蔬菜大棚溫度自動(dòng)檢測(cè)測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)

1、蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)蔬菜大棚溫度自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要溫度控制是蔬菜大棚最重要的一個(gè)管理因素， 溫度過(guò)高或過(guò)低， 都會(huì)影響蔬 菜的生長(zhǎng)。傳統(tǒng)的溫度控制是用溫度計(jì)來(lái)測(cè)量， 并根據(jù)此溫度人工來(lái)調(diào)節(jié)其溫度。 但僅靠人工控制既耗人力， 又容易發(fā)生差錯(cuò)。 為此，現(xiàn)代的蔬菜大棚管理中通常 需要溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，以簡(jiǎn)單方便、快速的的控制大棚內(nèi)的溫度。 矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞 櫪廡賴(lài)。本設(shè)計(jì)以 AT89C51 單片機(jī)為控制中心，用 AD590 為溫度檢測(cè)元件，由溫度 測(cè)量控制電路、鍵盤(pán)、顯示電路、報(bào)警電路等組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚環(huán)境溫度測(cè)量與 控制，用戶(hù)可通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置需要報(bào)警的上下限值。 文中從硬件和軟件兩方面介紹

2、了溫度控制系統(tǒng)，對(duì)硬件原理圖和程序流程圖進(jìn)行了系統(tǒng)的描述。并用 Keil 作 為軟件調(diào)試界面， PROTEUS 作為硬件仿真界面，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的總體調(diào)試，結(jié)果 表明該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)控制功能， 可將棚內(nèi)的溫度始終控制在 適合蔬菜生長(zhǎng)的溫度范圍內(nèi)。 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。該系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)，配置簡(jiǎn)單，操作方便，具有通用性，有效地節(jié)省了人力 物力。關(guān)鍵詞 AT89C51 單片機(jī) AD590 溫度傳感器 越限報(bào)警 自動(dòng)測(cè)控蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)TheDesign of the Automatic temperaturecontrol system in vegetable greenh

3、ouseABSTRACTFor the vegetable greenhouse, the most important management factor is the temperature control.If thetemperature is too high or too low, the vegetables will be killed or stopped growing.Traditional temperature control is suspended a thermometer in greenhouse internal, the workers can regu

4、late the temperature inside the greenhouse based on the temperature value.Now,the modern management of vegetable greenhouses usually uses automatic temperature to control syste殘m騖.樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。 The design use the AT89C51 microcontroller as the control center, withinAD590 for temperature detection elemen

5、t, including the temperature control circuit, keyboard, display circuit, alarm circuit,achieving the greenhouse environment, temperature measurement and control, the user can set the desired alarm through the keyboa釅rd錒. 極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。And using Keil as a software debugging interface, PROTEUS as hardware

6、emulation and debugging interface to achieve the overall system debugging, the results show that the system can realize automatic temperature measurement and automatic control, Socan always control the temperature of greenhouse for vegetable growths temperature range彈. 貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。This system can effe

7、ctively save human and material resources with strong scalability,simple configuration,operability and universal.謀蕎摶篋飆鐸懟類(lèi)蔣薔。KEY WORDS AT89C51 microcontrollerAD590 temperature sensor廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。 control automaticallyII蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)III目錄摘要 I 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。ABSTRACIIT鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴(lài)。1 緒論 1 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。1.1 背景及意義 1

8、 預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。1.2 方案論證 2 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。1.3 方案組成 3 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。2 硬件電路設(shè)計(jì) 4 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。2.1 AT89C51 單片機(jī) 4 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。2.1.1 AT89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 4 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。2.1.2 AT89C51 單片機(jī)的引腳 5 蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。2.1.3 AT89C51 的最小系統(tǒng) 7 買(mǎi)鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。2.2 溫度采集電路 9 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。2.2.1 AD590 溫度傳感器 9 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂(yōu)錦。2.2.2 溫度采集工作原理 10 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。2.2.3 低通濾波

9、電路 12 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。2.3 A/D 轉(zhuǎn)換電路 12 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話(huà)騖。2.3.1 A/D 轉(zhuǎn)換器分類(lèi) 12 輒嶧陽(yáng)檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。2.3.2 ADC0809 芯片 13 堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。2.3.3 ADC0809 與單片機(jī)的接口方式 16 識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。2.3.4 A/D 轉(zhuǎn)換電路的工作原理 16 凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。2.4 按鍵電路設(shè)計(jì) 17 恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。2.4.1 鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)和工作方式 17 鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫(kù)。2.4.2 按鍵電路 18 碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。2.4.3 按鍵電路的消抖 19 閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。2.5 溫度顯示電路 20

10、氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。2.5.1 LED 數(shù)碼管 20 釷鵒資贏車(chē)贖孫滅獅贅。2.5.2 LED 驅(qū)動(dòng)電路 21 慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫(huà)長(zhǎng)涼。2.6 其它電路 22 諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng)禪瀉類(lèi)。2.6.1 電源電路 22 嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。2.6.2 聲音報(bào)警電路 23 熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫(kù)。2.6.3 光報(bào)警電路 23 鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 紂憂(yōu)蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。3.1 程序流程圖及分析 24 穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。4 仿真與分析 28 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。4.1 電路圖繪制 29 銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。30 擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類(lèi)。4.2 PROTEUS與 KEIL 整合后

11、的電路仿真4.3 PROTEUS仿真結(jié)果 31 賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。5 結(jié)論 34 塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊(cè)庫(kù)。致謝 36 裊樣祕(mì)廬廂顫諺鍘羋藺。參考文獻(xiàn) 37 倉(cāng)嫗盤(pán)紲囑瓏詁鍬齊驁。附錄 38 綻萬(wàn)璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)1 緒 論1.1 背景及意義蔬菜的生長(zhǎng)與溫度息息相關(guān)， 對(duì)于蔬菜大棚來(lái)說(shuō)， 最重要的一個(gè)管理因素是溫度 控制。溫度太低， 蔬菜就會(huì)被凍死或則停止生長(zhǎng)， 所以要將溫度始終控制在適合蔬菜 生長(zhǎng)的范圍內(nèi)。為此，智能的大棚溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)成為農(nóng)民的迫切需要。 驍顧燁鶚巰 瀆蕪領(lǐng)鱺賻。最早的蔬菜大棚的溫度監(jiān)控方法無(wú)非是溫度計(jì)查看， 然后是人工處理， 實(shí)時(shí)性差 而且占用

