花房溫濕度自動控制系統(tǒng)

1、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計小論文指導(dǎo)老師： _吳冬春 _學生姓名： _周靈_學號 ： _1160601150_班級 ： _Z電氣111_專業(yè) ： 電氣工程及其自動化電氣工程學院 2014.12.01花房溫濕度自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)第1章 背景1.1應(yīng)用環(huán)境 隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，溫室正朝著智能化控制的方向發(fā)展。我國農(nóng)業(yè)也逐漸地從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效為目的的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。因而花卉大棚自然也離不開現(xiàn)代化的科學技術(shù)。通過國內(nèi)外大量的科學實驗和生產(chǎn)的實踐證明，環(huán)境的控制對花卉生長起到非常重要的作用。只有在適宜的環(huán)境下花卉才能生長良好。對于花卉大棚內(nèi)環(huán)境的控制主要對環(huán)境溫度、濕度等進行測量和控制。用單片機

2、監(jiān)控溫室的溫度/濕。根據(jù)溫室的溫度/濕度的變化自動地實施噴灌調(diào)溫。確保溫室各種花卉生長適宜的溫度、濕度?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)就是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進行監(jiān)測和控制。例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。大棚內(nèi)的溫度、濕度與二氧化碳含量等參數(shù)，直接關(guān)系到花卉的生長。國外的溫室設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標準，但是價格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應(yīng)的測控軟件。當今大多數(shù)對大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的監(jiān)測與控制都采用人工管理，這樣不可避免的有測控精度低、勞動強度大

3、及測控不及時等弊端，容易造成不可彌補的損失，結(jié)果不但大大增加了成本，浪費了人力資源，而且很難達到預(yù)期的效果。為了實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學化并提高農(nóng)業(yè)研究的準確性，推動我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程，科學合理地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度、濕度以及二氧化碳的含量，使大棚內(nèi)形成有利于各種花卉生長的環(huán)境。目前，隨著花卉溫室的迅速增多，人們對其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產(chǎn)效率，對大棚的自動化程度要求也越來越高。隨著大棚技術(shù)的普及，溫室大棚數(shù)量不斷增多，溫室大棚的溫濕度控制便成為一個十分重要的課題。傳統(tǒng)的溫濕度控制是在溫室大棚內(nèi)部懸掛溫度計和濕度計，通過讀取溫度值和濕度值了解實際溫濕度，

4、然后根據(jù)現(xiàn)有溫濕度與額定溫濕度進行比較，看溫濕度是否過高或過低，然后進行相應(yīng)的通風或者灑水。這些操作都是在人工情況下進行的，耗費了大量的人力物力?，F(xiàn)在，隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷提高，花卉品種在大棚中培育的品種越來越多，對于數(shù)量較多的大棚，傳統(tǒng)的溫度控制措施就顯現(xiàn)出很大的局限性。溫室大棚的建設(shè)對溫濕度檢測與控制技術(shù)也提出了越來越高的要求。1.2應(yīng)用對象與要求四季海棠屬于喜溫作物，但不喜高溫。據(jù)實驗：10以下停止生長，5以下會出現(xiàn)寒害。適合生長的溫度10-30，四季海棠生長最快。四季秋海棠在夏季不耐陽光直射和雨淋，應(yīng)遮陰和防雨，若長期受到與淋，容易造成花莖與葉片腐敗。冬天喜歡充足

5、的陽光，光照不足，則生長柔弱，植株細長，葉色和花色變淡。進入開花期，應(yīng)加大通風量。上午棚內(nèi)溫度升到20，要逐漸打開通風口，降溫排濕。從開花至澆催果水之前，棚溫不要超過30。下午當棚溫降至10時將通風口關(guān)閉。本系統(tǒng)主要完成對四季海棠花房內(nèi)溫度和濕度等參數(shù)的采集、存儲，并具有向監(jiān)控中心傳送數(shù)據(jù)以及執(zhí)行監(jiān)控中心的指令等功能。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來越多稱之為單片機的小電腦在為我們服務(wù)。單片機在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、信息處理、家用電器等各測控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨占鰲頭。時下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、模糊控制化已成為世界潮流，而這些高性能無一不是靠單片機來實現(xiàn)的。采用單片機來對

