毕业设计（论文）-智能温室参数无线监控系统设计.doc

题 目 智能温室参数无线监控系统设计 学生姓名 学号 所在学院 陕西理工学院 专业班级 电子1203班 指导教师 完成地点 物理与电信工程学院实验室 2016 年 5 月 20 日智能温室参数无线监控系统设计作者：（陕西理工学院 物理与电信工程学院 电子信息工程专业12级3班，陕西 723000）指导教师： 摘要 介绍基于STC89C52单片机和DHT11的温湿度检测系统。其中测温湿度控制电路由温湿度传感器和预设温度值比较报警电路组成，DHT11数字温湿度传感器把采集到的温湿度数据传给单片机。经过单片机的处理。准确的显示到液晶屏上。检测的数值会和之前设置的标准温湿度范围进行比较，判断是否在这范围内，倘若不在这个标准的范围内，系统就会对此结果执行相应的报警程序。通过测试之后基本实现了所有功能。并对温湿度设置上下限。越限报警。该系统电路简单、工作稳定、集成度高，调试方便，测试精度高，具有一定的实用价值。 关键词 STC89C52；DHT11；1602LCDIDesign and Research of Greenhouse Environmental Monitoring System Based on Single Chip MicrocomputerAuthor:Shao Bin Zhang(Grade 12,Class 03,Major in Electronics & Information engineering ,Physics & Telecommunications engineering Dept., Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi)Tutor: Fang Liang Abstract This design is the use of STC89C52 and DHT11 in temperature and humidity detection system. Temperature and humidity control circuit in which the temperature and humidity sensors and compare the value of the preset temperature alarm circuit. DHT11 digital temperature and humidity sensors to the acquisition of temperature and humidity data to the microcontroller. The processing of single chip. Accurate displayed on the LCD panel. And the temperature and humidity on the set limit. The limit alarm.Ifthe temperature exceeds the threshold,willdrive the relay to work.the system circuit is simple, stable, high integration, commissioning Convenient, high precision, has some practical value. Key Words STC89C52；DHT11；1602LCDII陕西理工学院毕业设计目 录1 引言1 1.1 课题背景1 1.2 立题的目的及意义11.3 国内外的研究现状及发展趋势11.4 本系统主要研究内容11.5 系统的工作原理简介22 系统总体设计32.1 系统总框图3 2.2 芯片选择33 系统硬件电路的设计53.1 系统硬件概述53.2 主控模块设计53.3 DHT传感器模块设计73.4 液晶显示模块设计93.5 继电器模块103.6 阈值设定模块114 系统软件程序的设计134.1 液晶显示模块设计134.2 传感器模块设计144.3 系统总原理图设计155 系统分析与调试17结论19致谢20参考文献21附录A22附录B31III陕西理工学院毕业设计1 引言1.1 课题背景改革开放以后，我国的经济水平在快速的发展，我国的社会地位在不断的进步，生活质量水平的好坏相对很多人来说也变得至关重要。如何在一年四季都能种植和培养出优质新鲜的蔬菜，一直是人们研究的课题方向。而基于单片机的温室大棚环境参数监控系统对解决这些问题有着非常重大的意义1。温室大棚一直都用于植物种植和培育中，但这需要有一套科学的和先进的管理方法才能更好的运用好温室栽培这一高效技术，这样就可用它来监控植物在各个时间段所需要的温度和湿度等一系列环境参数2。