stc89c52單片機(jī)

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stc89c52單片機(jī)范文第1篇

關(guān)鍵詞：智能窗；傳感器；控制

前言

作為智能家居的一個重要組成部分，自動窗自然也要跟的上科技的發(fā)展，積極面對當(dāng)前社會面對的霧霾問題。以智能的方式監(jiān)測霧霾，防止霧霾進(jìn)入室內(nèi)，適時通風(fēng)換氣，營造最適宜的室內(nèi)空氣。本設(shè)計是基于stc89c52單片機(jī)控制的多功能智能窗的系統(tǒng)，通過氣體監(jiān)測模塊，溫濕度檢測模塊，控制模塊以及電機(jī)驅(qū)動模塊，根據(jù)外界的天氣情況和空氣質(zhì)量來控制窗體的開啟與關(guān)閉。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.1 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)是基于STC89C52單片機(jī)控制的多功能智能窗的設(shè)計，能根據(jù)外界的天氣情況和空氣質(zhì)量以時鐘模塊來控制窗體的開啟與關(guān)閉，系統(tǒng)的主要模塊包括：空氣質(zhì)量監(jiān)測模塊，時鐘模塊，溫濕度檢測模塊以及電機(jī)驅(qū)動模塊。

1.2 STC89C52單片機(jī)簡介

STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。8K字節(jié)程序存儲空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間；內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲空間；可直接使用串口下載。

1.3 溫濕度檢測模塊

采用DHT11芯片，DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。使用AD采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，可靠性高與穩(wěn)定性強(qiáng)。傳感器由一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件組成，同時與一個高性能8位單片機(jī)相連。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度檢驗室中進(jìn)行校驗，校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在OTP中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。而單線制串口連接，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷，用最小的體積最低的功耗使信號傳輸距離達(dá)20米以上。

1.4 空氣質(zhì)量檢測模塊

LM393運算放大器作為電壓比較器，其主要原理是當(dāng)輸入電壓V+>V-時，輸出高電平，當(dāng)輸入電壓V+V+，比較器輸出低電平，指示燈因此開通點亮，單片機(jī)就是通過判斷該管腳為低平時表示檢測到空氣中污染氣體，啟動報警。

1.5時鐘電路

時鐘芯片采用DS1302，通過引腳與單片機(jī)相連，利用程序讀取時鐘芯片發(fā)過來的時間再顯示。使用紐扣電池，即備用電池，因為時間一直需要走，當(dāng)外界電源沒有關(guān)閉時，這里的紐扣電池就直接向時鐘芯片供電，防止時間停止或異常。設(shè)置上拉電阻，提高抗干擾能力。晶振提供震蕩信號給芯片，大小為32768Hz。

1.6 步進(jìn)電機(jī)模塊

28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)：

永磁式步進(jìn)電機(jī)：轉(zhuǎn)子用永磁材料組成。具有動態(tài)性能好、力矩較大，價格相對較低的特點，廣泛應(yīng)用在消費性產(chǎn)品中。（1）相數(shù)：是指產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。（2）拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)，以四相電機(jī)為例，有單相四拍運行方式即A-B-C-D，有雙相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA，四相八拍運行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA。（3）步進(jìn)角：步進(jìn)電機(jī)的定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，也就對應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的的角度，這個角度稱步進(jìn)角。a. 轉(zhuǎn)子磁極數(shù)越多，步進(jìn)角？茲b越小；b. 定子相數(shù)越多，步進(jìn)角？茲b越?。籧. 通電方式的節(jié)拍越多，步進(jìn)角？茲b越小。

