基于單片機(jī)的應(yīng)用(課時(shí))

1、第第9 9章章 基于單片機(jī)的嵌入式基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院王浩王浩 副教授副教授如何在單片機(jī)中擴(kuò)展存儲(chǔ)如何在單片機(jī)中擴(kuò)展存儲(chǔ)12345678910111213142827262524232221 201918171615EPROM276412345678910111213142827262524232221 201918171615EPROM276412345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524242221123456789101112131

2、42827262524232221 201918171615RAM6264 12345678910111213142827262524232221 201918171615RAM6264 80318751805189C51256B（字節(jié)）4K64K64K 地址總線（Address Bus,簡(jiǎn)寫AB） 地址線A0A15 共16位，P2口提供高8位地址A8A15，P0口經(jīng)地址鎖存器提供低8位地址A0A7 。片外存儲(chǔ)器可尋址范圍達(dá)64KB（即=65536個(gè)字節(jié)）。 數(shù)據(jù)總線(Data Bus，簡(jiǎn)寫DB) 地址線D0-D7共8位，由P0口提供，分時(shí)輸送低8位地址（通過地址鎖存器鎖存）和8位數(shù)據(jù)信息。

3、控制總線(Control Bus，簡(jiǎn)寫CB) 控制總線由P3口的第二功能 （P3.6）、 (P3.7)和3根獨(dú)立的控制線 、ALE和 組成。WRRDEAPSEN 所謂總線,就是連接單片機(jī)與系統(tǒng)中各部件的一組公共的信號(hào)線。在在80803131單片機(jī)上擴(kuò)展單片單片機(jī)上擴(kuò)展單片EPROMEPROM如何在單片機(jī)中設(shè)置定時(shí)器如何在單片機(jī)中設(shè)置定時(shí)器單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)TMOD各位定義及具體的意義TCON各位定義及具體的意義定時(shí)器工作模式定時(shí)器工作模式 M1 M0工 作 方 式功 能 說 明0 0方 式 013位計(jì)數(shù)器0 1方 式 116位計(jì)數(shù)器1 0方 式 2自動(dòng)再裝入8位計(jì)數(shù)器1 1方 式 3定

4、時(shí)器0：分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器定時(shí)器1：停止計(jì)數(shù)模式模式0 01208192120時(shí)鐘周期初值）（時(shí)鐘周期初值）（TTMT模式模式1 112065536120時(shí)鐘周期初值）（時(shí)鐘周期初值）（TTMT模式模式2 2120256120時(shí)鐘周期初值）（時(shí)鐘周期初值）（TTMT模式模式3 3120256120( : TL0時(shí)鐘周期初值）（時(shí)鐘周期初值）TLTLM120256120 :TH0時(shí)鐘周期初值）（時(shí)鐘周期初值）（THTHM定時(shí)器初始化過程1、確定并設(shè)定定時(shí)器工作模式 TMOD 2、設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值 TH0、TL0 或TH1、TL13、開啟定時(shí)器中斷 IE： ET0（ET1）和 EA4、啟動(dòng)定時(shí)

5、器 TCON： TR0 (TR1)注：如果采用查詢方式控制定時(shí)器還需要判斷TF0（TF1）應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例u用定時(shí)器1方式0在P1.0上產(chǎn)生周期為2S的方波。晶振頻率為12MHz。 1、最大定時(shí)時(shí)間：81921s = 8.192ms 2、選定定時(shí)T=5ms 3、 X=3192 = C78H = 00001100，01111000B 4、 C78H = 01100011，11000B T0初值= 01100011，00011000B = 6318H TH1 = 63H，TL1 = 18H 12)819212時(shí)鐘周期（時(shí)鐘周期）（XXMT如何在單片機(jī)中使用串口如何在單片機(jī)中使用串口串行接口的結(jié)構(gòu)S

