控制風(fēng)機(jī)、水泵、等設(shè)備進(jìn)行降溫除濕，以保證大棚內(nèi)作物的生長環(huán)境。監(jiān)控中心也可以通過報(bào)警指令來啟動現(xiàn)場監(jiān)測儀上的聲光報(bào)警裝置，通知大棚管理人員采取相應(yīng)措施來確保大棚內(nèi)的環(huán)境正常。2.設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1總體方案的設(shè)計(jì)2.1.1設(shè)計(jì)思想大棚溫濕度控制系統(tǒng)上電工作后，用戶首先通過鍵盤輸入溫度及濕度的初值，單片機(jī)系統(tǒng)將用戶設(shè)置的初值保存在X25045芯片中，單片機(jī)進(jìn)入主程序后，開始以查詢的方式檢測溫濕度傳感器SHT11的溫濕度狀態(tài)，并將相應(yīng)的數(shù)值通過顯示器顯示輸出。當(dāng)溫室內(nèi)的溫度（或濕度）小于設(shè)置的初值時(shí)，單片機(jī)將通過控制輸出接口使加溫設(shè)備（或加濕設(shè)備）開始工作；當(dāng)溫室內(nèi)的溫度（或濕度）大于（或等于）設(shè)置的初值時(shí)，單片機(jī)將通過控制輸出接口使加溫設(shè)備（或加濕設(shè)備）停止工作。2.1.2系統(tǒng)組成及框圖系統(tǒng)由電源電路、溫濕度傳感器SHT11、X25045芯片、鍵盤，顯示和控制模塊（AT89C51）組成。1、溫濕度傳感器：負(fù)責(zé)檢測并采集各控制點(diǎn)溫濕度數(shù)據(jù)。2、數(shù)據(jù)通訊轉(zhuǎn)換器：負(fù)責(zé)溫濕度數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)的信號轉(zhuǎn)換，復(fù)位等。3、軟件部分：軟件部分負(fù)責(zé)對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取分析，并執(zhí)行各項(xiàng)管理功能。4、控制部分（即溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)）：執(zhí)行遠(yuǎn)程控制指令。控制部分連接增濕裝置、干燥裝置、溫度的控制裝置等。其系統(tǒng)原理圖如圖2-1所示：溫濕度檢測電路溫濕度檢測電路復(fù)位電路輸入按鍵溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)鍵盤，報(bào)警電路顯示電路單片機(jī)控制系統(tǒng)電源圖2-1大棚溫濕度控制原理框圖2.2系統(tǒng)主要電路的設(shè)計(jì)2.2.1主要芯片89C51的功能及引腳圖芯片89C51共有40個(gè)引腳，其中電源引腳有4個(gè)，控制引腳有4個(gè)，并行的I/O接口有32個(gè)，其引腳圖如圖2-2所示：圖2-289C51引腳（1）電源及時(shí)鐘引腳（4個(gè)）Vcc:電源接入引腳；Vss:接地引腳；XTAL1:晶體振蕩器接入的一個(gè)引腳（采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接地）；XTAL2:晶體振蕩器接入的另一個(gè)引腳（采用外部振蕩器時(shí)，此引腳作為外部振蕩信號的輸入端）。（2）控制線引腳（4個(gè)）RST/VPD:復(fù)位信號輸入引腳/備用電源輸入引腳；ALE/PROG:地址鎖存允許信號輸出引腳/編程脈沖輸入引腳(低電平有效）；EA/Vpp:內(nèi)外存儲器選擇引腳（低電平有效）/片內(nèi)EPROM（或FlashROM）編程電壓輸入引腳；PSEN:外部存儲器選通信號輸出引腳（低電平有效）。(3)并行I/O引腳（32個(gè)，分成4個(gè)8位口）P0.0～P0.7:一般I/O引腳或數(shù)據(jù)/低位地址總線服用引腳；P1.0～P1.7:一般I/O引腳；P2.0～P2.7:一般I/O引腳或高位地址總線引腳；P3.0～P3.7:一般I/O引腳或第二功能引腳。2.2.2溫濕度檢測電路的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)選擇的溫濕度傳感器是由瑞士Sensirion公司推出了SHT11單片數(shù)字溫濕度集成傳感器，采用CMOS過程微加工專利技術(shù)（CMOSenstechnology），確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和出色的長期穩(wěn)定性。該傳感器包括一個(gè)電容性聚合體濕度敏感元件、一個(gè)用能隙材料制成的溫度敏感元件，并在同一芯片上，與l4位的A／D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實(shí)現(xiàn)無縫連接。每個(gè)傳感器芯片都在極為精確的濕度腔室中進(jìn)行標(biāo)定，以鏡面冷凝式濕度計(jì)為參照。