基于單片機(jī)的大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u8321基于單片機(jī)的大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)案例分析 7209641硬件設(shè)計(jì) 7193021.1設(shè)備選型 7120431.1.1溫度采集方案 7266381.1.2顯示界面方案 8214741.2電路設(shè)計(jì) 8173431.2.1STC89C52單片機(jī) 8128771.2.2溫濕度傳感器 12255021.2.3光照傳感器 15292901.2.4LCD1602液晶顯示屏 16206632軟件設(shè)計(jì) 18319862.1系統(tǒng)總體流程圖 18116002.2溫濕度控制流程圖 1976042.3光照度控制流程圖 2097263系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)與測(cè)試 2299733.1系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) 2292173.1.1顯示界面 2212053.1.2溫度濕度及光照度設(shè)置界面 2351193.2系統(tǒng)測(cè)試 25264053.2.1測(cè)試說明 25274113.2.2測(cè)試結(jié)果 251硬件設(shè)計(jì)1.1設(shè)備選型1.1.1溫度采集方案方案一：模擬溫度傳感器。熱敏電阻，溫度值轉(zhuǎn)換為電壓值通過抽真空操作放大A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后通過比較計(jì)算出的溫度由微控制器。優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用范圍廣，特別是在工程領(lǐng)域，采用不同的熱敏電阻可實(shí)現(xiàn)超低溫測(cè)量。缺點(diǎn)：必須使用高速A/D轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，而且還引入非線性誤差，所不同的是通過軟件修正。方案二：采用DHT11溫濕度傳感器，該傳感器采用單總線接口，能方便的與單片機(jī)通信。測(cè)溫范圍從0°到+50°,測(cè)溫精度為±2°，完全滿足本設(shè)計(jì)的要求。缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)高溫與低溫測(cè)量。從上各種因素，我們采用DHT11溫濕度傳感器方案。1.1.2顯示界面方案方案一：采用數(shù)字顯示，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。缺點(diǎn)：只能顯示有限的測(cè)量點(diǎn)和符號(hào)。

方案二：采用LCD顯示屏。英文操作提示可以方便的人機(jī)交流。多點(diǎn)溫度值可同時(shí)顯示，可以通過鍵盤或顯示器瀏覽一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的溫度快速滾動(dòng)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為多點(diǎn)溫度采集情況，所以選擇LCD顯示。1.2電路設(shè)計(jì)1.2.1STC89C52單片機(jī)1電源電路設(shè)計(jì)本次控制系統(tǒng)的主要電源集成器電路主要是由兩個(gè)組成部分共同構(gòu)成,分別是電源集成器和二極管,電源集成器可以使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行順利,保證整個(gè)系統(tǒng)具備充足的動(dòng)力。電源電路圖以圖3-1表示。圖3-1電源電路圖2復(fù)位電路設(shè)計(jì)第9腳被指定為一個(gè)自動(dòng)復(fù)位引腳(Reset),如果該引腳之間相互連接的高電平工作引腳要求遠(yuǎn)大于2個(gè)自動(dòng)復(fù)位引腳機(jī)器人正常運(yùn)行的工作生命周期,則位于該引腳的自動(dòng)復(fù)位引腳的動(dòng)作便必須能夠正常地進(jìn)行。