基于stc89c52rd單片機的澆花系統(tǒng)畢業(yè)論文（含外文翻譯）

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 課程設(shè)計背景、內(nèi)容和意義1</p><p>　　1.1課程設(shè)計背景1</p><p>　　1.2 課程設(shè)計內(nèi)容和意義1</p><p>　　2總體電路設(shè)計和元器件的選型2</p><p>　　2.1總體電路設(shè)計2

2、</p><p>　　2.2 元器件的選型2</p><p>　　3 模塊電路設(shè)計10</p><p>　　3.1 電源設(shè)計10</p><p>　　3.2 溫度采集模塊10</p><p>　　3.3 濕度采集模塊11</p><p>　　3.4顯示模塊12</p>

3、<p>　　3.5 控制模塊12</p><p>　　3.6 A/D轉(zhuǎn)換模塊13</p><p>　　3.7 S51單片機控制模塊14</p><p>　　3.8 通信模塊15</p><p>　　4 PROTEL DXP電路圖設(shè)計17</p><p>　　5 制作PCB板18</p>

4、<p>　　6系統(tǒng)軟件設(shè)計18</p><p>　　6.1 LCD12864程序編寫流程圖19</p><p>　　6.2 PCF8951程序編寫流程圖19</p><p>　　6.3 DS18B20程序編寫流程圖20</p><p>　　6.4 GSM模塊程序編寫流程圖22</p><p>&

5、lt;b>　　7 系統(tǒng)調(diào)試22</b></p><p>　　7.1 硬件測試22</p><p>　　7.2 軟件測試23</p><p><b>　　8 總結(jié)24</b></p><p><b>　　參考文獻25</b></p><p>　　致

6、 謝 詞26</p><p>　　獨 撰 聲 明27</p><p>　　翻 譯 資 料28</p><p>　　附 錄36</p><p>　　1 課程設(shè)計背景、內(nèi)容和意義</p><p><b>　　1.1課程設(shè)計背景</b></p><

7、;p>　　GSM（Global System for Mobile communication）系統(tǒng)是目前基于時分多址技術(shù)的移動通信體制中，比較成熟完善，且應用最廣泛的一種系統(tǒng)。目前已建成的覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)，是我國公眾移動通信網(wǎng)的主要方式。基于GSM的短信信息服務(wù)，是一種在移動網(wǎng)絡(luò)上傳送簡短信息的無線應用，是一種信息在移動網(wǎng)絡(luò)上存儲和轉(zhuǎn)寄的過程。由于公眾GSM網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，所以具有實時傳輸數(shù)據(jù)

8、功能的短信應用將得到迅速普及。</p><p>　　利用GSM網(wǎng)絡(luò)作為無線智能監(jiān)控模塊的信息傳輸平臺是一種很有效的方法。其原理簡單，安全保密性高，又不需要組建專用網(wǎng)絡(luò)和維護網(wǎng)絡(luò)，加上GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，可實現(xiàn)全球無縫覆蓋，與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比有著獨特的優(yōu)勢。</p><p>　　運用GSM網(wǎng)絡(luò)短消息進行通信的通用智能監(jiān)控模塊，可廣泛地應用在智能家居防盜、遠程監(jiān)控、無人值守設(shè)備的維護及現(xiàn)代自

9、動化生產(chǎn)線的監(jiān)控等領(lǐng)域。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計內(nèi)容和意義</p><p>　　1.2.1.課程設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　本系統(tǒng)為基于STC89C52RD單片機的澆花系統(tǒng)。主要由溫、濕度采集、LCD12864液晶顯示器顯示、GSM無限發(fā)送和接受、A/D轉(zhuǎn)換、澆水六大模塊組成。實現(xiàn)全天隨時監(jiān)控植物周圍環(huán)境的溫度、濕度信息進行抽樣提取，并結(jié)合植物土壤的

10、濕度判斷天氣情況，最后通過把收集的信息發(fā)送到自己的手機上，然后通過手機發(fā)送一條信息控制繼電器澆水。</p><p>　　1.2.2.課程設(shè)計意義</p><p>　　花草養(yǎng)殖是人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾M成部分，如何更加方便，合理的進行植物養(yǎng)殖成為了家居設(shè)計的一個焦點?，F(xiàn)在大家養(yǎng)殖花草都是自己手動澆花，雖然這樣能讓自己感受花卉生長的變化，但是有時候難免會運到自己有事不在家的時候，特別是針對那些經(jīng)常

11、出差又非常熱愛種植的人們來說，問題就出現(xiàn)了，于是自己現(xiàn)在做這套基于GSM的澆花系統(tǒng)就能解決這個問題。此系統(tǒng)通過自動監(jiān)測花卉生長環(huán)境，要是出現(xiàn)花卉生長缺水系統(tǒng)就會通過GSM把信息發(fā)送到用戶的手機上，讓用戶了解情況，用戶了解情況后就可以發(fā)送一條信息來讓單片機控制繼電器打開噴水器進行澆花。這也是它最大的應用意義。</p><p>　　2總體電路設(shè)計和元器件的選型</p><p><b>

