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1、黑龙江工商学院本科毕业设计黑龙江工商学院本 科 毕 业 设 计 基于单片机的土壤湿度检测及控制系统设计学生姓名：李宝富学生学号：201562010指导教师：吕娜所在年级：电子信息工程1班所在专业：电子信息工程所在系别：电子信息工程系 年 月 日摘 要调节装置内部包含主控制设备AT89C51集成电路芯片、同位置不同连接口的集成电路芯片8255、74ls373、以及将模拟信号转换成数字信号的电路装置的传感器设备，固定在设备上的无触点开关，电路保护装置和液晶显示设备，报警装置等硬件设备组成。通过电流的传入，让整个设备处于正常的运行状态，对于土壤的进行数据采集，并且将采集到的数据进行有效分析，用来提高
2、农作物的产量和质量。本次的设计方案，主要的研究方向就是对土壤的进行循环监测，并且对其进行一定的控制。给出了整个设计的线路流程和组成状态，并且有效结合了微型集成电路的优点，实际发挥了整个控制系统的稳定性和时效性。关键词：传感器；检测；A/D转换器；LED显示器；报警装置AbstractHumidity conditioning internal AT89C51 chip contains the main control equipment, integrated circuit chips position with different connecting at the mouth of t
3、he 8255, 74 ls373, and converts analog signals into digital signals transmission circuit device, humidity sensing device, fixed on the device of non-contact switch, circuit protection devices and liquid crystal display device, safety protection device of hardware equipment. Through the introduction
4、of electric current, the whole equipment is kept in normal operation. Data collection is conducted for soil moisture, and the collected data is effectively analyzed to improve the yield and quality of crops. The main research direction of this design scheme is to carry out cyclic monitoring of soil
5、moisture and control it to a certain extent. The circuit flow chart and composition state of the whole design are given, and the advantages of the microintegrated circuit are effectively combined to give full play to the stability and timeliness of the whole control system.Key words: Humidity； senso
6、r Rapid detection； A/D converter； LED display； Alarm circu目录第一章 绪论11.1 土壤湿度检测及控制系统概述11.2 我国土壤湿度检测及控制系统现状11.3土壤湿度检测及控制系统的意义与目的2第二章 系统硬件设计42.1 基于单片机AT89C51的硬件组成部分42.1.1 设备的工作原理42.2 单片机AT89C51的概念52.2.1 AT89C51的工作原理52.2.2 AT89C51的连接扭的功能72.3 可外接的数据暂存装置82.3.1 设备整体结构92.4 LED液晶显示设备112.5 A/D换装置连接口12第三章 控制总线接
7、口设计193.1 主控是设备当中的连接设备组成193.2 主控制设备的供电装置193.3 主控制线路的ROM命令20第四章 湿度传感器设计224.1DS1820 的主要特性224.2DS1820 内部结构224.3 DS1820的工作原理234.4 DS1820在运行过程中的状态244.5 湿度监测装置构成25第五章 系统软件设计265.1 软件设计的原理265.2 主要使用过程的解析26第六章 仿真实验电路图286.1安全装置仿真电路图286.2 复位装置仿真电路图286.3 AT89C51单片机仿真电路图296.4 6264链接AT89C51仿真电路图306.5 断连装置仿真电路图326.