以12mhz的中頻工作時(shí)鐘脈沖實(shí)例可以作為一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,每個(gè)中頻工作時(shí)鐘脈沖1us,兩個(gè)中頻工作時(shí)鐘機(jī)器人的時(shí)鐘分別為12us,那么,在第9腳上只需要外接一個(gè)12us以上的中頻工作高電平的時(shí)鐘脈沖,它們就應(yīng)該會(huì)自動(dòng)開始進(jìn)行時(shí)鐘復(fù)位。外接了一個(gè)自動(dòng)短路復(fù)位電容在自動(dòng)短路充電復(fù)位器的引腳上面也就是自動(dòng)上下短路充電復(fù)位,當(dāng)這個(gè)自動(dòng)短路引腳上外接+5v的自動(dòng)短路復(fù)位電壓時(shí),此時(shí)的這個(gè)自動(dòng)短路復(fù)位引腳的電路真正可以被自動(dòng)地作為一個(gè)自動(dòng)短路充電復(fù)位的電容,經(jīng)過一小段的復(fù)位時(shí)間后,電容將被自動(dòng)地接入到一個(gè)自動(dòng)短路充電停止的狀態(tài),此刻這個(gè)復(fù)位引腳的電路還可以說就是充電時(shí)相當(dāng)于自動(dòng)停止或者是自動(dòng)切斷。另外一種復(fù)位方式主要是采用手動(dòng)連接法對(duì)電路進(jìn)行復(fù)位,其中的這種手動(dòng)連接法主要特點(diǎn)就是在兩個(gè)位于STC89C52RC的兩個(gè)復(fù)位引腳外部?jī)?nèi)部相互連接的一個(gè)復(fù)位啟動(dòng)控制電容上再另外加上一個(gè)復(fù)位啟動(dòng)控制開關(guān)。如果快速啟動(dòng)時(shí)的開關(guān)未被自動(dòng)按下一下,則整個(gè)充電電容器就很有可能直接陷入到自動(dòng)停止快速充電的正常工作狀態(tài);如果按下快速啟動(dòng)開關(guān)控制器的開關(guān),電容就可能會(huì)直接開始自動(dòng)進(jìn)行快速放電,從而,在快速?gòu)?fù)位電路引腳上就可能會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)高電平,從而直接實(shí)現(xiàn)了復(fù)位電路的快速?gòu)?fù)位。復(fù)位電路圖以圖3-2表示。圖3-2復(fù)位電路圖3晶振電路設(shè)計(jì)晶體振蕩器控制電路設(shè)計(jì)來給MCU提供一個(gè)新的時(shí)鐘控制信號(hào)。兩種類型的晶體振蕩器,其中所需要包含的就是有源晶振和無(wú)源晶振,它們都已被廣泛認(rèn)為是整個(gè)時(shí)鐘集成電路最主要的一個(gè)構(gòu)件和組成部分,晶體振蕩器就是為整個(gè)時(shí)鐘集成電路和其它一些重要的電子元件而言的提供了一個(gè)完全相應(yīng)的頻率和溫度基準(zhǔn)。XTAL1是一個(gè)片內(nèi)單片機(jī)直接地作為一個(gè)片內(nèi)反向信號(hào)控制電路反向信號(hào)放大器的一個(gè)基本輸入和信號(hào)端,XTAL2是一個(gè)片外單片機(jī)直接地作為一個(gè)片內(nèi)反向信號(hào)控制電路反向信號(hào)放大器的一個(gè)基本輸出和信號(hào)端,反向信號(hào)放大器一般也可以直接地拿來作為片內(nèi)反向信號(hào)振蕩器的一個(gè)基本輸入端?？芍苯佑糜诠ぞ叩挠刑沾善瑑?nèi)振蕩器和石晶振蕩器。而且當(dāng)我們需要通過使用外部驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘和電源元件來對(duì)這一個(gè)驅(qū)動(dòng)器件進(jìn)行控制時(shí),此時(shí)XTAL2是不必再與它進(jìn)行時(shí)鐘連接了[6]。利用一個(gè)二分頻信號(hào)觸發(fā)器就可來直接實(shí)現(xiàn)某一個(gè)不同時(shí)鐘控制電路中內(nèi)部或與交換機(jī)相互連接的某個(gè)不同時(shí)鐘電路信號(hào)點(diǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和信號(hào)輸出。在虛擬現(xiàn)實(shí)化技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用中,不僅僅是需要按外部接地方式確定脈沖信號(hào)的脈寬,但首先還必須要求脈沖電壓與輸出端電流相同。晶振工作電路框圖以圖3-3表示。