单片机温室大棚温湿度控制新版专业系统设计.doc
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成都电子机械高等专科学校成教院 毕 业 设 计(论 文) 论文题目: 基于单片机温室大棚温湿度控制系统设计 教 学 点: 重庆科创职业学院 指引教师: 孙 庆 玲 职 称: 讲 师 学生姓名: 李志明 学 号: 1012441 专 业: 机 电 一 体 化 成都电子机械高等专科学校成教院制 年 3 月 1 日 成都电子机械高等专科学校成教院 毕业设计(论文)任务书 题目: 基于单片机温室大棚温湿度控制系统设计 任务与规定: 本设计是基于单片机温室大棚温湿度控制系统设计,它是以单片 机STC89C52为设计基本,应用在温室大棚里,从而简化了人工在温室 中复杂操作和人工测试带来局限性。 时间: 年12 月 15 日 至 年 3 月 15 日 共 12 周 教 学 点: 重庆科创职业学院 学生姓名: 李志明 学 号: 1012441 专业: 机 电 一 体 化 指引单位或教研室: 重庆科创职业学院 指引教师: 孙 庆 玲 职 称: 讲 师 成都电子机械高等专科学校成教院制 毕业设计(论文)进度筹划表 日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 指引教师 签 字 12月15日 至 12月25日 选题 12月26日 至 1月2日 论文提纲写作 1月3日 至 2月15日 论文提纲写作 2月15日 至 2月29日 二稿写作 3月1日 至 3月10日 定稿并上交论文电子文稿 3月10日 至 3月15日 做好论文评阅准备 教师对进度筹划实行状况总评 签名 年 月 日 本表作评估学生平时成绩根据之一。 摘 要 本课题设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路,其中涉及到STC89C52单片机、DS-18B20数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-A集成芯片、湿敏电阻,以及LCD1602显示屏等元件,从而实现了温室大棚中温度和湿度控制和报警系统,解决了温室大棚人工控制测试温度及湿度误差大,且费时费力、效率低等问题。该系统运营可靠,成本低。系统通过对温室内温度与湿度参量采集,并依照获得参数实现对温度和湿度自动调节,达到了温室大棚自动控制目。增进了农作物生长,从而提高温室大棚产量,带来较好经济效益和社会效益。 核心词:STC89C52单片机、数字温度传感器、ULN-A、自动控制、自动检测 Abstract Subject design temperature and humidity alarm circuit the M4QA045 motor drive circuit,heater drive circuit,which involves to STC89C52 single-chip,the DS-18B20 digital temperature sensor,relay and M4QA045 of motor,the ULN-A chip,humidity resistance,and LCD1602 monitors and other components,in order to achieve the greenhouse temperature and humidity control and alarm systems,to solve the greenhouse temperature and humidity of the manual control testing error,and time-consuming and low efficiency. The system is reliable and low cost. System through the collection,greenhouse temperature and humidity parameters and get the parameters to automatically adjust the temperature and humidity,to the purpose of the automatic control of the greenhouse. Promote the growth of crops,thereby increasing the yield of the greenhouse,and bring good economic and social benefits. Keywords:STC89C52,microcontroller,digital temperature sensor in DS-18B20,the ULN-A chip,greenhouse,automatic control,automatic detection 目 录 第一章 绪 论 1 第一节 选题背景 1 第二节 选题意义 2 第二章 系统硬件电路设计 3 第一节 系统硬件构成及其测控原理 3 一、系统硬件电路整体框架图 3 二、系统整体电路图 3 三、系统工作原理 4 第二节 单片机选取 5 一、单片机概述 5 二、STC89C52单片机引脚阐明 6 三、STC89C52单片机最小系统 9 第三节 温湿度报警系统 10 一、IDS18B20简介 10 二、DS18B20性能特点 10 三、温度调节模块设计 12 四、湿度调节模块设计 14 第三章 温室大棚控制系统软件设计 15 第一节 Keil C51软件系统 15 一、系统概述 15 二.