毕业论文设计：基于单片机无土栽培智能测控系统的设计

毕业论文设计：基于单片机无土栽培智能测控系统的设计内容摘要：

图 13 电磁继电器控制电路 利用三极管饱 和导通和截止的的特性就可以实现接通和断开的功能，但由于它的带载功率有限，所以需配继电器扩流，并且可以扩充触点的数量。 该电路 Q1是 PNP 三极管，西昌学院毕业论文（设计） 12 所以采用集电极接低电平方式输出， R1为上拉电阻，当基极没有输入脉冲或电压时，基极为高电平，因为这是反极性三极管，所以平时是截止的，只有基极输入低电平，降低基极电压，这时三极管导通，继电器线圈得电吸合，原常闭触点断开，常开触点吸合，完成设备的接通与断开功能。 图中 IN1 二极管反向接在线圈两端，是保护线圈不受反峰电压的冲击，对继电器起到保护作用。 串口通信模块 RS232 串口 RS232 也称标准串口，是最常用的一种 串行通讯接口。 它是在 1970 年由 美国 电子工业协会（ EIA）联合 贝尔系统 、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯 的 标准。 它的全名是“数据终端设备（ DTE）和数据通讯设备（ DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。 传统的 RS232C 接口标准有 22 根线，采用标准25 芯 D 型插头座（ DB25），后来使用简化为 9 芯 D 型插座（ DB9）。 RS232 采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。 由于其发送电平与接收电平的差仅为 2V至 3V 左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约 15米，最高速率为20kb/s。 RS232 是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～ 7kΩ。 所以 RS232 适合本地设备之间的通信。 RS232 引脚如图 14所示。 图 14 RS232 引脚 MAX232 芯片 MAX232 芯片是美信公司专门为电脑的 RS232 标准串口设计的 单电源电平转换芯片 ,使用 +5v 单电源供电。 MAX232 的引脚说明如下： 第一部分是电荷泵电路。 由 6 脚和 4只电容构成。 功能是产生 +12v和 12v 两个电源，提供给 RS232 串口电平的需要。 西昌学院毕业论文（设计） 13 第二部分是数据转换通道。 由 1 1 1 14 脚构成两个数据通道。 其中 13 脚（ R1IN）、 12 脚（ R1OUT）、 11 脚（ T1IN）、 14 脚（ T1OUT）为第一数据通道。 8脚（ R2IN）、 9脚（ R2OUT）、 10 脚（ T2IN）、 7 脚（ T2OUT）为第二数据通道。 第三部分 是供电。 15脚 GND、 16 脚 VCC（ +5v）。 串口通信电路 本设计单片机和 PC机的串口通信电路如图 15 所示。 RXDTXDR1 IN13R2 IN8T1 IN11T2 IN10GND15V+2V6VCC16R1 OUT12R2 OUT9T1 OUT14T2 OUT7C1+1C1 3C2+4C2 5U2MAX23210uFC410uFC5GND10uFC610uFC7GND162738495J_232DB9GNDVCC10uFC8GND 图 15 单片机和 PC 机的串口通信电路 nRF905 无线传输模块 nRF905 是工作于 433/868/915MHz 三个 ISM(工业、科学和医学 )频道的单片射频收发器，它由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成， ShockBurstTM 工作模式，自动处理字头和 CRC(循环冗余码校验 )，使用 SPI 接口与 微控制器通信，配置非常方便。 此外，其功耗非常低，以 10dBm 的输出功率发射时电流只有11mA，工作于接收模式时的电流为 ，内建空闲模式与关机模式，易于实现节能。 nRF905 无线模块引脚说明如下： ● VCC：电源（ +～ ） ● TX_EN：工作模式选择 ● TRX_CE：使能芯片发射或接收 西昌学院毕业论文（设计） 14 ● PWR_UP：芯片上电 ● uCLK：时钟输出 (未使用 ) ● CD：载波检测 ● AM：地址匹配 ● DR： 接收或发射数据完成 ● MISO： SPI 输出 ● MOSI： SPI 输入 ● CSN： SPI 使能 ● SCK： SPI 时钟 ● GND：接地 nRF905 无线传输模块电路如图 16所示。 ENCE PWRUCLK CDAM DRMISO MOSISCK CSNGND GNDVCC1TX_EN2TRX_CE3PWR_UP4uCLK5CD6AM7DR8MISO9MOSI10SCK11CSN12GND13GND14U3NRF905 图 16 nRF905 无线传输模块电路 电源设计 本设计中 nRF905 无线传输模块的安全使用电压范围为 +～ ，因此设计中采用 AMS1117 稳压三极管将 5V 电压降为。 AMS1117 稳压电路如图 17所示。 西昌学院毕业论文（设计） 15 图 17 AMS1117 稳压电路 5 系统软件设计 DS18B20 温度采集子程序流程图 DBS18B20 温度采集子程序流程图如图 18所示。 图 18 BS18B20 温度采集子程序流程图 设定端口为输出 设定端口为低电平 寄存器右移 1 位 设定端口为读入方式，读取 DS18B20引脚，时间≤ 15us 跳 8 位。 跳出循环 NO YES 西昌学院毕业论文（设计） 16 nRF905 无线模块收发流程图 nRF905 无线模块发送流程图如图 19 所示。 空闲模式TRX_CE=0SPI编程由微控制器PWR_UP=1TX_CE=1向nRF905发送数据包TRX_CE=1。 YESNO发送设备通电启动nRF905发送模式加字头和CRC校验码发送数据包DR=1。 NOAOUT_RETRAN。 YESTRX_CE=1。 YESNONO 图 19 nRF905 无线模块发送流程图 nRF905 无线模块接收流程图如图 20 所示。 空闲模式TRX_CE=0SPI编程由微控制器PWR_UP=1TX_CE=1向nRF905发送数据包TRX_CE=1。 YESNO接收设备通电启动nRF905接收模式CD置1地址匹配 AM置1接收数据CRC正确。 DR置1TRX_CE=1。 进入空闲模式微控制器通过SPI接口获取数据DR和AM置0AM置0NONOYESYESYES 西昌学院毕业论文（设计） 17 图 20 nRF905 无线模块接收流程图 6 Fameview 组态软件设计 Fameview 组态软件简介 FameView 组态软件系统是北京杰控公司集多年 PLC 工程应用、开发和服务经验 ,基于 Windows NT 、 Windows 2020/XP 操作平台 ,独立研制开发的纯 32位、高档次的软件 ,其运行稳定、速度快、简单易用、功能强大、扩展性好 ,能为用户提供经济完善的工业自动化监控解决方案。 已经被成功应用于冶金、机场、化工、电力、配电、环保、筑路、核辐照、 烟草、啤酒、铁路、煤炭、楼宇、水处理、锅炉、码头输送等各个行业 ,经实践证实适合所有的大中小型自动化项目应用。 一直把可编程控制器 (PLC)作为适用对象 ,定位于自动化应用的中高端 ,专门设计了设备数据表 ,能对数据进行批量处理 ,多线程同时处理多个通讯设备 ,通讯速度和稳定性倍高。 除提供通讯、运行数据库、画面、报警、历史数据等功能外 ,还提供了实用的数据库连接、数据配方、数据转发服务、各种报表。