6、BUFSBUF發(fā)送控制接收控制發(fā) 送端 口接 收端 口1波特率控制TXDRXDDBDBTIRI串行中斷寫SBUF讀SBUF1.數(shù)據(jù)緩沖寄存器數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF兩個(gè)兩個(gè)SBUF，一個(gè)用于發(fā)送（，一個(gè)用于發(fā)送（只寫）；一個(gè)用于接收（只讀只寫）；一個(gè)用于接收（只讀）。映象地址均為）。映象地址均為99H。2.數(shù)據(jù)發(fā)送與接收控制數(shù)據(jù)發(fā)送與接收控制發(fā)送控制器在波特率作用下發(fā)送控制器在波特率作用下，將發(fā)送，將發(fā)送SBUF中的數(shù)據(jù)由中的數(shù)據(jù)由并到串，一位位地傳輸?shù)桨l(fā)并到串，一位位地傳輸?shù)桨l(fā)送端口；接收控制器在波特送端口；接收控制器在波特率作用下，將接收接收端口率作用下，將接收接收端口的數(shù)據(jù)由串到并，存入接

7、收的數(shù)據(jù)由串到并，存入接收SBUF中。中。串行接口的結(jié)構(gòu)單片機(jī)之間的通信RXDTXD8051應(yīng)用系統(tǒng)(甲機(jī))RXDTXD8051應(yīng)用系統(tǒng)(乙機(jī))雙機(jī)異步通信接口電路雙機(jī)通信操作步驟雙機(jī)通信操作步驟u1、根據(jù)要求確定串口工作方式u2、設(shè)定定時(shí)器的工作模式并計(jì)算初值u3、啟動(dòng)定時(shí)器u4、開啟中斷u5、發(fā)送或接收開始方式方式0 0：波特率是固定的，為：波特率是固定的，為fosc/12fosc/12方式方式2 2：SMOD=1SMOD=1時(shí)為時(shí)為fosc/32fosc/32，SMOD=0SMOD=0時(shí)為時(shí)為fosc/64fosc/64方式方式1 1和方式和方式3 3：波特率：波特率=2=2SMODSM

8、OD T1T1溢出率溢出率/32 /32 T1T1溢出率溢出率=fosc/32=fosc/32 12(2812(28N) N) ，N N為定時(shí)器為定時(shí)器T1T1的計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)初值初值設(shè)置通訊波特率電源及波特率選擇寄存器PCONSMOD GF1 GF0PDIDL87H例：要求串行口以方式例：要求串行口以方式1 1工作，通信波特率為工作，通信波特率為2400b/s2400b/s，設(shè)振蕩頻率，設(shè)振蕩頻率foscfosc為為6MHz6MHz，請(qǐng)初始化，請(qǐng)初始化T1T1和串口。和串口。解：若選解：若選SMOD=1SMOD=1，則，則T1T1時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) N=256N=2562121 6 6 106/(

9、384106/(384 2400)=242.98243=F3H2400)=242.98243=F3H 則，定時(shí)器則，定時(shí)器T1T1和串行口的初始化程序如下：和串行口的初始化程序如下：MOVMOVTMODTMOD，#20H#20H ；設(shè)置；設(shè)置T1T1為方式為方式2 2MOVMOVTH1TH1，#0F3H#0F3H ；置時(shí)間常數(shù)；置時(shí)間常數(shù)MOVMOVTL1TL1，#0F3H#0F3HSETBSETB TR1TR1；啟動(dòng)；啟動(dòng)T1T1ORLORLPCONPCON，#80H#80H ；SMOD=1SMOD=1MOVMOVSCONSCON，#50H#50H ；設(shè)串行口為方式；設(shè)串行口為方式1 1設(shè)置

10、通訊波特率如何在單片機(jī)中使用鍵盤如何在單片機(jī)中使用鍵盤定時(shí)掃描方式 定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間（例如10 ms）的定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷。CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。3210476511109815141312+5VP1.4P1.3P1.0MCS-51P1.7P1.6P1.5P1.2P1.1中斷掃描方式 為提高CPU工作效率，可采用中斷掃描工作方式。其工作過程如下：當(dāng)無鍵按下時(shí)，CPU處理自己的工作，當(dāng)有鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào)。P1