8、6 报警电路仿真电路图336.7 控制系统仿真电路图34第七章 结论35致 谢36参考文献37附 录38II第一章 绪论通过科技走进生活这一针对性的国策的实施，我国在新三农的基础上加大对国家种植技术的变革，要知道谈起种植就脱离不开对土地的要求，那么我们就针对土地开始进行详细的研究。1.1 土壤湿度检测及控制系统概述对于农作物最重要的就是土壤，那么让土壤进行最佳的控制就是对农作物生长提供了宝贵的资源，我们对土壤的湿度进行检测和调整，主要的依据是根据植物在该土壤内的生长状况，用来对土壤进行一定的调节和控制，达到更好的对植物的生长进行控制。现在非常普遍的对土壤进行调节的装置主要是通过传输感应设备和小
9、型的计算工具，辅助大数据推送，通过集成电路芯片来实现对土壤进行控制，能够随时对土壤环境进行检测，主要监测的内容分别是湿度、，以及二氧化碳的浓度，让植物能在人工干预的状态下，在不符合时令的生长状态下达到正常的生长需求，用来提高农作物的生产数量和产出质量。在整个农作物的生长过程中，生长环境对农作物的影响非常大，能够保证农作物生长的速度、质量、以及能量的交换，营养物质的产生，所以对外界环境进行干预的过程中，应该做到全方位干预和控制，对环境的影响就会间接影响农作物的产生质量，对产生的农作物能够更好地控制产量和质量。1.2 我国土壤湿度检测及控制系统现状现阶段国内的农业生产属性已经由原来的传统模式转变为
10、高效高质量的生产模式，在这个发展的新阶段，势必对农业生产有着更高的要求，并且对农作物的产量和质量都有一定需求的提升，所以相对应的农业生产工具也就需要从传统模式进行更新，所以就需要以更高的水平，更快的生产速度，来满足当前市场对农业产品的产量需求。所以使用自动控制装置并且有效的结合数据推算装置，来实现全部农业生产过程的自动化管理是当前亟待解决的问题之一。虽然现在的电子处理设备和数据推算系统都有着非常快速的发展，但是应用在农业上的技术少之甚少，所以也就需要我们对于农业生产的需求更加重视，且将一系列新概念有效地结合实际，并且早日投入到实际的生产应用过程中。对土壤的检测和处理装置也在不断的进行自我的创新
11、和更新，并且在更新的过程中不断的进行改善和完善，从而真正意义上实现科技种植，让各种农业化产品逐步跟上实际生产需求的速度，并且让农业生产真正的实现现代化和产业化。目前国外对于农业产品现代化的处理水平里有我知道一定程度的高度，也在不停地进行设备的更新和改进，最早的进行农业生产的工具的起源来源于上世纪四十年代，但实际上进行有效的改进，真正意义上实现生产现代化，对生长环境进行控制就要向后退一百多年。也是在二十世纪八十年代初，才生产出了第一批的对于土壤进行控制的处理手段。在进行一段时间，并有一定的生产成效后，许多发达国家便应用到各国，并且大量的投入到生产过程的应用当中，并产生了巨大的收益，各个国家也在此
12、基础上对此类设备进行更新，有效地推动了当地的农作物产量，并且有效地提升了农作物生产现代化的发展历程。1.3土壤湿度检测及控制系统的意义与目的对土壤进行干预的过程中应该遵循一定的科学道理，并且有效果结合农作物的自身生长条件，并且在生长的过程中进行实时监测，即使有效的对不良环境进行控制，用来达到数量和质量的双重保障。普通的监测设备采用的方式是对植物进行模拟数据分析，和实际的生产情况还是会有一定的偏差，并且人工管理的方式，总会出现不及时或者效率低等问题。所以我们此次根据大数据的处理技术，改善原有的硬件设备，并且结合强大的运算功能，并且对实际的情况进行监测，有针对性的处理，对数据进行综合的处理分析，用
