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1、西昌学院毕业论文（设计）目 录1 课程设计背景、内容和意义 .11.1 课程设计背景.11.2 课程设计内容和意义 .12 总体电路设计和元器件的选型.22.1 总体电路设计.22.2 元器件的选型 .23 模块电路设计 .103.1 电源设计 .103.2 温度采集模块 .103.3 湿度采集模块 .113.4 显示模块.123.5 控制模块 .123.6 A/D 转换模块.133.7 S51 单片机控制模块.143.8 通信模块 .154 PROTEL 电路图设计.175 制作 PCB 板 .186 系统软件设计.186.1 LCD12864 程序编写流程图.196.2 PCF8951 程
2、序编写流程图.196.3 DS18B20 程序编写流程图.206.4 GSM 模块程序编写流程图.227 系统调试 .227.1 硬件测试 .227.2 软件测试 .238 总结 .24参考文献 .25致 谢 词 .26独 撰 声 明 .27翻 译 资 料 .28附 录 .36西昌学院毕业论文（设计）11 课程设计背景、内容和意义1.1 课程设计背景GSM（Global System for Mobile communication）系统是目前基于时分多址技术的移动通信体制中，比较成熟完善，且应用最广泛的一种系统。目前已建成的覆盖全国的 GSM 数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方
3、式。基于 GSM 的短信信息服务，是一种在移动网络上传送简短信息的无线应用，是一种信息在移动网络上存储和转寄的过程。由于公众 GSM 网络在全球范围内实现了联网和漫游，所以具有实时传输数据功能的短信应用将得到迅速普及。利用 GSM 网络作为无线智能监控模块的信息传输平台是一种很有效的方法。其原理简单，安全保密性高，又不需要组建专用网络和维护网络，加上 GSM 网络覆盖面广，可实现全球无缝覆盖，与传统的监控系统相比有着独特的优势。运用 GSM 网络短消息进行通信的通用智能监控模块，可广泛地应用在智能家居防盗、远程监控、无人值守设备的维护及现代自动化生产线的监控等领域。1.2 课程设计内容和意义1
4、.2.1.课程设计内容本系统为基于 STC89C52RD 单片机的浇花系统。主要由温、湿度采集、LCD12864 液晶显示器显示、GSM 无限发送和接受、A/D 转换、浇水六大模块组成。实现全天随时监控植物周围环境的温度、湿度信息进行抽样提取，并结合植物土壤的湿度判断天气情况，最后通过把收集的信息发送到自己的手机上，然后通过手机发送一条信息控制继电器浇水。1.2.2.课程设计意义花草养殖是人们日常生活的重要组成部分，如何更加方便，合理的进行植物养殖成为了家居设计的一个焦点。现在大家养殖花草都是自己手动浇花，虽然这样能让自己感受花卉生长的变化，但是有时候难免会运到自己有事不在家的时候，特别是针对
5、那些经常出差又非常热爱种植的人们来说，问题就出现了，于是自己现在做这套基于GSM 的浇花系统就能解决这个问题。此系统通过自动监测花卉生长环境，要是出现花卉生长缺水系统就会通过 GSM 把信息发送到用户的手机上，让用户了解情况，用户了解西昌学院毕业论文（设计）2情况后就可以发送一条信息来让单片机控制继电器打开喷水器进行浇花。这也是它最大的应用意义。2 总体电路设计和元器件的选型2.1 总体电路设计本系统采用本系统是以 STC89C52 单片机作为主控制芯片，传感器采用温度传感器DS18B20,湿度传感器,LCD12864 液晶显示器 ，PCF8951 模拟处理芯片，GSM 模块tc35，继电器。
6、最终成果包括：论文，实物，程序。系统总体框架如图 1:湿度传 感器A/D模数转换4温度传感器51单片机GSM手机LCD12864继电器喷水图 1 浇花系统示意框图2.2 元器件的选型2.2.1. 湿度传感器传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。工西昌学院毕业论文（设计）3业生产过程的自动化测量和控制，几乎都是依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利
7、用微处理器实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。不仅要掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求。只有了解传感器的应用原理，才能将传感器和信息采集、信息处理技术结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了提高工效和时效，各自都在开发研制适用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度和湿度传感器是其中重要的一类传感器，其发展速度之快，以及其应
8、用之广，并且还有很大潜力。了解传感器的性能和参数，对于选择应用传感器有着很大的帮助。湿度传感器实物图如图 2 所示：图 2 电阻型湿度传感器西昌学院毕业论文（设计）4特点:优良的线性，高性价比，能耗低，测量范围宽，响应迅速，抗污染能力强和 性能稳定等。湿敏电阻是采用有机高分子材料的一种新型的湿度敏感元件，感湿范围宽，长期使用性能稳定，可以应用于仓储、车厢、居室内空气质量控制、楼宇自控、医疗、工业控制系统及科研领域等广泛的应用。注意事项为防止极化现象，驱动传感器所用的电压或电流不应含有直流成分。请使用 LCR 直流电桥进行测量，请勿使用万用表测量。避免结露情况。推荐保存条件：温度 1040 湿度
9、 60%RH 以下。2.2.2.温度传感器温度参数采集我采用工业用温度传感器 DS18B21，DS18B20 是由美国 DALLAS 半导体公司生产最新单线数字式温度传感器，主要特性如下：可实现对一 55到+125 范围内的温度测量，并且测量温度的误差在0.5，实际系统的分辨率可单独设定，并且保存在 EEPROM 中，即使断电也能够保存；现场温度的测量值通过串行通信的方式传输，即“单线总线”的数字方式传输；系统供电电压容许范围大，可在 3V 到 55V 的范围波动。DS18B20 引脚功能及外形图 3 所示：(1)GND 为电源地； (2)DQ 为数字信号输入/输出端； (3)VDD为外接供电
10、电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。西昌学院毕业论文（设计）5图 3 DS18B20外形及引脚排列图DS18B20 的内部结构DS18B20的内部结构主要包括寄生电源电路、64位只读存储器(ROM)和单线接口、存储器和控制逻辑、存放中间数据的高速暂存存储器、温度传感器、报警上限寄存器TH、报警下限寄存器TL、配置寄存器和8位CRC(循环冗余校验码)发生器。64位光刻ROM光刻ROM 中的64位序列号为DS18B20的地址序列码。主要作用是使每个DS18B20的地址不同，这样可以在一条总线上接多个这样的芯片，相互之间不受影响。温度传感器温度传感器主要实现对温度的测量温度传感器的分辨率根据系统的要求，可以在912位之间单独设置，当设置分辨率越高转换时间就越长，如果设置为9位，转换时间最大为93.75ms，当为12位时，达到750ms，所以在软件设计时必须考虑转换的温度一般存放在两个8位的RAM中DS18B20的核心是其数字温度传感器，精度可以通过用户编程配置为9、10、l1和l2位，其分别对应于0.5 、0.25 、0.125和0.