6、溫濕度進行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫濕度的技術(shù)指標，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，更重要的是經(jīng)濟實惠。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，成為自動化和各個測控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用。因此，單片機對溫濕度的控制問題是一個工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到的問題。因此，本課題圍繞基于單片機的花房溫室度自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)展開了應(yīng)用研究工作。1.3方案比較1.3.1 單片機的選擇方案一： 采用MCS-51系列單片機中的AT89C52芯片作為核心器件，有4K 字節(jié)的內(nèi)部 FLASH PERAM，

7、能于3V的超低壓工作，而且與MCS-51系列單片機完全兼容，但是運用于電路設(shè)計中時由于不具備ISP在線編程技術(shù)，當在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞3。方案二：采用AT89S52芯片作為核心器件,片內(nèi)ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超低壓工作；同時也與MCS-51系列單片機完全兼容。該芯片內(nèi)部存儲器為8KB ROM 存儲空間，同樣具有89C51的功能，并且具有在線編程技術(shù)，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，不需要對芯片多次拔插，由此不會對芯片造成損壞。所以設(shè)計采用AT89S52作為主控制系

8、統(tǒng)。1.3.2 溫度傳感器的選擇方案一：采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20。此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機連接，由于其輸出為數(shù)字量，所以不需要進行A/D轉(zhuǎn)化，這樣就降低了硬件成本，簡化了系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。方案二：采用數(shù)字式溫濕度傳感器DHT90。該傳感器為數(shù)字式傳感器，可以同時采集溫度和濕度，兩線制的串行接口與內(nèi)部的電壓調(diào)整，使外圍系統(tǒng)集成變得快速而簡單。微小的體積和極低的功耗等優(yōu)點，使其成為選擇溫濕度傳感器時的首選。1.3.3 濕度傳感器的選擇方案一：采用HS1100/HS1101濕度傳感器。HS110

9、0/HS1101電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。該傳感器具有高可靠性、長期穩(wěn)定性和快速響應(yīng)時間等特點，由頂端接觸(HS1100)和側(cè)面接觸(HS1101)兩種封裝產(chǎn)品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動插件和自動裝配過程等。方案二：采用數(shù)字式溫濕度傳感器DHT90。該傳感器為數(shù)字式傳感器，采集濕度的精度是14位，端口少，只需要單片機的一個端口即可驅(qū)動，精度較高，除此之外，該傳感器還可以同時采集溫度和濕度，并能進行相對濕度補償，易于應(yīng)用，操作簡單。1.3.4 顯示模塊的選擇方案一：采用LCD1602液晶顯示器。其顯示容

10、量為16*2個字符，而此次設(shè)計的是一個大棚溫濕度測控系統(tǒng)，需要將設(shè)定的溫濕度值以及采集過來的外界環(huán)境里的溫度值和濕度值顯示出來，而LCD-1602的顯示容量只有兩行，可以顯示八個漢字，這樣無法直接在一屏里面顯示溫度值和濕度值，需要分多次頁數(shù)來顯示，這樣不便于觀察溫濕度的變化，所以在本次設(shè)計中不采用LCD1602液晶顯示器。方案二：采用LCD12864液晶顯示器, 可以顯示四行漢字，每行為16個字符，八個漢字，這樣可進行觀察和比較，清晰明了，易于操作，占用的單片機口線少，可以滿足本系統(tǒng)的設(shè)計要求。因此在本次設(shè)計中的顯示部分選用LCD12864液晶顯示器4。1.4方案的確定綜上所述，對本次設(shè)計系統(tǒng)

11、的方案選定如下: 采用AT89S52作為主控制系統(tǒng)；液晶顯示模塊LCD12864作為本次系統(tǒng)的顯示；DHT90溫濕度傳感器作為本次系統(tǒng)溫度和濕度的信息采集5。通過論證擬采用的設(shè)計方案內(nèi)容包括以下幾點：1. 選擇AT89S52單片機作為整個系統(tǒng)的核心器件，發(fā)送并時時處理系統(tǒng)信息。2. 傳感器是實現(xiàn)測量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒有傳感器對原始被測信號進行準確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準確的測量和控制都將無法實現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化測量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來檢測和控制生產(chǎn)過程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。本設(shè)計選用集成溫濕度傳