11、.0P1.1P1.3P1.2P1.4P1.5P1.6P1.7INT08031&如何在單片機(jī)中驅(qū)動(dòng)如何在單片機(jī)中驅(qū)動(dòng)LED靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示方式q連接 所有LED的位選均共同連接到+VCC或GND，每個(gè)LED的8根段選線分別連接一個(gè)8位并行I/O口，從該I/O口送出相應(yīng)的字型碼顯示字型。q特點(diǎn) 原理簡(jiǎn)單；顯示亮度強(qiáng)，無閃爍；占用I/O資源較多。動(dòng)態(tài)顯示方式動(dòng)態(tài)顯示方式q連接 所有LED的段選線共同連接在一起共用一個(gè) 8位I/O口，而每個(gè)LED的位選分別由一根相應(yīng)的I/O口線控制。因此必須采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，每一個(gè)時(shí)刻只選通其中一個(gè)LED，同時(shí)在段選口送出該位LED的字型碼。 案例一單

12、片機(jī)為GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位儀做顯示控制u1978年2月22日第一顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星的入軌運(yùn)行，開創(chuàng)了以導(dǎo)航衛(wèi)星為動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)的無線電導(dǎo)航定位的新時(shí)代。GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)，是一種可供無數(shù)用戶共享的空間信息資源。uGPS衛(wèi)星的入軌運(yùn)行已經(jīng)為大地測(cè)量學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、地球物理學(xué)、天體力學(xué)、載人航天學(xué)、全球海洋學(xué)和全球氣象學(xué)提供了一種高精度、全天時(shí)、全天候的測(cè)量新技術(shù)。GPS定位信息顯示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)定位信息顯示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)uGPS全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介uGPS信號(hào)接收方案選擇uGPS接收模塊的研究u總體方案的設(shè)計(jì)GPS全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介 全球定位系統(tǒng)由三部分組成：u1. 地面控制部分，由主

13、控站(負(fù)責(zé)管理、協(xié)調(diào)整個(gè)地面控制系統(tǒng)的工作)、地面天線(在主控站的控制下，向衛(wèi)星注入尋電文)、監(jiān)測(cè)站(數(shù)據(jù)自動(dòng)收集中心)和通訊輔助系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸)組成。u2. 空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)軌道平面上。u3. 用戶裝置部分，主要由GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：GPS信號(hào)接收方案選擇信號(hào)接收方案選擇u方案一：選擇GPS接收芯片然后再根據(jù)芯片設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)外圍電路和安裝天線等，選擇這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是可以掌握到GPS接收部分的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，但是這個(gè)方案實(shí)現(xiàn)的難度較大，其次由于GPS接收芯片一般都是廠商直接供貨，單獨(dú)采購價(jià)格會(huì)很高。u方案二：選擇成品GPS接收模塊，這個(gè)方

14、案的優(yōu)點(diǎn)在于現(xiàn)階段GPS接收模塊的制造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，性能穩(wěn)定并且使用方便。并且在經(jīng)過大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)后價(jià)格已經(jīng)很低，這些模塊在市面上也能夠容易的購買到。u由此可知，選擇GPS接收模塊就能夠很好的作為本次設(shè)計(jì)接收GPS定位信息的解決方案，因此我選擇的是第二種方案。GPS接收模塊的研究接收模塊的研究uGPS接收模塊是接收機(jī)的關(guān)鍵部分，主要由低噪聲下變頻器、并行信號(hào)通道、CPU、儲(chǔ)存器等組成。u工作原理： GPS接收模塊接收天線獲取的衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)過變頻、放大、濾波、相關(guān)、混頻等一系列處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)天線視界內(nèi)衛(wèi)星的跟蹤、鎖定和測(cè)量。在獲取了衛(wèi)星的位置信息和測(cè)算出衛(wèi)星信號(hào)傳播時(shí)間之后，即可計(jì)算出