、Keil C51单片机软件开发系统整体构造 15 三、使用独立Keil仿真器时,注意事项 16 四、Keil C51单片机软件基本操作环节 16 第二节 温室大棚控制系统程序设计 17 一、整体系统框架图 17 二、LCD1602显示模块程序设计 18 三、PWM程序设计 19 第四章 调试中遇到问题 21 结 论 22 谢 辞 23 参照文献 24 第一章 绪 论 第一节 选题背景 在人类生活环境中,温湿度扮演着极其重要角色。无论你生活在哪里,从事什么工作,无时无刻不在与温度和湿度打着交道。自18世纪工业革命以来,工业发展与与否能掌握温湿度有着密切联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业,可以说几乎80%工业部门都不得不考虑着温湿度因素。温湿度不但对于工业如此重要,在农业生产中温度监测与控制也有着十分重要意义。国内人多地少,人均占有耕地面积更少。因而,要变化这种局面,只靠增长耕地面积是不也许实现,因而咱们要另辟蹊径,想办法来提高单位亩产量。温室大棚技术就是其中一种好办法。温室大棚就是建立一种模仿适合生物生长气候条件,创造一种人工气象环境,来消除温度对生物生长约束。并且,温室大棚能克服环境对生物生长限制,能使不同农作物在不适合生长季节产出,使季节对农作物生长不再产生过度影响,某些或完全挣脱了农作物对自然条件依赖。由于温室大棚能带来可观经济效益,因此温室大棚技术越来越普及,并且已成为农民增收重要手段。 随着大棚技术普及,温室大棚数量不断增多,温室大棚温湿度控制便成为一种十分重要课题。老式温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计,通过读取温度值和湿度值理解实际温湿度,然后依照既有温湿度与额定温湿度进行比较,看温湿度与否过高或过低,然后进行相应通风或者洒水。这些操作都是在人工状况下进行,耗费了大量人力物力。当前,随着国家经济迅速发展,农业产业规模不断提高,农产品在大棚中哺育品种越来越多,对于数量较多大棚,老式温度控制办法就显现出很大局限性。温室大棚建设对温湿度检测与控制技术也提出了越来越高规定。 今天,咱们生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机小电脑在为咱们服务。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息解决、家用电器等各测控领域应用中独占鳌头。时下,家用电器和办公设备智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流,而这些高性能无一不是靠单片机来实现。采用单片机来对温湿度进行控制,不但具备控制以便、组态简朴和灵活性大等长处,并且可以大幅度提高被控温湿度技术指标,从而可以大大提高产品质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等长处,成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用器件,特别在寻常生活中也发挥越来越大作用。因而,单片机对温湿度控制问题是一种工农业生产中经常会遇到问题。因而,本课题环绕基于单片机温室大棚控制系统展开了应用研究工作。 第二节 选题意义 随着单片机和传感技术迅速发展,自动检测领域发生了巨大变化,温室环境自动监测控制方面研究有了明显进展,并且必将以其优秀性能价格比,逐渐取代老式温湿度控制办法.但是,当前应用于温室大棚温湿度检测系统大多采用模仿温度传感器、多路模仿开关、A/D转换器及单片机等构成传播系统。这种温湿度度采集系统需要在温室大棚内布置大量测温电缆,才干把现场传感器信号送到采集卡上,安装和拆卸繁杂,成本也高。同步线路上传送是模仿信号,易受干扰和损耗,测量误差也比较大。为了克服这些缺陷,本文参照了一种基于单片机并采用数字化单总线技术温度测控系统应用于温室大棚设计方案闭,依照实用者提出问题进行了改进,提出了一种新设计方案,在单总线上传播数字信号。 本文简介温湿度测控系统就是基于单总线技术及其器件组建。该系统可以对大棚内温湿度进行采集,运用温湿度传感器将温室大棚内温湿度变化,变换成数字量,其值由单片机解决,最后由单片机去控制液晶显示屏,显示温室大棚内实际温湿度,同步通过与预设量比较,对大棚内温度进行自动调节,如果超过咱们预先设定湿度限制,湿度报警模块将进行报警。这种设计方案实现了温湿度实时测量、显示和控制。