把温湿度监控系统用在温室大棚中，是将单片机的相关应用具体化和实际化了，体现了单片机的一种实际意义，这种应用随着温室大棚的发展将会十分广泛，它代表了一种智能监控的方法。1.2 立题的目的及意义AT89C52单片机是被经常用作控制的芯片，它具有开发周期短、控制能力优异、可靠性强的优点，用其作为控制系统的实例也很多。使用它能够实现温度和湿度全过程的自动控制，并且AT89C52单片机便于学习、了解，性价比都是比较高的。使用AT89C52单片机设计这个系统，可以准确、及时的反映室内的温湿度的变化。完成比如升温直到设定温度、降温直到设定的温度、在设定温度的上下限范围内保持恒温和多种控制方式并存，在湿度和温度控制的方面也是一样的3。将此温湿度控制系统应用到农业温室中必然会为植物的成长提供了更好的适宜的环境。1.3 国内外的研究现状及发展趋势美国是将计算机应用于大棚和管理最早，最多的国家之一。美国开发的大棚计算机控制与管理系统可以根据作物的特点和生长所需要的条件，对大棚内的光照，温度，湿度等诸多因素进行自动控制。这种自动控制系统需要种植者输入温室作物生长所需的环境的目标参数，计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标进行比较，以决定大棚温湿度的控制过程，按照相应的机构进行加热，降温或者是浇水，通风等4。目前，我国绝大部分自主开发的大棚温湿度控制或者进口的国外设备都属于这种系统。虽然这种自动控制系统实现了自动化，适合规模化生产，提高了劳动生产率，通过改变大棚温湿度的设定目标，可以自动的对大棚内温湿度进行调节，但是这种调节对作物的生长来说还是相对滞后的，难以介入作物生长的内在规律。所以在这种自动控制系统和实践的基础上，温湿度自动控制向着适合不同作物生长的智能化控制发展。国外大棚业正致力于高科技发展，遥测技术，网络技术5，控制局域网已逐渐应用于大棚的管理和控制中，近几年各国温度控制技术提出建立大棚行业标准，朝着网络化，大众化，大规模，无人化的方向发展的思路6。目前国内外使用的温湿度检测元件种类繁多、应用范围也较广泛加之单片机和大规模集成电路技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片机数据采集系统。基于单机片的温湿度监测控制系统的设计研究较少。随着经济和社会的不断发展，人们对自己的生活环境要求越来越高。特别在温室大棚中，对温湿度要求更为严格。基于单片机的温室温湿度控制统设计，将对环境的温湿度监测系统做详细的设计与实现。1.4 本系统主要研究内容本系统所要实现的功能是：1.温湿度实时检测及显示。通过LCD1602实时地显示传感器DHT11检测到的温湿度值，并且固定时间（2s）检测更新显示一次。2.报警阈值的手动设置。通过四个按键实现温湿度阈值的设置，使得系统更加人性化、智能化，具有更高的实用价值。3.当温湿度超出阈值时能自动开启相应的继电器驱动负载。通过小灯指示哪一路工作，以提醒用户。阀值可以通过AT24C02存储，实现断电保存。4.系统主要可以应用在粮仓的智能控制，当温度超限通风降温；当湿度超限可以抽湿。1.5 系统的工作原理简介总体来说，本次设计主要涉及了温湿度的测量、显示以及实现简单控制。硬件方面有五个模块，即STC89C52单片机主控模块、传感器模块、LCD1602液晶显示模块、继电器模块以及阈值设置模块。本系统以单片机STC89C52为核心，数据采集、传输、显示、报警都要通过单片机。数据采集通过单总线的智能数字温湿度传感器DHT11完成；通过单片机把采集的数据显示在LCD上；当采集的数据超出给定范围时，有LED灯实时报警，单片机采用C语言编程7。传感器模块使用的是DHT11数字温湿度传感器。通过DHT11检测出当前环境下的温湿度，将所测数据交给AT单片机进行分析和处理，并分别存入不同数组以便显示时候用。其中，为了显示稳定，本系统每间隔2s采集一次数据送入单片机。本系统采用的是继电器驱动负载，因此无论温度还是湿度超出范围继电器均可以驱动负载工作，及时启用降温风扇以及抽湿风扇来有效的调整粮仓等应用场所内的温湿度。2 系统总体方案设计2.1 系统总框图硬件主要以STC89C52型单片机为核心，通过LCD1602实时地显示传感器DHT11检测到的温湿度值，阀值可以通过AT24C02存储，实现断电保存。过阀相应的报警驱动。本研究设计的温湿度控制器框图如图2.1所示。图2.1 温湿度控制器方框图2.2芯片选择单片机的选择方案一：AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS型8位单片机，芯片采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，能够兼容正常的MCS-51指令系统，芯片内部采用8位中央处理器(CPU)和Flash存储器，功能很好。