15、天線位置。通過輸入輸出接口，與GPS接收模塊進(jìn)行信息交換。uGPS接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。總體方案的設(shè)計(jì)總體方案的設(shè)計(jì)u本次設(shè)計(jì)要求通過單片機(jī)控制GPS器件實(shí)現(xiàn)定位顯示功能。在這里使用51單片機(jī)作為處理器，利用51單片機(jī)的串行接口接收SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過軟件方法篩選出其中有用的定位數(shù)據(jù)，最后通過單片機(jī)的并行接口輸出至液晶顯示模塊顯示的方案。u該GPS定位顯示系統(tǒng)硬件由以下幾部分組成： 1.接收部分：以SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊為核心的GPS接收機(jī) ；2.控制電路：由51單片機(jī)作為微處理器控制GPS信號(hào) ；3.顯示部分：1286

16、4LCD液晶顯示模塊； 4.電源電路部分：用以提供系統(tǒng)電源和LCD背光調(diào)節(jié)的電壓輸出。 GPS接收模塊將接收到的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文調(diào)制解碼，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式后，送給單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)接收到GPS發(fā)送過來的導(dǎo)航電文后，經(jīng)過片內(nèi)程序的識(shí)別篩選，將篩選出來的導(dǎo)航電文送到顯示模塊，并且最后通過液晶顯示器按照要求顯示出來?；趩纹瑱C(jī)的基于單片機(jī)的GPS硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)主要由GPS信號(hào)接收部分（SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊）、控制芯片（STC89C52單片機(jī)）、顯示部分（12864LCD液晶顯示模塊）這幾部分構(gòu)成。結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。硬件

17、電路簡(jiǎn)介硬件電路簡(jiǎn)介STC89C52簡(jiǎn)介：STC89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8 位單片機(jī)，采用40引腳雙列直插封裝方式。引腳圖如下圖所示。引腳說明：主電源引腳（2根）：VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源；GND(Pin20)：接地線。外接晶振引腳（2根）：XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端；XTAL2(Pin18)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端。控制引腳（4根）：RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位；ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)；PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)； EA/VPP(Pin31)：

18、程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令?？删幊梯斎?輸出引腳（32根）：STC89C52單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別為P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8根引腳，共32根。P0口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0P0.7；P1口（Pin1Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0P1.7；P2口（Pin21Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0P2.7；P3口（Pin10Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0P3.7SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊信號(hào)接收模塊GP

19、S信號(hào)接收模塊所選用的是SiRF Star II GPS接收模塊,主要使用到的引腳圖和實(shí)物圖如圖所示。該模塊具有12通道并行接收能力，所接收的GPS信號(hào)屬于民用頻段的L1信號(hào)（1575.42MHz），在沒有SA干擾的情況下平均定位誤差為10米，動(dòng)態(tài)速度誤差為0.1米/秒，信號(hào)靈敏度達(dá)到142dBm，冷啟動(dòng)定位時(shí)間為42秒，熱啟動(dòng)時(shí)間為38秒，重新定位時(shí)間僅僅需要8秒。12864液晶顯示模塊12864液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字、128 個(gè)字符及64X256 點(diǎn)陣顯示RAM。12864液晶顯示模塊引腳如圖所示。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性：u電源：VDD 3.3V5V； u顯

20、示內(nèi)容：128 列 64 行； u顯示顏色：黃綠； u配置LED 背光； u多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等；u邏輯工作電壓(VDD)：4.55.5V； u電源地(GND)：0V； u工作溫度：060(常溫) / -2075（寬溫）?；趩纹瑱C(jī)的GPS硬件連接圖基于單片機(jī)的GPS軟件設(shè)計(jì)NMEA-0183數(shù)據(jù)格式：這種格式所輸出的語句采用的是ASCII字符碼，包含了緯度、經(jīng)度、速度、日期、時(shí)間、航向、以及衛(wèi)星信號(hào)情況等信息。其串行通信默認(rèn)參數(shù)為：波特率=9600bps，數(shù)據(jù)位=8bit，開始位=1bit，停止位=1bit，無奇偶校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)所使用的語句：推薦最小GPS/

