基于單片機(jī)溫室大棚養(yǎng)殖的溫濕度警報(bào)系統(tǒng).pdf

科技與信息 122 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通 2019.09 基于單片機(jī)溫室大棚養(yǎng)殖的溫濕度警報(bào)系統(tǒng) 琚源 摘要：該體系是專為溫室溫度和濕度掌控而設(shè)計(jì)的智能體系。 經(jīng)過設(shè)計(jì)體系的硬件和軟件組件來滿足監(jiān)控要求。硬件部分完 成了溫濕度傳感器模塊，A/D更換模塊，顯現(xiàn)模塊和掌控模塊 的設(shè)計(jì)；軟件部分主要依據(jù)體系的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)主軟件和子 軟件流程圖，并經(jīng)過匯編語言和C語言完成。實(shí)踐證明，該體 系具備性能好，操縱方便的優(yōu)點(diǎn)，完成了對(duì)溫濕度的顯現(xiàn)、調(diào) 節(jié)、自動(dòng)掌控和手動(dòng)掌控。 關(guān)鍵詞：A/D更換；傳感器；LED 一、體系的工作原理 溫度和濕度監(jiān)測(cè)體系能夠?qū)嵭懈鞣N性能，例如數(shù)值收集和 辦理， 顯現(xiàn)， 串行通信和傳出掌控信號(hào)。 它由四個(gè)主要部分組成： 數(shù)值收集，數(shù)值調(diào)節(jié)，微掌控器和掌控。測(cè)驗(yàn)和掌控體系具備 實(shí)時(shí)收集（測(cè)驗(yàn)溫室中的溫度和濕度），實(shí)時(shí)辦理（比較和分 析監(jiān)測(cè)的溫度和濕度值，確定下一個(gè)掌控過程），實(shí)時(shí)掌控（發(fā) 出掌控命令）依據(jù)辦理成果，命令掌控對(duì)象動(dòng)作的性能）。主 要硬件包括溫度傳感器，濕度傳感器，AT89C51單片機(jī)，數(shù)值 收集電路，LED顯現(xiàn)屏，A/D更換器等。 二、模數(shù)更換器的確定 確定A/D更換器位的數(shù)量與體系所需的測(cè)驗(yàn)掌控的范圍和 精度有關(guān)。首先，所抉擇的實(shí)際位數(shù)與其他鏈路中能夠獲得的 精度兼容，只要它不低于它們，而不是太高。第二：如果微辦 理器是51系列微掌控器，當(dāng)運(yùn)用小于8位的A/D更換器時(shí)， 接口電路是最簡(jiǎn)單的。第三：由于溫室濕度變化相對(duì)于掌控操 縱的速度較慢，所以在A/D更換期間不須要快速更換率。 ADC0809是一款采樣分辨率為8位的器件，具備逐次逼近 的模數(shù)更換性能。它內(nèi)部有一個(gè)8通道多路復(fù)用器，能夠依據(jù) 地址碼鎖存解碼信號(hào)，只選通8個(gè)虛擬傳入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D更換。 （一）主要特征 （1）8個(gè)傳入通道，8位A/D更換器，即分辨率為8位； （2）具備啟停掌控終端； （3）更換時(shí)間為100s； （4）單+5V電源； （5）虛擬傳入電壓范圍0+5V，無需零點(diǎn)和滿量程校準(zhǔn)； （6）工作溫度范圍為-40至+85攝氏度； （7）低功耗，約15mW。 （二）內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809是CMOS單片逐次逼近型A/D更換器，由8個(gè)虛擬 開關(guān)，一個(gè)地址鎖存器和解碼器，一個(gè)比較器，一個(gè)8位開關(guān) 樹D/A更換器和逐次逼近組成。 （三）外部特性（引腳性能） ADC0809芯片有28個(gè)引腳，運(yùn)用雙列直插式封裝： IN0IN7：8個(gè)虛擬傳入。 2-12-8：8位數(shù)字傳出。 