12、;　　2.1總體電路設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用本系統(tǒng)是以STC89C52單片機作為主控制芯片，傳感器采用溫度傳感器DS18B20,濕度傳感器,LCD12864液晶顯示器 ，PCF8951模擬處理芯片，GSM模塊tc35，繼電器。最終成果包括：論文，實物，程序。</p><p>　　系統(tǒng)總體框架如圖1:</p><p>　　圖 1 澆花系

13、統(tǒng)示意框圖</p><p>　　2.2 元器件的選型</p><p>　　2.2.1. 濕度傳感器</p><p>　　傳感器是實現(xiàn)測量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒有傳感器對原始被測信號進行準確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準確的測量和控制都將無法實現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化測量和控制，幾乎都是依靠各種傳感器來檢測和控制生產(chǎn)過程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常

14、運行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。</p><p>　　由于傳感器能將各種物理量、化學量和生物量等信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，使得人們可以利用微處理器實現(xiàn)自動測量、信息處理和自動控制，但是它們都不同程度地存在溫漂和非線性等影響因素。傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。不僅要掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標，還必須懂得傳感器經(jīng)過適當?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號的處理、顯示和控制的要求

15、。只有了解傳感器的應用原理，才能將傳感器和信息采集、信息處理技術(shù)結(jié)合起來，適應傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應用。另一方面，傳感器的被測信號來自于各個應用領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都為了提高工效和時效，各自都在開發(fā)研制適用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。溫度和濕度傳感器是其中重要的一類傳感器，其發(fā)展速度之快，以及其應用之廣，并且還有很大潛力。了解傳感器的性能和參數(shù)，對于選擇應用傳感器有著很大的幫助。</p><

16、;p>　　濕度傳感器實物圖如圖2所示：</p><p>　　圖2 電阻型濕度傳感器</p><p>　　特點:優(yōu)良的線性，高性價比，能耗低，測量范圍寬，響應迅速，抗污染能力強和 </p><p><b>　　性能穩(wěn)定等。</b></p><

17、p>　　濕敏電阻是采用有機高分子材料的一種新型的濕度敏感元件，感濕范圍寬，長期使用性能穩(wěn)定，可以應用于倉儲、車廂、居室內(nèi)空氣質(zhì)量控制、樓宇自控、醫(yī)療、工業(yè)控制系統(tǒng)及科研領(lǐng)域等廣泛的應用。</p><p><b>　　注意事項</b></p><p>　　為防止極化現(xiàn)象，驅(qū)動傳感器所用的電壓或電流不應含有直流成分。</p><p>　　請使

18、用LCR直流電橋進行測量，請勿使用萬用表測量。</p><p><b>　　避免結(jié)露情況。</b></p><p>　　推薦保存條件：溫度10℃～40℃ 濕度 60%RH以下。</p><p>　　2.2.2.溫度傳感器</p><p>　　溫度參數(shù)采集我采用工業(yè)用溫度傳感器DS18B21，DS18B20是由美國DAL

19、LAS半導體公司生產(chǎn)最新單線數(shù)字式溫度傳感器，主要特性如下：可實現(xiàn)對一55℃到+125℃ 范圍內(nèi)的溫度測量，并且測量溫度的誤差在±0.5℃，實際系統(tǒng)的分辨率可單獨設(shè)定，并且保存在EEPROM 中，即使斷電也能夠保存；現(xiàn)場溫度的測量值通過串行通信的方式傳輸，即“單線總線”的數(shù)字方式傳輸；系統(tǒng)供電電壓容許范圍大，可在3V到5．5V 的范圍波動。</p><p>　　DS18B20引腳功能及外形圖3所示：&l

20、t;/p><p><b>　　GND為電源地； </b></p><p>　　DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端； </p><p>　　(3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。</p><p>　　圖 3 DS18B20外形及引腳排列圖</p><p>　　DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)&

21、lt;/p><p>　　DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括寄生電源電路、64位只讀存儲器(ROM)和單線接口、存儲器和控制邏輯、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存存儲器、溫度傳感器、報警上限寄存器TH、報警下限寄存器TL、配置寄存器和8位CRC(循環(huán)冗余校驗碼)發(fā)生器。</p><p><b>　?、?4位光刻ROM</b></p><p>　　光刻ROM 中的

22、64位序列號為DS18B20的地址序列碼。主要作用是使每個DS18B20的地址不同，這樣可以在一條總線上接多個這樣的芯片，相互之間不受影響。</p><p><b>　?、跍囟葌鞲衅?lt;/b></p><p>　　溫度傳感器主要實現(xiàn)對溫度的測量．溫度傳感器的分辨率根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以在9～12位之間單獨設(shè)置，當設(shè)置分辨率越高轉(zhuǎn)換時間就越長，如果設(shè)置為9位，轉(zhuǎn)換時間最大為