12、大量的人工資源，又容易發(fā)生差錯(cuò)。 瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。傳統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng)是在分立式溫度傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 測(cè)溫點(diǎn)上由傳感元 件，信號(hào)調(diào)理電路、 A/D 轉(zhuǎn)換或 T/F 轉(zhuǎn)換、單片機(jī)數(shù)據(jù)采集等組成一個(gè)完整的微機(jī) 系統(tǒng)；或采用獨(dú)立式儀表測(cè)量單元，并通過(guò)串行口與上位機(jī)通訊、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成 本較高。 由于這類(lèi)傳感器的主要缺點(diǎn)是外圍電路比較復(fù)雜、 測(cè)量精度較低、 分辨率不 高、需經(jīng)行溫度校正等，雖然它與被測(cè)對(duì)象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響，具有較 高的精度；測(cè)量范圍廣，可從 -501600進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。但它的體積較大，使用也 不夠方便。 因此，分立式溫度傳感器逐漸被淘汰， 所以在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)

13、的溫度測(cè) 控系統(tǒng)也逐漸被淘汰。 鎦詩(shī)涇艷損樓紲鯗餳類(lèi)。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一、 測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、 傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫，不需要進(jìn)行非線(xiàn)性校準(zhǔn)，外圍電 路簡(jiǎn)單。它是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最普遍的一種集成傳感器。 因此有該類(lèi)溫度傳感器構(gòu)成 的溫度測(cè)控系統(tǒng)也是應(yīng)用最普遍的一類(lèi)。 櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。智能溫度傳感器是在 20世紀(jì) 90 年代中期問(wèn)世的。智能溫度傳感器是集成溫度傳 感器領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的一種新產(chǎn)品。 且它輸出的是數(shù)字信號(hào)， 可以直接同 單片機(jī)相連接，具有克服模擬傳感器與微處理器接口時(shí)需要信號(hào)調(diào)理電路和 A/D 轉(zhuǎn) 換器的弊端的優(yōu)點(diǎn)

14、。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線(xiàn) 標(biāo)準(zhǔn)化、 高可靠性及安全性、 開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、 研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高 科技的方向迅速發(fā)展。目前，智能溫度傳感器的總線(xiàn)技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。 因此智能溫度傳感器是蔬菜大棚溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。 轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。本設(shè)計(jì)的目的是讓管理者能夠及時(shí)的觀測(cè)到蔬菜大棚內(nèi)的溫度， 將溫度始終控制 在適合蔬菜生長(zhǎng)的范圍內(nèi)，幫助農(nóng)民提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，減少管理者的工作量。 峴揚(yáng)蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)斕滾澗輻灄興渙藺。1.2 方案論證在現(xiàn)代化的蔬菜大棚管理中通常有溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)， 以控制蔬菜大棚溫度， 適 應(yīng)生產(chǎn)需要，

15、 并以監(jiān)控采大棚內(nèi)各個(gè)角落的溫度變化情況， 一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象就能報(bào) 警，并能及時(shí)處理。 但溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)有好多種方案， 為此，需要進(jìn)行討論和比較， 以找到最佳的設(shè)計(jì)方案。 詩(shī)叁撻訥燼憂(yōu)毀厲鋨驁。（1）測(cè)量部分方案一：采用熱敏電阻，可滿(mǎn)足 4090的測(cè)量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù) 性、可靠性都比較差 ,對(duì)于檢測(cè)小于 1的溫度信號(hào)是不適用的。 則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。方案二：采用 DS18B20。它是 DALLAS 公司專(zhuān)利產(chǎn)品，在 20 75范圍內(nèi)精度 為 0.5，但是在此范圍外的溫度測(cè)量卻誤差較大，而且其串行數(shù)字輸出方式采用軟 件處理比較困難，開(kāi)銷(xiāo)也大。 脹鏝彈奧秘孫戶(hù)孿釔賻。方案三：采用溫度

16、傳感器 AD590 。它具有較高的精度和重復(fù)性，相比于熱敏電 阻精度有很大提高，非線(xiàn)性誤差為 0.3，且檢測(cè)溫度范圍為： -55 +155，完全 滿(mǎn)足要求。 鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。綜上比較分析，選擇方案三，以實(shí)現(xiàn)較好的溫度測(cè)量實(shí)現(xiàn)。（2）顯示部分方案一： LED 數(shù)碼管顯示，向每一個(gè)數(shù)碼管發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)控制器控制顯示順 序，由于顯示速度快，肉眼看不出閃爍，完成顯示。但是占用控制器資源太多。 稟虛 嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。方案二： LCD 液晶顯示，雖然其功耗低，體積小，抗干擾能力強(qiáng)，但易碎，控 制時(shí)序上麻煩。綜合分析，雖然方案一占用的資源太多，但如果采用擴(kuò)展 I/O 口的方法，是比方 案二可行的，因

17、此選方案一。（3）主機(jī)部分方案一：采用 89C51，其內(nèi)部有 4KB 的閃爍存儲(chǔ)器，且編碼后以并行方式傳輸數(shù) 據(jù)。它的優(yōu)點(diǎn)是方便實(shí)現(xiàn)，軟件開(kāi)銷(xiāo)小。 陽(yáng)簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。方案二：采用 8051，其內(nèi)部無(wú)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，因此，必須在片外擴(kuò)展 EPROM。 綜合分析，采用方案一以比較方便。蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)1.3 方案組成由方案論證得到，溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)電路是以 AT89C51 單片機(jī)為控制核心來(lái)進(jìn) 行整體設(shè)計(jì)的，并用集成溫度傳感器 AD590 為溫度的檢測(cè)元器件。因此，整個(gè)系統(tǒng) 的硬件部分包括溫度采集放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、按鍵電路、數(shù)碼管顯示電路、聲 光報(bào)警電路等。本設(shè)計(jì)的基本框圖如圖