2 系統(tǒng)設(shè)計框圖

氣質(zhì)量監(jiān)測模塊，時鐘模塊，溫濕度檢測模塊以及電機(jī)驅(qū)動模塊。

3 系統(tǒng)功能測試

（1）正常情況下液晶屏顯示日期、時間、模式和溫濕度，溫度范圍在0-50度，濕度20%-90%；（2）啟動步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)半圈，即模擬開窗狀態(tài)；步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)半圈，即模擬關(guān)窗狀態(tài)，同時有不同顏色LED指示燈指示當(dāng)前屬于開窗或者關(guān)窗狀態(tài)；（3）系統(tǒng)有若干個按鍵，可以通過按鍵設(shè)置日期時間和定時時間段時間，另外，還可以通過按鍵切換自動/手動模式：a. 自動模式：設(shè)置時間段功能，比如設(shè)置19：00～19：30，在這個時間段中，窗戶在19：00后一直處于開啟狀態(tài)，直到19：30自動關(guān)閉，不在定時時間里時，優(yōu)先根據(jù)空氣質(zhì)量情況，如果有有害氣體則關(guān)窗戶；若該部分正常，則根據(jù)濕度來開關(guān)，當(dāng)濕度超過設(shè)置上限值時，系統(tǒng)自動關(guān)窗；若濕度低于設(shè)置上限值表示濕度正常，這時則根據(jù)溫度來開關(guān)窗戶，當(dāng)溫度大于設(shè)置上限值，溫度過高自動開啟窗戶，如果溫度低于設(shè)置下限值，溫度過低則自動關(guān)閉窗戶。若不在定時時間內(nèi)，沒有有害氣體，同時溫濕度正常時，窗戶默認(rèn)處于關(guān)閉狀態(tài)；b. 手動模式：手動模式打開后，窗戶采用傳統(tǒng)人工方式閉合，該模式下其他控制模塊無效。

4 結(jié)束語

此智能窗集信號與控制系統(tǒng)于一體，實用性強(qiáng)、可靠性高。其創(chuàng)新之處在于其高度自動化，智能化，通過多種傳感器自動檢測外部信號再經(jīng)過單片機(jī)處理輸出，實現(xiàn)自動/手動開關(guān)窗、自動防風(fēng)雨防霧霾等功能，在一定程度上解決了外界環(huán)境變化給人們?nèi)粘Ｉ钪袔淼臒溃钥萍嫉氖侄谓o人們更加舒適健康的生活環(huán)境，可應(yīng)用于各種現(xiàn)代化場所。

參考文獻(xiàn)

[1]張米雅.傳感器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2014.

[2]劉剛.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

[3]郭天祥.新概念51單片機(jī)C語言教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

stc89c52單片機(jī)范文第2篇

關(guān)鍵字：TC89C52單片機(jī) 數(shù)控電流源 D/A轉(zhuǎn)換

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0030-01

電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門理論性與實踐性很強(qiáng)的的工程應(yīng)用技術(shù)，涉及電氣、電子、控制理論等多學(xué)科領(lǐng)域。計算機(jī)和通訊技術(shù)的發(fā)展，給電力電子技術(shù)提供了更加廣闊的發(fā)展平臺，同時也給電源提出新的要求。普通電源由于精確度不高與操作不便等缺點已不能滿足現(xiàn)實的需要。直到單片機(jī)技術(shù)及A/D、D/A的出現(xiàn)，才使精確數(shù)控電流源發(fā)展成為可能。該文所設(shè)計的數(shù)控電流源采用STC89C52單片機(jī)為核心微處理器，按鍵，顯示，D/A，A/D等模塊為電路。

1 設(shè)計要求與總體設(shè)計思路

1.1 設(shè)計要求

該設(shè)計要求：輸入DC15V，輸出最高12V，通過按鍵控制輸出電流，采用LCD1602顯示設(shè)置電流，實測電流，負(fù)載電壓，負(fù)載阻值。

1.2 總體設(shè)計思路

根據(jù)系統(tǒng)要求，采用D/A轉(zhuǎn)換后，采用電壓跟隨器使D/A芯片輸出負(fù)載輕，從而使電壓穩(wěn)定，而電阻R5是不變的，根據(jù)歐姆定律可知，電壓確定，電阻確定，電流就確定了。所以直接改變電壓值就可以得到設(shè)定的電流。在通過A/D轉(zhuǎn)換把數(shù)據(jù)反饋給微處理器，然后單片機(jī)通過數(shù)據(jù)比較，自動調(diào)節(jié)，盡可能的減少誤差。