21、TRANSIT數(shù)據(jù)（GPRMC），其結(jié)構(gòu)為：u$GPRMC,，*hhu其中“GP”為交談識(shí)別符；“RMC”為語句識(shí)別符；“hh”為校驗(yàn)和，其代表了“$”與“*”之間所有字符的按位異或值。$GPRMC語句數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容為：u定位點(diǎn)的協(xié)調(diào)世界時(shí)間（UTC），hhmmss（時(shí)分秒）格式；u定位狀態(tài)，A有效定位，V無效定位；u定位點(diǎn)緯度，ddmm.mmmm（度分）格式；u緯度半球，N（北半球）或S（南半球）；u定位點(diǎn)經(jīng)度，dddmm.mmmm（度分）格式;u經(jīng)度半球，E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）；u地面速率，000.0999.9節(jié)；u地面航向，000.0359.9度；uUTC日期，ddmmyy（日月年）格式；

22、u磁偏角，000.0180度；u磁偏角方向，E（東）或W（西）；u工作模式：A=自主，D=差分，E=評(píng)估，N=數(shù)據(jù)無效。 基于單片機(jī)的GPS軟件開發(fā)環(huán)境Keil uVision2本次設(shè)計(jì)所采用的軟件是Keil uVision2基于單片機(jī)的GPS軟件設(shè)計(jì)思路該軟件分為了液晶模塊初始化模塊，數(shù)據(jù)接收模塊，單片機(jī)模塊這三個(gè)主要模塊。其程序流程圖如圖所示：系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果硬件調(diào)試：u檢查所設(shè)計(jì)的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確。u將仿真插頭插入單片機(jī)插座進(jìn)行調(diào)試，檢查各接口是否滿足設(shè)計(jì)的要求。u將寫入程序的單片機(jī)插入硬件電路單片機(jī)管座，查看液晶顯示器12864顯示結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)

23、要求。u將程序代碼經(jīng)過Keil軟件仿真生成的（.hex）文件，用編程器將生成的文件導(dǎo)入單片機(jī)STC89C52中。軟件調(diào)試：u檢查12864液晶顯示模塊程序，觀察在液晶顯示器上是否能夠顯示相應(yīng)的字符。u檢查顯示模塊程序。u檢查GPS模塊程序，通過觀察12864液晶顯示情況理解GPS信息接收狀況。u通過GPS模塊程序和12864液晶顯示模塊程序的結(jié)合，觀看12864液晶顯示器上的GPS顯示信息。經(jīng)過軟件部分和硬件部分的調(diào)試，最后實(shí)現(xiàn)了其功能。GPS初始化如圖所示。時(shí)間、經(jīng)緯度顯示結(jié)果如下圖所示。案例二單片機(jī)進(jìn)行溫濕度控制 隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量要求顯著隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，人

24、們對(duì)生活質(zhì)量要求顯著提高。對(duì)植被也要求越來越嚴(yán)格，如何種植出品種優(yōu)良的植提高。對(duì)植被也要求越來越嚴(yán)格，如何種植出品種優(yōu)良的植物，一直是人們研究的話題。而基于單片機(jī)的溫濕度控制系物，一直是人們研究的話題。而基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)對(duì)解決這些問題有著重大的意義。統(tǒng)對(duì)解決這些問題有著重大的意義。 使用使用89C51型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度檢測(cè)控制系統(tǒng)，可以及時(shí)、型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度檢測(cè)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)保持恒溫等定溫度、降溫到特定溫度、在溫度上下限范圍內(nèi)保持恒

25、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)用到溫室大棚當(dāng)中無疑為植物的生活提供了更加適宜的環(huán)境。溫室大棚當(dāng)中無疑為植物的生活提供了更加適宜的環(huán)境。 u人性化的設(shè)計(jì)。根據(jù)植物的生活需求，把溫濕度值控制在一人性化的設(shè)計(jì)。根據(jù)植物的生活需求，把溫濕度值控制在一定的范圍內(nèi)。能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的顯示采樣溫度值與濕度值。定的范圍內(nèi)。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差異，及時(shí)的啟動(dòng)報(bào)警裝置

