首页·66顺娱乐主管·首页蔬菜大棚温湿度监测系统 摘要 温湿度控制已成为当今社会研究的热门项目。 是工业农业生产过程中必须考虑的 情况，作为最常见的被控参数。 温度和湿度已经不再是以一个个体的形式出现， 而应 在系统中一起考虑。 广泛应用于实验室、 温室大棚、花圃、粮仓乃至土壤等各个领域。 而传统的温湿度控制则利用湿度表、 毛发湿度表、 双金属式测量计和湿度试纸等测试 器材，通过人工自己进行检测。对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、降温、去 湿等操作。这种人工测试方法费时费力，效率低，并且随机性还很大，误差也很大。 因此我们需要一种造价低廉、 使用方便且计算精确的温湿度控制仪器来进行控制， 也 符合我们社会发展进步。 利用单片机对温、 湿度控制， 具有控温、湿精度高、 功能强、 体积小、价格低，简单灵活等优点，很好的满足了工艺要求，给人们的生活带来了极 大的方便，也为人们带了很好的利益。 本文通过使用 STC89C52单片机、 DHT11传感器模块、 1602 液晶显示屏模块以及 继电器控制模块。很简单的实现的温湿度的控制要求。 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， 如果温 度超过阀值，将会驱动继电器工作，继电器将驱动负载相应的工作。 关键词： 传感器，温湿度，单片机，智能控制 I Vegetable greenhouse temperature and humidity monitoring system ABSTRACT Temperature and humidity control has become a hot item in todays social studies. Is a factor that must be considered in the industrial and agricultural production process. As the control parameters of the most common. Temperature and humidity is no longer a physical quantityindependent of each other, but should be considered in the system.Widely used in laboratory, greenhouse, flower garden, granary andsoil etc.. The temperature and humidity control is the use of traditionalhygrometer, hair hygrometer, double-metal-style gauges and testequipment humidity paper etc.. Through manual testing. Temperature and humidity do not meet the requirements of the Treasury for ventilation, cooling, dehumidification operation. This kind of manual test method is time-consuming and laborious, low efficiency. Allrandom. Big error. Hence the need for a low cost, easy to use and the calculation of the temperature and humidity control instrument for precise. The use of microcomputer control of temperature, humidity,temperature, humidity is high precision, strong function, small size, low price, the advantages of simplicity and flexibility, good to meet theprocess requirements. In this paper, by using the STC89C52 SCM, DHT11 sensor module,1602 liquid crystal display module and relay II control module. Simplerealization of the control of temperature and humidity requirements.DHT11 