18、 1-1 所示。 溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。圖 1-1 設(shè)計(jì)框圖蔬菜大棚溫度控制系統(tǒng)的基本功能：1 溫度檢測(cè)：采用 AD590 溫度傳感器作為檢測(cè)端。2 具有顯示功能：利用數(shù)碼管顯示溫度。3 具有用戶(hù)輸入功能：利用鍵盤(pán)輸入對(duì)溫度的上下限進(jìn)行設(shè)置。4 具有報(bào)警功能：聲光報(bào)警。5 具有自動(dòng)加熱制冷保護(hù)功能： 如果實(shí)際測(cè)定的溫度值超過(guò)了系統(tǒng)設(shè)置的最高 溫度，單片機(jī)就會(huì)發(fā)出命令， 進(jìn)行制冷； 如果實(shí)際測(cè)定的溫度值超過(guò)了系統(tǒng) 設(shè)置的最低溫度，單片機(jī)會(huì)發(fā)出命令，進(jìn)行加熱；并伴隨著聲光報(bào)警。 鋇嵐 縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。6 蔬菜大棚管理人員可以隨時(shí)查詢(xún)采集過(guò)來(lái)的溫度歷史記錄。蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)2 硬件電路設(shè)

19、計(jì)本設(shè)計(jì)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)電路以 AT89C51 單片機(jī)為控制核心來(lái)進(jìn)行整體設(shè)計(jì) 的。整個(gè)系統(tǒng)的硬件部分包括 AD590 的溫度采樣放大電路、 ADC0809 的模數(shù)轉(zhuǎn)換電 路、按鍵電路、驅(qū)動(dòng)電路、 LED 顯示電路、聲光報(bào)警電路、電源轉(zhuǎn)換電路等。再配 上 C 語(yǔ)言的程序使軟件得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制的基本功能。懨俠劑鈍觸樂(lè)鷴燼觶騮。通過(guò)溫度傳感器對(duì)大棚中空氣進(jìn)行溫度采集， 將采集的溫度信號(hào)經(jīng)放大濾波處理 后，送給 ADC0809 進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示器，并比 較采集的溫度與設(shè)定的溫度范圍是否一致， 如果超出設(shè)定的溫度范圍， 進(jìn)行聲光報(bào)警， 再驅(qū)動(dòng)繼電器對(duì)大棚

20、進(jìn)行加熱或降溫處理。 謾飽兗爭(zhēng)詣繚鮐癩別瀘。2.1 AT89C51 單片機(jī)2.1.1 AT89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)AT89C51單片機(jī)1內(nèi)部包括一個(gè) 8位的 CPU，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路，由 4K字 節(jié)的 FLASH 存儲(chǔ)器， 128KB 的數(shù)字存儲(chǔ)器，四個(gè) 8位并行的 I/O 口，一個(gè)全雙工串 行口，兩個(gè) 16位的可編程的定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 6 個(gè)中斷源， 3 個(gè)中斷矢量，提供兩個(gè)中 斷優(yōu)先級(jí)， 21個(gè)特殊功能寄存器，可尋址各 64KB 的外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 有位尋址功能和較強(qiáng)的布爾數(shù)據(jù)處理能力， 有兩種軟件可選的低功耗運(yùn)行方式 （空閑 和掉電方式）。它的內(nèi)部框圖如圖 2-1 所示。 咼

21、鉉們歟謙鴣餃競(jìng)蕩賺。蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)圖 2-1AT89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.1.2 AT89C51 單片機(jī)的引腳AT89C51的外形及引腳排列如圖 2-2 所示。圖 2-2AT89C51 的引腳排列圖AT89C51 的引腳除了 VCC 和 GND 之外，按功能可分以下三類(lèi)：1）時(shí)鐘電路引腳：XTAL1 ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2 ：來(lái)自反向振蕩器的輸出。（2）I/O 端口引腳：P0口： 8位漏極開(kāi)路雙向 I/O口，每個(gè)引腳可吸收 8個(gè) TTL 門(mén)電流。當(dāng) P0口的 管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻態(tài)輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可蔬菜

22、大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 瑩諧齷蘄賞組靄縐嚴(yán)減。P1口：內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4個(gè)TTL 門(mén)電流。 P1口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低 電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。P2口：內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口，P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè)TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2口被寫(xiě) 1 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為 輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低， 將輸出電流。 這是由于內(nèi) 部上拉的緣故。 P2口當(dāng) 用于外部程序存儲(chǔ)器或

23、16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八 位。納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。P3口：內(nèi)部帶 8個(gè)上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入 1 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 風(fēng)攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如表 2-1 所示。表 2-1 P3 口的第二功能管腳第二功能P3.0RXD （串行輸入口）P3.1TXD （串行輸出口）P3.2/INT0 （外部中斷 0）P3.3/INT1 （外部中斷 1）P3.4T0（記時(shí)器 0 外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器 1 外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

24、寫(xiě)選通）（3）控制類(lèi)引腳：RST：復(fù)位引腳。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平 時(shí)間。ALE/PROG ：片外存儲(chǔ)器地址鎖存允許 /編程脈沖輸入端。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， 地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用 于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振 蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。 然而要注意的是： 每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行

25、 MOVX ，MOVC 指令是 ALE 才起作 用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器 周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出 現(xiàn)。 鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。/EA/VPP ：當(dāng)/EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器 (0000H-FFFFH)， 不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)， 此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 在 FLASH 編程期

26、間，此引腳也用于施加 12V 編程電源( VPP)。 攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。2.1.3 AT89C51 的最小系統(tǒng)(1) 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)系統(tǒng)在上電啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其 作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工 作。因此，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身不能自動(dòng)復(fù)位的，必須配合 相應(yīng)的外部復(fù)位電路才能實(shí)現(xiàn)的。 趕輾雛紈顆鋝討躍滿(mǎn)賺。當(dāng) 89C51 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在單片機(jī)的 RST 引腳加上大于 24 個(gè)時(shí)鐘周 期以上的正脈沖，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC 指向 0000H， P0P3輸出口全部

