简易土壤温湿度环境检测仪的设计与制作

2023年2月18日 by 没有评论

八位并口写操作时序分析: 第一步:RS 为寄存器选择端,当 RS 为低电平(L)时选择指令,当 RS 为高电平 (H)时选择数据; 第二步:R/W 为读写选择端,当 R/W 为低电平(L)时选择写操作,当 R/W 为高 电平(H)时选择读操作; 第三步:用数据总线写好指令或数据发送到 MSP30 单片机端口; 第四步:当使能信号端(E)为高电平(H)时让 LCD12864 接收指令。

写操作时序分析:写“0”和写“1”是通过对端口控制的时间来控制的,写“0”

的时间相对写 “1” 的时间长些。 首先单片机得到控制权把电平拉低, 然后延时 60~120us 把电平拉高,写“0”完成;首先单片机得到控制权把电平拉低,然后延时1us 把电平 拉高,写“1”完成。

DS18B20,送跳过读取产品 ID 号命令,继续写 0xbe 到 DS18B20 发送读 ScratchPad 命 令读数据,读取温度数据。温度读取流程图如下图所示:

4.3 ADC 读取及湿度转换 ADC 读取流程图如下图所示,首先进行 ADC12 初始化,再选择通道 A0,然后启 动转换,开始转换,开启中断,进行中断处理,最后读取转换结果,循环执行。

方案三:STM32F103 选用 STM32F103 如图 2.4 作为系统核心控制器件。STM32 F1 系列主流 MCU 满足 了工业、 医疗和消费类市场的各种应用需求。 凭借该产品系列, 意法半导体在全球 ARM Cortex-M 微控制器领域处于领先地位,同时树立了嵌入式应用的里程碑。该系列利用 一流的外设和低功耗、低压操作实现了高性能,同时还以可接受的价格、利用简单的架 构和简便易用的工具实现了高集成度。

方案二:LCD12864 选用 LCD12864 液晶显示屏如图 2.6 作为显示器件。带中文字库的 128X64 是一种 具有 4 位/8 位并行、2 线 线串行多种接口方式,内部含有国标一级、二级简体 中 文字库的点阵图形液晶显示模块;其显示分辨率为 128×64,内置 8192 个 16*16 点汉 字,和 128 个 16*8 点 ASCII 字符 集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作 指令,可构成全中文人机交互图形界面。可以显示 8×4 行 16×16 点 阵的汉字,也可完 成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。 由该模块构成的液晶显示方案与同类型的 图形点阵液晶 显示模块相比,不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多,且该模块 的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。

通过这一阶段的努力,我的毕业论文终于完成了,这意味着大学生活即将结束。在 大学阶段,我在学习和思想上都受益非浅,这除了自身的努力外,与各位老师、同学和 朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。在此,我特别要感谢我的导师唐军老师。从论文 的选题、文献的采集、框架的设计、结构的布局到最终的论文定稿,从内容到格式,从 标题到标点,他都费尽心血。没有唐老师的辛勤栽培、孜孜教诲,就没有我论文的顺利 完成。同时,感谢所有任课老师和所有同学在这三年来给自己的指导和帮助,是他们教 会了我专业知识,教会了我如何学习,教会了我如何做人。正是由于他们,我才能在各 方面取得显著的进步,在此向他们表示我由衷的谢意,并祝所有的老师培养出越来越多 的优秀人才!最后要感谢我的家人以及我的朋友们对我的理解、支持、鼓励和帮助,正 是因为有了他们,我所做的一切才更有意义,也正是因为有了他们,我才有了追求进步 的勇气和信心。 时间的仓促及自身专业水平的不足,整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和错误。恳 请阅读此篇论文的老师、同学,多予指正,不胜感激!

大于 10ms; (6)进入设定点,控制字 06H,游标右移,设置显示起始地址; (7)初始化完成。 想要对 LCD 进行操作,除了初始化这个基本操作外,对 LCD12864 的读写操作还 有其对应的时序,按照时序操作才能控制 LCD12864,读/写时序图如(图 3.12)和(图 3.13)。

由限流电阻 R4、电容 C11、按键 RESET1 和二极管 D3 组成,电容的作用是单片机 在上电的瞬间电容 C11 会有电流流过,到 GND,RESET 端为低电平,充电结束后无电 流通过,RST 端为高电平,就完成复位;二极管 D3 的是为加快电容 C11 放电作用。单 片机复位是使 CPU 和系统中的其他功能部件都处在一个初始状态,并从这个状态开始 工作。 3.2 传感器模块设计 3.2.1 温度传感器模块设计 如下图所示,这是两种方案上面的是可以选用两种 DS18B20 中的任意一种使用, 由单片机 IO 口 P43 控制, 下面一个是单独的一个只能用金属外壳防水封装的 DS18B20, 上面一个为备用接插口。电阻 R2、R9 是上拉电阻,两个电容 C7、C8 是为电源滤波作 用。

读操作时序分析:首先单片机有总线控制权,单片机把高电平拉成低电平交出总线us 后开单片机始检测总线的电平,由单片机得到总线控制权把电平拉高后交 出总线us 检测到总线us 检测到总线 湿度传感器模块设计 经过分析土壤湿度传感器的原理图,起采集模拟信号作用的就是如下图,一个电阻 R1 构成。电阻 R1 起上拉作用,电容 C2 起滤波作用,端口 J1 外接一个湿度传感器。

3.1 单片机最小系统设计 如下图所示,最小系统由单片机和复位电路、晶振电路、电源电路构成。Y1 晶振 是另一个可供选择的另一个时钟源,两个电容 C14、C15 是为电源滤波作用。

本设计是一个简易的能对土壤环境温度和湿度检测的仪器, 此系统是由 MSP430 单 片机为控制模块、LCD12864 液晶显示模块、DS18B20 温度传感器模块、土壤湿度传感 器模块构成的。本系统利用土壤湿度传感器采集到的模拟信号,结合 MSP430 单片机内 部的 AD12 模数转换模块,转化为土壤湿度,加上 DS18B20 采集到的温度信号,从而 实现实时监测土壤的温度和湿度的功能。本设计具有方便观察和使用的特点,让人们在 观察到环境温度或湿度的变化时更快速做出反应,提高工作效率。 关键词:MSP430;LCD12864;DS18B20;土壤湿度传感器;AD12

2.3 系统各模块最终方案 (1)主控模块采用 MSP430F149 单片机; (2)显示模块采用 LCD12864 液晶显示模块; (3)外部集成开关电源供电; (4)温度传感器模块采用 DS18B20; (5)湿度传感器模块采用土壤湿度传感器。

在对 DS18B20 操作之前都要对其进行一次复位操作,如上图所示:想要使用这个 器件首先应该让他复位,这就是初始化,温度传感器的初始化如上图所示单片机拿到总 线控制权,把它从高电平拉到低电平并保持一定时间(480~960us),然后把电平拉高, 等待 15~60us 把总线控制权个温度传感。

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