2 硬件電路以及軟件設(shè)計

根據(jù)數(shù)控電流源設(shè)計要求，系統(tǒng)主要由控制模塊，按鍵模塊，D/A模塊，A/D模塊，顯示等模塊構(gòu)成。硬件電路圖如圖1所示。

通過按鍵控制TLC5615C（L）D芯片輸出電壓值，在通過電壓跟隨器可以直接確定加載在R5的電壓，根據(jù)基爾霍夫電流定律可知，電流只能從主回路流入，從而控制負(fù)載上面的電流，而根據(jù)基爾霍夫定律將把多余的電壓消耗在IRF640上面。而讀取電流值時可以讀取在R5上面的電壓，在通過程序使用歐姆定律而得到電流值。讀取負(fù)載電壓時，因為它的電壓有時會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過5V，所以要通過運放電路，把電壓降到5V以下。如圖1可知，確定U33的3腳為3V，根據(jù)虛短原理，2腳也為3V，從而根據(jù)基爾霍夫電流定律可以得到輸出電壓，通過軟件乘以4則得到取模電壓，再通過軟件用輸入電壓減去取模電壓最后得到負(fù)載電壓，知道負(fù)載的電流以及負(fù)載的電壓，通過軟件通過歐姆定律則可以算出負(fù)載阻值。

3 系統(tǒng)測試

該設(shè)計要求輸出電流在0.2A到2A可調(diào)，并且要能顯示設(shè)置電流值、實際電流值、負(fù)載電壓和負(fù)載阻值。該設(shè)計通過按鍵調(diào)節(jié)電流值，單片機(jī)經(jīng)過處理后通過反饋回來的數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)。經(jīng)過proteus7.8軟件上面仿真結(jié)果分析，該設(shè)計初步達(dá)到要求，誤差比較低。實測部分LCD顯示數(shù)據(jù)如表1所示。

通過以上數(shù)據(jù)分析誤差主要產(chǎn)生在首尾，這結(jié)果是因為當(dāng)初設(shè)計的時候沒有考慮到，而直接只考慮了中間值，但是總體設(shè)計要求達(dá)到。

4 結(jié)語

該文所設(shè)計的基于STC89C52單片機(jī)的數(shù)控電流源實現(xiàn)了量程可選，輸出可調(diào)，誤差較小，并且設(shè)置電流值，實測電流值，負(fù)載電壓，負(fù)載阻值能夠在LCD顯示器上同時顯示。人機(jī)接口采用獨立按鍵與LCD顯示，控制界面直觀和簡潔，具有良好的人機(jī)交互性能?？煽啃愿?，易于標(biāo)準(zhǔn)化，集成化，系統(tǒng)維護(hù)方便，生產(chǎn)制作方便等優(yōu)點。但是也具有功耗比較高的缺點。

參考文獻(xiàn)

[1] 江世明.單片機(jī)原理及應(yīng)用--基于Proteus的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與仿真[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2013.

stc89c52單片機(jī)范文第3篇

關(guān)鍵詞： STC89C52； 定時開關(guān)； C語言； Protues

中圖分類號： TN710?34； TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）08?0004?03

0 引 言

定時開關(guān)[1]在人們生活中扮演著重要的角色，給人們的生活帶來了很大的方便。早在我國的古代采用滴水方式計時，當(dāng)水滴到一定量時就引發(fā)機(jī)關(guān)報時。隨著電子信息的快速發(fā)展， 如今的電視機(jī)，電風(fēng)扇等電器產(chǎn)品都附帶了定時器，但是電子產(chǎn)品附帶的定時器只適用于該用電器，并不能擴(kuò)展使用到其他用電器上。

本文所介紹的定時開關(guān)目的在于控制主電源，從而適用于能瞬間斷電的一切電子產(chǎn)品，不僅能在規(guī)定的時間準(zhǔn)時斷開同時能在設(shè)定的時間內(nèi)準(zhǔn)時開啟，給人們?nèi)粘Ｉ顜砹藰O大的方便，如能通過應(yīng)用此定時開關(guān)在上班期間定時煮飯，手機(jī)充電在適當(dāng)時間將電源斷開。