27、為高電平，堆棧指針寫(xiě)入 07H，其他專(zhuān)用寄存器被清 0。RST 由高電平降 為低電平后，系統(tǒng)從 0000H 地址開(kāi)始執(zhí)行程序。 夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。單片機(jī)的外部復(fù)位電路有上電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種。 上電復(fù)位利用電容器的充電來(lái)實(shí)現(xiàn)。 如圖 2-3(a)所示，是單片機(jī)的上電復(fù)位電路。 上電瞬間，由于電容兩端電壓不能突變， RST 引腳為高電平出現(xiàn)正脈沖其持續(xù)時(shí)間取 決于 RC 電路的時(shí)間常數(shù)。 RST 引腳要有足夠長(zhǎng)的時(shí)間才能保證單片機(jī)有效的復(fù)位。 視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。按鍵手動(dòng)復(fù)位電路，如圖 2-3(b)所示，復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端通過(guò) R10 這個(gè)小 電阻，與 VCC 電源接通，迅速放電，

28、使 RST 引腳為高電平，復(fù)位按鍵彈起后，電源蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)VCC 通過(guò) R14 的電阻對(duì)電容 C1 重新充電， RST 引腳出現(xiàn)復(fù)位正脈沖，其持續(xù)時(shí)間 取決于 RC 電路的時(shí)間常數(shù)。 偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。(a) (b)圖 2-3 復(fù)位電路（2）時(shí)鐘電路單片機(jī)的各個(gè)功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)， 有條不紊的一拍一拍 的工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響到單片機(jī)的速度。 常用的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)有兩種方式， 一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種是外部時(shí)鐘方式。 緦徑銚膾齲轎級(jí)鏜撟廟。內(nèi)部時(shí)鐘方式： 89C51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器， 該高增益反相放大器的輸入端為芯片

29、的引腳 XTAL1 ，輸出端為引腳 XTAL2 。這兩個(gè) 引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，圖 2-4 是內(nèi) 部時(shí)鐘方式的振蕩器。 騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。圖 2-4 內(nèi)部時(shí)鐘電路外部時(shí)鐘方式：是使用外部振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)， 常用于多片單片機(jī)同時(shí)工作，以便于多片單片機(jī)之間的同步，一般情況下，外部時(shí)鐘源直接連到 XTAL1 引腳，蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)XTAL2 引腳懸空。 癘騏鏨農(nóng)剎貯獄顥幗騮。3）最小系統(tǒng)單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，就構(gòu)成了最小系統(tǒng)，因此，最小系統(tǒng)如圖 2-5 所示。圖 2-5AT98C51 的最小系統(tǒng)2.2 溫度采集電路溫度檢測(cè)電路由溫度傳

30、感器、 LM741 型運(yùn)算放大器等構(gòu)成。溫度傳感器將溫度 變成電信號(hào)，通過(guò)放大器使得信號(hào)在 A/D 轉(zhuǎn)換器的量程范圍內(nèi)放大，在單片機(jī)的控 制下， A/D 轉(zhuǎn)換器完成信號(hào)的 A/D 轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行 數(shù)據(jù)分析與處理。 鏃鋝過(guò)潤(rùn)啟婭澗駱讕瀘。AD590 是電流輸出型的集成溫度傳感器，具有測(cè)溫誤差小、動(dòng)態(tài)阻抗高、響應(yīng) 速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等優(yōu)點(diǎn)，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行 非線(xiàn)性校準(zhǔn)。其工作電壓范圍較寬（ 430 V），測(cè)溫范圍為 55150 ，輸出電阻 較大，長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)上的壓降一般不影響測(cè)量精度，因此不需要專(zhuān)門(mén)的溫度補(bǔ)償電路。 榿貳 軻謄壟該檻鯔塏賽。2.

31、2.1 AD590 溫度傳感器AD590 是美國(guó)哈里斯公司的單片集成兩端感溫電流源，是電流型溫度傳感器， 通過(guò)對(duì)電流的測(cè)量可得到所需的溫度值。在被測(cè)溫度一定時(shí)， AD590 相當(dāng)于一個(gè)恒 流源，AD590 的溫度測(cè)量器是一種已經(jīng) IC 化的溫度傳感器， 它會(huì)將溫度轉(zhuǎn)換為電流， 由于此信號(hào)為模擬信號(hào)， 因此，要進(jìn)行進(jìn)一步的控制及數(shù)碼顯示， 還需要將此信號(hào)轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號(hào)。 邁蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。AD590 產(chǎn)生的電流與絕對(duì)溫度成正比，它可接收的工作電壓為 430V ，可以承蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件即使反接也不會(huì)被損壞；輸出電阻為 710m；檢測(cè)

32、的溫度范圍為 -55 +150，在該范圍內(nèi)，非線(xiàn)性誤差僅為 0.3； 因此它有很好的線(xiàn)性輸出性能，溫度每增加 1，其電流增加 1A。嶁硤貪塒廩袞憫倉(cāng)華糲。AD590 測(cè)量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)平均溫 度的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場(chǎng)合由于 AD590 精度高、價(jià)格低、不需 輔助電源、線(xiàn)性好，常用于測(cè)溫和熱電偶的冷端補(bǔ)償。表 2-2 表示 AD590 溫度與電 流之間的關(guān)系。 該櫟諼碼戇沖巋鳧薩錠。表 2-2AD590 溫度與電流的關(guān)系攝氏溫度 / AD590電流/ A經(jīng) 10K電壓 /V0273.22.73210283.22.83220293.22.932

