基于无线技术的温室大棚智能控制系统

基于无线技术的温室大棚智能控制系统内容摘要：

特殊功能寄存器和 RAM 的高 128字节的地址是一样的，但是它们在物理上是分开的。 当指令访问高 128字节时，是访问 RAM还是访问特殊功能寄存器将取决 于这条指令的寻址方式。 一般情况下，在直接寻址的方式下将会访问特殊功能寄存器。 STC89C52串行口控制寄存器 SCON 表 33 SCON 控制位的分布 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 控制位 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI ◆ SM0、 SM1是单片机串口工作方式选择位 表 34 串行口工作方式 SM0 SM1 工作方式 0 0 方式 0：移位寄存器方式 0 1 方式 1： 8位 UART，波特率可变 1 0 方式 2： 9位 UART,波特率为 fosc/64或 fosc/32 1 1 方式 3： 9位 UART，波特率可变 ◆ SM2 ： 多机通讯控允许控制位。 当单片机处于工作方式 2或者工作方式 3 的时候，如果 SM2和 REN 同时为高电平，那么从机就只有在接收到 RB8=1 的时候才会激活中断请求标志位（ RI），并且向主机发送中断请求。 从机只有在复位之后才会接收到 RB8=0 的数据。 当单片机处于方式 1工作时，如果 SM2 为高电平，那么要置位中断请求 标志位就必须要接收到有效的停止位；在方式0时， SM2应为 0。 ◆ REN：启用 /禁用串行接收控制位。 该孔志伟由软件来置位。 当 REN=1 时，串口处于接收的状态，此时就可以启动串口的接收器 REX,开始接收数据；当 REN=0的时候，就至今接收数据。 ◆ TB8：当串口通信工作在方式 2或方式 3时，改位为要发送数据的第九位，也是由软件来置位。 STC89C52 中断系统 第 10 页 共 37 页 STC89C52有 6个中断源： INT0和 INT1是两个外部中断， T0、 T T2是三个中断定时器，另外还有一个串行中断。 每一个中断源都可以通过执行指定的代码来使中断源有效或者无效。 表 35 中断允许控制位 符号 位地址 功能 EA 中断允许控制位， EA=0，中断总禁止； EA=1，各中断由各自的控制位设定 预留 ET2 定时器 2中断允许控制位 ES 串行口中断允许控制位 ET1 定时器 1中断允许控制位 EX1 外部中断 1允许控制位 ET0 定时器 0中断允许控制位 EX0 外部中断 0允许控制位 STC89C52的空闲模式 当单片机处于空闲模式时，单片机内部的 CPU就会进入睡眠状态，但是单片机上的所有外部设备都会继续保持激活的状态。 单片机可以通过执行特定的指令进入该状态。 单片机处于该种状态是，单片机内部的 RAM和特殊功能寄存器上的数据将保持不变。 结束空间模式可以通过软件的中断或者硬件的复位来实现。 当使用硬件复位来结束空闲模式时，就需要 2个机器周期的复位信号，此时，单片机将禁止访问内部 RAM上的信息，只可以控制访问端口的引脚。 当使用硬件复位的方法来终止空闲状态时，为了避免预料不到的写端 口，在激活空闲模式的指令的下一条指令就不应该是写端口或者是写外部存储器。 STC89C52的掉电模式 STC89C52提供掉电模式，当单片机处于掉电模式时，晶振将停止工作，但是在这其间片 RAM内和特殊功能寄存器上的值将保持不变。 最后一条指令的执行将激活掉电模式。 表 36 空闲模式和掉电模式下的外部引脚状态 第 11 页 共 37 页 模式 程序存储器 ALE PESN PORT0 PORT1 PORT2 PORT3 空闲 内部 1 1 数据 数据 数据 数据 空闲 外部 1 1 浮空 数据 地址 数据 掉电 内部 0 0 数据 数据 数据 数据 掉电 外部 0 0 浮空 数据 数据 数据 STC89C52 最小系统 单片机最小系统电路除了电源外，还应该包括单片机、时钟电路和复位电路。 STC89C52单片机最小系统如图 33所示： 图 33 单片机最小系统 STC89C52最小系统由两部分组成，现介绍如下： 第 12 页 共 37 页 时钟电路 STC89C52 单片机的 XTAL1 引脚为高增益反相放大器的输入端， XTAL2 引脚为高增益反相放大器的输出端。 自激震荡电路就是在 XTAL1与 XTAL2之间接入一个晶振和一个微调电容。 STC89C52的时钟频率为 12MHz。 图 34 时钟电路 复位电路 STC89C52的 第 9引脚（ Rest）为复位引脚。 当该引脚被拉高保持 2个机器周期以上时，单片机将产生复位。 例如当晶振是 12MHz 时，时钟周期为 1us，机器周期为 6us，因此，当第 9 引脚接高电平并保持在 12us 以上，单片机就会产生复位。 复位电路有 2 种连接方式，即上电复 位和手动复位。 上电复位电路中， RST 引脚上串接了一个电容，当复位引脚接 +5v 电源时，电容处于充电状态，当充电结束后，电容相当于断开。 