該定時器具備以下幾個特點：采用C語言[2]編寫程序，與匯編語[3]言相比便于修改和增減功能；所采用的芯片STC89C52單片機(jī)、1602液晶顯示器，DS1302時鐘芯片功耗低、可靠性高；與機(jī)械定時器相比不僅消除了噪聲，更加準(zhǔn)確，且使用壽命要長；采用Protues仿真，方便直觀。

1 系統(tǒng)設(shè)計方案

以STC89C52[4]單片機(jī)為核心，通過DS1302時鐘芯片進(jìn)行時間控制，使用1×4鍵盤作為數(shù)據(jù)輸入方式，驅(qū)動1602顯示器提示程序運行過程和開鎖的步驟。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)硬件組成

使用的元器件有：核心芯片STC89C52、時鐘芯DS1302、液晶顯示1602、繼電器、蜂鳴器、1×4鍵盤[5]、發(fā)光二極管和三極管。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

本文采用單片機(jī)的C語言編寫程序?qū)φ麄€系統(tǒng)的硬件進(jìn)行管控，實現(xiàn)了對DS1302的控制，1602的顯示，時間管控。其中時間管控包括：系統(tǒng)時間以及開啟與關(guān)閉時間的設(shè)定，系統(tǒng)時間與開啟或關(guān)閉時間相同時繼電器、蜂鳴器和指示燈工作狀態(tài)的管控 。系統(tǒng)程序流程如圖2所示。

2.2.1 DS1302的控制[6]

DS1302的RST，SCLK和I/O分別與單片機(jī)的P2.0，P2.1和P2.2相連。單片機(jī)與DS1302進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時，首先要將RST變?yōu)楦唠娢?，也就是單片機(jī)P2.0必須為邏輯1。在RST保持為高電位時，SCLK時鐘由低電位變?yōu)楦唠娢坏纳仙貢r，數(shù)據(jù)被寫入DS1302中，數(shù)據(jù)從最低位通過I/O開始寫入。在RST保持高電位，SCLK時鐘由高電位變?yōu)榈碗娢坏南陆笛貢r，從DS1302讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)也是從DS1302的最低位通過I/O讀取。

DS1302讀取數(shù)據(jù)子程序

unsigned char read（ unsigned char addr ）

{

unsigned char j，temp，value；

CE=0；

SCLK=0；

CE = 1；

//發(fā)送地址

for （ j=8； j>0； j-- ）

{

SCLK = 0；

temp = addr；

IO = （bit）（temp&0x01）；

addr >>= 1；

SCLK = 1；

}

//讀取數(shù)據(jù)

for （ j=8； j>0； j?? ）

{

ACC_7=IO；

SCLK = 1；

ACC>>=1；

SCLK = 0；

}

CE=0；

value=ACC；

value=value/16*10+value%16；

return （value）；

}

2.2.2 1602的顯示[7]

通過單片機(jī)指令控制1602光標(biāo)是否閃爍，是否清除原來數(shù)據(jù)以及顯示的具置，并不停地對數(shù)據(jù)顯示進(jìn)行刷新，從而顯示了準(zhǔn)確的時間，并為系統(tǒng)提供了智能的人機(jī)對話模式。

2.2.3 時間的管控

當(dāng)系統(tǒng)啟動時，STC89C52單片機(jī)立即從DS1302時鐘芯片獲取時間，并通過鍵盤和1602顯示器配合完成對當(dāng)系統(tǒng)時間、啟動時間和關(guān)閉時間的設(shè)定。當(dāng)系統(tǒng)時間與啟動時間相同，從而控制繼電器閉合，直到系統(tǒng)時間與關(guān)閉時間相同時斷開。