13、来达到更好地处理效果。随着现在科学技术手段的完善，更多可供数据处理和分析的设备越来越多，并且对数据的处理准确程度有所提高，并且具有很高的可靠性，并且结合现有的科学技术手段，能够准确，并且有效的对植物的生长进行干预，并且能够取得很好的经济效益。随着人们对农业消费的水平提高，并且农业在整个发展过程中也逐步受到重视，让不符合时令的农作物能够有效产出，也是迫切需要解决的问题。有效的保证土壤在适合植物生长的环境中进行一系列的改变，比如土壤所在地理位置的不同，土地中不同的农作物生长所需要的营养成分不同，以及天气环境对土壤造成的影响都是当前研究的重点工作。所以通过对土壤环境的模拟、监测的数据进行系统的分析、
14、以及对土壤环境对植物造成的影响，进行进一步的预测，通过这一系列的数据测算开发出能够有效改善植物在不符合时令的条件下进行有效生长，并且做出能够调节土壤，环境以便适应农作物的处理手段。通过对实际的土壤环境进行模拟测试数据的对比和分析，研制出能够对这些环境进行改变的模拟设备。对于土壤的湿度环境进行检测和设计而成的湿度传输感应装置被广泛的应用，同时也应用在粮食的存储和冷冻，以及其他食品处理过程。不同地域环境的土壤对植物的生长状态也会产生一定的影响，同时对农作物的影响还取决于土壤当中的以及二氧化碳的含量，甚至一些微量元素的含量。所以为了有效提高农作物的产量，最重要的就是对生长的土壤环境进行一定的干预，形
15、成一个良好的生长环境，让土壤有利于植物吸收养分，并且能够供给所需的微量元素，有效地提供植物进行光合作用，以及内部氧分的转化。湿度过高，过低，过大，过少，土壤中二氧化碳含量较多，较少，只要处在非正常范围状态下，都会对农作物的生长过程造成一定程度的影响，从而影响到最终的产量和质量。主要能够控制对土壤的湿度造成影响的就是二氧化碳的浓度以及土壤的，所以可以通过控制这两项的含量，从而对土壤的湿度进行控制。本次的设计方案是利用传输感应装置和数据分析处理设备，结合土壤以及农作物的实际生产状况，对监测到的数据线运行分析处理，从而控制土壤的湿度，间接的控制农作物的生长状况。第二章 系统硬件设计2.1 基于单片机
16、AT89C51的硬件组成部分整个设计方案为全自动的数据监测装置，并且连接传动设备，有效地对数据进行分析处理，并引发一系列的控制操作，主要分为几大硬件：微型集成电路，湿度传输感应装置，同位置不同接口的集成电路，数字信号转换装置，设备的安全警告装置，和数据传输显示设备，其中与外部的连接设备，包括微型的集成电路，以及外部扩展的数据暂存装置，地址存储设备，系统的组成如图1-1所示：图1-1 系统的硬件组成2.1.1 设备的工作原理整个硬件设备在软件系统的操控下有效运行，我们要先对设备进行初始数据处理，设定整个设备的工作状态正常。有三个不同的接口，前两个接口对设备中需要传输的数据进行输出，第三个接口为安
17、全装置连接口。由于考虑到现实环境的原因，在进行测试之前将设备自身的敢要状态调节在安全范围内，因此在测量的过程也可以按照不同的采集顺序进行数据的收集，并且按照一定的频率，在相同的时间范围内进行数据采集，将采集到的数据进行平均值分析，经过大量的数据采集之后，将全部数据整合分析，结合现有的环境情况，并且根据正常范围内的数值进行判断，对湿度或者的数据进行分析，决定是否增强或降低相应的数值，确定现在的土壤环境是否适合植物正常生长。如果数据正常就进行下一个时间点的数据采集，每天的不同时间段内要进行多次的采集，用来判断每天不同的时间段对土壤环境有什么样的影响。在这种状态下，如果数据超出正常范围，就会触发警报
18、装置，并且启动防御系统，进修补救处理，同时在根据当前状态进行数据字采集和重新检测。2.2 单片机AT89C51的概念2.2.1 AT89C51的工作原理（1）核心结构1）CPU组成装置CPU是整个集成电路中最重要的组成部分，作为整个控制系统的枢纽，带动着整个操作系统的正常运行。这一设备包括两个基本的组成部分：数据处理和控制装置。主要根据这两大功能进行系统的分析。 2）数据处理设备数据处理设备包括采集到的数据逻辑分析、批量数据集中处理，数据暂存装置，以及传输数据的必要电路。（3）I/O口结构：AT89C51的集成电路连接外部的端口有四个，每一个外接端口都是进行数据双向传输，共使用主电路板32处连