该系统抗干扰能力强,具备较高测量精度,不需要任何固定网络支持,安装简朴以便,性价比高,可维护性好。这种温湿度测控系统可应用于农业生产温室大棚,实现对温度实时控制,是一种比较智能、经济方案,适于大力推广,以便增进农作物生长,从而提高温室大棚亩产量,以带来较好经济效益和社会效益。 第二章 系统硬件电路设计 第一节 系统硬件构成及其测控原理 一、系统硬件电路整体框架图 STC89C52 DHT11温湿度检测模式 LCD1602显示模块 复位模块 晶振模块 温湿度报警模块 温度调节系统 湿度调节系统 图2-1 系统整体框图 二、系统整体电路图 图2-2系统整体电路图 三、系统工作原理 本系统由如图2-1、图2-2所示,DHT11温湿度传感器采集数据,STC89C52单片机进行数据解决,LCD1602显示模块显示温湿度。由PWM控制温度调节模块进行温度调节,当温度不大于18℃时,M4QA045电机停止运转,当温室不不大于28℃时,M4QA045电机全速运转,当温度处在18℃和28℃之间时,通过PWM控制M4QA045电机转速。由STC89C52单片机输出高低电平控制湿度报警模块,当湿度不不大于65%RH或者不大于45%RH时,STC89C52单片机输出高电平,湿度报警模块报警,当湿度处在45%RH和65%RH之间时,STC89C52单片机输出低电平,湿度报警模块关闭。 第二节 单片机选取 一、单片机概述 单片微型计算机简称单片机,又称微控制器,嵌入式微控制器等,属于第四代电子计算机。它把中央解决器、存储器、输入/输出接口电路以及定期器叶数器集成在一块芯片上,从而具备体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点,因而,适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统前端装置。正是由于这一因素,国际上逐渐采用微控制器(MCU)代替单片微型计算机(SCM)这一名称。“微控制器”更能反映单片机本质,但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受,因此仍沿用“单片机”这一名称。 1、单片机重要特点有: (1) 具备优秀性能价格比。 (2) 集成度高、体积小、可靠性高。 (3) 控制功能强。 (4) 低电压,低功耗。 2、单片机重要应用领域: (1) 工业控制 (2) 仪器仪表 (3) 电信技术 (4) 办公自动化和计算机外部设备 (5) 汽车和节能 (6) 制导和导航 (7) 商用产品 (8) 家用电器 因而,在本课题设计温湿度测控系统中,采用单片机来实现。在单片机选用方面,由于STC89系列单片机与MCS-51系列单片机兼容,因此,本系统中选用STC89C52单片机。 二、STC89C52单片机引脚阐明 图2-3 STC89C52单片机引脚图 芯片引脚如图2-3所示: VCC :电源端; GND:接地端; P0口:P0口是一种8位漏极开路双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下,P0具备内部上拉电阻。在flash编程时,P0口也用来接受指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。 P1口: 是一种具备内部上拉电阻8位双向I/O口,p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低引脚由于内部电阻因素,将输出电流(IIL)。此外,P1.0和P1.2分别作定期器/计数器2外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2触发输入(P1.1/T2EX),详细如下表1所示。在flash编程和校验时,P1口接受低8位地址字节。 P2口:P2口是一种具备内部上拉电阻8位双向I/O口,P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低引脚由于内部电阻因素,将输出电流(IIL)。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR)时,P2口送出高八位地址。在这种应用中,P2口使用很强内部上拉发送1。在使用8位地址(如MOVX @RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器内容。在flash编程和校验时,P2口也接受高8位地址字节和某些控制信号。 P3口:P3口是一种具备内部上拉电阻8位双向I/O口,p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低引脚由于内部电阻因素,将输出电流(IIL)。P3口亦作为AT89S52特殊功能(第二功能)使用,如上表2-1所示。在flash编程和校验时,P3口也接受某些控制信号。 RST:复位输入。