3 系統(tǒng)仿真

本文采用具有強(qiáng)大的EDA仿真功能的Protues[8]軟件進(jìn)行仿真，仿真圖如圖3所示。

stc89c52單片機(jī)范文第4篇

關(guān)鍵詞：PWM調(diào)速；89C52單片機(jī)；角度傳感器；PEROM

1 方案設(shè)計與比較

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

方案一：直接加直流電源來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度；根據(jù)電動機(jī)在其額定電壓時，電動機(jī)有一定的額定轉(zhuǎn)速。根據(jù)其輸入電壓的減小，其轉(zhuǎn)動速度也相應(yīng)的減小。從而在傳統(tǒng)的改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速問題中，就是利用所給電動機(jī)的電壓的不同，而達(dá)到人們所需要的大約速度。

方案二：以單片機(jī)STC89C51為中心通過D/A轉(zhuǎn)換器，將單片機(jī)數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，從而起到控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速問題。其中在單片機(jī)控制部分通過按鍵直接從程序中調(diào)出所需要速度的值，同時輸?shù)綌?shù)碼顯示部分和D/A轉(zhuǎn)換部分以實現(xiàn)電動機(jī)的調(diào)速。電路框圖如圖1-1所示。

方案三：采用STC89C52單片機(jī)進(jìn)行控制。本設(shè)計需要使用的軟件資源比較簡單，只需要完成編碼器采樣部分、鍵盤控制部分以及顯示輸出功能。采用STC89C52進(jìn)行控制比較簡單、易控制、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、精度高且體積大大減小。輸出速度的調(diào)節(jié)是通過鍵操作，顯示速度。STC89C52是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器――具有4K字節(jié)可編程閃爍存儲器，可擦除的的只讀存儲器（PEROM）。STC的STC89C52是一種高效微控制器。STC89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。三級程序存儲器鎖定、128*8位內(nèi)部RAM、32可編程I/O線、兩個16位定時器/計數(shù)器、5個中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和電模式、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。電路框圖如圖1-2。

方案分析：方案一只能以減小所給電壓值而能使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有相應(yīng)的減小，此方案操作性差且不安全。方案二不能及時的從電動機(jī)那里得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)動速度，而是直接從程序哪兒調(diào)用相應(yīng)的數(shù)值給數(shù)碼顯示。所以，此處的電路在速度的顯示上失去了其真實性。方案三在可操作性與實時性方面都都結(jié)合了本專業(yè)特點，從控制理論與控制技術(shù)出發(fā)，充分發(fā)揮與應(yīng)用本學(xué)科特點。所以，設(shè)計采用方案三。

2 電路設(shè)計

2.1 系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。

3 程序設(shè)計

其總體流程圖如圖4-1示。

結(jié)果分析：通過測試、計算和分析，該設(shè)計系統(tǒng)能夠完成題目要求的全部基本功能。

4 總結(jié)

在帆板控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，采用了1片STC公司的STC89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制器件；角度檢測采用飛思卡爾公司MMA8451Q作為帆板傾角的角度檢測單元；顯示器和鍵盤組成人機(jī)界面，通過按鍵調(diào)節(jié)單片機(jī)輸出PWM信號能夠控制風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速，用以控制帆板的翻轉(zhuǎn)角度。該設(shè)計均達(dá)到賽題要求的所有基本功能。

[參考文獻(xiàn)]

[1]宋文緒，楊帆.自動檢測技術(shù).北京：高等教育出版社，2008.

[2]高吉祥.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)系列教程.北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[3]周堅.單片機(jī)C語言輕松入門.北京：北京航空航天出版社，2006.

stc89c52單片機(jī)范文第5篇

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；STC89C52；WIFI

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）22-0130-02

Abstract： With the constantly development of the smartphone and the mobile communication technology， agricultural greenhouse can control various devices and collect data through application on android and 4G LTE. This is animportant aspect of accomplish the contact with the internet and intelligent agriculture. In the greenhouse， through the STC89C52 microcontroller to receive from the mobile terminal APP control instructions， to complete the greenhouse heating， ventilation ， sprinkler and other kinds of action. To achieve the mobile terminal control of greenhouse. Besides， all kinds of greenhouse data can be collected into it， and then uploaded to the mobile terminal. This thesis mainly discussed based on microcontroller to accept mobile terminal instructions and in accordance with the instructions to control the operation of all kinds of external equipment， and return of sensor data to remote monitor and control system of greenhouse design.