19、接头，每一个外接端口都能独立的对数据进行传输，并且每个端口都有独立控制的数据存储装置，并且包含一个导向输出和缓冲装置。数据向外传输时可以存储数据，数据传入到设备当中时，可以进行缓冲，但是四个通道都有自己独立的传输功能。（4）软件部分和采集到的数据存储装置1）软件存储设备传统的集成电路，内部包含有4k字节的存储装置，并且可外接大至60k的数据存储装置，并且处于内部和外部的存储装置共用同一个编程地址。在整个存储装置当中，其中有六个特殊的地址被特殊保存，如下表2-1所示。表2-1 AT89C51的复位、中断入口地址 入口地址 说明 0000H复位后，PC=0000H 0003H外部中断 入口 000
20、BH定时器T0溢出中断入口 0013H外部中断 入口 001BH 定时器T1溢出中断口 0023H串行口中断入口定时装置包含有数据采集和时间采集两种不同的方式，有四种不同的工作状态，定时器一包含有四种工作方式，定时器二有三种工作方式。2）数据存储设备本次使用的集成电路的存储器也被分为内置和外接两个部分，两个部分所存储的数据虽然相同，但是还是有所区别的。内部装置所存储的数据最大可寻址256个单元，但是外界的存储装置并没有很多的地址存储，并且两个设备所接触的指令不同，所存储的数据也就有所区分。（5）时间装置本次选用的集成电路内部还包含两个时间装置，可以对其设定为定时装置，并且也可以对采集到的数据进
21、行等时效采集，可以完成整个设备的时间的控制延长，并且能（6）中断装置微型的集成电路中还有五个可中断装置。其中有两个在整个设备的外部，另外两个在设备内部，连接在计数器上，还有一个用来传输设备当中的不确定因素，用来切断电源。这些所有能够控制的中断装置，都会通过微型集成电路所含的特殊功能，就是自身的寄存装置所对应的数据存储。如果当几个请求同时发出，电路内部就会进行优先选择，所以就需要提前规定，不同中断装置的触发优先度。如图2-2所示。2.2.2 AT89C51的连接扭的功能AT89C51做连接外部的连接点中，有两个端点只用于电源的连接，还有四条控制电源的其他连接端口，剩余32条全部为输入输出数据的端
22、口。如图2-3所示，对设备的各个连接端口进行系统的介绍：（1）主电源引脚Vcc和VssVcc：接+5V电源。Vss：接电源地。（2）时钟电路引脚XTAL1和XTAL2（3）信号控制接口RST/、ALE/、和/RST/：设备恢复原始状态的控制按键。单片机在开始进行正常工作状态后，连接的端口就会产生一定频率的震荡，整个设备就会在高电压的状态下恢复原始状态，如果在设备当中添加一个电容器，并且在数据处理装置外连接电阻，就可以实现原始数据的自动恢复。（4）输入/输出（I/O）引脚P0、P1、P2和P3P0.0P0.7：P0口是一个8位双向I/O端口。在访问片外存储器时，它分时提供低8位地址和作8位双向数
23、据总线。在EOROM编程时，从P0口输入指令字节；在验证程序时，则输出指令字节（验证时，要接上拉电阻）。P0口能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载。P1.0P1.7：P1是8位准双向I/O端口。在EPROM编程和程序验证时，它输入低8位地址。P1口能驱动4个LSTTL负载。P2.0P2.7：P2是8位准双向I/O端口。在CPU访问外部存储器时，它输出高8位地址，在对EPROM编程和程序检验时，它输入高8位地址。P2口可驱动4个LSTTL负载。P3.0P3.7：P3是8位准双向I/O端口。它是一个复用功能口，作为第一功能使用时，为普通I/O口，其功能和操作方法与P1口相同。作为第二功能使用时