圖3-3晶振電路圖4按鍵電路設(shè)計(jì)本操作系統(tǒng)中所采用的按鍵控制電路主要是通過對(duì)k2、k3、k4三個(gè)按鍵采取最簡(jiǎn)單的低電平掃描技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn),共有k2、k3、k4三個(gè)按鍵,k2為按鍵的設(shè)定點(diǎn),可以根據(jù)溫度、濕度和光照程度等多種影響因素選擇按鍵位置,k3為加鍵,k4為降低鍵,利用這三個(gè)按鍵在開關(guān)的任何一端都能夠連接到單片機(jī)的I/O口,另外的一端則是采用接地方式,用一個(gè)單片機(jī)來監(jiān)視I/O口是否以低電平,判斷按鈕是否已經(jīng)被按住。該按鍵的電路框圖以圖3-4表示。圖3-4按鍵電路圖5控制電路設(shè)計(jì)如果通過溫濕度傳感器監(jiān)視得到的溫度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)先設(shè)定的溫度值,則系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)一個(gè)繼電器,后者就會(huì)帶動(dòng)一個(gè)風(fēng)扇在棚內(nèi)進(jìn)行操縱和工作,降低西瓜大棚的溫度。該控制電路框圖結(jié)構(gòu)以圖3-5表示。圖3-5控制電路圖所以當(dāng)一個(gè)空調(diào)西瓜大棚的平均氣溫或者一個(gè)空調(diào)的溫濕度已經(jīng)完全不在用戶預(yù)期中所設(shè)定的空調(diào)限值溫度范圍內(nèi)時(shí),就系統(tǒng)軟件會(huì)自動(dòng)地對(duì)空調(diào)裝置西瓜大棚中的各個(gè)空調(diào)系統(tǒng)組件進(jìn)行對(duì)空調(diào)溫濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。1.2.2溫濕度傳感器1工作原理（1）接口說明根據(jù)不同的電路工作環(huán)境條件情況可以分別連接不同的負(fù)載電阻,連接線的兩端高度和連接距離與20米電阻相比,在較短的工作時(shí)間內(nèi)可以使用5k的上或下拉連接電阻,在較長(zhǎng)的工作時(shí)間內(nèi)則需要根據(jù)不同的電路工作條件情況使用來分別選擇不同的上或下拉連接電阻。DTH11典型的工業(yè)應(yīng)用集成電路基本結(jié)構(gòu)以圖3-6表示。圖3-6DTH11典型應(yīng)用電路（2）電源引腳電源電壓供電器該系統(tǒng)可以提供3-3.5v的有源電壓。當(dāng)一個(gè)傳感器被自動(dòng)放置連接到無(wú)線電后,它的一個(gè)響應(yīng)中斷持續(xù)時(shí)間大約不過是1秒,在這段短的響應(yīng)持續(xù)時(shí)間里,要立即進(jìn)行暫停。若是同時(shí)需要直接進(jìn)行一個(gè)去耦電容濾波的話,可以加一個(gè)100nF的電容在電源引腳（VDD，GND）之間。直接添加一個(gè)100nF的去耦電容。（3）串行接口(單線雙向)數(shù)字溫濕度復(fù)合傳感器dth11與數(shù)字微處理器之間我們可以直接通過采用單總線兩種數(shù)據(jù)通訊的格式直接地進(jìn)行一次數(shù)據(jù)通訊和一次數(shù)據(jù)同步[9],一次通訊數(shù)據(jù)的同步時(shí)間大約為4ms,其中一次通訊的數(shù)據(jù)由兩個(gè)主要的部分共同連接而來,分別是指的就是一個(gè)帶有單位整數(shù)及一個(gè)帶有小數(shù)的部分,具體對(duì)于數(shù)據(jù)格式的要求可以根據(jù)下文中詳細(xì)地進(jìn)行了說明,目前這些帶有小數(shù)點(diǎn)的部分已經(jīng)可以讀出其值為零,以后再對(duì)該主要部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行同步擴(kuò)展。其中高位操作系統(tǒng)流程定義為如下:一次完全高位的數(shù)據(jù)輸入傳遞速率可以設(shè)定為40bit,高位首先就是輸出。位控制算法主要是將一個(gè)溫濕度整數(shù)與一個(gè)溫度整數(shù)進(jìn)行計(jì)算,將一個(gè)溫度和濕率小數(shù)進(jìn)行計(jì)算,只需要保留一個(gè)較低的8位數(shù)字。