[20]。4.2.1DHT11溫度信號采集程序N風機關閉在本次設計中使用到了DHT11芯片，這是一款可以同時檢測溫度和濕度的芯片，具體的程序流程如下圖4.2所示。N風機關閉圖4.2DHT11流程圖DHT11所使用的是單總線協(xié)議與單片機之間的通信，可以一次性輸送四十位的數(shù)據(jù)，單片機再將復位信號發(fā)送一次之后，DHT11芯片由低功耗模式調(diào)節(jié)到高功率消耗的模式，在將主機復位直到結(jié)束，將響應信號發(fā)送出去，并且拉高了總線準備進行數(shù)據(jù)的傳輸，完成一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，嚴格按照低位字節(jié)在后，高位字節(jié)在前的模式進行傳輸，一共是5個字節(jié)的數(shù)據(jù)，相當于40bit。因為DHT11的分辨率只能精確到個位數(shù)值，因此它的小數(shù)部分的數(shù)據(jù)都表示為0。DHT11的操作時序：主機發(fā)送復位信號DHT11的初始化操作分別為復位信號和響應信號，主機會拉低總線的響應速度，時間最少時18ms，然后會將總線拉高，使得系統(tǒng)產(chǎn)生20us~40us的延時，之后從中獲取的中間值為30us，直至此刻，復位信號就完成了發(fā)送操作。DHT11發(fā)送響應信號當DHT11模塊檢測到主機發(fā)送過來的復位信號時，立刻就會進行一次數(shù)據(jù)采集操作，完成采集操作后將數(shù)據(jù)總線拉低表示為響應信號，之后再將總線拉高從而進行傳輸數(shù)據(jù)操作。如果檢測到響應信號為高位電平，那么表示初始化失敗。當發(fā)送完復位信號之后，若是檢測到數(shù)據(jù)總線被拉低，那么就每次間隔1us進行計數(shù)一次，直到將總線拉高之后停止；總線被拉高之后重新檢測計數(shù)高電平，準備開始接收數(shù)據(jù)。DHT11數(shù)據(jù)傳輸DHT11在總線被拉高80us之后開始進行數(shù)據(jù)的傳輸，每1比特的數(shù)據(jù)都以50us的低電平時間間隔開始進行，讓主機知道已經(jīng)有一位數(shù)據(jù)準備開始進行傳送，DHT11通過高電平的長度大小定義它的數(shù)據(jù)是置為0還是置1，當總線被拉高之后，高電平持續(xù)保持在26us~28us來表示數(shù)據(jù)“0”，持續(xù)70us表示為“1”。4.2.2LCD驅(qū)動子程序LCD屏幕顯示之前需要通電，之后初始化，讀取發(fā)送數(shù)據(jù)和指令，讀取之后會在屏幕上顯示溫度濕度時間和二氧化碳濃度，具體的流程圖如下圖4.3所示。圖4.3LCD驅(qū)動流程圖LCD1602的RS對應RES引腳，當引腳為高電平時，可以進行數(shù)據(jù)字節(jié)的傳輸；當引腳為低電平時，就可以進行命令字節(jié)的傳輸。R/W引腳高電平時，對1602進行讀數(shù)據(jù)，當引腳低電平時，1602進行寫數(shù)據(jù)。LCD1602的基本操作時序：（1）處于讀狀態(tài)時，寫入RW＝H，RS＝L，E＝1，讀取完成之后E數(shù)據(jù)為0。（2）處于寫狀態(tài)時，寫入RW=L，RS=L，D0~D相當于指令碼，E相當于高脈沖，那么就會沒有輸出。（3）開始讀數(shù)據(jù)時，寫入RS=H，RW=H，E=H，所輸出的D0-D7相當于狀態(tài)字。（4）開始寫數(shù)據(jù)時，寫入RW=L，RS=H，D0~D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖，那么就會沒有輸出。