校準(zhǔn)系數(shù)以程序形式存儲在OTP內(nèi)存中，在校正的過程中使用。兩線制的串行接口，使外圍系統(tǒng)集成變得快速而簡單。微小的體積、極低的功耗，使其成為各類應(yīng)用的首選。下圖2—3為SHT11傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖DATADATAGNDVDD濕度傳感器溫度傳感器放大器14位模數(shù)轉(zhuǎn)換器標(biāo)定儲存器I2總線接口SCK圖2—3SHT11內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.2.3溫濕度傳感器SHT11的工作原理SHT11的溫濕度檢測運(yùn)用電容式結(jié)構(gòu)，并采用具有不同保護(hù)的“微型結(jié)構(gòu)”檢測電極系統(tǒng)與聚合物覆蓋層來組成傳感器芯片的電容，除保持電容式濕敏器件的原有特性外，還可抵御來自外界的影響。由于它將溫度傳感器與濕度傳感器結(jié)合在一起而構(gòu)成了一個(gè)單一的個(gè)體，因而測量精度高且可精確得出露點(diǎn)，同時(shí)不會產(chǎn)生由于溫度與濕度傳感器之間隨溫度梯度變化引起的誤會。CMOSensTM技術(shù)不僅將溫濕度傳感器結(jié)合在一起，而且還將信號放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲器、標(biāo)準(zhǔn)I2C總線等電路全部集成在一個(gè)芯片內(nèi)。SHT11的每一個(gè)傳感器都是在極為精確得濕度室內(nèi)中校準(zhǔn)的。SHT11傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)預(yù)先存在OTP內(nèi)存中。經(jīng)校準(zhǔn)的相對濕度和溫度傳感器與一個(gè)14位的A/D轉(zhuǎn)換器相連，可將裝換后的數(shù)字溫濕度值送給I2C總線器件，從而將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為符合I2C總線協(xié)議的串行數(shù)字信號。由于將傳感器與電路部分結(jié)合在一起，因此，該傳感器具有比其他類型的溫濕度傳感器優(yōu)越得多的性能。首先是傳感器信號強(qiáng)度的增加增強(qiáng)了傳感器的抗干擾性能，保證了傳感器的長期穩(wěn)定性，而A/D轉(zhuǎn)換的同時(shí)完成，則降低了傳感器對干擾噪聲的敏感程序。其次在傳感器芯片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)保證了每一只溫濕度傳感器都具有相同的功能，即具有100%的互換性。最后，傳感器可直接通過I2C總線與任何類型的微處理器、微控制器系統(tǒng)連接，從而減少了接口電路的硬件成本，簡化了接口方式。2.2.4溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括加濕模塊除濕模塊、加溫模塊和制冷模塊。它是由單片機(jī)的I／O口控制的，有效控制電平為+5V，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種設(shè)備都是在市電下正常工作的，必須采用I／O口控制繼電器的導(dǎo)通和切斷來控制市電的通斷，也即控制執(zhí)行設(shè)備的工作狀態(tài)。由于單片機(jī)的I／O不能提供足夠的電流，不能直接驅(qū)動繼電器導(dǎo)通，因此，我們采用達(dá)林頓管，將進(jìn)行兩級放大，提供了足夠大的驅(qū)動電流，讓繼電器中的電感線圈產(chǎn)生足夠大的磁力，將開關(guān)吸合。用戶預(yù)先輸入溫濕度報(bào)警值到程序中，該值作為系統(tǒng)閾值。溫濕度傳感器監(jiān)測值傳輸給單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)比較監(jiān)測到的數(shù)值超出所設(shè)定閾值時(shí)，驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警，并為溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供控制信號，實(shí)現(xiàn)自動控制。2.2.5X25045簡介X25045是美國Xicor公司的生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化8腳集成電路，它將EEPROM、看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個(gè)芯片之內(nèi)，大大簡化了硬件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機(jī)外圍芯片。X25045引腳如圖3所示。