晶振工作时,RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完毕后,RST脚输出96个晶振周期高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下,复位高电平有效。 ALE/PROG:地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时,锁存低8位地址输出脉冲。在flash编程时,此引脚(PROG)也用作编程输入脉冲。 在普通状况下,ALE以晶振六分之一固定频率输出脉冲,可用来作为外部定期器或时钟使用。然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳过。如果需要,通过将地址为8EHSFR第0位置 “1”,ALE操作将无效。这一位置 “1”,ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则,ALE将被薄弱拉高。这个ALE使能标志位(地址为8EHSFR第0位)设立对微控制器处在外部执行模式下无效。 PSEN:外部程序存储器选通信号(PSEN)是外部程序存储器选通信号。当STC89C52从外部程序存储器执行外部代码时,PSEN在每个机器周期被激活两次,而在访问外部数据存储器时,PSEN将不被激活。 EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH外部程序存储器读取指令,EA必要接GND。为了执行内部程序指令,EA应当接VCC。在flash编程期间,EA也接受12伏VPP电压。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器输出端。 程序存储器:如果EA引脚接地,程序读取只从外部存储器开始。对于89S52,如果EA接VCC,程序读写先从内部存储器(地址为0000H~1FFFH)开始,接着从外部寻址,寻址地址为:H~FFFFH。 数据存储器:STC89C52有256字节片内数据存储器。高128字节与特殊功能寄存器重叠。也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相似地址,而物理上是分开。当一条指令访问高于7FH地址时,寻址方式决定CPU访问高128字节RAM还是特殊功能寄存器空间。直接寻址方式访问特殊功能寄存器(SFR) 定期器2:定期器2是一种16位定期/计数器,它既可以做定期器,又可以做事件计数器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中C/T2位选取(如表2所示)。定期器2有三种工作模式:捕获方式、自动重载(向下或向上计数)和波特率发生器。工作模式由T2CON中有关位选取。定期器2有2个8位寄存器:TH2和TL2。在定期工作方式中,每个机器周期,TL2寄存器都会加1。由于一种机器周期由12个晶振周期构成,因而,计数频率就是晶振频率1/12。 中断:STC89C52有6个中断源如表2-2所示:两个外部中断(INT0和INT1),三个定期中断(定期器0、1、2)和一种串行中断每个中断源都可以通过置位或清除特殊寄存器IE中有关中断容许控制位分别使得中断源有效或无效。IE还涉及一种中断容许总控制位EA,它能一次禁止所有中断。定期器2可以被寄存器T2CON中TF2和EXF2或逻辑触发。程序进入中断服务后,这些标志位都可以由硬件清0。事实上,中断服务程序必要鉴定与否是TF2或EXF2激活中断,标志位也必要由软件清0[1]。 表2-1 中断控制寄存器 符号 位地址 功能 EA IE.7 中断总容许控制位。EA=0,中断总禁止;EA=1,各中断由各自控制位设定 IE.6 预留 ET2 IE.5 定期器2中断容许控制位 ES IE.4 串行口中断容许控制位 ET1 IE.3 定期器1中断容许控制位 EX1 IE.2 外部中断1容许控制位 ET0 IE.1 定期器0中断容许控制位 EX0 IE.0 外部中断1容许控制位 三、STC89C52单片机最小系统 图2-4 晶振电路 图2-5复位电路 如图2-4、图2-5所示,复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运营基本模块。单片机最小系统是在以51单片机为基本上扩展,使其能更以便地运用于测试系统中,不但具备控制以便、组态简朴和灵活性大等长处,并且可以大幅度提高被测试技术指标,从而可以大大提高产品质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等长处,称为在实时检测和自动控制领域中广泛应用器件,在工业生产中称为必不可少器件,特别是在寻常生活中发挥作用也越来越大[2]。 第三节 温湿度报警系统 一、IDS18B20简介 图2-6 IDS18B20 DS18B20数字温度传感器采用DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成,具备耐磨耐碰,体积小,使用以便,封装形式多样等长处,合用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 二、DS18B20性能特点 (1). 