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基于单片机的花卉培育系统设计[范文]

时间:2018-02-17 08:54:38 编辑:知网查重入口 阅读:

1  绪论

1.1选题背景

 

在人类生存环境里,温度和湿度有着重要的地位。无论住哪里,从事任何工作,你不可避免都会遇到温度与湿度。自18世纪工业革命以来,工业发展和掌握的温湿度是紧密相连的,在炼金,炼铁,石油,水泥,玻璃,制药等行业,可以说近80%的工业部门都要思考温湿度等问题。温湿度不仅对工业重要,在农业生产中温度监控也具备十分重要的意义,我国人均土地面积少,要改善这个局面,想要增加耕地面积是不可能的,所以我们想到另一种办法,这个办法就是提高每亩的单位产量,温室技术是最好的方法之一。温室是为了建立生物生长所需要的条件,消除对生物生长的环境要求。此外,温室可以解决对生物成长的所需环境,可以使时节不一的作物都可以适合培养,使生物生长对时节不再具备依赖。局部或完全脱离生物依赖在天然环境下,因为温室能够带来较好的经济收益,因此温室很受欢迎,已变成增加农民收入的重要手段。 

 

1.2 选题的现实意义

现在,在单片机的使用和传感器技术的高速成长时。对温室环境自动检测与控制的钻研取得显著进展,并以其优秀的性能和低成本的优点,它将慢慢代替传统的温湿度。然而,温室目前使用的温湿度检测系统大都是由模拟温度传感器,多通道模拟开关,A / D转换器和单片传输系统组成。这个温湿度系统需要放在大棚中很多温度电缆,以便将传感器信号被采集卡接受。由于它的安装和拆除复杂和成本较高,同时在线会使得模拟信号的传输,很容易受干扰影响,导致最后的测量误差会很大。应对这些缺点,可以采用在单片机上采取数字化单总线的温度检测的控制系统应用在设计方案,采用无线WIFI传输数据,根据实际问题提出改进,提供了一种新的设计方案,在单总线上传输数字信号。

 

2方案论证

2.1  微型处理器的选择方案 

 

选择嵌入式微型处理器,以下几个方面为主: 

应用范围:对于设计所需要的用途或者功能,它的性能决定了,它的领域也就确定了。

可用资源:微型处理器配备的芯片具有产品所需求的资源,可使用资源,设计的开发也变得很简单,其芯片也可扩展储存器。 

功耗很低:节能节约的低功耗产品,它有很多优势,比如可以增强安全性并且能使自身对环境污染达到很低,因此功耗很低是一个微型处理器选择的重要标准。

微型处理器的成本和供应也是需要的,所以尽可能使用可以大批量生产的芯片,采取市场使用较为广泛的芯片,会有较多的可用资源,其可继承性具有很大的方便,为开发者节约不少时间。

2.1.1 STC89C52

 

该芯片为工作电压3.3V〜5.5V并采用40引脚双列直插式CMOS8位微处理器的单片机。该片上集成8K字节ROM和528字节RAM,具有的功能是EEPROM和计数器与定时器,它有通用I / O口的个数达到32个,这些是可以使用在应用编程(IAP)上或在系统编程(ISP),完全不需要专门的相关仿真器和编程器,指令与工业标准MCS-51完全兼容。具体引脚图如2-1所示。

 

STC89C52

图2-1 STC89C52

2.1.2 单片机AVR 

单片机AVR的硬件构成采取了16位机器和8位机器的采取单个高速输入和输出程序和当地寄存器,单位(1Mips / MHz),它这样可以加强功能,有效地克服上限的功用;同时硬件构成的相对简单。可以有效减少成本的外部设备的管理开销。

单片器AVR在软件和硬件速度等相关方便取得不错的优化平衡,而且性能和成本也合乎设计要求。所以具有高性价比单片机AVR是可选择的。

单片机AVR嵌入了程序存储器,易于编写,支持IAP和ISP,易于开发,更新,生产,产品调试。片内大容量RAM不只能够达到普遍的使用场合,更能利用高级语言所开发系统程序,内置高质量的EEPROM,长期保管关键数据,防止断电损失,并可以同MCS-51一样扩充RAM。

单片机AVR的I / O线全都可以逐个设置为输入或者输出的上拉电阻,初始可以设置为高阻输入,可以达到驱动能力增强等性能,这样就可以让I / O端口灵动,使其功能更强大,更有效利用。 

单片机AVR具备自上电复位、低电压检测的电路BOD,多个复位源、单独的看门狗,可设定为工作后延续一段时间启动的程序,这样可以大大加强了系统的安全性。 

单片机AVR技术表现了各类设备的多性能复位系统的安全性,抗干扰睡眠,下降功耗,多种类型的停止系统,写入捕捉和对比输出定时器(计数器)等多种功能,展示了单片机的各种卓越性能,非常强大。具体框图如2-2所示。

单片机AVR

 

图2-2单片机AVR

单片机AVR与52单片机有些区别的地方:

1.程序空间范围(000H~FFFH)访问时用LPM指令访问。

2.芯片内的数据存储范围(0060H~025FH)访问时用ST、LDS和TS、LDS指令访问。

3.芯片外的数据存储(0260H~FFFFH)访问时用ST、LDS和TS、LDS指令访问。

4.32个通用寄存器为R0~R31,它们之间数据传送可利用MOV指令。

5.I/O寄存器范围在(00H~3FH)可以使用IN、OUT访问。

堆栈:单片机AVR的堆栈指针寄存器SP(单字节)将数据压入堆栈时SP减小, MCS-51正好相反。

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