主機(jī)的所有微處理器MCU都開始自動(dòng)實(shí)時(shí)發(fā)送主機(jī)起始響應(yīng)信號(hào),同時(shí)主機(jī)DTH11的工作模式被自動(dòng)切換至高速,實(shí)施了對(duì)主機(jī)數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)主機(jī)的所有起始響應(yīng)信號(hào)也自動(dòng)進(jìn)行了實(shí)時(shí)響應(yīng),在發(fā)現(xiàn)主機(jī)的所有起始響應(yīng)信號(hào)已經(jīng)完全自動(dòng)終止后,這時(shí)主機(jī)DTH11開始向所有主機(jī)用戶提供實(shí)時(shí)響應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào),發(fā)出的從機(jī)響應(yīng)數(shù)據(jù)信息位數(shù)為40位,同時(shí)對(duì)主機(jī)響應(yīng)后的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)采集,其中一些響應(yīng)數(shù)據(jù)信息可以隨時(shí)提供給主機(jī)用戶實(shí)時(shí)查看和隨機(jī)閱讀。如果從主機(jī)DTH11接受了一次主機(jī)溫濕度信號(hào)起始的采集信號(hào),就很有可能會(huì)再次從機(jī)觸發(fā)一個(gè)溫濕度起始信號(hào)的再次采集,如果一個(gè)主機(jī)接到無(wú)法再次接受信號(hào)得到的是主機(jī)直接傳來的一次溫濕度信號(hào)起始時(shí)的信號(hào),從而主機(jī)DTH11進(jìn)行一次溫濕度的信號(hào)采集則很有可能認(rèn)為是主機(jī)處于臨時(shí)的或暫停。若將一個(gè)數(shù)據(jù)采集處理完畢DTH11的數(shù)據(jù)模型由高速可以轉(zhuǎn)換至一個(gè)低速。通信的總體和流程設(shè)計(jì)框圖具體設(shè)計(jì)方案如下,以流程圖3-7表示。圖3-7通訊總流程圖總線的主機(jī)空閑運(yùn)行狀態(tài)必須設(shè)置為一個(gè)高電平,主機(jī)通過微處理器將主機(jī)總線高度拉低,并不能讓其繼續(xù)等待從主機(jī)DTH11的實(shí)時(shí)響應(yīng),拉低后的時(shí)間必須始終控制在18毫秒以上,這樣這么做的設(shè)計(jì)目的主要是為了保證能夠有效確保從主機(jī)DTH11對(duì)整個(gè)主機(jī)所進(jìn)行發(fā)送的每個(gè)起始和最后終止數(shù)據(jù)信號(hào)都可以能夠及時(shí)進(jìn)行順利地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在一個(gè)主機(jī)中連接微處理器的一個(gè)指定起始控制信號(hào)若被主機(jī)DTH11接受并同時(shí)被聽到,主機(jī)就必須決定是否要繼續(xù)通過等候連接一個(gè)主機(jī)的一個(gè)指定起始控制信號(hào)直到接收器終止,然后再向一個(gè)機(jī)器端接收到80us的一個(gè)指定低電平信號(hào)作為響應(yīng)。主機(jī)在此時(shí)自動(dòng)讀取計(jì)算機(jī)發(fā)送到的起始輸入響應(yīng)模式的信號(hào)工作全部完成后,延時(shí)主機(jī)停止繼續(xù)工作等待20-40us,開始自動(dòng)打開主機(jī)繼續(xù)讀取DTH11向計(jì)算機(jī)起始輸入的響應(yīng)模式信號(hào),主機(jī)在此時(shí)自動(dòng)讀取計(jì)算機(jī)發(fā)送到的起始輸入響應(yīng)模式的信號(hào)也就是可以直接自動(dòng)切換為主機(jī)輸入響應(yīng)模式,或者當(dāng)主機(jī)輸出的兩個(gè)高電平都有即可,上下下拉的響應(yīng)電阻把整個(gè)控制總線拉高。