digital temperature and humidity sensor to temperature and humidity data collected to microcontroller. After a single treatment.Accurate to the liquid crystal display screen. If the temperature exceeds the threshold, will drive the relay to work. The relay will drive the load corresponding work. Keywords: Sensor, temperature and humidity, MCU, intelligent control III 目 录 摘 要 错误！未定义书签。 ABSTRACT 错误！未定义书签。 1 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 课题设计的意义 1 1.3 温湿度监测系统的发展现状 1 2 系统总体设计 2 2.1 系统 的总框图 3 2.2 系统主要功能 3 2.3 系统 设计的原理 4 3 蔬菜大棚温湿度监测系统硬件设计 4 3.1 单片机系统设计 5 3.1.1 STC89C52 单片机性能简介 5 3.1.2 STC89C52 引脚介绍 6 3.1.3 单片机最小系统 …………………………………………………………………… ...7 3.2 DHT11 传感器模块 8 3.2.1DHT11 的实物图 9 3.2.2DHT11 电路原理图 10 3.3 液晶显示屏模块 11 3.4 继电器模块 14 3.5 阀值设定模块 错误！未定义书签。 4. 蔬菜大棚温湿度监测系统软件设计 16 4.1 主程序流程图 16 4.2 液晶显示模块设计 17 4.3 传感器模块设计 错误！未定义书签。 5.安装和调试 19 5.1 安装 错误！未定义书签。 5.2 调试 错误！未定义书签。 结论 22 致 谢 24 参考文献 25 附录 25 1 绪论 1.1 课题背景 温度、湿度与人类的生产和生活密切的关系 , 同时又是工业生产中最常见最基本 的诸元、工艺。比如石油、机械的、电子、化工的各类工业化学需求 , 都要求进行温 度和湿度的探测、监测。与此同时，随着人们生活水平的提高，人们对自己生活生存 的环境也越来越注重。 并且空气中温湿度的变化对人们的心情情绪和身体健康都有很 大的联系影响，因此，对温度和湿度的检测和控制都有有很重大的意义。 8051 单片机是我们用来控制产品的芯片，是微型计算机的分支，在那些智能的产品、 工农业控制检测、 机电一体化的方面取得了非常了不起的成果， 另外，把它作为温度 湿度控制系统的例子也有很多。 用 8051 单片机可以对温度湿度进行全程的自动控制， 并且 8051 单片机很容易学习，我们也很容易掌握，性价比很高。 我们将 8051 单片机用于设计温湿度监测系统，可以及时准确的反应所测地方的 温度以及湿度的变化。 比如升温到我们指定的温度， 降温到我们制定的温度， 湿度也 达到我们理想的湿度，在一定的温度湿度范围内达到恒温恒湿等等的很多控制形式。 如果把这个系统用到蔬菜大棚内可以给大棚内的植物提供很好的生长环境， 让植物更 好的生长。 对于大棚内的植物和一些名贵的花的种植栽培， 都需要特定的温湿度， 所 以要安装温湿度检测装备进行检测控制， 然而这个系统可以很好的体现室内温度以及 湿度的变化， 也能很好的满足我们的需要， 达到我们的要求， 为我们创造更多的价值。 1.2 课题设计的意义 随着科技的发展， 人类越来越享受自动化带来的各种便利。 随着我国经济的发 展，人民生活水平日益提高， 冬季大棚蔬菜市场日益扩大， 尤其是北方地区在寒冷的 冬季，紧靠南菜北调长途运输，不仅成本高，而且延误了蔬菜的最佳食用期。所以依 靠农业科技， 大力推广塑料大棚种植蔬菜， 是蔬菜种植的一个必然发张趋势， 现在大 多数农民还是沿用人工职守的方法来看管蔬菜大棚， 浪费了大量的人力物力， 而且蔬 菜大棚的温湿度控制并不理想， 往往因为温湿度控制不当造成作物减产从而给菜农带 1 来了极大的损失。 利用蔬菜大棚温湿度监控系统对温湿度进行控制， 保证了大棚蔬菜 成长的环境，给菜农带来极大的收益。 前种植植被一般都用温室栽培， 为了充分的利用好温室栽培这一高效技术就必需 有一套科学的， 先进的管理方法， 用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及 湿度等进行实时的监控。 1.3温湿度监测系统的发展现状 我国对于农业的设施投入相对较晚， 但是发展却是很快。 就现阶段世界塑料大棚 和温室面积约占三十多万公顷， 而我国的占地面积却是最大的 。