26、（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)的控制方案。示音等）進(jìn)行報(bào)警，并采取相應(yīng)的控制方案。u溫度檢測(cè)控制：對(duì)溫室溫度進(jìn)行測(cè)量，并通過升溫或降溫達(dá)溫度檢測(cè)控制：對(duì)溫室溫度進(jìn)行測(cè)量，并通過升溫或降溫達(dá)到最佳溫度。到最佳溫度。u濕度檢測(cè)控制：對(duì)溫室濕度進(jìn)行測(cè)量，并通過噴霧或去濕達(dá)濕度檢測(cè)控制：對(duì)溫室濕度進(jìn)行測(cè)量，并通過噴霧或去濕達(dá)到最佳濕度。到最佳濕度。u控制處理：當(dāng)溫度、濕度越限時(shí)聲光報(bào)警，根據(jù)報(bào)警信號(hào)提控制處理：當(dāng)溫度、濕度越限時(shí)聲光報(bào)警，根據(jù)報(bào)警信號(hào)提示采取一定手段自動(dòng)控制。示采取一定手段自動(dòng)控制。1、系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和技術(shù)指標(biāo)、系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和技術(shù)指標(biāo)u1） 實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室大棚溫

27、濕度參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，測(cè)量空間的溫度和濕度，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室大棚溫濕度參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，測(cè)量空間的溫度和濕度，由單片機(jī)對(duì)采集的溫濕度值進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、顯示，實(shí)現(xiàn)溫濕由單片機(jī)對(duì)采集的溫濕度值進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、顯示，實(shí)現(xiàn)溫濕度的智能檢測(cè)。度的智能檢測(cè)。u2）超越數(shù)據(jù)的及時(shí)報(bào)警，并啟動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫室的目的。）超越數(shù)據(jù)的及時(shí)報(bào)警，并啟動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫室的目的。u3）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力。）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力。u要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：u 1）測(cè)溫范圍：）測(cè)溫范圍： 0。C- 99。Cu 2）測(cè)溫精度：）測(cè)溫精度：

28、0.04（12位）位）u 3）測(cè)濕范圍：）測(cè)濕范圍： 099 %RHu 4）測(cè)濕精度：）測(cè)濕精度： 0.03%RH（12位）位）u5）溫度顯示：范圍）溫度顯示：范圍: 099。分辨率：。分辨率：1 u6）濕度顯示：范圍：）濕度顯示：范圍： 099%RH。分辨率：。分辨率：1%RHu7）電源：）電源：DC:35vu系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成u以單片機(jī)為控制核心，采用溫濕度測(cè)量，控制技術(shù)等技術(shù)，以單片機(jī)為控制核心，采用溫濕度測(cè)量，控制技術(shù)等技術(shù)，以溫濕度傳感器作為測(cè)量元件，構(gòu)成智能溫濕度測(cè)量控制系以溫濕度傳感器作為測(cè)量元件，構(gòu)成智能溫濕度測(cè)量控制系統(tǒng)?？煞譃闇貪穸葴y(cè)量電路，顯示電路，聲光報(bào)警電路，溫統(tǒng)。

29、可分為溫濕度測(cè)量電路，顯示電路，聲光報(bào)警電路，溫濕度控制電路濕度控制電路 2、系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)的工作原理u本系統(tǒng)以單片機(jī)本系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C51為核心，數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示、報(bào)為核心，數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示、報(bào)警都要通過單片機(jī)。數(shù)據(jù)采集通過數(shù)字溫濕度傳感器警都要通過單片機(jī)。數(shù)據(jù)采集通過數(shù)字溫濕度傳感器AM2301完成；然后通過單片機(jī)把采集的數(shù)據(jù)顯示在完成；然后通過單片機(jī)把采集的數(shù)據(jù)顯示在1602LCD上；當(dāng)采上；當(dāng)采集的數(shù)據(jù)超出給定范圍時(shí)，有蜂鳴器實(shí)時(shí)報(bào)警，并顯示紅燈提集的數(shù)據(jù)超出給定范圍時(shí)，有蜂鳴器實(shí)時(shí)報(bào)警，并顯示紅燈提示，再進(jìn)行相應(yīng)的控制處理。在整個(gè)系統(tǒng)中采用了示，再進(jìn)行相應(yīng)的控制處