其片内的8K程序存储器是FLASH工艺的，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护我们的劳动成果。再者，这个芯片目前的售价比8031还低，市场供应也很充足。它可用来构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。只要程序长度小于8K，四个I/O口全部提供给用户。可用5V电压编程，而且擦写时间仅需lOms。AT89C52芯片采用了三级程序存储器进行了加密，使用了方便灵活并且可靠的硬加密技术，足够保证程序或系统不被抄袭。PO口是三态双向口，是数据总线口，因为只有它能直接被用于对外部存储器的读/写操作。方案二：STC系列单片机的指令系统和AT系列的完全兼容，但实际操作起来却存在很多问题：（1）AT89C52不带ISP下载，要用下载器才行，STC89C52可以用你的USB转串口下载，下载软件可以到STC厂家网上去下。（2）STC单片机执行指令的速度很快，大约是AT的3-30倍，尽管快是好事，但这样一来，你在AT上好使的程序在STC上不一定好用，最典型的例子就是那些对时序有严格要求的模块，用STC时注意得加长延时，大约是AT的1030倍就差不多，这一点自己调试就知道了。（3）STC单片机对工作环境的要求比较低，电压低于5伏时仍然正常工作，甚至3伏到4伏之间都还可以工作，然而这样的环境下STC肯定不行了，所以当一个系统用STC单片机好用，但用STC的单片机不工作时，直接查最小系统，看单片机的供电是否正常。比较这两种方案，由于在学校期间学过数字电路、单片机原理、C语言程序设计，综合考虑单片机的各部分资源和作为学生能够获得的资源，经过对比此次设计要求，我选择用STC系列芯片完成。而且学校也提供了相应的硬件操作平台，实际操作起来比较方便，故STC为更合理的选择。本系统选择STC89C52单片机作为主控芯片。足够本设计运行，且价格便宜，下载程序方便。传感器的选择方案一：选用DS18B20温度传感器作为温度检测模块。DS18B20是一线式数字温度传感器。具有独特的单线式接口方式。测量范围在55125，1085，误差范围在-+0.5。最高精度可达0.0625。HS1101是电容式湿度传感器。可测量相对湿度范围在0%100%RH。误差为-+2%RH。方案二： 选用DHT11作为设计的温湿度检测模块。DHT11是一款集成型的数字温湿度一体传感器。 它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，担保产品具有极高的稳妥性与杰出的长期平稳性。传感器包含一个电阻式感湿器件和一个NTC测温器件，并和一个高性能8位单片机相连结。所以这个产品具有性能卓越、响应速度快、抗干扰性能强、性价比极好等优点。湿度测量精度在20%90%RH之间，温度在050之间。测温误差在-+2，测湿误差在-+5%RH。完全符合这次毕业设计的要求。经上述分析，方案一虽然精度更精确。却稍显复杂。方案二即便不能实现方案一的高精度测量。却也能满足设计要求。且简便易行。可靠稳定。具有超高的性价比。故选择方案二。显示器选择方案方案一：采用12864液晶显示屏。这个显示模块采用64128点阵的汉字图形型液晶显示模块，可用来显示图形及汉字，内部含有8192个中文汉字、128个字符和64X256点阵显示内存。可和CPU直接相连，采用两种界面来和微处理器相连：具有8位串行和并行两种连接方式。拥有多种特点：坐标显示、画面移动、睡眠功能等。方案二：采用LCD1602液晶显示屏。LCD1602A 是一种工业字符型液晶，能够同时显示16x02 即32个字符。（16列2行）。1602只能显示字母、数字和符号能显示16*2个字符，但寄存器不止32个，有一些显示效果，如字符一个个显示、字符从左到右或从右到左显示等等，显示效果简单。总结：在编程使用方面，两者难度差不多，原理差不多，都是写指令、写地址、写数据等等。当然12864液晶屏显示更全面、字符更多。相比于1602液晶屏、12864能更形象具体的实现显示功能。不过1602液晶屏也能实现设计的要求。网上买比较廉价，最低的六块钱左右。而12864液晶显示屏最便宜的也要四十块钱。从造价方面考虑，当然是价格低廉的优先。而LCD1602A就是最好的选择。3系统硬件电路的设计3.1系统硬件概述此次的毕业设计主要由五个大的模块构成，分别是主控模块、传感器模块、LCD液晶显示模块、继电器模块以及阈值设置模块。其中主控模块是此次毕业设计的核心模块，主要是指STC89C52芯片，它控制整个系统的运行，利用其各个口分别控制其他模块，使其他模块能够成为一个整体，实现功能的需要，从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶屏上即时显示。液晶屏上同时显示温湿度上限值，该上限值保存外外部EEPROM存储器中，掉电不失，并且可以通过四只按键上调或下调。当温度或湿度值超过上限值时，报警信号点亮相应报警灯。