24、，各引脚的定义如下表。P3口的每一条条引脚均可以独立的定义为第一功能的输入输出或第二功能。P3口能驱动4个LSTTL负载。表2-2 功能表 口线 第二功能 P3.0RXD（串行口输入） P3.1TXD（串行口输出） P3.2（外部中断0输入） P3.3（外部中断1输入） P3.4T0（定时器0的外部输入） P3.5T1（定时器1的外部输入） P3.6（外部数据存储器“写”信号输出） P3.7（外部数据存储器“写”信号输出）2.3 可外接的数据暂存装置AT89C51的数据存储装置内包含有28字节的数据暂存装置，在整个操作系统中主要用来数据的存储，数据缓存，以及数字信号的传递。与整个控制系统来说，
25、使用该设备进行数据信息的存储，对于采集到的数据完全能够批量处理。但是对于大量的数据采集工作，就需要在设备外进行扩展存储装置。结合本次的设计方案，需要采集大量的湿度和的数据，所以相对应的传输感应装置对数据的采集要求比较高，所以必须进行外部的存储设备连接。再次选用6264数据存储器，可以直接和设备当中的存储装置进行并联，并且可以完全和内部的存储装置产生同等效果。8255a能够进行数据暂存的控制装置非常少，所以对设备进行原始状态恢复非常便捷。如果不需要设定数字信号的话，就可以只通过控制数据采集即可，如果要设定某些数字信号，就在c口进行原始数据恢复即可。对于两种方式来说主要目的是对数字信号进行控制，所
26、以二选其一就能够实现。连接线分别是D7D0，PA7PA0，PB7PB0，PC7PC0，都为双向传输，其中D7D0与CPU连接至主控制设备，用于传递CPU与8255之间的命令和数据；PA7PA0，PB7PB0，PC7PC0，分别与A、B、C三个端口相对应，用于8255A和其他硬件设施之间的数据传输。2.3.1 设备整体结构（1）数据找寻设备寻址线、和，用于选择8255三个链接口和数据存储装置。：片选信号，数据传入，在低电压状态时可正常使用。和：输入，通常与系统地址总县的和对应相连。当有效时，和的四种组合00、01、10、11分别选择A、B、C、口和控制寄存器，所以一片8255A共有4个I/O地址
27、。（2）操纵设备：读信号，输入，低电平有效。当为低电平时，表示CPU对8255A进行读操作。：写信号，输入，低电平有效。当为低电平时，表示CPU对8255A进行写操作。RESET：复位信号，高电压状态下，输入有效。当RESET为高电平时， 8255A内部的存储设备恢复原始状态。每个端口自动恢复为原始输入，24条I/O引脚均为高租态8。（3）电源装置和地线采用单一+5V电源。8255A的控制信号和传输动作之间的关系如表2-3所示表2-3 8255的控制信号和传输动作对应关系 传输说明0 0 00 0 10 1 00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 1 10 0 1 0 1 0 11
28、0 1 01 01 0 0 11 1A口数据数据总线B口数据数据总线C口数据数据总线数据从数据总线A口数据从数据总线B口数据从数据总线C口数据从数据总线寄存器进入高阻态非法进入高阻态8255A的引脚信号如图2-5所示：2.4 LED液晶显示设备本次所使用的的是1602液晶显示设备，是许多发光二极管组成的能够将信号信息转化成数据进行显示的设备，也被称为数码管。通常情况下的结构，如图2-7所示，根据图中可以判断出是由八个发光二极管构成，对于不同的信号有不同的组合方式，最终以数字和符号的形式进行呈现。 图2-7 1602 LED显示器的结构表格2-4展示的是液晶显示设备所呈现的数据和对应的段码之间的
29、关系。同样的液晶显示设备在阳极和阴极，所对应的段码是一种逻辑非的关系，所以根据一级的段码，就可以推算出另一级的段码。液晶显示设备的呈现方式本次的设计方案将要呈现的是数字信息，所以需要使用1602和七位的液晶显示设备，在阳极连接，通过对传输进来的信号进行扫描，在经过线路传输至阴极，经过同样的数字处理功能，在各自的显示设备上进行呈现。表2-4 数字对应的段码表示字符DP g f e d c b a段码（H）0123456789AbcdEFP.空格0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 00 1 0 1 1 0 1 10 1 0 0 1 1 1 10 1 1 0 0 1 1 00