23、93.75ms，當為12位時，達到750ms，所以在軟件設(shè)計時必須考慮．轉(zhuǎn)換的溫度一般存放在兩個8位的RAM中．DS18B20的核心是其數(shù)字溫度傳感器，精度可以通過用戶編程配置為9、10、l1和l2位，其分別對應于0.5℃ 、0.25℃ 、0.125℃和0.0625℃ ，可以滿足各種不同的分辨率要求。開始一次溫度轉(zhuǎn)換時，微處理器需要向DS18B20發(fā)出指令。轉(zhuǎn)換完成之后，該溫度數(shù)據(jù)存放在高速暫存存儲器的溫度寄存器中，占用2個字節(jié)，并且D

24、S18B20返回到空閑狀態(tài)。當DS18B20采用外部供電方式時，主機可以在發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令后發(fā)起一次讀時隙。若此時該DS18B20已經(jīng)完成溫度轉(zhuǎn)換，它將會返回“1”，否則返回“0”。以l2位為例，其中二進制的前5位為符號位，0表示正數(shù)，反之為負數(shù)。正數(shù)的溫度計算是數(shù)字值直接乘以0.0625；當為負數(shù)時，溫度值的計算是將測到的值取補碼，然后再乘以0.0625。</p><p>　?、?非易失性溫度報警觸發(fā)器<

25、/p><p>　　非易失性溫度報警觸發(fā)器主要是在系統(tǒng)控制中用軟件輸入溫度的報警上下限。</p><p><b>　　④高速暫存寄存器</b></p><p>　　高速暫存寄存器是由九個連續(xù)的字節(jié)組成的，其中前兩個用來存放當前溫度的測量值，其中第一個字節(jié)為溫度的低八位，第二個字節(jié)為溫度的高八位，第三個和第四個字節(jié)為溫度易失性的備份，第五個字節(jié)為結(jié)構(gòu)寄

26、存器的備份，第六、七、八個字節(jié)是系統(tǒng)計算所用，第九個字節(jié)是為CRC校驗所用。配置寄存器為高速暫存寄存器的第五個字節(jié)，用于確定溫度值得數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率，其中最高位為測試模式位，第7、6位為分辨率設(shè)置，00～11分別表示分辨率為9～12位，最后五位全部為1。</p><p><b>　?、軨RC發(fā)生器</b></p><p>　　CRC在64位光刻ROM 的最高字節(jié)，主要是

27、實現(xiàn)串行通信中的數(shù)據(jù)校驗，判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確。                    </p><p>　　溫度轉(zhuǎn)換計算方法舉例：</p><p>　　例如當DS18B20采集到+

28、125℃的實際溫度后，輸出為07D0H，則：</p><p>　　實際溫度=07D0H╳0.0625=2000╳0.0625=125℃</p><p>　　例如當DS18B20采集到-55℃的實際溫度后，輸出為FC90H，則應先將11位數(shù)據(jù)位取反加1得370H（符號位不變，也不作為計算），則：</p><p>　　實際溫度=370H╳0.0625=880╳0.062

29、5=55℃</p><p><b>　　2.2.3.顯示器</b></p><p>　　下面介紹一下帶字庫的12864的一些特性和功能：</p><p>　　低電源電壓（VDD:+3.0--+5.5V）</p><p>　　顯示分辨率:128×64 點</p><p>　　內(nèi)置漢字字庫，

30、提供 8192 個 16×16 點陣漢字(簡繁體可選)</p><p>　　內(nèi)置 128 個 16×8 點陣字符</p><p><b>　　2MHZ 時鐘頻率</b></p><p>　　顯示方式：STN、半透、正顯</p><p>　　驅(qū)動方式：1/32DUTY，1/5BIAS</p>

31、<p><b>　　視角方向：6 點</b></p><p>　　背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10</p><p>　　通訊方式：串行、并口可選</p><p>　　內(nèi)置 DC-DC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負壓</p><p>　　無需片選信號，簡化軟件設(shè)計</p

32、><p>　　工作溫度: 0℃ - +55℃ ,存儲溫度: -20℃ - +60℃</p><p>　　12864的數(shù)據(jù)傳輸方式可以采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式和并行數(shù)據(jù)傳輸方式兩種方式，本設(shè)計采用的是并行數(shù)據(jù)傳輸方式，并行接口如表1所示:</p><p>　　表 1　12864并行接口 </p><p>　　RS，R/W 的配合選擇決定控制界面的

33、 4 種模式如表2所示：</p><p>　　表 2　12864的四種控制模式</p><p><b>　　E信號如表3所示：</b></p><p>　　表 3　12864的E信號</p><p>　　具體的讀寫指令可查閱使用手冊，這里不詳細列出。</p><p>　　2.2.4.通信模塊GSM

34、</p><p>　　為了實現(xiàn)與目標手機的通信，本設(shè)計采用了一個TC35模塊來實現(xiàn)這一功能。TC35模塊可以從市面上購買。單片機與TC35模塊進行通信，主要是通過串口發(fā)送AT指令實現(xiàn)的。由此可見，要成功實現(xiàn)GSM通信，系統(tǒng)的串口通信是一個必備的前提。</p><p>　　TC35 模塊性能指標特性說明: 　　</p><p>　　信息傳送內(nèi)容：語音和數(shù)據(jù) 　　電源：