如果當(dāng)一個(gè)新的總線主機(jī)處于低于高電平時(shí),這時(shí)由于主機(jī)向另外一個(gè)新的主機(jī)總線發(fā)出一個(gè)響應(yīng)線路信號(hào),主機(jī)將整個(gè)響應(yīng)線路信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送連接完之后,把整個(gè)主機(jī)總線接口寬度拉高80us,準(zhǔn)備開始發(fā)送數(shù)據(jù),每個(gè)總線主機(jī)的的每一位一個(gè)響應(yīng)線路信號(hào)主機(jī)開始數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)都必須一直是以50us低于高電平時(shí)隙大小來開始進(jìn)行的,數(shù)據(jù)位0或1是直接影響取決于整個(gè)高電平時(shí)隙的時(shí)間大小和時(shí)隙長(zhǎng)短,對(duì)整個(gè)響應(yīng)線路信號(hào)的時(shí)隙大小已經(jīng)進(jìn)行了一次讀取,如果這樣的話則響應(yīng)線路信號(hào)必須一直是處于高電平,從而主機(jī)DTH11沒有什么大的響應(yīng),需要先對(duì)整個(gè)線路信號(hào)進(jìn)行一次測(cè)試,看其總線連接后的情況數(shù)據(jù)是否正常。如果最后面的一位主機(jī)數(shù)據(jù)已經(jīng)成功完成了空閑傳送,從而主機(jī)DTH11要把整個(gè)點(diǎn)在總線上的寬度分別拉低50us,然后主機(jī)通過總線上面的拉穩(wěn)壓電阻將整個(gè)點(diǎn)在總線上的寬度拉高并且數(shù)據(jù)進(jìn)入了一個(gè)空閑傳送狀態(tài)。2溫濕度傳感器電路數(shù)字西瓜大棚溫濕度數(shù)據(jù)傳感器對(duì)于DTH11是重要的一個(gè)電路工作原理設(shè)備和控制原件,電路的內(nèi)部連接簡(jiǎn)單,僅僅就是將一個(gè)溫濕度數(shù)字傳感器的一個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)從電路輸入/被發(fā)送出兩個(gè)管腳中間直接通過串聯(lián)發(fā)送到一個(gè)數(shù)字單片機(jī)I/O口[10],通過一個(gè)由數(shù)字單片機(jī)自動(dòng)控制的數(shù)字傳感器可使DTH11實(shí)時(shí)地通過監(jiān)測(cè)和自動(dòng)讀取整個(gè)工業(yè)西瓜大棚室內(nèi)空氣的實(shí)際溫度,濕度。溫濕度變化傳感器的集成電路設(shè)計(jì)框圖結(jié)構(gòu)以下文的圖3-8表示。圖3-8溫濕度傳感器電路圖圖中的VCC引腳分別作為串口電源引腳、DATA腳分別作為串口單片機(jī)接地P1.2口、NC腳分別作為空足、GND腳分別作為串口接地。因?yàn)镈TH11是一種可以利用微機(jī)單線程的方式直接進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸,所以它的集成電路和器件接線簡(jiǎn)便。1.2.3光照傳感器為了保證能夠有效使得監(jiān)測(cè)得到的紫外光照度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在進(jìn)行測(cè)量紫外光照射強(qiáng)度時(shí)特別采用了一種控制精度極其高的紫外光照射強(qiáng)度控制傳感器,該控制模塊和采用單片機(jī)的多種通信控制方式共同協(xié)作構(gòu)建了一種完全符合國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的IIC[12]，使用方便,便于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和技術(shù)開發(fā)者及時(shí)地對(duì)其進(jìn)行科學(xué)研究和設(shè)計(jì)開發(fā),適合于對(duì)紫外光照射亮度和輻射強(qiáng)度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。光照傳感器電路圖以圖3-9表示。圖3-9光照傳感器電路圖1.2.4LCD1602液晶顯示屏1LCD1602簡(jiǎn)述這種數(shù)位字符式彩色數(shù)字顯示屏主要的用途之一就是一種數(shù)字顯示能夠提供一種利用字母、數(shù)碼、符號(hào)等各種文字信息來對(duì)其進(jìn)行顯示的數(shù)字點(diǎn)陣式彩色數(shù)字顯示器陣列LCD,現(xiàn)在常見的數(shù)字液晶顯示器陣列LCD模塊分別是16×1,16×2,20×2和40×2行。LED1602液晶數(shù)字顯示屏系統(tǒng)可以非常清晰地向企業(yè)用戶和系統(tǒng)研究工作人員準(zhǔn)確地顯示各種英文字母和各種圖形文本,占整個(gè)系統(tǒng)研究工作人員在開發(fā)過程中所占大小比重較少、所展現(xiàn)的信息內(nèi)容豐富、對(duì)于系統(tǒng)實(shí)際使用能量的消耗影響相對(duì)較少。