我国近几年塑料大棚 和温室的面积在突飞猛进的增长。 设施农业相对于普通的农业， 产业化程度高， 效益 好，接受新技术的能力强。在我国，大型的温室在南方主要是花卉，然而在北方主要 是蔬菜的种植， 因为冬天北方的天气比较寒冷。 但是我国的温室的建设也存在一定的 问题，如土地利用率低，温室的盲目引进，设施结构的不正常，资源的浪费，管理运 营的费用高， 技术水平管理低， 劳动生产率低等等诸类问题。 我国的温室数量发展的 速度是很快，每年都在增长，但是总的来说，我国农业的智能化水平还是不高，最主 要的是，我国温室大棚的温湿度监测系统的智能化水平不高，并且这些系统会很贵， 这对农业实现智能化的普遍实现是很困难的。 因此设计比较便宜实用的设备是很有必 要的，这对温室大棚的推广也于很重大的意义，在市场上也占据了很好的优势。 2 2 系统总体设计 2.1 系统的总框图 这个设计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。硬件主要以 STC89C52型单 片机为控制核心， 通过 LCD1602及时地显示传感器 DHT11检测到的温湿度值， 阀值可 以通过 AT24C02存储， 断电进行保存， 过阀值时会有相应的报警驱动。 本研究设计的 温湿度控制器框图如图 2-1 所示。 DHT11 温湿度传感器 温度、湿度数据 LCD 显示 温湿度上限 STC89C52 单片机 外部 EEPROM 温湿度值 按键输入 过阈报警 图 2-1 温湿度控制器方框图 2.2 系统主要功能 这个系统的主要功能： 1. 温湿度按时检测及显现。通过 LCD1602按时地显示传感器 DHT11检测到的温湿 度值，并且固定时间（ 2s ）内检测重新再显示一次。 2. 报警阈值的手动设置。通过四个按键来实现温湿度阈值的设置，使这个设计更 加的人性化、智能化，具有更高的实用价值。 3. 当温湿度超出阈值时，就会自动打开对应的继电器驱动负载。通过小指示灯指 出是哪一路在工作，以提醒我们。阀值可以通过 AT24C02存储，实现断电保存。 3 4. 系统主要可以应用在蔬菜大棚的智能控制，当温度超过限制通风降温；当湿度 超过限制可以抽湿。 2.3 系统设计的原理 总体来说 , 这次的设计的主要涉及了温湿度的勘查 , 与简单地控制。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。 传感器模块使用的是 DHT11数字温湿度传感器。 通过 DHT11检测出目前环境下的温 湿度，选择 AT 单片机把数据交给他， 进行分析的流入和处理 , 并且存入不同几组的目 的是为了显示的时候用。 其中，为了使显示的稳定，本系统每间隔 2s 收集一次数据 送入单片机。 本系统使用的是继电器驱动负载， 因此，不论温度还是湿度超过范围继电器均可以 驱动负载工作，按时打开降温风扇以及抽湿风扇来有用的调整蔬菜大棚内的温湿度 。 4 3 蔬菜大棚温湿度监测系统硬件设计 3.1 单片机系统设计 单片机是一种集成电路芯片， 在系统设计中常被用作系统控制单元。 凭借其体积 小，不用外接电路、可靠性高等多种优势，单片机广泛应用于各行各业中。片内集成 了中央处理器、存储器、 I/O 端口等于一体，相当于一个微型计算机。只是存储量较 小，功能偏低。自 20 世纪 70 年代末单片机问世以来，单片机凭借着片内的众多 I/O 口和中断系统、定时器 /计数器等多种功能，在很多领域都得到了广泛的应用。单片 机的诸多优势像控制功能强、处理速度快、可靠性高及低功耗、使用方便等，使它在 我们生活的各个方面都扮演着重要的角色。 尤其是在工业控制、 仪表仪器智能化之类 的应用中。 STC89C52 单片机因其可靠性高，处理速度快等优势，在各种产品中已得 到广泛应用。本次设计就是采用 STC89C52 作为家庭防盗报警系统的主控制芯片。 3.1.1 STC89C52单片机性能简介 本次设计采用的 STC89C52 单片机方便使用且功能强大， 已经广泛应用于各行各 业中。很多的电子产品和通信产品都用其作为系统的控制芯片， 协调系统的功能实现。 由于芯片能够兼容 MCS— 51 指令系统和 80C51 引脚结构，和大多数 51 芯片引脚结 构相同且使用同样的指令系统。但是和传统的 51 系列单片机相比，芯片在很多方面 又都做了改善，具备了更多功能。从性能方面看， STC89C52 单片机具有功耗低、抗 干扰能力强等多重优势。 而且能够任意的选择芯片的机器周期。 使用 ATMEL 公司高 密度非易失性存储器技术制造的 STC89C52 单片机内集成了通用 8 位中央处理器。下 面着重介绍一下 STC89C52 单片机，从芯片引脚、功能等各方面。芯片具有 40 个引 脚，大致可以分为 4 类。芯片有全双工串行通信口，便于和电脑、 GSM 通信模块进 行数据通信。