(完整版)基于单片机的智能温室温湿度控制系统的毕业设计论文

基于单片机的智能温室温湿度控制系统的设计

摘要：在农业生产中，温室大棚的应用越来越广泛，为人们创造了更高的经济效益。在温室大棚中，最关键的是温湿度控制方法。传统的温湿度控制方法完全是人工的，不仅费时费力，而且效率低。本文旨在论述一种温室大棚温湿度控制系统的设计，该系统主要由单片机AT89S52、温湿度传感器DHT11、无线通信模块nRF2401、液晶显示LCD1602等组成。采用温湿度传感器DHT11来测量温湿度，它的精确度高，而且DHT11直接是输出数字信号，可直接与单片机相连。通过无线传感器nRF2401来进行信号传送，这样能够降低布线的麻烦。显示部分使用的是LCD1602来显示温湿度。本系统的核心是单片机AT89S52，接收传感器所测的数据并处理，然后执行各种操作。本系统智能度高，可靠性高，系统工作稳定，且综合性价比较高，具有较大的市场应用前景。

关键词：单片机，温湿度控制系统，温湿度传感器DHT11，LCD

显示，无线模块nRF2401

Design of temperature and SCM

Abstract :In agricultural production, more and more extensive application in the greenhouse, create more economic benefits for the people. In the greenhouse, the most critical is the temperature and is be directly connected with the single-chip microcomputer. Through the NRF2401 to transmit signals, it can reduce the trouble of wiring. The display part is using LCD1602 to display the temperature and perform various operations. The system of is stable, and the , Temperature and ×4 mm封装

9．供电电压为1.9 V～3.6 V

引脚说明

图3.12nRF24L01

nRF24L01引脚排列如图3.12所示。各引脚功能如下：

CE：使能发射或接收；

CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI引脚端，微处理器可通过此引脚配置nRF24L01；

IRQ：中断标志位；

VDD：电源输入端；

VSS：电源地；

XC2，XC1：晶体振荡器引脚；

VDD_PA：为功率放大器供电，输出为1.8 V；

ANT1,ANT2：天线接口。

工作模式

通过配置寄存器可将nRF24L01配置为发射、接收、空闲及掉电

待机模式1主要用于降低电流损耗，在该模式下晶体振荡器仍然是工作的；待机模式2则是在当FIFO寄存器为空且CE=1时进入此模式；待机模式下，所有配置字仍然保留。在掉电模式下电流损耗最小，同时nRF24L01也不工作，但其所有配置寄存器的值仍然保留。工作原理

图3.13电路原理图

发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式：接着把接收节点地址TX_ADDR和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据;若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号（自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致）。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD从TX FIFO中清除;若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT置高，TX FIFO中数据保留以便再次重发；MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，产生中断，通知MCU。

最后发射成功时,若CE为低则nRF24L01进入空闲模式1；若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射;若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2[19]。

接收数据时,首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs 进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC 时，就将数据包存储在RX FIFO中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，产生中断，通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式1。

图3.14单片机与nRF24L01连接图

配置字

SPI口为同步串行通信接口，最大传输速率为10 Mbs，传输时先传送低位字节，再传送高位字节。但针对单个字节而言，要先送高位

再送低位。与SPI相关的指令共有8个，使用时这些控制指令由nRF24L01的MOSI输入。相应的状态和数据信息是从MISO输出给MCU[20]。

nRF24L0l所有的配置字都由配置寄存器定义，这些配置寄存器可通过SPI口访问。nRF24L01的配置寄存器共有25个，常用的配置寄存器如表3.3所示：

表3.3 配置寄存器

3.4 液晶显示装置设计

液晶简介

1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，它有若干个5x7或者5x11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此，他不能显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）1602LCD是指显示的内容为16x2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶[23]。1602LCD主要技术参数：

显示容量：16×2个字符

芯片工作电压：4.5-5.5V

工作电流：2.0mA(5.0V)

模块最佳工作电压：5.0V

字符尺寸：2.95×4.35(W×H)mm