该报警信号可以通过三极管驱动继电器，以控制外部风机或制冷器。3.2主控模块设计通过上面地总体方案和实施措施的议论后就应该最先着手硬件系统的设计，软件系统设计的基础、硬件系统是应用系统的根本，根据性价比、运行地速度还有部分功能地实现等因素的考虑后，选用STC89C52单片机是一个比较合理的选择。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器,与工业89C51 产品指令和引脚完全兼容8。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，STC89C52拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案9。STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式10。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。其引脚排列如图3.1所示：图3.1 STC89C52引脚图 （1）电源及时钟引脚（4个） VCC:电源接入引脚； GND:接地引脚； XTAL1:晶体振荡器接入的一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚接地）； XTAL2:晶体振荡器接入的另一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡信号的输入端）。（2）控制线引脚（4个） RST/VPD:复位信号输入引脚/备用电源输入引脚； ALE/PROG:地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚(低电平有效）； EA/Vpp:内外存储器选择引脚（低电平有效）/片内EPROM（或FlashROM）编程电压输入引脚； PSEN:外部存储器选通信号输出引脚（低电平有效）。(3) 并行I/O引脚（32个，分成4个8位口） P0.0P0.7:一般I/O引脚或数据/低位地址总线服用引脚； P1.0P1.7:一般I/O引脚； P2.0P2.7:一般I/O引脚或高位地址总线引脚； P3.0P3.7:一般I/O引脚或第二功能引脚。其内部主要由CPU、RAM、ROM、通用I/O及总线构成。CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；单片机的寄存器MCS-51芯片有独特的程序存储器、数据存储器。外部程序存储器、数据存储器，都能够采用64K的寻址方式。程序存储器：假如EA引脚接低电平，程序读取只有从外部存储器开始读取。对于52单片机，如果EA接电源，程序读写只有从内部存储器开始，并且从外部寻址。数据存储器：52单片机有256字节的片内数据存储器。高128字节与特殊功能寄存器重合。意思就是说高 128 字节和特殊地功能寄存器有一样的地址，然而在物理上却不是在一起的。假如一条指令访问一条比7FH高的地址时，寻址方式决定着中央处理器是访问高128字节存储器还是特殊功能寄存器（SFR）11。机器周期和指令周期 (1) 振荡周期:也称时钟周期,是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。 (2) 状态周期:每个状态周期为时钟周期的2倍,是振荡周期经二分频后得到的。 (3) 机器周期:一个机器周期包含6个状态周期S1S6,也就是12个时钟周期。在一个机器周期内,CPU可以完成一个独立的操作。 (4) 指令周期:它是指CPU完成一条操作所需的全部时间。每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成。中断STC89C52有6个中断源:两个外部中断（INT0和INT1），三个定时中断（定时器0、1、2）和一个串行中断。每一个中断源都可以通过清除或置位特殊地寄存器IE中的相关中断允许控制位分别让中断源是否有作用。IE含有一个中断允许总控制位，它可以一次禁止全部中断。IE.6位不能用，用户的软件不能够给这个位写高电平。因为它们是为STC89系列新产品得预留12。XTAL 1（ 19脚）：接外部晶振的一端。在芯片内部，它就是一个反向放大器的输入口。因此它组成了一个片内振荡器。XTAL 2（18脚）：与晶振另一端相连，在芯片内部，它就是一个反向放大器的输出口。当使用外部振荡器时，这个引脚会收到振荡器的信号，会把这个信号直接和内部时钟发生器的输入端相连13。本系统采用晶振时钟电路。外部晶振以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格要求，但电容的大小多少会影响振荡器频率的高低，振荡器的稳定性，起振的快速性和稳定性。