芯片内部有 8K 字节 Flash 片内程序存储器， 512 字节随机数据存储器。 可反复擦写， 方便系统存储信息。 芯片有 32 个外部双向输入 /输出断口， 是数据传输 通道，方便芯片与外部进行数据传输。内置的 MAX810 复位电路，方便系统复位， 从此处开始工作。 在 STC89C52 单片机内部还有 3 个 16 位可编程定时器 /计数器即定 时器 TO、T1、T2 ，方便单片机编程计数。有 4 个外部中断，方便单片机进入中断调 用系统子程序。 5 3.1.2 STC89C52引脚介绍 图3.1 STC89C52单片机引脚图 如上图所示，单片机芯片共有 40 个引脚。包括 2 个电源引脚。 2 个外接晶体 引脚， 4 个控制引脚和 32 个 I/O 端口引脚。 1. 电源引脚 VCC 和 GND ： VCC （引脚40 ）：电源正极，接 +5V 。 GND( 引脚 20)：电源负极，接地。 2. 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1 （引脚19）单芯片系统时钟的反相放大器输入端 XTAL2 （引脚18）系统时钟的反相放大器输出端。 3. 输入输出端口引脚： P0、P1、P2、P3 四组八位共三十二个可编程 I/O 口 P0 端口 (P0.0-P0.7，引脚 39-32)：P0 口是一个 8 位双向 I/O 口。 P1 端口 (P1.0-P1.7，引脚 1-8）：P1 口是一个 8 位双向 I/O 口。而且 P1.0 和 P1.1 还可以分别作为定时 / 计数器 2 的外部技术输入和触发输入。 6 P2 端口（ P2.0-P2.7，引脚 21-28) ：P2 口是一个 8 位双向 I/O 口。 P3 端口（ P3.0-P3.7，引脚 10-17)：P3 口是一个 8 位双向 I/O 口。但这 8 个引 脚 除作为一般 I/O 口外，还具有专门功能。具体功能如下： 表3.1 单片机 P3口引脚专门功能 引脚 引脚功能 P3.0(RXD) 串行输入口 P3.1(TXD) 串行输出口 P3.2(INT0) 外部中断 0触发端 P3.3(INT1) 外部中断 1触发端 P3.4(T0) 定时 /计数器 0 的外部输入 P3.5(T1) 定时 /计数器 1的外部输入 P3.6(WR) 外部数据存储器写选通 P3.7(RD) 外部数据存储器读选通 4. 控制或与其他电源复用引脚 RST （引脚9 ）：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期高电平时， 使得单片机复位。 ALE( 引脚30)：地址锁存控制信号。为了实现地址和数据的分时传送， ALE 用于锁存 P0口输出的低 8位地址。 PSEN （引脚29）：引脚输出外部程序存储器读选通信号。低电平有效。 EA （引脚31 ）：访问程序存储器控制信号。当 EA接低电平时，只访问外部 程序存储器。而当 EA接高电平时，先访问内部程序存储器再访问外部程序存 储器。 3.1.3单片机最小系统 如图 3.2所示，是单片机电路图，包括时钟电路与复位电路。主要由单片机、晶 振和电阻电容组成。图中的单片机引脚 P0口接液晶显示模块； P1口接键盘；引脚 P2.0和 P2.1接LED 灯D3D4 ，低电平有效；引脚 P2.2接蜂鸣器，低电平有效；引脚 7 P2.4GSM联网触发引脚；引脚 P3.0和 P3.1是串行数据收发口； P3.2引脚是红外感 应引脚，高电平有效；引脚 P3.7接功能选择位。 VCC VCC K0 1 4 0 P1. 0 VCC 1 2 2 3 9 P1. 1 (AD0 )P0.0 3 4 3 3 8 P1. 2 (AD1 )P0.1 4 3 7 P1. 3 (AD2 )P0.2 RESET 5 3 6 P1. 4 (AD3 )P0.3 + C1 6 3 5 P1. 5 (AD4 )P0.4 10u F 7 3 4 P1. 6 (AD5 )P0.5 8 3 3 P1. 7 (AD6 )P0.6 9 3 2 RST (AD7 )P0.7 1 0 3 1 P3. 0 (RXD) EA/VPP C2 1 1 3 0 R7 1 2 P3. 1(TXD) ALE/PROG 2 9 z P3. 2 (INT0 ) PSEN 1 0K H 1 3 2 8 P3. 3 (INT1 ) (A1 5 )P2.7 M 30 1 4 2 7 2 P3. 4 (T0) (A1 4 )P2.6 9 1 5 2 6 5 P3. 5 (T1) (A1 3 )P2.5 0 Y1 1 6 2 5 . P3. 6 (WR) (A1 2 )P2.4 1 1 1 7 2 4 P3. 7 (RD) (A1 1 )P2.3 1 8 2 3 XTAL2 (A1 0 )P2.2 C3 3 0 1 9 2 2 XTAL1 (A9 )P2.1 2 0 2 1 GND (A8 )P2.0 89C5 2 图3.2 单片机最小系统图 1. 