适应电压范畴更宽,电压范畴:3.0~5.5V,在寄生电源方式下可由数 据线供电; (2). 独特单线接口方式,DS18B20在与微解决器连接时仅需要一条口线即可实现微解决器与DS18B20双向通讯; (3). DS18B20支持多点组网功能,各种DS18B20可以并联在唯一三线上,实现组网多点测温; (4). DS18B20在使用中不需要任何外围元件,所有 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管集成电路内; (5). 温范畴-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃; (6). 可编程 辨别率为9~12位,相应可辨别温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温; (7). 在9位辨别率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位辨别率时最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快; (8). 测量成果直接输出数字温度信号,以”一 线总线”串行传送给CPU,同步可传送CRC校验码,具备极强抗干扰纠错能力; (9). 负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁, 但不能正常工作。 三.DS18B20管脚排列 (一)DS18B20外形及管脚排列如下图: 图2-7 DS18B20外形及管脚排列 DS18B20引脚定义: (1)I/O为数字信号输入/输出端; (2)GND为电源地; (3) VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。 (二).DS18B20内部构造图: 图2-8 DS18B20内部构造图 三、温度调节模块设计 1.方案一 图2-9 方案一电路图 如图2-9所示,由PWM控制温度调节模块,当PWM端输入高电平时,电流经Q1放大,光耦导通,光耦输出电流经Q2放大后,使双向可控硅导通,M4QA045电机运转,当PWM端输入低电平时,双向可控硅控制端输入电流为0,交流电过零后来,双向可控硅截止,M4QA045电机停止运转[4]。 2.方案二 图2-10方案二电路图 如图2-10所示,由PWM控制温度调节模块,当PWM端输入高电平时,电流经Q4放大,常开端5闭合,M4QA045电机运转,当PWM端输入低电平时,常开端5断开,M4QA045电机停止运转。 3.方案比较 方案一采用光耦隔离强电,方案二采用继电器隔离强电,但方案一没有实现强电与直流源隔离,且方案一环节复杂,计算难度大,过多环节延长响应时间,从而影响温度调节模块性能,因此选取方案二。 图2-11电热器驱动电路 基于以上两个方案分析,加热器驱动电路也同样选用继电器隔离,当温度低于18℃时,相应引脚输出高电平,电流通过三极管放大,继电器常开端闭合,电热器工作,当温度高于23℃时,相应引脚输出低电平,继电器常开端关闭,电热器不工作。 四、湿度调节模块设计 图2-12 湿度报警模块电路图 如图2-12所示,由STC89C52单片机在BUZZER端输入信号控制湿度报警模块。当湿度不不大于65%RH或者不大于45%RH时,BUZZER端输入高电平,电流经Q3放大,使蜂鸣器工作;当湿度处在45%RH和65%RH之间时,BUZZER端输入低电平,蜂鸣器不工作。 第三章 温室大棚控制系统软件设计 第一节 Keil C51软件系统 单片机开发中除必要硬件外,同样离不开软件,随着单片机开发技术不断发展,从普遍使用汇编语言到逐渐使用高档语言开发,单片机开发软件也在不断发展,Keil软件是当前最流行开发MCS-51系列单片机软件,这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了涉及C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一种功能强大仿真调试器等在内完整开发方案,通过一种集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起。运营Keil软件需要Pentium或以上CPU,16MB或更多RAM、20M以上空闲硬盘空间、WIN98、NT、WIN、WINXP等操作系统。掌握这一软件使用对于使用51系列单片机兴趣者来说是十分必要,如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你不二之选(当前在国内你只能买到该软件、而你买仿真机也很也许只支持该软件),虽然不使用C语言而仅用汇编语言编程,其以便易用集成环境、强大软件仿真调试工具也会令你事半功倍。 一、系统概述 Keil C51是美国Keil Software公司出品51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、构造性、可读性、可维护性上有明显优势,因而易学易用用过汇编语言后再使用C来开发,体会更加深刻。 