33、25298.22.98230303.23.30240313.23.13250323.23.23260333.23.33290363.23.632100373.23.7322.2.2 溫度采集工作原理因?yàn)?AD590 是將溫度轉(zhuǎn)換為電流， 而單片機(jī)對(duì)電壓信號(hào)更好測(cè)量， 所以要將電 流轉(zhuǎn)換為電壓， 同時(shí)對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大， 之后輸入給 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 的 D0 D7 端口，其電路如圖 2-6 所示。 劇妝諢貰攖蘋(píng)塒呂侖廟。10蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)圖 2-6 溫度采集放大電路8 路溫度采集電路均采用集成溫度傳感器 AD590。AD590 的溫度系數(shù)為 1A /K， 與絕對(duì)溫度成

34、比例。由于人們通常習(xí)慣于對(duì)攝氏溫度的讀數(shù)，所以使用 AD590 要進(jìn) 行零點(diǎn)遷移 3。 臠龍訛驄椏業(yè)變墊羅蘄。第一個(gè)步驟：先調(diào)可變電阻 VR2，如以 0為參考點(diǎn)，則應(yīng)使其電壓輸出為 2.73V； 如以 25為參考值，則應(yīng)使其電壓輸出為 2.98V。第二個(gè)步驟：調(diào)節(jié)可變電阻 VR3， 使 0時(shí) OPA2 的輸出為 2.73-2.73=0V ；而 25時(shí) OPA2 的輸出為 2.73-2.98=-0.25V （反相）（零為調(diào)整）。第三個(gè)步驟：調(diào)節(jié) VR1 使 OPA3 放大五倍，如 OPA3 的輸入 為-0.25V，則 OPA3的輸出為 1.25V。各個(gè)整溫度數(shù)與 3個(gè) OPA及 ADC0809

35、的輸入 和輸出的關(guān)系如表 2-3 所示。 鰻順褸悅漚縫囅屜鴨騫。表 2-3 溫度與 3個(gè) OPA 及 ADC0809 的輸入和輸出的關(guān)系表溫度值OPA1OPA2OPA3ADC 輸入02.732V0V0V0V102.832V-0.1V0.5V0.5V202.932V-0.2V1V1V303.032V-0.3V1.5V1.5V403.132V-0.4V2V2V503.232V-0.5V2.5V2.5V603.332V-0.6V3V3V703.432V-0.7V3.5V3.5V803.532V-0.8V4V4V903.632V-0.9V4.5V4.5V1003.732V-1.0V5V5V11蔬菜大棚

36、的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)2.2.3 低通濾波電路 由于溫度傳感器采集到的信號(hào)中能夾有高頻的噪聲信號(hào)和干擾信號(hào)， 在經(jīng)過(guò)放大 后，這樣的信號(hào)會(huì)對(duì)采集的結(jié)果和轉(zhuǎn)換的結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差和不良的后果。 無(wú)限增 益低通濾波器既可以將高頻信號(hào)除去。其電路如圖 2-7所示。 穡釓虛綹滟鰻絲懷紓濼。圖 2-7 無(wú)限增益低通濾波電路2.3 A/D 轉(zhuǎn)換電路由于溫度是一種模擬信號(hào)， 則由信號(hào)采集電路采集的信號(hào)是一種模擬信號(hào)， 而且 頻率很低， 但是單片機(jī)所識(shí)別的是具有高低電位的數(shù)字信號(hào)， 這就要求在信號(hào)處理中 必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)從而輸出給單片機(jī)處理。 隸誆熒鑒獫綱鴣攣駘賽。2.3.1 A/D 轉(zhuǎn)換器分類(lèi)A/D

37、 轉(zhuǎn)換器是把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件，簡(jiǎn)寫(xiě)為 ADC 。ADC 的品種繁多， 按工作原理， ADC 分為以下幾類(lèi)。 浹繢膩叢著駕驃構(gòu)碭湊。（1）并行式和并 /串式 ADC并行式 ADC 速度最高，但電路復(fù)雜，一般是 8 位以下，除要求轉(zhuǎn)換速度特別高的場(chǎng) 合外，一般較少使用。并 /串式 ADC 是并行與串行相結(jié)合的 ADC ，它的速度也很高， 但比并行式 ADC 慢一些，電路也相對(duì)簡(jiǎn)單一些，價(jià)格也低一些，是速度與電路復(fù)雜 程度一個(gè)較好的折衷，用的比較多。 鈀燭罰櫝箋礱颼畢韞糲。（2）逐次逼近式 ADC這種 ADC 轉(zhuǎn)換速度中等，精度高，但抗干擾能力不強(qiáng)，價(jià)格不高，是工業(yè)控制 中用的最多的一種。（

38、3）雙積分式 ADC這種 ADC 轉(zhuǎn)換速度慢，精度高，而且抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格低，適用于要求抗干擾能12蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)力強(qiáng)，但對(duì)速度要求不高的場(chǎng)合，如數(shù)字電壓表或參數(shù)變化緩慢的控制系統(tǒng)和參數(shù)。愜執(zhí)緝蘿紳頎陽(yáng)灣熗鍵。（4）計(jì)算比較式 ADC這種 ADC 也稱(chēng)為反饋比較式、跟蹤比較式、隨動(dòng)系統(tǒng)式或計(jì)算式 ADC 。 這種 ADC 電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但它的速度慢，精度不高，抗干擾能力差，因此不 常用。因此，本設(shè)計(jì)將采用逐次逼近式 ADC 。這里選用 8 路 8 位逐位比較式 A/D 轉(zhuǎn) 換器 ADC0809，實(shí)現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。 貞廈給鏌綞牽鎮(zhèn)獵鎦龐。2.3.2 ADC0809 芯

39、片ADC0809 是采樣分辨率為 8 位的、以逐次逼近原理進(jìn)行的 A/D 轉(zhuǎn)換器件。內(nèi)有 一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。它由比較器、逐 次逼近器、 D/A 轉(zhuǎn)換器及控制和定時(shí) 5 部分組成，輸出具有 TTL 三態(tài)鎖存緩沖器， 可以直接連到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線(xiàn)上。 嚌鯖級(jí)廚脹鑲銦礦毀蘄。（1）ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)由圖 2-8 可知， ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道，允許 8 路 模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A