复位电路：按下复位键后，电路会给 RST引脚一个高电平。然后单片机内部 各 电 路 的 状 态 都 将 恢 复 到 初 始 值 。 接 着 单 片 机 会 从 这 个 状 态 开 始 工 作 。 2. 时钟电路： 单片机的时钟电路由振荡电路和分频电路组成。 振荡电路通常是在 单片机的 XTAL1和 XTAL2引脚上并接一个晶振和两个电容。 而分频电路用于把振荡脉 冲分频，以得到所需时钟信号。 3.2 DHT11 传感器模块 温湿度传感器 DHT11数字载点校准数字信号输出温湿度的复合传感器。它与执 行有关的数字技术单元以及数据收集、 湿度，确保出众的可信度提高产品和卓越的长 期的稳定性。传感器包括一个电阻式的感觉湿度的元件和一个 NTC测量温度的元件， 并与一个性能比较高的 8 位单片机链接在一起。所以这个设计具有高品质、响应快、 抗干扰能力强、 性价比很高等优点。 每个 DHT11传感器都在极为精确的温湿度校验室 中进行校对，校准系数以程序的形式储存在 OTP 内存中 传感器内部在检测信号的 处理过程中要调用这些校准系数。 单线制串行接口 使系统集成变得简易快捷。 超小 8 的体积、极低的功耗、信号传输距离可达 20 米以上，使其成为各类应用甚至最为苛 刻的应用场合的最佳选则。产品为单排引脚封装。连接方便。 3.2.1 DHT11的实物图如图 3.3 图 3.3 DHT11传感器实物图 （1） 引脚介绍 ： 表 3.4 ：DHT引脚图 引 引脚名 类型 引脚说明 脚号 称 1 VCC 电源 正电源输入， 3V-5.5V DC 2 Dout 输出 单总线 , 数据输入 / 输出引脚 3 NC 空 空脚 , 扩展未用 4 GND 地 电源地 （2） 电源引脚 DHT11 的供电电压为 3~5.5V [11] 。传感器上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态 在此期间无需发送任何指令。电源引脚（ VDD，GND）之间可增加一个 100nF 的电容， 用以去耦滤波。 （3 ） 串行接口 ( 单线双向 ) DATA 用于微处理器与 DHT11 之间的通讯和同步 ,采用单总线数据格式 ,一次通 讯时间 4ms 左右 ,用户 MCU 发送一次开始信号后 ,DHT11 从低功耗模式转换到高速模 式,等待主机开始信号结束后 ,DHT11 发送响应信号 ,送出 40bit 的数据 ,并触发一次信号 9 采集 ,用户可选择读取部分数据 .从模式下 ,DHT11 接收到开始信号触发一次温湿度采 集,如果没有接收到主机发送开始信号 ,DHT11 不会主动进行温湿度采集 .采集数据后 转换到低速模式。 (4) DHT11的外围电路如图 3.5 ； 图 3.6 DHT11 的外围电路图 3.2.2 DHT11电路原理图如图 3.7 U3 4 GND 3 R5 10K DAT A 2 1 +5V DHT 11 图 3.7 DHT11 电路原理图 10 3.3液晶显示屏模块 LCD模块说是此系统中比较重要的部分，它可以简单直接的显示出此时发送模块 采集的温度点的温度值，给我们测量温度的结果反馈给我们，不需要很复杂的电路， 本次设计显示模块采用液晶显示器 1602，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 字符型 LCD通常有 14 条引脚线 条引脚 线的 LCD，多出来的 2 条线是背光电源线脚) 和地线脚 ) ，其控制原 理与 14脚的 LCD完全一样。 （1）引脚功能 表 3.8 LCD 引脚图 11 （2 ）液晶显示电路的设计 12 这个设计是采用的串行接口，液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电 压对显示的地方进行控制， 只要有电， 它就会显示出来。 液晶显示器本身也有很多的 特点，比如很薄，可以实现全部彩色的出现等等的特点。 它被广泛的用于电脑、 手机、 电视，相机等等的地方。电路中的液晶接口如图 3.9 J2 1 GND 2 3 P27 R9 4 P26 1.5K 5 P25 6 P00 7 P01 8 P02 9 P03 10 P04 R10 11 P05 10K 12 P06 13 P07 14 15 +5V 16 GND 图 3.9 1602 显示模块 （3 ）串行接口 ( 单线 ：串行模式引脚说明 引脚 名称 方向 说明 引脚 名称 方向 说明 1 VSS - GND(0V) 5 SDI I Data 2 VDD - VCC(3/5V) 6 CS I Enable Signal 3 PSB - 0: 串行 ；1：并行 7 BLK - 背光源负极 （0V ） 4 SCLK I 串行时钟 8 BLA - 背光源正极 ( +5V) 13 3.4 继电器模块 电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。