30、理。在整個(gè)系統(tǒng)中采用了AM2301單單總線技術(shù)，采用單片機(jī)語言總線技術(shù)，采用單片機(jī)語言u(píng)溫室溫濕度控制系統(tǒng)是以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，風(fēng)單片機(jī)作為中央控制裝置，風(fēng)扇，加熱設(shè)備，加濕設(shè)備，排潮設(shè)備等。扇，加熱設(shè)備，加濕設(shè)備，排潮設(shè)備等。u雙色燈，報(bào)警模塊：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的報(bào)警功能。如果當(dāng)前的溫度超雙色燈，報(bào)警模塊：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)警，雙色燈在單片機(jī)的控制過用戶設(shè)定的界限值時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)警，雙色燈在單片機(jī)的控制下有規(guī)律的切換，同時(shí)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警聲，通知用戶采取相下有規(guī)律的切換，同時(shí)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警聲，通知用戶采取相應(yīng)的措施

31、。應(yīng)的措施。3、系統(tǒng)的工作原理流程圖、系統(tǒng)的工作原理流程圖硬件系統(tǒng)選擇硬件系統(tǒng)選擇1、單片機(jī)的選擇、單片機(jī)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系列的系列的AT89C51為主機(jī)，滿足上面的要求而且設(shè)計(jì)方便，不為主機(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。最重要的是需要再存儲(chǔ)擴(kuò)展。最重要的是AT89C51單片機(jī)易于學(xué)習(xí)、掌握。單片機(jī)易于學(xué)習(xí)、掌握。使用使用AT89C51型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度檢測(cè)控制系統(tǒng)，可以及時(shí)、型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度檢測(cè)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。精確的反映室內(nèi)的溫度

32、以及濕度的變化。 硬件系統(tǒng)選擇2、傳感器的選擇、傳感器的選擇 AM2301數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。超小的體積、極低的保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇 硬件系統(tǒng)選擇硬件系統(tǒng)

33、選擇3、液晶顯示裝置的設(shè)計(jì)選擇、液晶顯示裝置的設(shè)計(jì)選擇 1602液晶也叫液晶也叫1602字符型液晶字符型液晶 它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊點(diǎn)陣型液晶模塊 。他可以顯示兩行數(shù)字，但不能顯示圖形。他可以顯示兩行數(shù)字，但不能顯示圖形。u u u 1602引腳圖硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5、鍵盤識(shí)別模塊、鍵盤識(shí)別模塊 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，其功能主要體現(xiàn)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

34、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(jiǎn)單。8279可適應(yīng)各種鍵盤和顯示器的不同工作方式,這是由于8279內(nèi)的各功能塊的工作是可程控的，用戶可根據(jù)自己的要求,利用向8279寫命令字的方法對(duì)8279的工作方式等進(jìn)行編程。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)6、顯示模塊顯示模塊 顯示模塊由LED顯示和LCD顯示構(gòu)成，其中8位數(shù)碼管顯示用戶給定的溫濕度上下限值，前四位數(shù)碼管顯示溫度上下限值，后四位顯示濕度的上下限值。LCD1602液晶顯示用于操作提示，同時(shí)也顯示實(shí)時(shí)的溫濕度和給定的中間溫濕度值。其中LCD第一行顯示溫度的實(shí)時(shí)值和給定的溫度中間值，第二行顯示當(dāng)前濕度值

35、和系統(tǒng)給定的中間的濕度值。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)LED顯示操作顯示操作 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。 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09，A、B、C、D、E、F、G(小數(shù)點(diǎn))。在數(shù)碼管中，若把各二極管的陰極連接在一起稱為共陰極數(shù)碼管；若把各二極管的陽極連接在一起，則稱為共陽極數(shù)碼管。 在本系統(tǒng)中采用共陰極數(shù)碼管。 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) LCD1602的顯示操作的顯示操作 1、本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：系統(tǒng)初始化模塊，溫濕度檢測(cè)模塊，、本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：系統(tǒng)初始化模塊，溫濕度檢測(cè)模塊，160