lcd1602液晶文字顯示屏主要的特點(diǎn)之一就是它在工作時(shí)能夠同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)2行16個(gè)字符的自動(dòng)數(shù)據(jù)顯示,有一個(gè)d0-d7,8位數(shù)據(jù)傳輸總線及三個(gè)主要的自動(dòng)控制功能端口,即rs,r/w,en,工作電壓分別設(shè)定為5v,對(duì)比度和彩色背光自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)兩個(gè)主要的控制功能顯示字符[13]。它還由很多個(gè)小的點(diǎn)陣和字符位集合所構(gòu)成,例如5×7或5×11等,每個(gè)小的點(diǎn)陣和字符位都很有可能會(huì)使用戶需要對(duì)一個(gè)大的點(diǎn)陣并以字符形式進(jìn)行表達(dá)。每位之間就是只有一個(gè)字符點(diǎn)位的間隔就直接地起到了一個(gè)字符間隔的作用,每行之間就是只有一個(gè)的字符間隔就直接起到了一個(gè)的字符行間隔的作用,所以這個(gè)時(shí)候不能直接對(duì)它進(jìn)行任何文本或者圖形的具體展示。可以根據(jù)顯式屏的明亮度和程度不同來對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整,用戶就已經(jīng)能非常清楚地可以看到上面16個(gè)字符。2LCD1602引腳LCD1602液晶顯示原理圖以圖3-10表示。VSS:為電源地。VDD:接5V電源正極。vl:lcd1602液晶顯示屏的輸出口是一個(gè)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整端,該輸出口之間的距離可以因?yàn)樘厥庠O(shè)置而有所改變,從而使得顯示器和屏幕之間具有不同程度的對(duì)比。例如當(dāng)接正電源時(shí)其相互之間的對(duì)比程度最低,而當(dāng)接地電源時(shí)其相互之間的對(duì)比程度最高。rs:根據(jù)用戶的需要可以自由選擇不同的輸出寄存器,該口信號(hào)可以在不同的電源輸出輸入電壓水平下進(jìn)行對(duì)應(yīng)并適用于不同的輸出寄存器。如果在為低或高電平1的情況下可以直接用來選擇一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器、當(dāng)為低或高電平0的情況下也可以直接用來選擇一個(gè)指令寄存器。R/W:它是用來在電路中作為一個(gè)讀寫輸出信號(hào)時(shí)使用,如果它是高電平1的話這個(gè)時(shí)候它的功能應(yīng)該是一個(gè)讀操作,如果它是低電平0的話這個(gè)時(shí)候它的功能應(yīng)該是一個(gè)書寫操作。如果RS為一個(gè)低電平0時(shí),RS和R/W都被認(rèn)為是一個(gè)可以直接用來讀出寫入指令或者在顯示文件中輸出地址的一種特殊功能而被使用,如果RS為一個(gè)低電平、R/W為一個(gè)高電平時(shí),只能直接讀數(shù)據(jù),相反如果RS為一個(gè)高電平時(shí)、R/W為一個(gè)低電平時(shí),此時(shí)只需要直接寫入一個(gè)數(shù)據(jù)。E:該端為使能端。D0~D7:為8位雙向數(shù)據(jù)端。BLA~BLK:空腳或背燈電源。15引腳:背光正極。16引腳:背光負(fù)極。圖3-10LCD1602液晶顯示原理圖4軟件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總體流程圖本文對(duì)于軟件系統(tǒng)中各種的子軟件的程序設(shè)計(jì)性能要求分析是通過基于系統(tǒng)模塊化軟件設(shè)計(jì)的系統(tǒng)理念方法進(jìn)行分析實(shí)現(xiàn)的,系統(tǒng)中各種的子軟件程序就是由許多子軟件程序直接構(gòu)成的軟件程序設(shè)計(jì)模塊。該軟件將系統(tǒng)在電氣工業(yè)應(yīng)用中的主要應(yīng)用范圍劃分調(diào)整為四個(gè)控制模塊,分別是系統(tǒng)主程序控制模塊、參數(shù)控制設(shè)定器和溫室的控制數(shù)據(jù)采集控制模塊、西瓜大棚內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器的顯示控制模塊及電氣繼電器上的控制參數(shù)處理程序控制模塊。