35、單電源 3.3V ～ 5.5V 　　</p><p>　　頻段：雙頻GSM900MHz 和 DCS1800 MHz(Phase 2+) 　　</p><p>　　發(fā)射功率：2W （GSM900MHz Class 4） 1W （DCS1800MHz Class 1） 　　</p><p>　　SIM 卡連接方式： 外接 　　天線： 由天線連接器連接外部天線 　　<

36、;/p><p>　　溫度范圍 :工作溫度：-20°C to +55°C 儲存溫度：-30°C to +85°C 　　</p><p>　　工作電流損耗 　通話模式: 300mA (典型值.) 　空閑模式: 3.5mA (最大值) 　　</p><p>　　省電模式: 100μA (最大值) 　語音解碼標準:三種速率半速 (ETS

37、06.20)全速(ETS 06.10)增強型全速 (ETS 06.50/06.60/06.80) 　　</p><p>　　短信息：MT, MO, CB 和 PDU 模式 　　外型尺寸：54.5 x 36 x 6.7mm 　　</p><p>　　音頻接口：模擬信號（麥克風，耳麥，免提手柄） 　　</p><p>　　通訊接口：RS232（指令和數(shù)據(jù)的雙向傳送） 　

38、　SIM卡操作電壓： 3V/1.8V 　　</p><p>　　電話薄功能： 存儲于SIM卡中 　模塊復位： 采用AT指令或掉電復位 　　</p><p>　　串口通訊波特率： 300bps...115kbps 　　動波特率范圍； 4.8kbps...115kbps 　　</p><p>　　軟件下載功能 (improved 　　service and mainte

39、nance) ：通過RS232或SIM接口 　　實時時鐘： 可實現(xiàn)（時鐘頻率32.768KHz） 　　定時器功能： 可用AT命令編程</p><p>　　具體的AT指令的功能介紹可查閱AT指令集，下面只介紹本設(shè)計中將要用到的一些AT指令的功能，見表4：</p><p>　　表 4　設(shè)計中用到的AT指令</p><p><b>　　3 模塊電路設(shè)計</

40、b></p><p><b>　　3.1 電源設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用5V電源供電，通過采用LM7805穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定的直流電源分別給單片機，PCF8951模擬數(shù)字芯片，傳感器，LCD12864等供電。詳細電路圖如圖4:</p><p><b>　　圖 4 電源部分</b></p>

41、<p>　　3.2 溫度采集模塊</p><p>　　為了達到了系統(tǒng)精度要求，只需要一個單片機控制端口節(jié)省了單片機資源。數(shù)據(jù)腳接單片機DQ1接口，并加接4.7K上拉電阻。原理圖如圖5:</p><p>　　圖 5 溫度采集電路</p><p>　　3.3 濕度采集模塊</p><p>　　濕度傳感器采用一般的傳感器，便于采集運用，原

42、理圖如圖6:</p><p>　　圖 6 濕度采集電路</p><p><b>　　3.4顯示模塊</b></p><p>　　顯示器采用LCD12864將顯示器配置成4行8列的顯示方式，第一行顯示智能澆花系統(tǒng)化信息，余下兩行行顯示溫度、濕度和澆花系統(tǒng)打開或者關(guān)閉等參數(shù)。將PSB腳置高是LCD工作在并行輸入輸出方式，接口電路圖如圖7:</

43、p><p>　　圖 7 顯示接口電路</p><p><b>　　3.5 控制模塊</b></p><p>　　控制電路采用三極管加繼電器控制，通過控制電路來控制水閥的開和關(guān)達到澆花的目的，原理圖如圖8:</p><p><b>　　圖 8 控制電路</b></p><p>　　

44、3.6 A/D轉(zhuǎn)換模塊</p><p>　　該模塊采用PCF8951芯片來把采集到的溫度和濕度等參數(shù)轉(zhuǎn)換為單片機需要的數(shù)據(jù)，便于運算和運用。原理圖如圖9:</p><p>　　圖 9 A/D轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　3.7 S51單片機控制模塊</p><p>　　S51單片機最小系統(tǒng)包括：MCU、復位電路、晶振電路。原理圖如圖10所示:

45、</p><p>　　圖 10 S51單片機最小系統(tǒng)電路</p><p><b>　　3.8 通信模塊</b></p><p>　　圖11給出了購買的TC35模塊的原理圖。</p><p>　　圖 11　TC35模塊原理圖</p><p>　　4 PROTEL DXP電路圖設(shè)計</p>

46、<p>　　畫好原理圖后，要確定各元件的合理封裝，并于元件的實體相比對，要確定封裝與元件實體相配，再進行PCB板的制作。PCB板的制作分為導入，布局，布線。具體步驟如下：</p><p>　　在PROTEL DXP中，通過file\new\PCB新建一個PCB項目文件并保存。并在PCB板的周圍添加尺度標注。</p><p>　　導入：原理圖文件，執(zhí)行[Design]設(shè)計/[U

47、pdate PCB PCB1.PcbDoc]。</p><p>　　點擊[alidate Change]有效更新按鈕，操作過程中將在[Status]狀態(tài)欄中的[Check]檢查列中顯示各操作是否能正確執(zhí)行，其中正確標志為綠色的“√”，錯誤標志為紅色的“×”。點擊[Execute Changes]執(zhí)行更新按鈕，軟件將自動轉(zhuǎn)到打開向?qū)陆ǖ腜CB文件，將各封裝元件和網(wǎng)絡(luò)連接載入PCB文件中。</p&g