12、感器DHT90。3. 顯示電路的設(shè)計：設(shè)計采用液晶LCD12864進行顯示，簡單明了。4. 報警電路的設(shè)計：在微型計算機控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)通過計算機進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波和標度變換，這些已經(jīng)在軟件程序里邊處理過，所以顯示溫濕度即為外界采集的溫濕度，和設(shè)定的值比較，如果高于上限值或低于下限值則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示和控制。本設(shè)計采用聲光報警電路。溫度和濕度任何一個超過設(shè)定范圍，蜂鳴器均報警。設(shè)計選用二極管的亮滅顯示溫度或者濕度是否過限，這樣便于觀察，

13、可以更加直接的確定是要升降溫還是要增減濕度，給工作人員減少了工作量。蜂鳴器報警電路是通過MCS-52的1根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴音發(fā)聲。5. 溫濕度控制主程序的設(shè)計要考慮以下問題：(1) 溫濕度采樣，數(shù)字濾波；(2) 越限報警和處理；(3) 溫度標度轉(zhuǎn)換。第2章 硬件設(shè)計2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)題目要求和單片機的工作原理，以AT89S52為控制器，進行主要的信息處理。系統(tǒng)只要由檢測電路、顯示電路、復(fù)位電路、報警電路、鍵盤電路以及調(diào)節(jié)電路組成。總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1： AT89S52傳感檢測電路液晶顯示電路上電復(fù)位電路超溫報警電路鍵盤輸入電路調(diào)節(jié)電路總體結(jié)構(gòu)框圖2.2 單片機模塊的設(shè)計2.2.1

14、單片機的功能特性描述AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，存儲器是采用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品的指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下

15、，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作；掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機停止一切工作，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。AT89S52的引腳結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示。P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。 在Flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 P1 口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端

16、口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流(IIL)。 2.2.2 單片機的中斷系統(tǒng)單片機與外部設(shè)備交換信息一般采用兩種方式，即查詢方式和中斷方式。中斷方式具有CPU效率高，適合于實時控制，將從現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)通過中斷方式及時傳送給CPU，經(jīng)過處理后就可立即做出響應(yīng)，實現(xiàn)現(xiàn)場控制。而采用查詢方式就很難做到及時采集、實時控制。從面向用戶的角度來看，8051單片機的中斷系統(tǒng)就是由如下幾個殊功能寄存器組成：·定時器控制寄存器TCON·中斷允許寄存器IE·中斷優(yōu)先級寄存器IP·串行口控制器SCON89C51單片

17、機是一個多中斷源系統(tǒng)。有5個中斷源，即兩個外部中斷，兩個外部中斷、兩個定時器/計數(shù)器中斷和一個串行口中斷。定時器控制寄存器TCON 表5 TCON控制位的分布 D7D6D5D4D3D2D1D0控制位TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0 ·TF1（TCON.7）：計時器 1溢出標志，當計時溢出時，由硬件設(shè)定為 1，在執(zhí)行相對的中斷服務(wù)程序后則自動清 0。 ·TR1（TCON.6）：計時器1啟動控制位，可以由軟件來設(shè)定或清除。TR1時啟動計時器工作，TRl=0 時關(guān)閉。 ·TF0（TCON.5）：計時器 0溢出標志，當計時溢出時，由硬件設(shè)定為 1，在執(zhí)行相

18、對的中斷服務(wù)程序后則自動清 0。 ·TR0（TCON.4）：計時器 0啟動控制位，可以由軟件來設(shè)定或清除。TR0=1時，啟動計時器工作，TR0=時關(guān)閉。 ·IE1（TCON.3）：外部中斷 1工作標志，當外部中斷被檢查出來時，硬件自動設(shè)定此位，在執(zhí)行中斷服務(wù)程序后，則清 0。 ·IT1 （TCON.2）：外部中斷 1工作形式選擇，IT1=1時，由下降緣產(chǎn)生外部中斷，IT1=0時，則為低電位產(chǎn)生中斷。252.3 溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計2.3.1 溫濕度傳感器的概述DHT90是數(shù)字溫濕度傳感器系列中插針型的傳感器。此類型傳感器把傳感元件和信號處理集成起來，輸出全標定的數(shù)