外接晶振时，C1和C2通常选择30pf,晶振采用12MHz。本设计时钟电路如下图3.2所示： 图3.2 时钟电路3.3 DHT11传感器模块设计DHT11传感器简介DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，DHT11传感器都在准确的湿度校验室中进行校准。校准的系数应该采用程序地形式存在于OTP 内存中，由于传感器的里面通过检查信号的处理过程中需要调用这些校准系数14。单线制 串 行口，使系统的集成变得简易而快捷。超小的体积和极低的功耗，使它成为了给类应用甚至最为严格的应用场合的最好选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。 DHT11传感器实物图如下图3.3所示：图3.3DHT11传感器实物图（1）引脚介绍：Pin1：(VDD)，电源引脚，供电电压为35.5V。Pin2：（DATA），串行数据，单总线。Pin3:（NC），空脚，请悬浮。Pin4（VDD），接地端，电源负极。（2）接口说明 ：建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻。如下图3.4所示：图3.4DHT11典型应用电路（3）电气特性：VDD=5V，T = 25，除非特殊标注表3.1 DHT11的电气特性参数条件mintypmax单位供电DC355.5V供电电流测量0.52.5mA平均0.21mA待机100150uA采样周期秒1次注:采样周期间隔不得低于1秒钟。DHT11传感器模块电路设计 DHT11传感器连接STC89C52系列单片机相对比较简单。单片机的P2.0口用来发收串行数据，即数据口。连接传感器的Pin2（单总线，串行数据）。由于测量范围电路大于20米，建议加一个10K的上拉电阻，因此在传感器的Pin2口与电源之间连接一个10K电阻。而传感器的电源端口Pin1和Pin4分别接单片机的VDD和GND端。传感器的第三脚悬浮放置。DHT11传感器原件的电路原理图如下3.5所示：图3.5 DHT11电路原理图3.4 液晶显示模块设计LCD1602A 是一种工业字符型液晶显示器，能够同时显示16x02 即32个字符。（16列2行）。（1）引脚说明：第1脚：VSS为地电源。 第2脚：VDD接5V正电源。 第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。 第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时往里面写入指令或者显示地址，RS为低电平并且R/W为高电平时，能够读忙信号，RS为高电平并且R/W为低电平时可以往里面写入数据。 第6脚：E端为使能端，当E端由电平是下降沿时，液晶模块施行命令。 第714脚：D0D7为8位双向数据线。 第15脚：背光源正极。 第16脚：背光源负极。（2）1602LCD的RAM地址映射以及标准字库表它的所有操作、屏幕以及光标的操作都是采用指令编程来完成的。指令1：清显示。指令2：光标复位。指令3：光标和显示模式设置。指令4：显示开关设置。指令5：坐标或显示移动。指令6：功能设置命令。指令7：字符生成器内存地址设置 。指令8：DDRAM地址设置 。指令9：读出忙信号和坐标地址。指令10：写数据 。指令11：读数据 。1602 内部显示地址如图3.6所示：图3.6 1602显示地址在对液晶模块的初始化中要先设置它的显示方式，在液晶模块显示字符时坐标是自动右移的，不需要人为控制。每次输入指令前都要先判断液晶模块是不是正处于忙碌。1602 液晶模块内部的字符发生存储器已经包含了160个不一样的点阵字符图形。电路中液晶接口图如图3.7所示：图3.71602显示模块3.5继电器模块电磁继电器是由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片这些器件构成的。只需要在线圈两边加上一定的电压，线圈就可以流过电流，从而使得线圈带电，线圈就会吸附衔铁，带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就可以通过弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的这几个触点，可以通过这些来判断：线圈不带电时的静触点，叫做“常开触点”；带电时的静触点叫做“常闭触点”。电路中继电器室通过PNP型三极管驱动，当阀值超过设定时，单片机会由高电平跳变成低电平，三极管导通继电器吸合，继电器起开关作用，可以驱动负载。硬件电路如图3.8所示： 图3.8按键控制电路图3.6阀值设定模块温湿度阈值存储在EEPROM芯片AT24C02中，并可以通过K1K4按键调节并保存，其中K1为温度上限增加，K2为温度上限减小，K3为湿度上限增加，K4为湿度上限减小。