40、/D 轉(zhuǎn)換完的 數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 薊鑌豎牘 熒浹醬籬鈴騫。13蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)圖 2-8ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8 路模擬開(kāi)關(guān)用于輸入 IN0IN7 上的 8 路模擬電壓。地址鎖存和譯碼器在 ALE 信號(hào)控制下可以鎖存 ADDA 、ADDB 、ADDC 上的地址信號(hào)， 經(jīng)譯碼后控制 IN0IN7 上哪一路模擬電壓送入比較器。例如，當(dāng) ADDA 、ADDB 、ADDC 上均為低電平 0 且 ALE 為高電平時(shí)， 地址鎖存和譯碼器輸出， 使 IN0 上模擬電壓送到比較器輸入端。 逐次逼近寄存器和比較器 SAR 在 A/D 轉(zhuǎn)換過(guò)程

41、中存放暫態(tài)數(shù)字量， 在 A/D 轉(zhuǎn)換完成 后存放數(shù)字量，并可送到三態(tài)輸出鎖存器鎖存。 齡踐硯語(yǔ)蝸鑄轉(zhuǎn)絹攤濼。三態(tài)輸出鎖存器和控制電路用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完成后的數(shù)字量。 CPU 使 OE 引 腳變成高電平就可以從三態(tài)輸出鎖存器取走 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量?？刂齐娐酚糜诳?制 ADC0809 的操作過(guò)程。 紳藪瘡顴訝標(biāo)販繯轅賽。（2）ADC0809 引腳結(jié)構(gòu)圖 2-9 ADC0809 引腳圖14蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)由圖 2-9知， ADC0809共有 28個(gè)引腳，采用雙列直插式封裝。各引腳功能如下：D7 D0： 8位數(shù)字量輸出引腳。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線(xiàn)直 接相連。 D

42、0為最低位， D7為最高位。 飪籮獰屬諾釙誣苧徑凜。IN7IN0(8條)：8 位模擬電壓輸入線(xiàn)，用于輸入被轉(zhuǎn)換的模擬電壓。ALE ：地址鎖存允許輸入線(xiàn)，高電平有效。當(dāng) ALE 線(xiàn)為高電平時(shí)，地址鎖存與譯 碼器將 A ，B，C 三條地址線(xiàn)的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后，被選中的通道的模擬 量進(jìn)入轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 烴斃潛籬賢擔(dān)視蠶賁粵。START：A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。 START 上升沿時(shí)，復(fù)位 ADC0809； START 下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片，開(kāi)始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START 應(yīng)保持低電平， 簡(jiǎn)寫(xiě)為 ST。 鋝豈濤軌躍輪蒔講嫗鍵。A、B、C：通道端口選擇線(xiàn)。 A 為

43、低地址，C為高地址，引腳圖中為 ADDA ，ADDB 和 ADDC 。其地址狀態(tài)與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表 2-4。擷偽氫鱧轍冪聹諛詼龐。表 2-4 地址狀態(tài)與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系CBA選擇的通道CBA選擇的通道000IN0100IN4001IN1101IN5010IN2110IN6011IN3111IN7CLK ：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。 ADC0809 的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界 提供，通常使用頻率為 500KHz 的時(shí)鐘信號(hào)。 蹤飯夢(mèng)摻釣貞綾賁發(fā)蘄。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳。 EOC=0，正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； EOC=1，轉(zhuǎn)換結(jié)束。 使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢(xún)的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。

44、婭鑠機(jī)職銦 夾簣軒蝕騫。OE：輸出允許控制端。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線(xiàn)呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 譽(yù)諶摻鉺錠試監(jiān)鄺儕瀉。VCC ：+5V 工作電壓。GND：地。Vref ：參考電源參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較， 作為逐次逼近的基準(zhǔn)。 其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V , Vref(-)=-5V) 。 儔聹執(zhí)償閏號(hào)燴鈿膽賾。15蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)ADC0809 對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是 05V ，若信號(hào)太小，必須 進(jìn)行放大； 輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變， 如若模擬量變化太快， 則需在

45、輸入前增加采樣保持電路。 縝電悵淺靚蠐淺錒鵬凜。2.3.3 ADC0809 與單片機(jī)的接口方式 有上面的簡(jiǎn)述，可以看出，用單片機(jī)控制 ADC 時(shí)，可采用查詢(xún)和中斷控制兩種方式 11。查詢(xún)方式是在單片機(jī)把啟動(dòng)信號(hào)送到 ADC 之后，執(zhí)行別的程序，同時(shí)對(duì) 0809 的 EOC引腳的狀況經(jīng)行查詢(xún)，以檢查 ADC 轉(zhuǎn)換是否已經(jīng)結(jié)束，如查詢(xún)到變換已經(jīng)結(jié)束， 則讀入轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)據(jù)。 驥擯幟褸饜兗椏長(zhǎng)絳粵。中斷控制方式是在啟動(dòng)信號(hào)送到 ADC 之后，單片機(jī)執(zhí)行別的程序。 0809 轉(zhuǎn)換結(jié) 束并向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)， 單片機(jī)響應(yīng)此中斷請(qǐng)求， 進(jìn)入中斷服務(wù)程序， 讀 入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。中斷控制方式效率高所以特別

46、適合于轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)的ADC 。癱噴導(dǎo)閽騁艷搗靨驄鍵。因此在本設(shè)計(jì)中，采用中斷控制方式使 ADC0809 與單片機(jī)相接。 ADC0809 與單片機(jī)的連接電路如圖 2-10 所示。2.3.4 A/D 轉(zhuǎn)換電路的工作原理由圖 2-10可知，ADC0809的 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端 out8-out1與單片機(jī)的 P0口相 連，EOC 與 P3.3口相連， EOC 端是 A/D 轉(zhuǎn)換完成信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)， EOC 發(fā)出 一個(gè)脈沖向單片機(jī)提出中斷申請(qǐng)，單片機(jī)響應(yīng)中斷請(qǐng)求。單片機(jī)的 WR 接 ADC080916蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的 START ，來(lái)操作 ADC0809 的轉(zhuǎn)換開(kāi)始，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后 E