ADDA，ADDB，ADDC：3 位地址傳入線，用來選通 8 個(gè)虛擬 傳入之一。 ALE：地址鎖存使能信號(hào)，傳入高電平有效。 START：A/D更換起始脈沖傳入端，傳入一個(gè)正脈沖（至少 100ns寬）使能它（脈沖的上升沿使0809復(fù)位，下降沿開始 A/D更換）。 EOC：A/D更換結(jié)束信號(hào)，傳出，當(dāng)A/D更換結(jié)束時(shí)，該端 子傳出高電平（更換期間的低電平時(shí)段）。 OE：數(shù)值傳出使能信號(hào)，傳入高電平有效。當(dāng)A/D更換結(jié) 束時(shí)，該端子傳入高電平以打開傳出三態(tài)門并傳出數(shù)字量。 CLK：時(shí)鐘脈沖傳入。所需時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。 REF（+），REF（-）：參考電壓。 Vcc：電源，單+5V。 （四）GND：接地 首先傳入3位地址并使ALE=1，并將地址儲(chǔ)存在地址鎖 存器中。該地址被解碼以選通比較器的八個(gè)虛擬傳入之一。 START上升沿將連續(xù)接近存放器復(fù)位。下降沿啟動(dòng)A/D更換， 之后EOC傳出信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑硎靖鼡Q正在進(jìn)行中。在A/D 更換完成之前，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示A/D更換完成，成果數(shù) 值已儲(chǔ)存在鎖存器中。該信號(hào)可用作終止請(qǐng)求。當(dāng)OE傳入為 高電平時(shí)，傳出三態(tài)門打開，更換成果的數(shù)字成果傳出到數(shù)值 總線。 三、警示電路的設(shè)計(jì) 在微機(jī)掌控體系中，為了安全生產(chǎn)，為一些重要參數(shù)或體 系部件提供緊急警示體系， 以提醒操縱者注意或采取應(yīng)急措施。 該方式是比較電腦或電腦收集的數(shù)值進(jìn)行數(shù)值辦理，數(shù)字濾波 和比例更換，并與參數(shù)的上限和下限進(jìn)行比較，如果該值高于 上限（或低于下限）警示，否則將顯現(xiàn)和掌控為樣品的正常值。 此設(shè)計(jì)運(yùn)用峰值聲音警示電路。峰值聲音警示接口電路的 設(shè)計(jì)只須要購買市售的壓電蜂鳴器，然后蜂鳴器聲音由驅(qū)動(dòng)器 經(jīng)過AT89C51的1接口線驅(qū)動(dòng)。壓電蜂鳴器須要大約10mA的 驅(qū)動(dòng)電流，而且能夠用TTL系列集成電路7406或7407低電平 或用晶體管驅(qū)動(dòng)。在圖中，當(dāng)傳出高電平“1”時(shí)，晶體管導(dǎo)通， 壓電蜂鳴器獲得約+5V電壓并在兩端發(fā)出吱吱聲;當(dāng)傳出低電 平“0”時(shí)，三極管關(guān)閉，蜂鳴器停止聲音。 四、結(jié)語 這種設(shè)計(jì)基于最大化工作效率和節(jié)省人力和物力資源的須 要。AT89C51單片機(jī)用來收集，接納，辦理，傳送和掌控溫室 內(nèi)的溫度和濕度。單片機(jī)運(yùn)用匯編語言軟件建立模塊化結(jié)構(gòu)， 各模塊相互獨(dú)立，可靠性和可擴(kuò)展性高。它能夠與主機(jī)通信， 完成遠(yuǎn)程監(jiān)控，大大提高了儲(chǔ)存質(zhì)量，節(jié)省了大量的人力物力。 由于缺乏時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)水平有限，只涉及硬件設(shè)計(jì)，具體 設(shè)計(jì)存在不足，設(shè)計(jì)還須要持續(xù)改進(jìn)。 （作者單位：湖北第二師范學(xué)院）