48、t;<p>　　元件布局：執(zhí)行[ools]工具/[Auto Placement]自動布局/[Auto Place…] 菜單命令。選擇[Cluster Placer]群組方式布局元件，點擊[OK]按鈕，啟動自動布局過程。布完局后，在根據(jù)實際情況進行手工布局。</p><p>　　布線：設(shè)置布線規(guī)則。</p><p>　　布線分為自動布線和手工布線兩種。若采用DXP自動布線功

49、能，則難以完成本系統(tǒng)合理的布線工作.。因此，本次設(shè)計采用手工布線。手工布線要遵守一定的原則，如下：</p><p>　　安全工作原則 安全間距原則。本系統(tǒng)設(shè)置的最佳安全間距為0.5mm，最小間距為0.3mm，最大間距為0.6mm。安全檢查載流原則。本系統(tǒng)設(shè)置的最佳線寬為0.8mm，最小線寬為0.6mm，最大線寬為1mm。</p><p>　　導線精簡原則。在滿足安全原則等電氣要求的前提下，

50、導線要精簡，盡可能短，盡量少拐彎，力求導線簡單明了，特別是場效應管柵極、晶體管基極，時鐘電路等小信號導線。</p><p>　　電磁干擾原則。導線拐角。銅膜導線的拐彎處應為圓角或僑眷角，因為高頻時直角或尖角的拐彎會影響電氣特性。布線方向。就近接地和隔離。就近接地可以減小地線的長度以降低地線的陰抗。</p><p><b>　　環(huán)境效應原則</b></p>

51、<p>　　組裝方便、規(guī)范原則。</p><p>　　美觀、經(jīng)濟原則。美觀原則要求設(shè)計者較充分的利用電路板空間，均勻分布走線密度，力求走線美觀精簡。[Rules…]規(guī)則菜單執(zhí)行[Design]設(shè)計/命令，在導線寬度規(guī)則設(shè)置選擇對話框中，選擇[Width]導線寬度選項，本例中設(shè)導線寬度為40mil（最小30mil，最大50 mil）。在自動布線規(guī)則設(shè)置對話框中，雙擊[Routing Layers]布線層

52、面選項，在彈出的布線層面設(shè)置對話框中選conshrain中的not used在來設(shè)置安全間距。在規(guī)則編輯對話框中找到electrical\clearance選項，設(shè)置sinimum clearance為5mile.</p><p>　　執(zhí)行自動布線命令：執(zhí)行[Auto Route]自動布線/[All]菜單命令在圖所示的自動布線策略設(shè)置對話框中，點擊[Route All]布所有導線按鈕，將啟動自動布線過程，自動布線

53、過程中彈出自動布線信息報告欄。再根據(jù)需要進行手工布線。并檢查線路，有錯再進行手工修改。</p><p><b>　　5 制作PCB板</b></p><p>　　電路板的腐蝕：本次畢業(yè)設(shè)計選用雙面板，由打孔機進行打孔。PCB板布好線后，先在keep out 層用直線工具劃出板的大小，再打開打孔，比對PCB畫線，檢查無誤后配好腐蝕液將覆銅板放進去腐蝕，當沒畫線的銅掉完就

54、將板拿出清洗，用萬用表檢測線路的好壞沒有錯進行下一步。</p><p>　　元件的焊接：PCB板腐蝕完后，再檢查線路，確定無誤，然后焊接過孔，接著遵循由小到大、由低到高的順序?qū)⒃附由先ァ?</p><p>　　安放元件：在焊接前，先要確定每一條線路都是導通的，若不是要用焊錫將其連接好。在先確定買回來的元件是壞是好的，再對照PCB板安放元件。在安放元件的過程中要將各元件的‘+’、‘-’極

55、與板相對應。在焊接的過程中要不要形成短路。焊好電路后用萬用表確定每一段路都是導通的，并無短路。</p><p><b>　　6系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p>　　首先編寫好各硬件驅(qū)動，包括LCD12864驅(qū)動、PCF8951驅(qū)動、GSM模塊驅(qū)動、濕度傳感器驅(qū)動以及DS18B20驅(qū)動。程序首先初始化LCD，然后檢測室內(nèi)、濕度及溫度參數(shù)并送入LCD進行顯示。通過濕度

56、傳感器對環(huán)境的濕度參數(shù)采樣送入PCF8951模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，由單片機驅(qū)動控制其進行多次采樣求平均值，獲得濕度值。至于控制模塊方面，當自己離開家的時候，自己可以通過手機給GSM模塊發(fā)送指令，通過單片機來控制繼電器的開關(guān)，完成澆花過程。下面給出幾個參數(shù)的軟件設(shè)計流程圖。</p><p>　　6.1 LCD12864程序編寫流程圖如圖12所示：</p><p>　　圖12 LCD12864流程圖