AT24C02是IIC芯片，其电路如图3.9所示：图3.9 AT24C02的芯片引脚图AT24C02提供电可擦除的串行1024位存储或可编程只读存储器(EEPROM)128字(8位/字)。芯片在低压的工业与商业应用中进行了最优化。AT24C02的封装为8脚PDIP、8脚JEDECSOIC、8脚TSSOP，通过2线制串行接口进行数据传输。另外,整个系列有2.7V(2.7V至5.5V)和1.8V (1.8V至5.5V)两个版本。设备操作：C L O C K 和 D A T A 变化：SDA管脚通常外都要拉高。SDA管脚上的数据只能在SCL低期间改变。数据在SCL高期间改变定义为一个开始或停止信号。开始状态：在任何操作之前必须有一个开始信号-在SCL为高时SDA上产生一个下降沿。停止状态： SCL为高时SDA产生一个上升沿是停止信号，停止信号后将停止所有通信。在一个读的序列之后，停止信号将让EEPROM进入备用电源模式。开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，标志着已得到数据。中央处理器向受控单元发送一个信号后，等到受控单元还回一个回答信号，中央处理器收到回答信号后，根据实际情况判断是否还要继续传递信号。如图3.10所示：SDASCL开始结束图3.10开始、结束信号图总线基本操作：控制字节：在起始的条件之后，务必是器件的控制字节，里面高四位是器件类型的识别符，然后三位为片选信号，最后一位为读写位信号，当为高电平时就是读，为低电平时就是写。写操作：分为字节写和页面写两种方式，其中页面写根据器件的装载的字节不同有所不同。读操作：读操作有三种方式：当前地址读、随机读还有顺序读。必须注意的是：最后一个读操作的第9个时钟周期不是“不关心”。为了结束读操作，主机务必要在第9个周期时发出停止信号或者在第9个时钟周期内让SDA为1、并且发出停止信号。4 系统软件程序的设计在对我们所要设计的课题有了整体的了解之后，需要先建立程序框架的流程图，对整个设计划分模块，逐个模块实现其功能，最终把各个子模块合理的连接起来，构成总的程序。主程序首先要对整个系统进行初始化，然后将采集到的温湿度指令传给系统的主流程图如图4.1所示：开始初始化延时温湿度测量单片机温度降温1602显示数据湿度高低抽湿升温加湿正常正常高低 图 4.1主程序流程图4.1 液晶显示模块设计液晶显示模块是一个慢显示器件，在执行每条指令之前要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，则此指令失效，要显示字符时要先输入显示字符地址，告诉模块在哪里现实了字符。1602液晶显示模块可与STC89C52直接接口的。软件流程图如图4.2所示：LCD初始化延时设第一行显示位置显示第一行内容设第二行显示位置显示第二行内容开始图4.2液晶显示模块程序流程图4.2传感器模块设计DHT11传感器模块的软件流程图如下图4.3所示给DHT11上电延时1S保持高电平检测记录信号输出低电平延时输出低电平数据输出结束信号图 4.3DHT11传感器模块程序流程图4.3 系统总原理图设计图 4.4系统总原理图第 16 页 共 52 页5系统分析与调试本设计是在Keil C环境下开发的，Keil C软件支持C语言的编程及调试，运用方便，是做C语言毕业设计者的首选。设计的首要任务是安装和学习使用这个软件，在简单的学习和了解Keil C后，我们便可在此环境下开始了对带录音功能的电子琴的设计工作。在编译完Keil C后，再运用STC_ISP_V480软件烧录到开发板上，实现实物与程序的连接。在烧录前要对STC_ISP_V480进行一些必要的设置。第一步：设置MCU Type为STC89C52RC；第二步：打开编写好并编译的程序文件，它是以.hex为后缀的文件；第三步：选择对应的COM端口，（可在我的电脑的设备管理处查看COM选项）；第四步：点击Download/下载，等提示请给MCU上电时，打开开发板上的开关，它就自行烧录了。Keil C程序运行如图5.1所示，下载图如图5.2所示：图5.1keil C运行图图5.2程序烧录运行图在完成对程序的调试及烧录之后，还需要对其进行演示，把开发板与电脑连上，设置好对应的接口，完成供电及下载。开始供电后、稍带几秒等1602液晶屏能正常显示当前温湿度了之后。观察当前温湿度的变化。并且针对与自己设定的限值相比较。若当前温度没有超标，即没有超过限值。可以用手捂住DHT11传感器，令其温度的显示超标。测试能否达到报警。经过测试。完全可行。因而简单的实现了对温度的控制，继电器也可以控制风扇的转动。结论本系统以单片机为核心部件的控制系统，利用软件编程，最终基本上实现了各项要求。虽然系统还存在一些不足，比如温湿度测量不够精确，特别是湿度，波动较大。尝试了各种改进方法。仍然不太理想。不过大体能反映出设计的目的和要求。