LCD1602常用的寫指令：08H：表示為關閉01H：表示為清屏操作06H：表示為光標移動設置38H：表示為模式設置選擇0CH：表示為開始以及光標的設置4.2.3SGP30氣體傳感器子程序SGP30引腳圖如圖4.4所示。它是典型的IIC總線，所以，使用IIC就可以進行通訊。ＳＧＰ30的芯片地址為0x58，每一個返回數(shù)據(jù)或者命令指令都是16位的數(shù)據(jù)，發(fā)送出來的數(shù)據(jù)包含了三位CRC校驗，8位的CRC校驗跟在接收數(shù)據(jù)的后面。圖4.4SGP30引腳圖SGP30氣體傳感器對空氣中的二氧化碳等氣體具有較高的靈敏度，它能將氣體體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成所對應的電信號，之后輸出顯示，起到氣體檢測的作用。二氧化碳檢測流程圖如圖4.5所示。圖4.5氣體檢測流程圖4.3本章小結(jié)本章是本次設計的軟件設計部分，通過代碼編程實現(xiàn)各部分的具體功能，從而讓整個系統(tǒng)正常運行起來。因為一次性編程太過困難，所以采取分步編程的方法，先逐次實現(xiàn)各模塊的功能，保證各模塊程序能正常運行，再將這些程序進行整合。這是本次設計中最為重要的一步。在編程過程中肯定會出現(xiàn)很多問題，一個字節(jié)的錯誤或者漏掉一個字符符號等都會導致系統(tǒng)無法正常運轉(zhuǎn)從而影響整個設計功能的實現(xiàn)，并且會浪費大量的時間精力去排查錯誤解決問題。

第5章系統(tǒng)的調(diào)試本次設計完成了硬件電路設計，軟件電路設計以及實物焊接，如下圖5.1所示。圖5.1硬件實物圖本設計主要實現(xiàn)的三大功能：（1）溫濕度傳感器檢測環(huán)境溫濕度，當溫度濕度超出設定的數(shù)值，蜂鳴器報警，報警燈亮起，風扇自動開始工作;當溫濕度低于設定的值時，風扇自動停止工作，蜂鳴器關閉。（2）二氧化碳傳感器實時檢測環(huán)境中二氧化碳濃度，并通過LCD屏幕顯示出當前環(huán)境中的二氧化碳濃度。（3）當光照條件差時，光敏電阻接收外界環(huán)境信息，補光小燈點亮：光照條件變好，小燈熄滅。功能測試：通電開機以后，系統(tǒng)進入開機準備階段，LCD屏顯示“SystemisStart”，倒計時準備開機。如下圖5.2所示。圖5.2通電開機圖成功開機后，LCD屏幕上顯示當前時間、二氧化碳濃度（CO）、溫度（T）以及濕度（RH）。如下圖5.3所示。圖5.3LCD屏幕顯示圖溫濕度控制風扇的檢驗當前溫濕度超過設定的溫濕度時（當前溫度24℃，設定的溫度值為20℃；當前濕度為72，設定的濕度為60），風扇自動開始工作，報警燈亮起，蜂鳴器發(fā)出警報。如下圖5.4所示。圖5.4溫濕度檢測圖（4）補光模塊的檢驗在陰暗的條件下，光敏電阻采集外界的環(huán)境信息，補光小燈點亮。如下圖5.5所示。圖5.5補光模塊檢測圖在光照良好的情況下小燈熄滅。如下圖5.6所示。圖5圖5.6小燈熄滅圖

結(jié)論本次設計實現(xiàn)了豬場小環(huán)境簡單控制的功能，檢測環(huán)境溫濕度以及二氧化碳濃度，通過風扇轉(zhuǎn)動自動改變豬舍小環(huán)境，同時為種豬的生長繁殖提供持續(xù)穩(wěn)定的光照條件，提高種豬的繁殖能力。在本次設計中，由于各種客觀條件和知識儲備不足，環(huán)境控制器在控制環(huán)境中還存在著一些缺陷，只是單純的改變了豬舍內(nèi)的溫濕度及光照，還不夠節(jié)省人力。在信息傳遞和改變環(huán)境所需要的時間上還有些許不足。對此還有待進一步的提高