57、</p><p>　　6.2 PCF8951程序編寫流程圖如圖13所示：</p><p>　　圖13 A/D轉(zhuǎn)換流程圖</p><p>　　6.3 DS18B20程序編寫流程圖如圖14所示</p><p>　　圖14 DS18B20流程圖</p><p>　　6.4 GSM模塊程序編寫流程圖如圖15所示：</p

58、><p>　　圖15 GSM流程圖</p><p><b>　　7 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　7.1 硬件測試</b></p><p>　　7.1.1.裸測PCB電路板</p><p>　　用萬用表檢測經(jīng)過腐蝕的電路板上的線路通斷情況，看每條線路間有無短路現(xiàn)象

59、，再對照原理圖、PCB圖，看在制板過程中線路有無連接錯誤。經(jīng)檢測表明，原理圖、PCB線路圖與電路板完全吻合（在這過程中如果發(fā)現(xiàn)有錯誤的連線時，應考慮怎樣補救————只有很少（小于五處）的連接錯我們可以通過跳線改錯，并把以前出錯的印制線路用刀慢慢刮掉；如果出錯比較多就只有重做印制板）。</p><p>　　7.1.2.焊接元器件</p><p>　　焊接元器件時，應遵循從主到次、先難后易、由

60、低到高的順序，焊接過程中要比對原理圖和PCB圖正確的放置元件的位置和方向，并注意焊盤圓潤，防止虛焊，切勿將二極管、芯片、有極性電容等有正負極和順序元件的方向焊反較少不必要的麻煩。</p><p>　　7.1.3.整機測試</p><p>　　在上電之前，根據(jù)原理圖和PCB圖檢查元件是否焊完、檢測在焊接過程中有沒有把相鄰的線路短路（沒有就進行下一步；有就修正一下再測直到?jīng)]有），用萬用表測試電

61、源正、負是否短路;經(jīng)檢查無誤后再上電，觀看電源指示燈是否亮，有無閃爍現(xiàn)象，用萬用表測試各輸出電壓是否正常;用示波器測試各輸出電源的波形，看是否有無紋波。經(jīng)測試，電源指示燈正常指示，亮度正常，無閃爍現(xiàn)象，各輸出點電壓穩(wěn)定，輸出波形平滑，無紋波。</p><p>　　7.1.4.硬件調(diào)試中遇到的問題</p><p>　　電路板的整個制作過程全由人工完成，畫線、腐蝕以及焊接很容易出現(xiàn)問題尤其是短

62、路和斷路。我在調(diào)式硬件過程中既發(fā)現(xiàn)了短路也發(fā)現(xiàn)了斷路更是發(fā)現(xiàn)了畫錯線路的低級而致命的錯誤。</p><p><b>　　7.2 軟件測試</b></p><p>　　7.2.1. 測試液晶屏</p><p>　　編寫測試液晶屏的程序，編譯好后先仿真看是否實現(xiàn)再把程序?qū)懭雴纹瑱C看能否驅(qū)動液晶屏，經(jīng)測試液晶屏能正常工作。</p>&l

63、t;p>　　7.2.2.測試AD模塊</p><p>　　編寫測試PCF8951的程序，編譯好后先仿真看是否實現(xiàn)再把程序?qū)懭雴纹瑱C看能否驅(qū)動PCF8951，在看是否有我們想得到的數(shù)據(jù)，經(jīng)測試PCF8951模塊能能正常工作。</p><p>　　7.2.3.數(shù)據(jù)采集模塊的測試與運行</p><p>　　系統(tǒng)完成初始化后，數(shù)據(jù)采集模塊將實時采集環(huán)境因素數(shù)據(jù)(溫度，

64、濕度)實時顯示在液晶屏幕。液晶屏幕顯示的實時數(shù)據(jù)，表明數(shù)據(jù)采集模塊正常工作。</p><p>　　7.2.4. GSM模塊的測試和運行</p><p>　　當一切就緒后，自己可以通過手機發(fā)送指令來打開澆花系統(tǒng)和關(guān)閉澆花系統(tǒng)，同時也能得到這時候的實時溫度和濕度的數(shù)據(jù)。下圖顯示的數(shù)據(jù)就能代表GSM模塊運行正常。</p><p><b>　　8 總結(jié)</b

65、></p><p>　　花了將近兩個的時間自己終于把畢業(yè)設(shè)計完成了，在這個短暫又漫長的時間里，自己學到了很多知識。通過此次設(shè)計我擺脫單純的理論學習狀態(tài)，和實際結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎(chǔ)知識。解決了實際問題的能力，同時也提高了我查閱資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平。而且通過對整體的掌握，局部的分析，以及細節(jié)的斟酌處理，都是我的能力得到了鍛煉?？箟耗芰σ驳膭恿颂岣?。</p&

66、gt;<p>　　雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但都是我得到了更多知識，各種系統(tǒng)的設(shè)計，各種設(shè)備的選用，我都是隨著設(shè)計的深入逐漸了解。在這次設(shè)計中我懂得了怎樣去設(shè)計，怎樣去交流，怎樣去咨詢。提高是有限的但提高也是全面的，正是這次設(shè)計讓我得到了無數(shù)經(jīng)驗，是我的頭腦更好的被知識武裝起來，也更好的讓我在未來的工作中有更好的應該變能力。</p><p><b>　　參考文獻</b>&l