与预期的结果相差不多。经过近两个月的奋斗，从确定题目，到后来查找资料，理论学习，实验编程调试，这一切都使我的理论知识和动手能力有了很大的提高。了解了单片机的硬件结构和软件编程方法，对单片机的工作方式有了很大的认知。同时，对一些外围设备比如传感器、液晶屏、键盘、蜂鸣器等有了一定的了解！学会了对一项工程如何设计：首先，要分析需要设计的系统要实现什么功能，需要什么器件；然后，针对设计购买相应的硬件，选用硬件时不仅要选用经济的，更重要的是如何能更精确更方便的完成系统的要求；再次，对各个硬件的软件实现要弄清楚，如何更好的实现各个硬件的协调，更好的通过主控制器件实现硬件的功能。最后，通过各种测试与调试，让设计更好的完成系统要求。 但因为我们的水平有限，此设计中也存在一定的不足。就比如说对温湿度下限的设定与控制，应用就更加广泛。温湿度控制已经成为了21世纪热门研究话题之一。无论是从生产还是生活，与我们人类都是息息相关的。而智能化的控制温湿度已经发展成为一种必然。随着世界经济的发展，人们生活水平的提高以及社会的进步。我们不可能一直墨守陈规，不能在恪守以前利用人力资源来控制温湿度的方法。不仅浪费大量的人力资源、财力资源，并且控制系统也更加单一化。而采用自动控制的办法、既节省了人力资源，更体现了与时俱进的思想、世界在进步、而这种进步就该体现在各个方面。致谢 在这次毕业设计中，最应该感谢的是我的指导老师梁芳老师，本次温室大棚环境参数监控系统的成功设计与梁老师的帮助是息息相关的。还有就是应该感谢我校陕西理工学院图书馆的相关图书及文献，以及网上前辈们的优秀研究成果，通过对这些资料的学习与借鉴，完成和丰富了本次毕业设计的内容。再加上自己的思考和领悟才能预期成功地完成的本次目标。梁老师在论文前期、中期、后期都对我的想法及设计经行了独特地分析，这深深的影响了我对学习的态度，也大大促进了本次设计的顺利进行。参考文献1 高职富.温室环境控制技术的现状及发展前景J.中国市场,2007年第35期:106-107.2 吉红.自动控制在国外设施农业中的应用J.农业环境与发展,2007(5):52-54.3陈桂友，柴远斌单片机应用技术M北京：机械工业出版社，2008，10-884 范薇薇.基于无线传感器网络的温室控制系统研究D.中国知网,2010.5 王中心.温室土壤温湿度无线信息采集与监控系统的设计与实现.中国知网,2010.6 李文仲,段朝玉.短距离无线数据通信入门与实战M,北京航空航天大学出版社,2006.7熊诗波机械工程测试技术基础（第4版）M北京：机械工业出版社，2008，60-1028 徐爱钧.单片机原理实用教程.电子工业出版社,2011,3.9 张新荣基于单片机的多路温度监测系统设计J工业控制计算机，2010(7)：13-2110 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，2004，56-5811 马靖善，秦玉平C语言程序设计M北京：清华大学出版社，2005，11-1512 LEWIS R.Modeling control system using IEC 61499M.Institution of Electrical Engineers,2001.13 CHRISTENSEN J H. Basic concept of IEC 61499C.Fachtagung Verteilte Automat isierung,Magdeburg DE,2000:22- 23.14 IEC 65/240/CD,Function blocks for industrial- process measurement and control systems - Part 1:ArchitectureS.1999. 附录ABased on Single-Chip MicrocomputerTemperature and Humidity Data Acquisition System DesignAbstract-In the actural production of life in many cases are to consider the influence of temperature and humidity environment and precise control, Then came the data acquisition system. Because the CAN bus can improve antijamming ability and reliability of the data, corrective ability etc. Therefore, use the CAN bus interface to transfer data then monitored by the upper machine. This article