36、2LCD顯示模塊，報(bào)警模塊，溫濕度判斷控制模塊。顯示模塊，報(bào)警模塊，溫濕度判斷控制模塊。2、系統(tǒng)軟件總體流程圖、系統(tǒng)軟件總體流程圖 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1初始化模塊初始化模塊 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)，初始化部分包括以下方面的內(nèi)容：?jiǎn)纹瑱C(jī)初始化、工作狀態(tài)，初始化部分包括以下方面的內(nèi)容：?jiǎn)纹瑱C(jī)初始化、1602液晶初始化及工作方式、確保系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。液晶初始化及工作方式、確保系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 2溫濕度檢測(cè)模塊溫濕度檢測(cè)模塊 它負(fù)責(zé)完成溫度和濕度的測(cè)量及模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的

37、全過程，它負(fù)責(zé)完成溫度和濕度的測(cè)量及模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的全過程，數(shù)字式溫濕度傳感器數(shù)字式溫濕度傳感器AM2301直接把檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量直接把檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送給單片機(jī)，在經(jīng)過單片機(jī)的處理，把溫濕度值顯示在送給單片機(jī)，在經(jīng)過單片機(jī)的處理，把溫濕度值顯示在1602液晶液晶上。上。 3 溫濕度判斷控制模塊溫濕度判斷控制模塊 它對(duì)當(dāng)前溫室內(nèi)的實(shí)際溫濕度與給定的溫濕度范圍進(jìn)行比較，先它對(duì)當(dāng)前溫室內(nèi)的實(shí)際溫濕度與給定的溫濕度范圍進(jìn)行比較，先進(jìn)行判斷，然后再進(jìn)行控制進(jìn)行判斷，然后再進(jìn)行控制 ?？刂颇K是決定系統(tǒng)將要進(jìn)行什么?？刂颇K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，

38、低于下限時(shí)需要升溫。濕工作的。如溫度高于上限時(shí)需要降溫，低于下限時(shí)需要升溫。濕度也是如此。同時(shí)還要啟動(dòng)警報(bào)等等。度也是如此。同時(shí)還要啟動(dòng)警報(bào)等等。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4 1602液晶顯示模塊液晶顯示模塊 本系統(tǒng)采用本系統(tǒng)采用1602液晶顯示溫濕度值，當(dāng)系統(tǒng)剛開始上電時(shí)液晶顯示溫濕度值，當(dāng)系統(tǒng)剛開始上電時(shí)1602液晶不顯示任何數(shù)液晶不顯示任何數(shù)據(jù)，等待據(jù)，等待AM2301的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，雙行顯示在的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，雙行顯示在1602液晶上。第一行顯示：溫度液晶上。第一行顯示：溫度:-。C，第二行顯示：濕度第二行顯示：濕度: -%5 報(bào)警模塊報(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)警模塊具備兩項(xiàng)功能，即為報(bào)警燈和聲音報(bào)警。 u報(bào)警燈模塊轉(zhuǎn)換規(guī)律為：系統(tǒng)溫濕度值在給定的范圍時(shí)，綠色報(bào)警燈模塊轉(zhuǎn)換規(guī)律為：系統(tǒng)溫濕度值在給定的范圍時(shí)，綠色LED亮。否則紅色亮。否則紅色LED亮。亮。u在在LED燈轉(zhuǎn)換的同時(shí)，聲音報(bào)警也會(huì)同時(shí)啟動(dòng)：燈轉(zhuǎn)換的同時(shí)，聲音報(bào)警也會(huì)同時(shí)啟動(dòng)： 如果當(dāng)前溫濕度低于用戶給定的下限溫濕度值，則說明當(dāng)前溫濕度過低，系統(tǒng)自如果當(dāng)前溫濕度低于用戶給定的下限溫濕度值，則說明當(dāng)前溫濕度過低，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)紅色警報(bào)燈，同時(shí)開始加溫増濕，直至加到所需溫濕度值時(shí)警報(bào)燈熄滅。動(dòng)啟動(dòng)紅色警報(bào)燈，同時(shí)