67、t;/p><p>　　[1]張友德等.單片機原理應用與實驗[M].第一版.上海:復旦大學出版社.2000 </p><p>　　[2]譚浩強.C程序設(shè)計[M].第三版.北京：清華大學出版社2005</p><p>　　[3]徐巧年.張海輝.胡強.基于GSM無線傳輸?shù)臏囟拳h(huán)境因子監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].安徽農(nóng)業(yè)科學.2009(28)：45-60</p><

68、p>　　[4]曹潔，郭春禹.GSM模塊對終端GPS數(shù)據(jù)的通信實現(xiàn).電子測量與儀器學報[N].2010.11期.32-61</p><p>　　[5]王慶利.劉奎.袁建敏等著.單片機設(shè)計標準教程[M].第一版.北京.北京郵電大學出版社.2008</p><p>　　[6]羅苑棠.嵌入式LINUX驅(qū)動程序和系統(tǒng)開發(fā)實例精講[M].電子工業(yè)出版社.2009</p><p

69、>　　[7]唐彬,劉超 .Visual C++ 案例開發(fā)集錦[M].2005</p><p>　　[8]朱一峰.基于GSM網(wǎng)絡(luò)的車載安防系統(tǒng)應用研究[D]長春理工大學.2006</p><p>　　[9]郭紅霞.基于GSM模塊TC35i的收發(fā)短信的無線終端設(shè)計[D].西南石油學院.2004</p><p>　　[10]張 威,湯炳富.GSM交換網(wǎng)絡(luò)維護與優(yōu)化[

70、M] .人民郵電出版社 .2005</p><p>　　[11]西門子公司TC35／TC37GSM模塊用戶手冊[EB／OL] </p><p>　　[12]郭黎明．短信網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].華中科技大學,2006．</p><p>　　[13]王 瑟,劉 超．基于802.15.4協(xié)議與嵌入式系統(tǒng)的無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)應用開發(fā)[J1.微計算機信息,2006,22(

71、20):31-33．</p><p>　　[14]朱岸明，李 陽，趙敏玲．基于 GSM 短消息的變電站自動報警 系統(tǒng)[ Jl西北電力技術(shù)，2002 ,32(6):46—48．</p><p>　　[15]唐進,馬樹元,孫長江,吳平東.遠程測量系統(tǒng)中被測零件的重建—計量學報2007年7月</p><p>　　致 謝 詞</p><p&g

72、t;　　首先，感謝我的指導老師黃鵬老師，這篇論文的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開你的細心指導。而你嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；你循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪.</p><p>　　其次，感謝全院的老師，各位老師對我的諄諄教導，讓我在大學四年中受益匪淺。</p><p>　　另外，學院以及同學為我提供了鉆孔設(shè)備等相關(guān)工具，并給出了很多合理建議及幫助

73、，在此，我表示衷心的感謝。</p><p><b>　　獨 撰 聲 明</b></p><p>　　我聲明，本論文（設(shè)計）是由本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論文（設(shè)計）時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　

74、　年 月 日</b></p><p>　　翻 譯 資 料</p><p>　　隨著GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和競爭的日益激烈，新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的開發(fā)和應用就已提到十分重要的位置。如何充分利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、用戶數(shù)量大等優(yōu)勢，開展多種增值業(yè)務(wù)，越來越為GSM網(wǎng)絡(luò)運營商所重視。GSM模塊在短信息方面的應用最具優(yōu)勢，具有永遠在線、不需撥號、價格便宜、

75、覆蓋范圍廣等特點。特別適用于需頻繁傳送小流量數(shù)據(jù)的應用，如車輛調(diào)度、安全、導航、監(jiān)控、監(jiān)測等領(lǐng)域。 單片機和PC機通過串行接口構(gòu)成的多微機系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測等場合，這些系統(tǒng)大多采用RS232、RS485或是有線Modem的通信方式，雖然很經(jīng)濟實用，但是有線數(shù)據(jù)傳輸方式很大程度上限制了其使用的場合。 針對這種情況，我們可以利用GSM公共網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，即在傳統(tǒng)的單片機系統(tǒng)中利用支持短消息業(yè)務(wù)的GSM引擎模塊發(fā)送報警

76、信息，通過標準的RS232接口結(jié)合已有的單片機系統(tǒng)，利用現(xiàn)有的900M或1800M的GSM網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，而監(jiān)控終端也不再僅局限于PC機，也可以是移動電話或其他移動終端。 論文由GSM短消息業(yè)務(wù)的概述、無線監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計、數(shù)據(jù)采集端的硬件設(shè)計、軟件的設(shè)計</p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非

77、易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工

78、串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。</p><p><b>　　VCC : 電源</b></p><p><b>

79、　　GND: 地</b></p><p>　　P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。</p>

80、;<p>　　P1 口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在flash編

81、程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p>　　P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時，P2 口送出

82、高八位地址。在這種應用中，P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。</p><p>　　P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用