Keil C51软件提供丰富库函数和功能强大集成开发调试工具,全Windows界面。此外重要一点,只要看一下编译后生成汇编代码,就能体会到Keil C51生成目的代码效率非常之高,多数语句生成汇编代码很紧凑,容易理解。在开发大型软件时更能体现高档语言优势。下面详细简介Keil C51开发系统各某些功能和使用。 二.、Keil C51单片机软件开发系统整体构造 C51工具包整体构造,其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos集成开发环境(IDE),可以完毕编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE自身或其他编辑器编辑C或汇编源文献。然后分别由C51及A51编译器编译生成目的文献(.OBJ)。目的文献可由LIB51创立生成库文献,也可以与库文献一起经L51连接定位生成绝对目的文献(.ABS)。ABS文献由OH51转换成原则Hex文献,以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试,也可由仿真器使用直接对目的板进行调试,也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。 三、使用独立Keil仿真器时,注意事项 (1)仿真器标配11.0592MHz晶振,但顾客可以在仿真器上晶振插孔中换插其她频率晶振; (2)仿真器上复位按钮只复位仿真芯片,不复位目的系统; (3)仿真芯片31脚已接至高电平,因此仿真时只能使用片内ROM,不能使用片外ROM;但仿真器外引插针中31脚并不与仿真芯片31脚相连,故该仿真器仍可插入到扩展有外部ROM(其CPU/EA引脚接至低电平)目的系统中使用。 四、Keil C51单片机软件基本操作环节 (1)、安装好了Keil软件后来,咱们打开它。 (2)、咱们先新建一种工程文献,点击“Project->New Project…”菜单。 (3)、选取工程文献要存储途径 ,输入工程文献名xdch最后单击保存。 (4)、在弹出对话框中选取CPU厂商及型号。 (5)、选取好STC89C52芯片,接着点击拟定,弹出对话框。 (6)、新建一种C51文献,单击左上角New File,保存为DS18B20_4.C,(注意后缀名必要为.C),再单击“保存”。 (7)、存好后把此文献加入到工程中办法如下:用鼠标在Source Group1上单击右键,然后再单击Add Files to Group Source Group 1。 (8)、选取要加入文献,找到MAIN.C后,单击Add,然后单击Close。 (9)、在编辑框里输入代码。 (10)、生成 .hex烧写文献,先单击Options for Target。 (11)、在下图中,咱们单击Output,选中Create HEX F,再单击“拟定”。 以上是Keil软件基本应用[8]。 第二节 温室大棚控制系统程序设计 一、整体系统框架图 图3-1 系统整体框图 一方面,初始化单片机设立中断,定义变量,然后初始化LCD1602显示模块,设立8位格式,2行,5*7矩阵显示,整体显示,关光标,不闪烁设定输入方式,增量不移位,清除屏幕显示。调用温湿度采集程序进行数据采集,通过数据转换程序,将十六进制转换成十进制,将十进制数据输出到LCD1602显示模块进行显示,依照温度调节电机转速,依照湿度判断与否报警,最后,进行新一轮温湿度采集。 二、LCD1602显示模块程序设计 图3-2 显示程序框图 如图3-2,初始化LCD1602显示模块,设立8位格式,2行,5*7矩阵显示,整体显示,关光标,不闪烁设定输入方式,增量不移位,清除屏幕显示,延时等待,将采集到温湿度数据进行转换,十六进制转换成十进制,然后,判断与否在第一行显示,输入相应地址数据,延时等待,输入需要显示数据。 三、PWM程序设计 图3-3 PWM程序框图 如图3-3所示,进行中断程序初始化,设立定期器T0中断时间为1ms,中断100次,即100ms作为一种脉冲周期,每中断一次,由变量T0_number进行计数,当变量T0_number不不大于100时,给变量T0_number赋值0,重新开始计数,当变量T0_number不大于变量PWM_width_H时,输出高电平,当变量T0_number不不大于变量PWM_width_H时,输出低电平,以此控制脉宽。 第四章 调试中遇到问题 在软件调试过程中,遇到问题有诸多,下面就几种比较突出问题进行阐明。 1)在对Keil C使用时不懂得怎么才干让它生成HEX文献,从而进行仿真,由于此前没有用过类似软件,不会并且也不懂得需要生成HEX文献,导致前期工作很难进行 2 )由于用是DHT11数字传感器,在编程过程中需要对所测得温度进行解决,并且需要给定一种温度范畴,建立一种温度与电机转速数学模型,通过重复计算、实验才实现。 