每個(gè)的子模塊都功能具有特定的的子功能,每個(gè)子模塊都功能可以直接劃分開成為一或許多子功能模塊,它們之間既獨(dú)立又相互具有關(guān)聯(lián)的、高級(jí)的子模塊也就是可以直接用來調(diào)用中等或者上下級(jí)的子模塊。該系統(tǒng)的總體工作流程框圖以圖4-1表示。首先是進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)初始化,把液晶顯示屏上所顯示的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行了初始化,接下來就是啟動(dòng)了溫濕度傳感器,然后進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集,把這些數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中,緩沖區(qū)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了保存,單片機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)都進(jìn)行了分析,在LCD1602液晶顯示屏里就會(huì)把這些數(shù)據(jù)清晰地顯示了出來,采集到的數(shù)據(jù)若是沒有達(dá)到預(yù)先控制好設(shè)定的溫濕度范圍,使得系統(tǒng)的指示燈一旦亮起,系統(tǒng)就會(huì)對(duì)溫濕度及光照程度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,繼電器的驅(qū)動(dòng)就會(huì)使得風(fēng)扇或加濕器被關(guān)閉。該系統(tǒng)的總體工作流程框圖以圖4-1表示。圖4-1系統(tǒng)總體流程圖2.2溫濕度控制流程圖溫濕度監(jiān)控流程圖以圖4-2表示。圖4-2溫濕度監(jiān)控流程圖溫濕度傳感器DTH11監(jiān)測(cè)棚內(nèi)的溫濕度，并對(duì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行了分析和匯總,把監(jiān)測(cè)的空調(diào)溫度和預(yù)先設(shè)定好的溫度都做了比較,如果空調(diào)溫度的測(cè)量值要高于預(yù)先設(shè)定好的溫度值,驅(qū)動(dòng)繼電器打開了棚內(nèi)的一個(gè)排氣扇,對(duì)整個(gè)西瓜大棚空調(diào)進(jìn)行了降溫,如果是最低的話,再把空調(diào)所監(jiān)測(cè)的空調(diào)溫度和預(yù)先設(shè)定好的空調(diào)濕度都做了比較,如果是溫度比預(yù)先設(shè)定好的當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)處理在一定時(shí)間內(nèi),由單片機(jī)帶動(dòng)一個(gè)相應(yīng)的繼電器,從而直接打開西瓜大棚的加濕器,使得西瓜大棚的空調(diào)系統(tǒng)濕度變大。2.3光照度控制流程圖光照度監(jiān)控流程圖以圖4-3表示。圖4-3光照度監(jiān)控流程圖光照射強(qiáng)度的顯示自動(dòng)控制主要工作原理就是根據(jù)控制LED燈的強(qiáng)度顯示,光照射強(qiáng)度自動(dòng)傳感器通過控制LED燈對(duì)系統(tǒng)屏幕中的每個(gè)光照度數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)中的值大小會(huì)在LCD1602的32寸液晶電視顯示屏上自動(dòng)分別顯示出來,預(yù)先在控制系統(tǒng)中對(duì)每個(gè)光照射強(qiáng)度的數(shù)值大小分別進(jìn)行了自動(dòng)設(shè)置,若是所能監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)的要低于預(yù)先所能測(cè)量到的值,系統(tǒng)屏幕中的燈光指示燈就可能會(huì)自動(dòng)發(fā)亮,提醒當(dāng)時(shí)西瓜大棚農(nóng)民用戶西瓜大棚內(nèi)的照射光線質(zhì)量存在明顯不足,農(nóng)民用戶可以根據(jù)其中的具體情況自己自行選擇是否使用。這就使得需要盡可能地盡量增加棚內(nèi)的室外采光率。