圖3X25045引腳圖X25045硬件連接圖如圖4所示。X25045芯片內(nèi)包含有一個(gè)看門狗定時(shí)器，可通過軟件預(yù)置系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間。在看門狗定時(shí)器預(yù)置的時(shí)間內(nèi)若沒有總線活動，則X25045將從RESET輸出一個(gè)高電平信號，經(jīng)過微分電路C2、R3輸出一個(gè)正脈沖，使CPU復(fù)位。圖2電路中，CPU的復(fù)位信號共有3個(gè)：上電復(fù)位(C1、R2)，人工復(fù)位(S、R1、R2)和Watchdog復(fù)位(C2、R3)，通過或門綜合后加到RESET端。C2、R3的時(shí)間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因?yàn)檫@時(shí)CPU的振蕩器已經(jīng)在工作。

圖4X25045看門狗電路硬件連接圖

看門狗定時(shí)器的預(yù)置時(shí)間是通過X25045的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來設(shè)定的。如表1所示，X25045狀態(tài)寄存器共有6位有含義，其中WD1、WD0和看門狗電路有關(guān)，其余位和EEPROM的工作設(shè)置有關(guān)。

表1X25045狀態(tài)寄存器WD1＝0，WD0=0，預(yù)置時(shí)間為1.4s。

WD1＝0，WD0=1，預(yù)置時(shí)間為0.6s。

WD1＝1，WD0=0，預(yù)置時(shí)間為0.2s。

WD1＝1，WD0=1，禁止看門狗工作?？撮T狗電路的定時(shí)時(shí)間長短可由具體應(yīng)用程序的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時(shí)最大循環(huán)周期的時(shí)間略長即可。編程時(shí)，可在軟件的合適地方加一條喂狗指令，使看門狗的定時(shí)時(shí)間永遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)置時(shí)間，系統(tǒng)就不會復(fù)位而正常工作。當(dāng)系統(tǒng)跑飛，用軟件陷阱等別的方法無法捕捉回程序時(shí)，則看門狗定時(shí)時(shí)間很快增長到預(yù)置時(shí)間，迫使系統(tǒng)復(fù)位。3.硬件設(shè)計(jì)3.1溫濕度測量電路溫濕度測量用的是SHT11溫濕度傳感器，該傳感器包括一個(gè)電容性聚合體濕度敏感元件、一個(gè)用能隙材料制成的溫度敏感元件，并在同一芯片上，與l4位的A／D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實(shí)現(xiàn)無縫連接。該傳感器與89C51的電路連接圖，如圖3—2所示：圖3—2SHT11的測量時(shí)序如下：當(dāng)一個(gè)SCK為高電平時(shí)，DATA出現(xiàn)低電平，然后SCK變?yōu)榈碗娖?，接著?dāng)SCK再為高電平時(shí)，DATA也變?yōu)楦唠娖絼t表示開始數(shù)據(jù)讀寫（啟動序列）溫濕度傳感器SHT11送出的溫度、濕度數(shù)據(jù)必須經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換才能表示實(shí)際的溫度和濕度，其公式如下：Tc=d1+d2×SOTRHLinear=C1＋C2×SORH＋C3×SORH2RHTrue=（Tc－25）×(t1＋t2×SORH)＋RHLinear式中：Tc為溫度；RHTrue為經(jīng)過溫度補(bǔ)償?shù)南鄬穸?；d1、d2與溫度分辨率有關(guān)；C1、C2、C3、t1、t2與濕度分辨率有關(guān)；SOT表示從SHT11中讀出的溫度值；SORH表示從SHT11中讀出的濕度值。其對應(yīng)關(guān)系如表2、表3所示表2溫度校正系數(shù)d1d214b（5V）－400.01表3濕度校正系數(shù)C1C2C3t1t212b－40.0405－0.00000020.010.000083.2LCD顯示電路LCD顯示電路用LCD1602字符型液晶顯示模塊與單片機(jī)連接進(jìn)行數(shù)值顯示，其電路圖如3—3所示：圖3—31602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)14腳或16腳接口，RS為寄存器選擇器，RS為高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，為低電平時(shí)選擇指令寄存器。R/W為讀寫信號線，為高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，為低電平時(shí)進(jìn)行寫操作，當(dāng)RS和R/W同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址；當(dāng)RS為低電平時(shí)，R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號；當(dāng)RS為高電平，R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。