3)由于考虑到经济实用方面,因此在进行实物操作之前,采用proteus软件对程序和硬件电路进行仿真,可是在仿真过程中,独立按键总是不敏捷,这需要对延迟时间进行调节,而程序中设立延迟时间总是不可以很符合实际操作,因此在这方面挥霍了大量时间进行重复操作和实验 4)在仿真过程中,由于用到是LCD1602显示模块,这种显示模块是可以显示字符,并且这种模块自身带有字库,但事实仿真过程中,电路规定相对宽松,不需加上拉电阻,而实际电路调试过程需要加上拉电阻。 结 论 以上为毕业期间所设计温室大棚控制控制系统,它通过多次修改和整顿,可以满足设计基本规定。采用STC89C52单片机、DHT11数字温湿度传感器、LCD1602液晶显示模块和M4QA045电机等器件设计温室大棚控制系统,实现温湿度采集、英文显示;温度自动调节,湿度越限报警功能。 由于本人水平有限,此设计存在一定问题。譬如系统抗干扰能力差,且没有实现自动自动复位。由于使用是单片机作为核心控制元件,配合其他器件,使本温度控制系统具备功能强、性能可靠、电路简朴、成本低特点,加上通过优化程序,使其有很高智能化水平。 而在本次论文写作过程中,让我感受到所学知识甚少,尚有某些知识遗忘太多了。因此通过这次论文让我又对所学知识从新整顿了一遍,还对后来学习与局限性有了较清晰结识。 谢 辞 通过这段时间忙碌和工作,本次毕业设计已经接近尾声,作为一种专科生毕业设计,由于经验匮乏,难免有许多考虑不周全地方,如果没有导师督促指引,以及同窗们支持和协助,想要完毕这个设计是难以想象,再次特别谢谢教师和同窗予以我协助与指引。 在这里一方面要感谢我导师孙庆玲教师。孙教师平日里工作繁多,但在我做毕业设计每个阶段,从设计草案拟定和修改,中期检查,后期详细设计,装配草图等整个过程中都予以了我悉心指引。她治学严谨和科学研究精神也是我永远学习榜样,并将积极影响我此后学习和工作。 然后,还要感谢大学两年多来所有教师,为咱们打下机电一体化专业知识基本所专家一切;同步还要感谢所有同窗在学校期间给与我所有协助与勉励,正是由于有了你们支持和勉励,本次毕业设计才会顺利完毕。 最后感谢母校给与我人生这次栽培,谢谢你们。 参照文献 [1] 孙育才.MCS-51系列单片微型计算机及其应用(第四版) [M].南京:东南大学出版社, [2] 康华光.电子技术基本-模仿某些(第四版)[M].北京:高等教诲出版社,1999 [3] 康华光.电子技术基本-数字某些(第四版)[M].北京:高等教诲出版社,1999 [4] 石来德.机械参数电测技术[M].上海:上海科学技术出版社,1981 [5] Ernest O.Doebelin. Measurement Systems:Application and Design [M].America:McGraw-HILL BOOK COMPANY,1976 [6] 曹继松.测试电路[M].上海:上海交通大学出版社,1995 [7] 谢自美.电子线路设计实验测试[M].武汉:华中科技大学出版社, [8] 马靖善,秦玉平.C语言程序设计[M].北京:清华大学出版社, [9] 赖麒文.8051单片机C语言开发环境实务与设计 [M].北京:科学出版社, [10] 徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计[M].北京:北京航空航天大学出版社, 附 录 #include <reg52.h> #include <intrins.h> #define LCD_DB P2 sbit DQ = P1^0; sbit BUZZER = P1^1; sbit PWM = P1^2; sbit LCD_RS = P1^4; sbit LCD_RW = P1^5; sbit LCD_E = P1^6; sbit HEAT = P1^7; void initial(void); void read_DHT11(void); void LCD_write_command(unsigned char com); void LCD_display_char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat); unsigned char read_DHT11_char(void); void control_temperature_humidity(void); void delay_xms(unsigned int time_xms); void delay_x10us(unsigned int time_x10us); unsigned char stop_system = 0; unsigned char lineOne[] = “TS(0-50): C”; unsigned char lineTwo[] = “HS(20-90): %RH”; unsigned int T0_number = 0,T1_number,PWM_width_H; unsigned char temperature_ten,temperature- 配套讲稿:
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