83、。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。</p><p>　　在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。</p><p>　　RST: 復位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2 個機器周期高電平將使單片機復位?？撮T狗計時完成后，RST 腳輸出96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR

84、(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復位高電平有效。</p><p>　　ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過

85、。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置 “1”，ALE操作將無效。這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個ALE 使能標志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。</p><p>　　PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每

86、個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN將不被激活。</p><p>　　EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。</p><p>　　XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。</p&g

87、t;<p>　　XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　With the development of the global mobile communication, the number of GSM mobile telephone is also increased quickly; the competition for services among many tele

88、communication companies is very fierce. It is more and more important that the development and application of new technology and new service. Many GSM network manage companies have high regard for how to make use of the

89、resource and the covering of GSM network, a large amount of users to develop value-added service. GSM modem combines </p><p>　　The AT89S52 is a low-power, high-performance CMOS 8-bit microcontroller with 8K

90、bytes of in-system programmable Flash memory. The device is manufactured using Atmel’s high-density nonvolatile memory technology and is compatible with the industry-standard 80C51 instruction set and pinot. The on-chip

91、Flash allows the program memory to be reprogrammed in-system or by a conventional nonvolatile memory programmer. By combining a versatile 8-bit CPU with in-system programmable Flash on a monolithic ch</p><p>

92、;　　Pin Description</p><p>　　VCC: Supply voltage.</p><p>　　GND: Ground.</p><p>　　Port 0: Port 0 is an 8-bit open drain bidirectional I/O port. As an output port, each pin can sink ei

93、ght TTL inputs. When 1sare written to port 0 pins, the pins can be used as height impede a coin puts. Port 0 can also be configured to be the multiplexed low order address/data bus during accesses to external program and

94、 data memory. In this mode, P0 has internal pull-ups. Port 0 also receives the code bytes during Flash programming and outputs the code bytes during program verification. External</p><p>　　Port 1: Port 1 is

95、an 8-bit bidirectional I/O port with internal pull-ups. The Port 1 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 1 pins, they are pulled high by the internal pull-ups and can be used as inpu

96、ts. As inputs, Port 1 pins that are externally being pulled low will source current (IIL) because of the internal pull-ups. In addition, P1.0 and P1.1 can be configured to be the timer/counter 2 external count input (P1.

97、0/T2) and the timer/counter 2 trigger inpu</p><p>　　Port 1 also receives the low-order address bytes during Flash programming and verification.</p><p>　　Port 2: Port 2 is an 8-bit bidirectional

98、I/O port with internal pull-ups. The Port 2 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 2 pins, they are pulled high by the internal pull-ups and can be used as inputs. As inputs, Port 2 p

99、ins that are externally being pulled low will source current (IIL) because of the internal pull-ups. Port 2 emits the high-order address byte during fetches from external program memory and during accesses to external da

100、ta memory that uses</p><p>　　Port 2 also receives the high-order address bits and some control signals during Flash programming and verification.</p><p>　　Port 3: Port 3 is an 8-bit bidirectiona

101、l I/O port with internal pull-ups. The Port 3 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 3 pins, they are pulled high by the internal pull-ups and can be used as inputs. As inputs, Port 3

102、 pins that are externally being pulled low will source current (IIL) because of the pull-ups. Port 3 also serves the functions of various special features of the AT89S52, as shown in the following table. Port 3 also rece

103、ives some control sig</p><p>　　RST: Reset input. A high on this pin for two machine cycles while the oscillator is running resets the device. This pin drives High for 96 oscillator periods after the Watchdog

104、 times out. The DISRTO bit in SFR AUXR (address 8EH) can be used to disable this feature. In the default state of bit DISRTO, the RESET HIGH out feature is enabled.</p><p>　　ALE/PROG: Address Latch Enable (A

105、LE) is an output pulse for latching the low byte of the address during accesses to external memory. This pin is also the program pulse input (PROG) during Flash programming .In normal operation; ALE is emitted at a const

106、ant rate of1/6 the oscillator frequency and may be used for external timing or clocking purposes. Note, however, that one</p><p>　　ALE pulse is skipped during each access to external data memory. If desired,

107、 ALE operation can be disabled by setting bit 0 of SFR location 8EH. With the bit set, ALE is active only during a MOVX or MOVC instruction. Otherwise, the pin is skipped during each access to external data memory. If de

108、sired, ALE operation can be disabled by setting bit 0 of SFR location 8EH. With the bit set, ALE is active only during a MOVX or MOVC instruction. Otherwise, the pin is 5 weakly pulled high. Setting the A</p><

109、p>　　PSEN: Program Store Enable (PSEN) is the read strobe to external program memory. When the AT89S52 is executing code from external program memory, PSEN is activated twice each machine cycle, except that two PSEN ac

110、tivations are skipped during each access to external data memory.</p><p>　　EA/VPP: External Access Enable. EA must be strapped to GND in order to enable the device to fetch code from external program memory

111、locations starting at 0000H up to FFFFH. Note, however, that if lock bit 1 is programmed, EA will be in eternally latched on reset. EA should be strapped to VCC for internal program executions. This pin also receives the