E為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。D0~D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。3.3鍵盤掃描電路KEY1為溫度和濕度設(shè)定切換，KEY2為溫度或濕度加1，KEY3為溫度或濕度減1，KEY4當(dāng)前狀態(tài)與設(shè)定狀態(tài)切換，KEY5為上下限設(shè)定切換。接口電路如圖3—4所示。圖3—43.4輸出接口控制電路如圖3—5圖3—53.5單片機(jī)與X25045接口電路單片機(jī)與X25045接口電路如圖3—6所示。圖3—6本設(shè)計(jì)選用了P1口的P10~P12及74LS138的11腳，由于X25045的RESET為漏極開路的輸出端，所以應(yīng)接上拉電阻。寫操作至少需要24個(gè)時(shí)鐘周期，片選必須拉低并在操作期間保持低電平。單片機(jī)可以連續(xù)寫入16個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，但這16個(gè)字節(jié)必須寫入同一頁，一頁的地址開始于地址[XXXXX0000],結(jié)束于地址[XXXXX1111]，如果待寫入的字節(jié)地址已到達(dá)一頁的最后，而時(shí)鐘還在繼續(xù)存在，計(jì)數(shù)器就將回繞到該頁的第一個(gè)地址并覆蓋前面所寫的內(nèi)容。在本設(shè)計(jì)中，一頁存儲三組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)有五個(gè)字節(jié)組成，分別包括日、月、小時(shí)、分鐘和秒。而一頁的最后一個(gè)字節(jié)用于存放每次讀取該頁的次數(shù)，以便于新的數(shù)據(jù)可再從首地址寫入，達(dá)到循環(huán)存儲數(shù)據(jù)的目的。系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要分為主程序、溫濕度傳感器數(shù)據(jù)讀取子程序、LCD顯示程序、鍵盤掃描，按鍵去抖動的處理、控制器控制流程。4.1系統(tǒng)主程序本系統(tǒng)的智能核心是AT89C51，其監(jiān)控程序和應(yīng)用軟件全部固化在EPROM內(nèi)。他的工作過程是：當(dāng)系統(tǒng)接通電源后，AT89C51單片機(jī)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，同時(shí)完成對各個(gè)端口的初始化工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，產(chǎn)生申請中斷，進(jìn)入響應(yīng)的中斷程序，完成鍵盤處理工作。當(dāng)沒有外部控制信息的輸入時(shí)，系統(tǒng)會自動采集溫濕度傳感器的電壓值，最終數(shù)據(jù)在LCD顯示屏上顯示。主程序流程圖如圖4—1所示:初始化各端口初始化各端口初始化溫濕度傳感器溫濕度值是否符合正常值？控制電路調(diào)節(jié)溫濕度查詢鍵盤，是否有鍵按下？顯示開始調(diào)用濕度檢測電路測量溫濕度值延時(shí)程序延時(shí)程序NYYN圖4—1主程序流程圖4.2鍵盤掃描子程序，消抖程序流程圖鍵盤掃描子程序如圖4—2：開始開始初始化鍵1是否按下鍵2是否按下鍵3是否按下鍵4是否按下鍵5是否按下溫濕度是否正常溫，濕度切換溫，濕度加1溫，濕度減1當(dāng)前與設(shè)定切換上，下限切換報(bào)警，控制電路調(diào)節(jié)溫濕度Y NY NY NY N Y N N Y 圖4—2鍵盤掃描程序流程圖消抖程序流程圖如圖4—3： 開始延時(shí)去抖延時(shí)去抖是否有鍵閉合是否有鍵閉合掃描取得鍵值閉合鍵釋放否結(jié)束NYY N YY N Y 圖4—3鍵盤掃描流程圖4.31602LCD液晶顯示程序流程圖LCD顯示流程圖如圖4—4所示：開始開始LCD初始化延時(shí)設(shè)第一行顯示位置顯示第一行內(nèi)容設(shè)第二行顯示位置顯示第二行內(nèi)容結(jié)束 圖4—4LCD顯示程序流程圖4.4溫濕度讀取子程序溫濕度利用SHT11溫濕度傳感器測量溫度。