Key words ：single chip microcomputer； STC89C52； WIFI

1 總體設(shè)計方案

本系統(tǒng)主要包括溫室控制APP，無線WIFI信號傳輸模塊和主機(jī)控制模塊三大部分。其中溫室控制APP用于發(fā)出控制指令和顯示溫室環(huán)境參數(shù)，無線傳輸模塊采用的是濟(jì)南有人科技的USR-WIFI 232-S無線傳輸模塊，用于通過WIFI接收來自手機(jī)端APP的指令，然后透明傳輸給主機(jī)。主機(jī)根據(jù)接收到的指令，經(jīng)過譯碼之后，驅(qū)動相應(yīng)的繼電器控制設(shè)備的交流接觸器動作，實現(xiàn)遠(yuǎn)程啟動和關(guān)閉相關(guān)設(shè)備，從而實現(xiàn)溫室大棚的遠(yuǎn)程智能控制，同時也可以將溫室中的傳感器采集到的數(shù)據(jù)回傳給溫室控制APP端顯示。本文主要討論基于單片機(jī) STC89C52的主機(jī)控制模塊系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2硬件系統(tǒng)及功能模塊設(shè)計

2.1 主機(jī)控制模塊

主機(jī)控制模塊由主要由單片機(jī)STC89C52、設(shè)備控制用繼電器、各種傳感器及相關(guān)電路組成，主機(jī)控制模塊通過P3.0和 P3.1與USRWIFI232-S無線通信模塊串行通信，以便于手機(jī)端APP通信。傳感器獲取的環(huán)境參數(shù)直接輸出數(shù)字化信息，傳給單片機(jī)處理，根據(jù)內(nèi)部初始化的溫室控制的信息，運算之后，通過P2.0至P2.7輸出控制動作，通過驅(qū)動三極管和繼電器，進(jìn)一步控制大電流的交流接觸器動作。

主機(jī)控制模塊負(fù)責(zé)接收無線傳輸模塊傳過來的指令信號，進(jìn)行正確的譯碼之后，根據(jù)指令的信號直接驅(qū)動繼電器，繼而控制對應(yīng)的交流接觸器來控制溫室中的各種機(jī)電設(shè)備工作；同時開始監(jiān)控溫室大棚的環(huán)境參數(shù)，一旦溫度，濕度等環(huán)境參數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)的值，通過中斷的形式，給MCU發(fā)送中斷信號，切斷參與此環(huán)境參數(shù)相關(guān)的機(jī)電設(shè)備工作，最終達(dá)到溫室的自動控制。同時將傳感器探測到的信息通過無線傳輸模塊，傳回給手機(jī)端APP，并在APP端顯示目前設(shè)備的工作狀態(tài)和相關(guān)的環(huán)境參數(shù)，使用戶了解溫室的最新狀態(tài)。

2.1.1單片機(jī)模塊

STC89C52是由STC公司生產(chǎn)的一款高性能、低功耗的8位微控制器。它在MCS-51的內(nèi)核的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了相應(yīng)的增強(qiáng)，在性能和功能上有較大的提升。具有片內(nèi)8k字節(jié)Flash、512字節(jié)RAM、4組8位雙向I/O接口。低廉的價格和較強(qiáng)的性能使STC89C52稱為自動控制中最常用的MCU之一。本系統(tǒng)僅使用1片STC89C52即可達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。

2.1.2本地設(shè)備驅(qū)動模塊

鑒于溫室控制的加熱器，風(fēng)機(jī)，卷簾電機(jī)等控制都是較大電流的設(shè)備，無法直接使用繼電器控制，因此本地驅(qū)動模塊使用分立元件的繼電器作為初級控制，后端使用220或者380V的交流接觸器，繼而進(jìn)一步控制各種大功率的設(shè)備。