一旦在线圈的两天放 上一些电压， 线圈中间变回通过一些电流， 就会出现电磁效应， 衔铁就会在电磁力吸 引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯， 进而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，衔铁就会在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“常开、常闭”触点，可以这样来 区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点” ；处于接通状 态的静触点称为“常闭触点” 。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作 电路。 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。 +5V +5V D2 D1 Kj2 Kj1 R20 R19 2.2K 2.2K Q7 R18 Q6 R 9012 R17 L 901 2 1K 1K 3 2 1 3 2 1 J3 CON3 J4 GND CON3 GND 图 3.11 按键控制电路图 14 3.5 阀值设定模块 温湿度阈值保存在 EEPROM芯片 AT24C02中，并且可以经过 K1—K4按键调节并保 存，其中 K1 为温度向上限制增加， K2为温度向上限制减小， K3为湿度向上限制增加， K4为湿度向上限制减小。 AT24C02是 IIC 芯片，其电路如图 3.12 所示： +5V R3 R4 10k 10k U2 24C0 2A 8 1 Vcc A0 7 2 WP A1 240 2_SCL 6 3 SCL A2 240 2_SDA 5 4 SDA Vss GND 图 3.12 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。 AT24C01的封装为 8 脚 PDIP、8 脚 JEDEC SOIC、8 脚 TSSOP，通过 2 线制串行接口进行数据传输。 15 4. 蔬菜大棚温湿度监测系统软件设计 4.1 主程序流程图 设计的硬件框架弄好了，接着就是程序的框图，主流程图如图 4.1 所示 开始 初始化 判断温湿度 延时 温湿 温湿度测量 高于设 高于设 定温度 定湿度 继电器 1 吸合 继电器 2 吸合 1602 显示数据 红灯亮 黄灯亮 结束 图 4.1 程序流程图 16 4.2 液晶显示模块设计 液晶显示模块是一个迟钝的表现器件，在运行每个指令前要认准模块的忙标记是 低电平，是不忙，则此指令没用，要出现字符时要先送入出现字符地址，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。 17 开始 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 图 4.2 液晶显示模块程序流程图 18 4.3 传感器模块设计 模块温湿度 DH11数字温湿传感器随着科技的不断发展，汽车、空调、除湿器、烘 干机等种类繁多的电器都已进入人们的日常生活， 而这些电器设备很多都离不开对温 度、湿度等环境因素的要求。因此，温度、湿度传感器用途越来越广泛。新一代的数 字传感器不再用到外置的 A D转换模块，并具有准确的接口，使用便捷，得到了越来 越多的应用。 DHT11是一种新的一个总线温湿度数字传感器，具有更多的优点，它使 系统设计更加简单， 控制方便， 易于实现。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 4.3 DHT11 传感器模块程序流程图 19 5.安装和调试 5.1 安装 USB转串口驱动安装，用 USB数据线连接到电脑。 打开 USB驱动文件夹下的 PL2303_Prolific_DriverInstaller_v130.exe 安装文 件，按提示安装 USB转串口驱动程序。 安装完成后，插入 USB下载线后，在[ 开始]-[ 控 制面板 ]-[ 打印机和其他硬件 ]-[ 设备管理器 ] ，在“端口”分支下有（ Prolific USB-to-Serial Comm Port(COMX) 。X 表示串口号，如果没有说明 USB转串口驱动没 有安装，须重新安装。记住括号里的 COM口号。 图 5.1 成功安装 USB 转串口驱动示意图 5.2 调试 Keil C 程序运行如图 5.2 所示 20 图 5.3 keil C 运行图 21 图 5.3 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。 