溫濕度讀取子程序流程圖如圖4—5所示：控制程序調(diào)節(jié)溫濕度溫濕度是否正常顯示溫濕度值結(jié)束計(jì)算溫濕度值讀取溫濕度值開始SHT11初始化 控制程序調(diào)節(jié)溫濕度溫濕度是否正常顯示溫濕度值結(jié)束計(jì)算溫濕度值讀取溫濕度值開始SHT11初始化 N Y 圖4—5溫濕度讀取子程序流程圖4.5鍵盤掃描源程序ORG0000HAJMPMAINMAIN:DISPLAY:LCALLKEYMOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVSBUF,AAJMPDISPLAYKEY:LCALLKSFJNZK;ACCLCALLDELAYLJMPKEYK1:LCALLDELAYLCALLKSFJNZK2LCALLKEYK2:MOVR2,#0EFH;R2MOVR1,#00HMOVP1,R2L1:JBP1.0,L2MOVA,00HAJMPLL2:JBP1.1,L3MOVA,#04HAJMPLL3:JBP1.2,L4MOVA,#08HAJMPLL4:JBP1.3,LNMOVA,#0CHAJMPLLN:MOVA,R2RLAMOVR2,ACCMOVP1,R2INCR1CJNER2,#0FEH,L1L:ADDA,R1PUSHACCK:LCALDELAYLCALLKSFJNZKPOPACCRETKSF:MOVP1,#0FHMOVA,P1XRLA,#0FHRETDELAY:MOVR3,#01HLL:MOVR4,#0AHLLL:DJNZR4,LLLDJNZR3,LLRETTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,84HEND鍵檢查子程序KEY-SCAN:MOVDPTR,#6000HMOVA,#00HMOVX@DPTR,AMOVA,P1CPLAANLA,#07HRET4.6顯示程序RSEQUP2.0RWEQUP2.1EEQUP2.2PSBEQUP2.3RSTEQUP2.5LCD_XEQU30HLCD_YEQU31HCOUNTEQU32HCOUNT1EQU33HCOUNT2EQU34HCOUNT3EQU35HLCD_DATAEQU36HLCD_DATA1EQU37HLCD_DATA2EQU38HSTOREEQU39HORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVSP,#5FHCLRRET:復(fù)位LCALLDELAY4SETBRETNOPSETBPSB:通訊方式為8位數(shù)據(jù)并口初始化LGSO:MOVA,#34H;34H擴(kuò)充指令操作LCALLSEND_IMOVA,30H;LCALLSEND_IMOVA,#01H;清除顯示LCALLSEND_IMOVA,#06H;制定光標(biāo)的移動方向LCALLSEND_IMOVA,#0CH;開顯示LCALLSEND_ITU_PLAY1：MOVDPTR,#TU_TAB1LCALLPHO_DISPLCALLDELAY3顯示漢字和字符HAN_WR2：LCALLCLEAR_PHAN_WR2A:MOVDRTR,#TAB1AMOVCOUNT,#10HMOVA,#80HLCALLSEND_ILCALLQUSHUHAN_WR2B:MOVDOTR,#TAB1BMOVA,#90HLCALLSEND_ILCALLQUSHUHAN_WR2C:MOVDPTR,#TAB1CMOVCOUNT,#10HMOVA,88HLCALLSEND_ILCALLQUSHUHAN_WR2D:MOVDPTR,#TAB1DMOVCOUNT,#10HMOVA,#98HLCALLSEND_ILCALLQUSHULCALLDELAY3LCALLFLASHLCLLCLEAR_PJMPTU_PLAY2TU_PLAY1：MOVDPTR,#TU_TAB1LCALLPHO_DISPLCALLDELAY3TU_PLAY2：MOVDPTR,#TU_TAB2LCALLPHO_DISPLCALLDELAY3TU_PLAY3：MOVDPTR,#TU_TAB4LCALLPHO_DISPLCALLDELAY3顯示點(diǎn)陣LATPLAY1：MOVA,#01HLCALLSEND_IMOVLCD_DATA1，#0CCHMOVLCD_DATA2，#0CCHLCLLLAT_DISPLCALLDELAY3LCALLCLEAR_PKU_PLAY2：LJMPTU_PLAY1PHO_DISP:MOVCOUNT3，#02HMOVLCD_X,#80HPHO_DISP1：MOVLCD_Y,#80HMOVCOUNT2，#20HPHO_DISP2:movcount1,#10hLCALLWR_ZBPHO_DISP3:CLRAMOVCA,@+DPTRLCALLSEND_DINCDPTRDJNZCOUNT1,PHO_DISP3INCLCD_YDJNZCOUNT2,PHO_DISP2MOVLCD_X,#88HDJNZCOUNT3,PHO_DISP1MOVA,#30HLCALLSEND_IRETCLRRAM:MOVLCD_DATA1,#00HMOVLCD_DATA2,#00HLCALLLLAT_DISP\RET顯示點(diǎn)陣子程序LAT_DISP:MOVCOUNT3，#02HMOVLCD_X,#80HLAT_DISP1:MOVLCD_Y,#80HCLRF0MOVCOUNT2，#20HLAT_DISP2：MOVCOUNT1，#10HLCALLWR_ZBLAT_ISP3：JBF0，LAT_DISP32MOVLCD_DATA,LCD_DATA1AJMPLAT_DISP31LAT_DISP32：MOVLCD_DATA,LCD_DATA2LAT_DISP31：MOVA,LCD_DATALCA