而在手动复位电路中，是在 RST引脚所串接的电容上并联一个开关，当开关处于断开状态时，电容就处于充电状态，当开关处于闭合状态时，电容处于放电状态，放电时复位引脚处于高电平，从而达到复位的目的。 第 13 页 共 37 页 图 35 复位电路 传感器采集模块 单片机是本系统的主控芯片，那么传感器检测到的信号就要通过通信模块传给单片机，由单片机进行分析处理。 那么如何准确的确定外界环境的各项参数就显 得十分重要。 传感器在完成检测和控制中起到十分重要的作用，是检测和控制过程中的关键所在，如是没有传感器对环境参数的原始数据进行检测和转换，控制中心就没有办法对环境参数进行分析处理并作出相应的控制。 当今生产生活中的自动控制控制系统，相当一部分是依赖与各种传感器来采集要控制的各种参数，然后把数据传给控制中心，这样系统才会工作在最适合的状态。 虽然市面上大多数传感器在设计上都可以满足系统设计要求，但是从硬件电路设计和性价比上考虑，本系统传感器采用进口的 SHT10温湿度传感器。 SHT10传感器简介 SHT10传感器是 Sensirion温湿度传感器家族中的贴片封装系列。 该传感器具有响应速度快、抗干扰能力强、高性价比等优点。 敏感元件的传感器和信号处理电路集成在一块电路板，一个数字信号输出的校准。 CMOSens 技术是 Sensirion公司的专利技术，该技术 SHT10中得到了应用。 CMOSens 技术可以保证产品具有更高的稳定性和杰出的稳定性。 SHT10传感器在同一个芯片上包 第 14 页 共 37 页 含了一个电容性的测湿度敏感元器件和一个用能隙材料制成的测温元件。 并通过无缝连接技术与14位的 A/D转换器和串行接口电路连接在一起。 每一个 SHT10传感器都会在极其精确地腔室中进行标定，而且用于校准的系数会用标准的程序形式在 OTP内存中存储下来。 这些数据将用来在内部信号的校准。 SHT10的串口和内部的电压调整时采用两线制的，这使得 SHT的外围电路极其简单。 SHT10温湿度传感器凭借其体积小、功耗低等一系列优点得到了广泛的应用。 SHT10采用 LCC 封装，可以使用标准回流焊接。 图 36 SHT10 实物图 SHT10引脚及接口定义 表 39 SHT10 引脚分配 VDD引脚 : SHT10 的供电电压范围为 , 建议为。 在电路的设计过程中可以在VDD和 GND之间一个滤波电容，一般为 100nF的电容。 第 15 页 共 37 页 SCK引脚 :该引脚是用来和主控芯片进行同步通信的，因为在接口电路中已经包括了全静态逻辑，所以 SCK不存在最小频率。 DATA引脚 :为三态结构数据串行数据引脚，用于读取传感器的数据。 当单片机向传感器下达命令时 , DATA 在 SCK 上升沿有效且在 SCK 高电平时必须保持稳定。 DATA在 SCK 下降沿之后改变。 为确保通讯安全， DATA的有效时间在 SCK 上升沿之前和下降沿之后应该分别延长至 TSU and THO。 传感器数据读取的过程中 , 数据引脚是在 SCK变成低电平以后有效，并且要保持到下一个 SCK 的下降沿。 主控芯片驱动 DATA引脚为低电平，可以避免信号的冲突。 需要一个外部的上拉电阻（一般取 10k）将信号上拉至高电平。 一般的微处理器的 I/O接口电路中都会自带上拉电阻。 SHT10电气特性及典型应用 SHT10能耗、电平的高低以及输入电压的大小都和电源有着密切的关系。 电源引脚相对于地的绝对最大值为 +7V 和。 如果长时间的传感器工作在绝对最大值，会影 响传感器的稳定性。 SHT10的电气特性图下表所示： 表 310 SHT10电气特性 第 16 页 共 37 页 SHT10的典型应用如图所示： 图 37 SHT10典型应用 SHT10的通信 启动传感器 ：第一，选择电源电压后给传感器接通不低于 1V/ms电率的电源。 通上电以后，传感器将在 11ms后进入休眠状态，在进入休眠状态之前不允许对传感器进行通信。 发送命令： 传感器初始化很简单，只要用一组“ 启动传输”时序就可以完成。 它包括： 在 SCK时钟 为高电平“ 1” 的时候 DATA变为低电平“ 0” ，然 后 在 SCK变 为 低 电平的时候 ，数据 端 DATA变成一个高 平 平 如下图： 图 38 SHT启动时序图 第 17 页 共 37 页 SHT10的命令包含 3个地址位和 5个命令位。 当在第 8个 SCK时钟周期的下降沿结束之后， data引脚变为低电平，在紧接着的第 9个 sck时钟周期的下降沿结束之后， DATA恢复为高电平，这就说明 SHT10已经正确的接受到命令。 表 311 SHT10命令集 温湿度测量： 温湿度的测量大约需要 20/80/320ms，分别对应 8/12/14位测量。 测量时首先需要发送一组指令（“ 00000101”代表相对湿度的测量， “ 00000011”代表测量温度），然后控制器要等待测量结束。 确切的测量时间和内部晶振的速度有着密切的关系，误差会在 30%的范围内变化。 当 DATA引脚被拉至低电平时， SHT10进入空闲状态，并意味着测量的结束。 当 SCK引脚再次被触发之前， DATA引脚必须为低电平。 这个信号用来来读出数据。 检测数据。