22 结 论 以上，就是我本次毕业设计的全部内容，回想这两个月的设计历程，自己好像一 直在遇见问题和解决问题的角色中变换。 就好比此次设计的课题是蔬菜大棚温湿度监 测系统， 通常为我所了解的大多温湿度监测是传统的人工监测， 既费时又费力。 而本 次设计却是通过单片机控制智能化自动控制温湿度的， 如何实现就是困扰我的第一个 问题。接着为了实现系统功能、满足设计要求，如何设计系统方案，选择硬件？还有 像安装 99se 绘图软件绘制系统硬件电路图， 安装 KEIL软件编写系统主程序和子程序， 完成硬件制作， 可以说从刚接触课题时的茫然无知， 到如今硬件的设计完成， 困难重 重。在大量翻阅文献，借助网络、求助老师的努力下，最终我设计出了本次课题要求 的蔬菜大棚温湿度监测系统。 本次设计的蔬菜大棚温湿度监测系统， 在程序编写、 硬 件制作与硬件调试成功后， 基本上完成了系统设计的要求， 实现了监测、 控制温湿度 的功能。设计以 DHT11数字传感器作为系统的警情监测器，以 STC89C52单片机作为 系统核心控制单元， 以及 LED显示模块等五大块来实现。 在结合便于小型蔬菜大棚使 用的情况下，设计小巧 , 功耗很低 , 操作简单 , 扩展能力强 , 可广泛应用于蔬菜大棚 中, 应用前景十分广阔。 本设计仍然存在一些不足，需要改进和提高。例如，本设计的稳定性还不能达到 应用的要求， 数据的存储方式还可以进一步改善， 采集的温度还有一些误差， 仿真的 图形还不够精确， 但是这些以后都会进一步研究和实现。 我想我们在蔬菜大棚温湿度 监测的方面会有更好的发展。 23 致 谢 以上就是我本次毕业论文的全部内容，从最初的课题选择到后期论文写作、 修改，及至最后的硬件调试历经两个月。 本次毕业设计能够得以顺利完成， 首先我要 感谢我的指导老师张军， 正是在他的细心指导和不断帮助下我才能从最初的无从下手 到如今顺利地完成毕业设计 , 在此谨向张军老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。其次 就是要感谢大学四年以来所有教过和帮助过我的老师，尤其是专业课老师 , 正是你们 的知识传授为我打下了专业知识的基础， 让我有基础有能力的查看各种专业书籍且自 学。当然也离不开同学舍友的帮助， 正是有了你们的支持和鼓励我才有信心有能力完 成此次毕业设计。 为了完成此次毕业设计，我认真的查找了大量的相关资料，对于设计中出现的各 种问题我也仔细分析并积极查找答案。 通过此次毕业设计的学习， 我对温湿度监测系 统有了一定程度的了解，无论是最初的的检测、控制，还是最后的执行、显示等都有 了一定程度的掌握同时， 本次课程设计还使我明白了只有更广泛的阅读， 收集大量的 材料，才能丰富自己，发散自己的思维。再经过仔细的分析、思考才能形成自己的思 路。这些为我以后的工作和学习打下坚实的基础。 最后感谢我的母校西亚斯大学四年来对我的大力栽培。 24 参考文献 [1] 夏路易 电路原理图与电路板设计教程· 北京希望电子出版社· 2010 ·124~172 [2] 余永权 单片机在控制系统中的应用·电子工业出版社· 2009 ·56~67 [3] 童诗白 模拟电子技术基础·第二版·高等教育出版社· 2008 ·66~81 [4] 石东海 单片机数据通信技术·西安电子科技大学出版社· 2011 ·201~215 [5] 余永权 单片机在控制系统中的应用·电子工业出版社· 2006 ·157~177 [6] 朱大奇 单片机原理串口及应用·南京大学出版社· 2009 ·13~54 [7] 赵佩华 微型计算机原理与组成·西安电子科技大学出版社· 2011 ·88~96 [8] 赵继文 传感器与应用电路设计·北京科学出版社· 2006 ·56~99 [9] 黄继昌 电子元器件应用手册·北京人民邮电出版社· 2004 ·12~110 [10] 沙占友 单片及外围电路设计·电子工业出版社· 2003 ·114~128 [11] 谢自美 电子线路设计·华中科技大学出版社· 2011 ·56~88 25 附 录 附录一原理图 单片机系统 U3 传感器接口 电源 P1 POWE R +5V 4 GND +5V 2 1 3 R5 10K DATA C1 2 1 3 5 1 +5V 3 S1 GND DHT11 10uF 1 3 5 继电器驱动 +5V R2 1 0 U1 2 1 10K 9 3 4 2 4 6 GND STC89C52 J5 D1 T P C CON2 2 4 6 S P C Kj1 RP2 R V / V 1 J2 液晶屏接口 A COM 240 2_SCL 1 E 39 P002 1 GND R19 P1.0 P0.0/AD0 R1 240 2_SDA 2 38 