然而,農(nóng)作物的各種光合作用仍然存在著一定的白天和次日晚晨的變化規(guī)律,一般并沒有辦法做好這些光化學(xué)的處理。5系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)與測(cè)試3.1系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)3.1.1顯示界面該系統(tǒng)一旦安裝上了用戶充電后,棚內(nèi)的氣候、濕度和太陽(yáng)光照射程度就有機(jī)會(huì)在lcd1602液晶顯示屏上進(jìn)行實(shí)時(shí)展示,農(nóng)民們就能夠更加明確地通過視頻觀察獲得各種數(shù)據(jù)。該監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)棚內(nèi)空氣環(huán)境中的相對(duì)溫濕度與太陽(yáng)能的光照程度等數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控,并把被檢測(cè)得到的各種數(shù)值都顯示在LCD1602的液晶顯示屏上。若是空氣中的溫濕度與太陽(yáng)光所能照射的強(qiáng)度均被控制在事前預(yù)設(shè)的范圍內(nèi),則系統(tǒng)將持續(xù)地監(jiān)測(cè)每一個(gè)環(huán)境因子。相反,如果棚內(nèi)溫濕度沒有在預(yù)先控制好之后所設(shè)定的溫度范圍,系統(tǒng)中一個(gè)相應(yīng)的指示燈就會(huì)隨之有機(jī)會(huì)被自動(dòng)關(guān)閉,系統(tǒng)就有機(jī)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行各種溫濕度的調(diào)節(jié),農(nóng)民也只是可以隨時(shí)通過觀察得到西瓜大棚內(nèi)空氣溫濕度和其光照程度并對(duì)各種空氣影響的因素進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié),系統(tǒng)將根據(jù)需要監(jiān)測(cè)到的空氣溫濕度及其光照程度的平均值都是可以通過直觀地表現(xiàn)出來提供給一個(gè)負(fù)責(zé)監(jiān)督管理一間西瓜大棚的工作人員,農(nóng)民不必再過分擔(dān)心忙于其它的工作而且沒有辦法能夠提前及的準(zhǔn)確地測(cè)量了一間棚內(nèi)各種的環(huán)境因素,也不需要再過分擔(dān)心自己所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)取得來是否正確,而且農(nóng)民們的使用操作起來非常方便。溫度濕度和光照程度的顯示界面以圖5-1表示。圖5-1溫度濕度及光照度顯示界面圖系統(tǒng)對(duì)周圍環(huán)境的氣候、濕度及其光照程度等情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè),將被檢測(cè)得的數(shù)據(jù)通過LCD1602液晶顯示屏進(jìn)行了顯示,由圖5-1表示可以得知,環(huán)境的濕度為19%,溫度為24℃,光照強(qiáng)度為1570LX。3.1.2溫度濕度及光照度設(shè)置界面本系統(tǒng)上一共有3個(gè)按鍵,從左到右依次都是按照農(nóng)作物的溫度設(shè)定,加,減按鍵,農(nóng)民們也就是可以根據(jù)自己和其他的農(nóng)作物在不同的生長(zhǎng)季節(jié)不同的情況和要求來選擇各種影響因素的值,比如把農(nóng)作物的溫度設(shè)定為25℃時(shí),當(dāng)指示燈按下關(guān)閉,濕度設(shè)定為80%時(shí),當(dāng)指示燈按下關(guān)閉,光照度的值被設(shè)定為200lx時(shí)各個(gè)指示燈按下關(guān)閉,這樣一來當(dāng)我們監(jiān)測(cè)得到的溫度值已不在我們預(yù)先設(shè)定的工作范圍內(nèi),各個(gè)指示燈就一定會(huì)自動(dòng)地提醒給我們到了西瓜大棚的農(nóng)民,讓他們隨時(shí)都能夠?qū)Σ涣加绊懸蛩氐臄?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,對(duì)于我們的西瓜大棚也就能夠做到有效地控制。溫度、濕度和光照度的設(shè)置界面圖以5-2、圖5-3、圖5-4表示。圖5