2.1.3傳感器模塊

通過部署在大棚內(nèi)的傳感器模塊采集數(shù)據(jù)，其中主要的溫度和濕度數(shù)據(jù)采集使用AM2301數(shù)字溫濕度傳感器。它是一款具有數(shù)字校準(zhǔn)輸出的傳感器，采用了獨特的數(shù)字采集模塊和新型溫濕度采集傳感技術(shù)，足以確保產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性，而且具有響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)和極低的功耗的特點，目前成為各類溫濕度傳感器的首選，輸出的數(shù)據(jù)直接交由單片機(jī)處理，確定是否開啟通風(fēng)或者加熱，確保溫室的基本溫濕度在合適的范圍，同時也將數(shù)據(jù)傳回手機(jī)端APP顯示，通知用戶處理。

光照度傳感器：采用基于ROHM的BH1750FVI芯片的光強(qiáng)度檢測模塊，使用較低的工作電壓，內(nèi)置16bitAD轉(zhuǎn)換器，直接輸出數(shù)字信號，進(jìn)一步提高系統(tǒng)開發(fā)的速度，并且成本低廉，在溫室環(huán)境中工作穩(wěn)定。根據(jù)需要可以進(jìn)一步接入其他類型的傳感器。

2.2 USRwifi232-S通信模塊

USR-WIFI232 系列產(chǎn)品是濟(jì)南有人科技研發(fā)的一款用于實現(xiàn)串口到 WIFI 數(shù)據(jù)包的雙向透明轉(zhuǎn)發(fā)的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。在模塊內(nèi)部完成協(xié)議轉(zhuǎn)換，串口一側(cè)串口數(shù)據(jù)透明傳輸，WIFI 網(wǎng)絡(luò)一側(cè)是 TCPIP數(shù)據(jù)包，通過簡單設(shè)置即可指定工作細(xì)節(jié)，設(shè)置可以通過模塊內(nèi)部的網(wǎng)頁進(jìn)行，也可以通過串口使用 AT 指令進(jìn)行，一次設(shè)置永久保存。用戶無需關(guān)心具體細(xì)節(jié)，是一款使用簡單，價格低廉的無線數(shù)據(jù)透明傳輸模塊，廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)與無線TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊。

3 系統(tǒng)程序設(shè)計

系統(tǒng)程序包括傳感器數(shù)據(jù)采集程序和通訊解碼程序兩大部分。

3.1傳感器數(shù)據(jù)采集程序

傳感器數(shù)據(jù)采集的基本工作流程為：單片機(jī)上電時或者手機(jī)APP端發(fā)出讀傳感器數(shù)據(jù)指令時，循環(huán)掃描各個傳感器的輸出數(shù)據(jù)。在程序運行過程中，設(shè)定一定的檢測周期，每個周期內(nèi)當(dāng)傳感器觸發(fā)且超出設(shè)定的溫室環(huán)境參數(shù)范圍時，單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)封裝好，通過無線傳輸模塊發(fā)送給手機(jī)端APP顯示。

3.2 通訊解碼程序

由于溫室中需要控制的設(shè)備較多，為每一套設(shè)備設(shè)置一套控制指令，則指令會相當(dāng)復(fù)雜，為了降低與手機(jī)APP通信的數(shù)據(jù)流量和具有較好的可擴(kuò)展性，在本機(jī)存儲一張系統(tǒng)指令表，手機(jī)APP端只需要發(fā)送相應(yīng)的指令代碼，在本機(jī)只需要通過查找指令表即可解析指令的具體控制行為。從而簡化單片機(jī)的控制方式，增強(qiáng)控制能力。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計了一種基于單片機(jī)的溫室遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，具備溫室各種環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和環(huán)境參數(shù)采集的功能。系統(tǒng)采用設(shè)備驅(qū)動和環(huán)境信息采集相結(jié)合，最大程度提高溫室控制的精度和自動化程度。且系統(tǒng)整體成本較低，特別適合控制精度要求高的溫室使用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 萬軍.基于單片機(jī)大棚溫濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2012.