19、字信號。傳感器包括一個電容性聚合體測濕敏感元件、一個用能隙材料制成的測溫元件，并在同一芯片上與 14 位的 A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實現(xiàn)無縫連接。傳感器采用專利的CMOS技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。因此，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、響應(yīng)超快、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。傳感器采用的是原裝進口數(shù)字溫濕度傳感器芯片，引腳插針為標準2.54插針，使用時無需重新校準。傳感器直接與單片機相連，無需其他外部元件?？傊?，極低的功耗、極高的性價比、卓越的品質(zhì)等優(yōu)點使其成為我們在選擇溫濕度傳感器時的首選。DHT90的基本特性如下：測濕范圍：0100%RH；測溫范圍：-40123.8；響應(yīng)時

20、間：溫度：< 30s，濕度：<8s；分辨率：溫度：0.01，濕度：0.03%RH；重復(fù)性：溫度：0.1  濕度：0.1%RH；測量精度：溫度：±0.5 濕度：±4.5%RH；安裝方式：2.54mm間距插針。2.3.2 DHT90的溫濕度補償及轉(zhuǎn)換相對濕度為補償濕度傳感器的非線性以獲取準確數(shù)據(jù)，可參閱表3-2，可使用公式(3-1)。 (3-1) 表3-2 濕度轉(zhuǎn)換系數(shù)12bit-4.00000.0405-2.8000E-68bit-4.00000.6480-7.2000E-4溫度轉(zhuǎn)換溫度轉(zhuǎn)換數(shù)可參閱表3-3，可使用溫度轉(zhuǎn)度公式(3-2)。 (3

21、-2)表3-3 溫度轉(zhuǎn)換數(shù)VDDd1 ()d1()5V-40.1-40.24V-39.8-39.63.5V-39.7-39.53V-39.6-39.32.5V-39.4-38.9SOTd2 ()d2()14bit0.010.01812bit0.040.0722.3.3 傳感器的接口說明DHT90引腳結(jié)構(gòu)如表2-1所示。表2-1 DHT90引腳結(jié)構(gòu)PinNameComment1SCK時鐘信號2VDD電源3GND地4DATA數(shù)據(jù)輸出DHT90的供電電壓為2.4-5.5V，建議供電電壓為3.3V。DHT90的串行接口，在傳感器信號的讀取及電源損耗方面，都做了優(yōu)化處理；傳感器不能按照I2C 協(xié)議編址，

22、但是，如果I2C總線上沒有掛接別的元件，傳感器可以連接到I2C總線上，但單片機必須按照傳感器的協(xié)議工作。SCK用于微處理器與 DHT90之間的通訊同步。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小SCK頻率。DATA三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。DATA在 SCK 時鐘下降沿之后改變狀態(tài)，并且僅在 SCK時鐘上升沿有效。數(shù)據(jù)傳輸期間，在SCK時鐘高電平時，DATA必須保持穩(wěn)定。為避免信號沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動 DATA在低電平。需要一個外部的上拉電阻 (例如：10k)將信號提拉至高電平。熱電偶是一種感溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號。常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所

23、調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、答應(yīng)誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。本論文采用的是K型熱電阻。2.4顯示模塊的設(shè)計2.4.1 LCD12864的概述顯示器是最常用的輸出設(shè)備。顯示器件使用最多的是發(fā)光二極管顯示器(LED)和液晶顯示器(LCD)。因為它們都具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電少、價格低廉

24、、接口簡單、壽命長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于智能儀表場合，尤其是單片機系統(tǒng)中大量應(yīng)用。LCD以其功耗低、視覺范圍廣等特點也被廣泛應(yīng)用。顯示電路的設(shè)計是不可缺少的。對于溫濕度測控系統(tǒng)的設(shè)計而言，顯示電路的設(shè)計也是不可缺少的。在本設(shè)計系統(tǒng)中，不僅要顯示測量的溫濕度值，而且還有不同的溫濕度報警參數(shù)，故而顯示器的設(shè)計是十分必要的?？紤]到本設(shè)計的特點(工作溫濕度、顯示行列數(shù)、光線等)，設(shè)計中選用的是FYD12864顯示器。該顯示器的大屏幕顯示具有顯示清晰、視覺范圍廣、價格低等優(yōu)點。液晶顯示模塊提供兩種界面來連接微處理機：8位串行及并行兩種連接方式。具有多種功能：光標顯示、畫面移位、睡眠模式等。和LED顯示器一樣