47、OC 變低電位。 鑣鴿奪圓鯢齙 慫餞離龐。在此次的設(shè)計(jì)中由于有 8 路信號(hào)輸入，所以在通道選擇有 A、B、C三引腳來(lái)選擇。 其多路開(kāi)關(guān)的作用主要是用于信號(hào)切換 , 如在某一時(shí)刻接通某一路檢測(cè)信號(hào) , 而此刻 其他路斷開(kāi) , 從而達(dá)到信號(hào)轉(zhuǎn)換的目的。 由于 ADC0809 的 CLK 的時(shí)鐘頻率經(jīng)常用的 是 500KHz ，所以在必須從單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行分頻后才行，在分頻中，如果單片 機(jī)的晶振是 6MHz ，那么就用 D 觸發(fā)器進(jìn)行二分頻即可。 欖閾團(tuán)皺鵬緦壽驏頦蘊(yùn)。2.4 按鍵電路設(shè)計(jì)按鍵是一組按壓式開(kāi)關(guān)集合， 是微機(jī)系統(tǒng)不可缺少的輸入設(shè)備， 用于輸入數(shù)據(jù)和 命令。鍵盤(pán)的每一個(gè)按鍵都被賦予一

48、個(gè)代碼， 稱(chēng)為鍵碼。 鍵盤(pán)系統(tǒng)的主要工作包括及 時(shí)發(fā)現(xiàn)有案件閉合，求閉合鍵的鍵碼。根據(jù)這一過(guò)程的不同，鍵盤(pán)可以分為兩種，即 編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。 編碼鍵盤(pán)是通過(guò)一個(gè)編碼電路來(lái)識(shí)別閉合鍵的鍵碼， 非編碼 鍵盤(pán)是通過(guò)軟件來(lái)識(shí)別鍵碼。 由于非編碼鍵盤(pán)的硬件電路簡(jiǎn)單， 用戶(hù)可以方便的增減 鍵的數(shù)量，因此在單片機(jī)中應(yīng)用廣泛。這里主要介紹非編碼鍵盤(pán)的接口電路。 遜輸吳貝 義鰈國(guó)鳩猶騸。2.4.1 鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)和工作方式（1）非編碼鍵盤(pán)結(jié)構(gòu) 非編碼鍵盤(pán)可以分為兩種結(jié)構(gòu)形式：獨(dú)立式按鍵和行列式按鍵。獨(dú)立式按鍵：是指直接用 I/O 口線(xiàn)構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每一個(gè)按鍵占用一條 I/O 口線(xiàn)，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)

49、生相互影響。圖 2-11 所示為一種獨(dú)立式按鍵電路， 當(dāng)圖中的某一個(gè)按鍵閉合時(shí)，相應(yīng)的 I/O 口線(xiàn)就變成低電平。當(dāng)程序查詢(xún)到為低電平 的 I/O 口線(xiàn)時(shí)，就可以確定處于閉合狀態(tài)的鍵。 幘覘匱駭儺紅鹵齡鐮瀉。行列式鍵盤(pán)：將 I/O 口線(xiàn)的一部分作為行線(xiàn)，另一部分作為列線(xiàn)，按鍵設(shè)置在行 線(xiàn)和列線(xiàn)的交叉點(diǎn)上，這就構(gòu)成了行列式鍵盤(pán)。 誦終決懷區(qū)馱倆側(cè)澩賾。17蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)圖 2-11 獨(dú)立式按鍵（2）鍵盤(pán)的工作方式在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， 非編碼鍵盤(pán)由 CPU 通過(guò)鍵盤(pán)處理程序完成整個(gè)工作過(guò)程。 相對(duì) CPU 來(lái)說(shuō)，按鍵閉合是隨機(jī)發(fā)生的，按鍵處理程序能夠及時(shí)捕捉倒閉合的建， 并求出其鍵碼。

50、 按照這一過(guò)程的不同， 非編碼鍵盤(pán)的工作方式可以分為程序掃描方式 和中斷掃描方式。 醫(yī)滌侶綃噲睞齒辦銩凜。程序掃描方式：在一般情況下，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵處理只是 CPU 工作 的一部分。為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)有按鍵按下， CPU 必須不斷調(diào)用鍵盤(pán)處理程序，對(duì)鍵盤(pán) 進(jìn)行掃描，因此稱(chēng)為程序掃描方式。 艫當(dāng)為遙頭韙鰭噦暈糞。中斷掃描方式：在程序掃描工作方式中，為了能及時(shí)響應(yīng)鍵盤(pán)輸入，需要不停的 對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，即使沒(méi)有鍵操作時(shí)，也要不停的對(duì)其進(jìn)行掃描，這就浪費(fèi)了大量 CPU 寶貴的時(shí)間，為了提高 CPU 的效率，在電路中增加適當(dāng)?shù)碾娐罚?當(dāng)有鍵閉合時(shí)， 產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)。在中斷服務(wù)子程序中進(jìn)行去抖動(dòng)、

51、求鍵碼和處理重建等工作。 鴣 湊鸛齏嶇燭罵獎(jiǎng)選鋸。獨(dú)立式按鍵的電路的結(jié)構(gòu)和處理程序簡(jiǎn)單，擴(kuò)展方便，但占用的 I/O 口線(xiàn)相對(duì)較 多，不適合在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合下采用。但本設(shè)計(jì)就有三個(gè)按鍵，共需要三個(gè) I/O 口線(xiàn)，占用的口線(xiàn)不多，因此可采用獨(dú)立式按鍵，為了提高 CPU 的效率，應(yīng)采用中 斷掃描方式，因此鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)采用的是獨(dú)立式中斷掃描結(jié)構(gòu)。 筧驪鴨櫨懷鏇頤嶸悅廢。2.4.2 按鍵電路圖 2-12 所示為中斷掃描方式的接口電路。 鍵盤(pán)電路的行線(xiàn)與單片機(jī)的 P2.4、P2.5、 P2.6 直接相連，列線(xiàn)與一個(gè)與門(mén)的三輸入端相連，與門(mén)的輸出端與單片機(jī)的 /INT0 相 連接。當(dāng) P2.4、P2.5、P