introduced data acquisition system design composed of temperature and humidity sensor, the SCM system, computer, the can bus. After SHT75 digital temperature and humidity sensors collect the temperature and humidity measurement data in warehouse room, to send data to C8051F060 SCM system through the bus interface.C8051F060 SCM do simple rapid processing of data through the CAN bus interface to the computer for real-time monitoring. Through testing, the system can realize data acquisition, processing and communication. Keywords-temperature and humidity sensor, C8051F060, data acquisition, CAN bus)I. INTRODUCTIONBecause of IC manufacturing technology unceasing enhancement, The emergence of a high performance, high reliability single-chip DAS data acquisition system. Data collection technology has become a specialized technical, in the industrial fields have been extensively applied, data acquisition system USES more advanced module type structure, according to the different application requirements through simple increase and changed module, and combining with the system programming, can expand or modifY system, quickly composed a new system . Temperature and humidity data acquisition system is always relevant scientific research units and the company committed to developing project, its early system in monolithic computer 8031 core, using thermistors and wet sensitive capacitance as temperature sensor and humidity sensors, the whole system, while low cost, but the large size and low accuracy, communication distance restricted, poor universality, To overcome the shortcomings, this paper studies based on single-chip processor of temperature and humidity data acquisition system, realize to warehouse room scene of temperature and humidity monitoring, has the good real-time, high precision, simple and convenient, signal transceiver easy maintenance and use of advantages .II. BASED ON SINGLE-CHIP MICROCOMPUTERTEMPERATURE AND HUMIDITY DATA ACQUISITIONThrough CS051F060 single-chip microcomputer control SHT75 digital temperature and humidity sensors