25、，LCD也有字符型和點陣型兩種。字符和數(shù)字的簡單顯示，不能滿足漢字和圖形曲線現(xiàn)實的要求；點陣式LCD不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種曲線、圖像及漢字，并且可以實現(xiàn)屏幕上下的滾動、反轉(zhuǎn)、閃爍等功能，用途十分廣泛。本設(shè)計中的顯示器設(shè)計采用的是點陣式液晶顯示模塊。FYD12864-0402B是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集。低電壓低功耗是其又一顯著特點。與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論其硬件電路結(jié)構(gòu)或

26、顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊10。其基本特性如下：低電源電壓：VDD:+3.0-+5.5V； 顯示分辨率：128×64點；內(nèi)置漢字字庫：提供8192個16×16點陣漢字(簡繁體可選)；內(nèi)置點陣字符：128個16×8；時鐘頻率：2MHZ；顯示方式：STN、半透、正顯；驅(qū)動方式：1/32DUTY，1/5BIAS；視角方向：6點；背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/51/10；通訊方式：串行、并口可選；內(nèi)置轉(zhuǎn)換電路：DC-DC，無需外加負壓；工作溫度：0 - +55，存儲溫度：-20 - +60。顯示模塊流程圖如下

27、所示：圖3-6 LCD顯示流程圖第3章 軟件設(shè)計與硬件設(shè)計相對應(yīng)，軟件設(shè)計也采用模塊化程序設(shè)計的方式，包括主程序模塊，初始化參數(shù)設(shè)置模塊，無線通訊發(fā)送模塊，無線通訊接收模塊，數(shù)據(jù)采集程序模塊，顯示模塊。3.1 初始化子程序 初始化程序主要完成以下功能：當系統(tǒng)啟動時確定電磁閥關(guān)閉、程序設(shè)置溫濕度的上下限值的初始值、用于定時器T1、TO的初始化、串口中斷的初始化。/*- 定時器0初始化-*/void TIM0init(void)/定時器0初始化 TMOD=0x02;/定時器0工作方式2，TH0是重裝值，TL0是初值 TH0=0x00; /重載值 TL0=0x00; /初始化值 ET0=1; /開中

28、斷 TR0=1; /*- 外部中斷0初始化-*/void EX0init(void) IT0 = 1; /指定外部中斷0下降沿觸發(fā)，INT0 (P3.2) EX0 = 1; /使能外部中斷 EA = 1; /開總中斷3.2 數(shù)據(jù)采集模塊軟件流程準備開始標志：當?shù)碗娖降陀?8ms后，單片機將輸出端口改為輸入，開始讀取DHT11的數(shù)據(jù)。然后將電平拉高，等待DHT11響應(yīng)，DHT11將電平信號拉低以示響應(yīng)單片機信號，而后將電平拉高準備發(fā)送數(shù)據(jù)信息。讀取數(shù)據(jù)過程：DHT11先發(fā)送1214us的低電平信號，然后緊跟高電平，如果在116118us左右，將自動識別為1，如果在2628us左右將識別為0。這樣

29、循環(huán)40次，共40位二進制數(shù)，每八位為一組，其中包括八位濕度整數(shù)位、八位濕度小數(shù)位、八位溫度整數(shù)位，八位溫度小數(shù)位、八位較檢位。由于設(shè)計的需要，現(xiàn)只讀取八位濕度整數(shù)值，將讀取的濕度值傳給單片機。程序如下:#include"DHT11.h"unsigned char wendu,shidu; void delay_us() / 延時子程序 unsigned char i; i-; i-; i-; i-; i-; i-;void delayms(unsigned int x) / 根據(jù)給定值進行延時子程序unsigned char n;while(x-)!=0)for(n=0;

30、n<115;n+);char receive()unsigned int i; unsigned char temp,respond; unsigned char com_data=0;for(i=0;i<=7;i+) respond=2;while(!TRH)&&respond+);delay_us();delay_us();delay_us(); if(TRH) temp=1; respond=2; while(TRH)&&respond+); else temp=0; com_data<<=1; com_data|=temp;ret

31、urn(com_data);/濕度讀取子程序 /溫度高8位= TL_data/溫度低8位= TH_data/濕度高8位= RH_data/濕度低8位= RH_data/校驗 8位 = CK_data/調(diào)用的程序有 delay();, Delay_5us();,RECEIVE(); void read()unsigned int respond;unsigned int RH_temp,RL_temp,TH_temp,TL_temp,CK_temp,untemp, RH_data,RL_data,TH_data,TL_data,CK_data;/主機拉低18msTRH=0;delayms(18)