52、2.6 全為 0 時(shí)，若無(wú)鍵閉合， /INT0 保持高電平；若有鍵閉合 時(shí)， /INT0 變成低電平， CPU 開(kāi)中斷，進(jìn)而產(chǎn)生中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。 S2 按鍵18蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)是溫度設(shè)定模式， S3 按鍵是溫度的加一模式， S4按鍵是溫度的減一模式。韋鋯鯖榮 擬滄閡懸贖蘊(yùn)。2.4.3 按鍵電路的消抖 鍵盤(pán)中按鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)化為高、低電平狀態(tài)，如圖 2-13 所 示。按鍵閉合過(guò)程在相應(yīng)的 I/O 口形成一個(gè)負(fù)脈沖。閉合和釋放過(guò)程都要經(jīng)過(guò)一定的 過(guò)程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過(guò)程處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱(chēng)為抖動(dòng)。抖 動(dòng)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特征有關(guān)，一般在

53、 5ms10ms 之間。為避免 CPU 多 次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動(dòng)。 濤貶騸錟晉鎩錈撳憲騸。消除抖動(dòng)的方法有兩種，一種是采用硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，如用濾波電路和雙穩(wěn)態(tài)電 路等；另一種實(shí)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)有按鍵按下時(shí)，延時(shí)10ms 20ms，再查詢(xún)是否有按鍵按下， 若沒(méi)有按鍵按下， 說(shuō)明上次查詢(xún)結(jié)果為干擾或者抖動(dòng)； 若仍有按鍵 按下，則說(shuō)明閉合鍵已穩(wěn)定，即可判斷其鍵碼。 鈿蘇饌?cè)A檻榪鐵樣說(shuō)瀉。圖 2-13 按鍵閉合時(shí)輸出電壓波形19蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)2.5 溫度顯示電路為了方便管理者能明確的觀察到某一路的溫度， 這里要有顯示電路， 共有六個(gè)數(shù)碼管， 兩位是用來(lái)顯示設(shè)定的最

54、高溫度， 兩位用來(lái)顯示設(shè)定的最低溫度， 兩位是用來(lái)顯示當(dāng) 前某一路的溫度。 戧礱風(fēng)熗澆鄖適濘嚀贗。2.5.1 LED 數(shù)碼管(1)數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型LED 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構(gòu)成的數(shù)碼顯示器，內(nèi)部用 7 個(gè)發(fā)光二極管組成字符 的七段，每段用小寫(xiě)英文字母表示， 主要用來(lái)顯示 09 這 10 個(gè)數(shù)字，也可以某段英 文字母或符號(hào)。圖 2-14(a)是數(shù)碼管結(jié)構(gòu)和引腳結(jié)構(gòu)。如果數(shù)字后面有小數(shù)點(diǎn)則七段 就不夠用了，所以又增加了一個(gè)發(fā)光二極管，用來(lái)顯示小數(shù)點(diǎn)，用字母dp 表示。購(gòu)櫛頁(yè)詩(shī)燦戶(hù)踐瀾襯鳳。按內(nèi)部發(fā)光二極管的接法的不同，將 LED 數(shù)碼管分為共陽(yáng)型和共陰型兩類(lèi)。共陽(yáng)型數(shù)碼管內(nèi)部的 8 個(gè)發(fā)光二極

55、管的陽(yáng)極均連在一起，共陰型的則是陰極全部連在一b)共陰極圖 2-14 數(shù)碼管c)共陽(yáng)極起，如圖 2-14(b)(c)所示。 囁奐闃頜璦躑谫瓚獸糞。a) 外形對(duì)于共陽(yáng)極數(shù)碼管來(lái)說(shuō)，在使用時(shí)要將它們的公共陽(yáng)極引腳通過(guò)一個(gè)限流電阻與 電源的正極相連， 然后是某些段二極管的陰極接低電平， 這樣，數(shù)碼管就會(huì)顯示某一 個(gè)數(shù)字，也就是說(shuō)，共陽(yáng)型數(shù)碼管的段碼值為 0 時(shí)，該段發(fā)光。 虛齬鐮寵確嶁誄禱艫鋸。對(duì)于共陰型數(shù)碼管來(lái)說(shuō)，正好與共陽(yáng)型數(shù)碼管相反。LED 數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管類(lèi)似， 只是正向壓降較大， 正向電阻也較大。 在一定范圍內(nèi)， 其正向電流與發(fā)光亮度成正比。 由于常規(guī)的數(shù)碼管

56、起輝電流只有 12mA ，最大極限電流也只有 1030mA，所以它的輸入端在 5V 電20蔬菜大棚的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)源或高于 TTL 高電平 （3.5V）的電路信號(hào)相接時(shí)， 一定要串加限流電阻， 以免損壞器件。與頂鍔筍類(lèi)謾蠑紀(jì)黽廢。（2）數(shù)碼管的顯示類(lèi)型LED 數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式。 靜態(tài)顯示 靜態(tài)顯示技術(shù)就是當(dāng)數(shù)碼管顯示某一字符時(shí) ,相應(yīng)的發(fā)光二極管連續(xù)恒定地處于 點(diǎn)亮或熄滅狀態(tài) ,直到更換顯示內(nèi)容為止。采用這種顯示方式占用的硬件資源多，以 七段 LED 顯示器為例，如果用軟件進(jìn)行字段譯碼，每顯示一個(gè)字符就需要一個(gè)鎖存 器，如果用硬件進(jìn)行字段譯碼， 每顯示一個(gè)字符就需要一個(gè)鎖存譯碼器。 靜態(tài)顯示的 數(shù)碼管由于連續(xù)地工作， 因此功耗大，但程序簡(jiǎn)單， 亮度高。隨著高度數(shù)碼管的出現(xiàn)， 動(dòng)態(tài)顯示同樣可以達(dá)到很好的顯示效果， 所以在多數(shù)應(yīng)用情況， 不會(huì)采用靜態(tài)顯