P013 2 P1.1 P0.1/AD1 R2 3 37 P024 3 2.2K P1.2 P0.2/AD2 R3 P27 R9 4 36 P035 4 P1.3 P0.3AD3 R4 P26 1.5K Q6 5 35 P046 5 R17 P1.4 P0.4/AD4 R5 P25 L 901 2 L 6 34 P057 6 P1.5 P0.5/AD5 R6 P00 R 7 33 P068 7 1K P1.6 P0.6/AD6 R7 P01 DATA 8 32 P079 8 P1.7 P0.7/AD7 R8 P02 3 2 1 30 9 ALE/P ROG P03 29 102 10 PSEN P04 R10 J4 10 28 P27 11 RXD/P 3.0 P2.7/A15 P05 10K GND CON3 11 27 P26 12 TXD/P3.1 P2.6/A14 P06 +5V 12 26 P25 13 INT0/P3. 2 P2.5/A13 P07 13 25 14 INT1/P3. 3 P2.4/A12 14 24 15 +5V T0/P3.4 P2.3/A11 15 23 16 T1/P3.5 P2.2/A10 D2 16 22 WR/P3.6 P2.1/A9 GND Kj2 2 3 4 5 17 21 K K K K RD/P3.7 P2.0/A8 2 1 L L +5V A A D R20 T T N X X G 2.2K + - + - EEPROM 存储器电路 H H H H R3 R4 Q7 T T H H 8 9 0 R18 1 1 2 10k 10k U2 R 901 2 24C0 2A GND Y1 1K 8 1 Vcc A0 7 2 3 2 1 M1 WP A1 C2 C3 2402_SCL 6 3 12M SCL A2 J3 CON3 30p F 30pF 2402_SDA 5 SDA Vss 4 + - A GND GND GND 图 1 系统总体电路图 26 图 2 单片机系统原理图 27 J2 液晶屏接口 1 GN D 2 3 P2 7 R9 4 P2 6 1. 5 K 5 P2 5 6 P0 0 7 P0 1 8 P0 2 9 P0 3 10 P0 4 R1 0 1 1 P0 5 10 K 12 P0 6 13 P0 7 14 15 +5 V 16 GN D +5 V EEPROM存储器电路 R3 R4 10 k 1 0 k U2 2 4 C 0 2A 8 1 Vcc A0 7 2 W P A1 2 4 0 2_ SCL 6 3 SC L A2 2 4 0 2_ SDA 5 4 SD A Vss GN D 28 U3 传感器接口 4 GN D 3 R5 10 K DA TA 2 1 +5 V DH T1 1 P1 PO W ER +5V 2 1 1 3 5 3 S1 GN D 电源 1 3 5 2 4 6 2 4 6 29 继电器驱动 +5 V D1 K1 R1 9 2. 2 K Q6 R1 7 L 9 0 12 1 K 3 2 1 J2 GN D CO N3 +5 V D2 K2 R2 0 2. 2 K Q7 R1 8 R 9 0 12 1 K 3 2 1 J3 CO N3 GN D 30 附录二源程序清单 (1) 头文件和一些宏定义 #include reg52.h #include 1602.h #include dht.h #include 2402.h (2) 管脚定义 sbit Led_qushi=P1^6; // 去湿灯 sbit Led_jiangwen=P1^5; // 降温灯 sbit Led_shengwen=P1^4; // 升温灯 sbit Key_TH1 = P3^2; sbit Key_TH2 = P3^3; sbit Key_HH1 = P3^4; sbit Key_HH2 = P3^5; (3) 常量、变量定义 // 定义标识 volatile bit FlagStartRH = 0; // 开始温湿度转换标志 volatile bit FlagKeyPress = 0; // 有键按下 // 定义温湿度传感器用外部变量 extern U8 U8FLAG ,k; extern U8 U8count,U8temp; extern U8 U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata; extern U8 U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp; extern U8 U8checkdata_temp; extern U8 U8comdata; exter

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