32、;TRH=1;/DATA總線由上拉電阻拉高 主機延時20usdelay_us();delay_us();delay_us();delay_us();TRH=1;/判斷DHT11是否有低電平響應(yīng)信號 如不響應(yīng)則跳出，響應(yīng)則向下運行if(!TRH) respond=2; /判斷DHT11發(fā)出 80us 的低電平響應(yīng)信號是否結(jié)束 while(!TRH)&&respond+); respond=2; /判斷從機是否發(fā)出 80us 的高電平，如發(fā)出則進入數(shù)據(jù)接收狀態(tài) while(TRH)&&respond+); /數(shù)據(jù)接收 RH_temp=receive(); RL_te

33、mp=receive(); TH_temp=receive(); TL_temp=receive(); CK_temp=receive(); TRH=1; untemp=(RH_temp+RL_temp+TH_temp+TL_temp); /數(shù)據(jù)校驗if(CK_temp=untemp)RH_data=RH_temp;RL_data=RL_temp;TH_data=TH_temp;TL_data=TL_temp;CK_data=CK_temp;/x是溫度值 y是濕度值wendu=(unsigned char)(TH_data );shidu=(unsigned char)(RH_data );3

34、.3 顯示模塊 初始化LCD1602顯示模塊，設(shè)置8位格式，2行，5*7矩陣顯示，整體顯示，關(guān)光標，不閃爍設(shè)定輸入方式，增量不移位，清除屏幕顯示，延時等待，將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，十六進制轉(zhuǎn)換成十進制，輸入相應(yīng)的地址數(shù)據(jù)，延時等待，輸入需要顯示的數(shù)據(jù)。/*- 主函數(shù)-*/void main(void) EX0init(); /初始化外部中斷 TIM0init();/初始化定時器 LCD_Init(); /初始化液晶 delayms(20); /延時有助于穩(wěn)定 LCD_Clear(); /清屏 LCD_Write_String(5,0,"RECEIVE"); LCD_W

35、rite_Char(9,1,0xdf);/右上角點 LCD_Write_Char(10,1,'C');/ LCD_Write_Char(15,1,'%');/用于顯示溫度濕度單位 while(1)/主循環(huán) if(irok) /如果接收好了進行數(shù)據(jù)處理 Ircordpro(); irok=0; if(irpro_ok) /如果處理好后進行工作處理 LCD_Write_Char(1,1,displayadres1); /寫地址位 LCD_Write_Char(2,1,displayadres2); LCD_Write_Char(7,1,displaydat1); /

36、寫數(shù)據(jù)1 LCD_Write_Char(8,1,displaydat2); LCD_Write_Char(13,1,displaydat3); /寫數(shù)據(jù)2 LCD_Write_Char(14,1,displaydat4);irpro_ok=0; /處理完成標志 delay500ms(); delay500ms(); 終端液晶顯示程序#include "1602.h"#include "delay.h"sbit RS = P24; /定義端口 sbit RW = P25;sbit EN = P26;#define RS_CLR RS=0 #define R

37、S_SET RS=1#define RW_CLR RW=0 #define RW_SET RW=1 #define EN_CLR EN=0#define EN_SET EN=1#define DataPort P0 /*- 判忙函數(shù)-*/ bit LCD_Check_Busy(void) DataPort= 0xFF; RS_CLR; RW_SET; EN_CLR; _nop_(); EN_SET; return (bit)(DataPort & 0x80); /*- 寫入命令函數(shù)-*/ void LCD_Write_Com(unsigned char com) while(LCD_C

38、heck_Busy(); /忙則等待 RS_CLR; RW_CLR; EN_SET; DataPort= com; _nop_(); EN_CLR; /*- 寫入數(shù)據(jù)函數(shù)-*/ void LCD_Write_Data(unsigned char Data) while(LCD_Check_Busy(); /忙則等待 RS_SET; RW_CLR; EN_SET; DataPort= Data; _nop_(); EN_CLR; /*- 清屏函數(shù) -*/ void LCD_Clear(void) LCD_Write_Com(0x01); delayms(5); /*- 寫入字符串函數(shù)-*/ void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) if (y = 0) LCD_Write_Com(0x80 + x); /表示第一行 else LCD_Write_Com(0xC0 + x); /表示第二行 while (*s) LCD_Write_Dat