30、 1 1 0 1 1 0 10 1 1 1 1 1 0 10 0 0 0 0 1 1 10 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 1 1 1 10 1 1 1 0 1 1 10 1 1 1 1 1 0 00 0 1 1 1 0 0 10 1 0 1 1 1 1 00 1 1 1 1 0 0 10 1 1 1 0 0 0 10 1 1 1 0 0 1 11 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 03F065B4F666D7D077F6F777C395E7971738000对于6位的液晶显示装置，在整个设备的存储装置中含有七个能够进行数据缓冲的内部系统，并且将数据分别存放，在统
31、一进行数据显示。设备的a口在进行数据输出的时候包含有一个高电压的状态，也就是说在七位显示器当中，只有一个是共用阳极的高电压状态。其他位置的低电压状态对应的是b口，进行相应的数据输出，然后再对其他进行展示，如果在小数点后的数字，可以通过特殊位置进行呈现，或者选择清零处理。2.5 A/D换装置连接口2.5.1 A/D转换装置的使用原理以及硬件介绍数字信号转换装置有很多不同的分类，并且各自主的功能也不尽相同。所以在设计方案的选择过程中，我们要结合实际的应用，要进行数据的采集，对采集到的数据进行分析，并且能够设定时间，最重要的是要有非常好的性价比。本次设计中选用的芯片为adc0809，是逐次的转换设备
32、，应用非常广泛，能对采集到的数字信号进行模拟分析，并且进行信号和数据之间的转换，输出的数字，信号通过缓冲设备，能够直接主属控制装置相连接。这个内部结构的工作原理，如图2-8所示：主要组成部分是一个八位的逐次信息转化装置。为了能够实现对采集到的数据信号进行分时段采集，软件系统设置的过程中添加了带有锁存功能的模拟开关，并且添加了相对应的专属地址，还有可操控的特殊电路。可以对模拟电压进行分时段的数据转化，将转化成的信号以数字的形式呈现出来。图2-8 ADC0809原理图数据信息编译电路，可以对设备中输出的模拟电压进行分时段的数据转换。将处理后的数据传输到数据暂存装置。Adc0809主要包含几大特点：
33、（1）单位距离内像素点为8。（2）数据最大误差均小于。（3）数据暂存装置为动态输出，直接与主控制设备连接。（4）输出与TTL兼容。（5）不需要对设备进行原始数据状态调整。（6）节约能源，可操作电压5V。对数据的转换速度取决于内部的微型集成电路，内部的频率取值在10-1280之间。ADC0809芯片的引脚如图2-9所示。图2-9 ADC0809内部结构图：供电电源输入端。（+）：参考电压正端。（）：参考电压负端。连接线所连接的功能；：8模拟信号由此传入系统中。：8位数字信息的传输端口。START：控制数据传入端口高电压状态下，可以使用，ADC0809内部的A/D转换过程。ALE：地址的暂存数据传
34、入端口。ALE端可与START端接在一起，通过软件输入一个正脉冲，可立即启动A/D转换。CLK：时钟信号输入端。ADDA（ADDB、ADDC）：8路模拟选通开关的3位地址选通输入端；其地址码与输入通路的对应关系如表2-5所示。表2-5 地址和通道的对应关系地址码ADDC ADDB ADDA对应的输入通道0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 0IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN61 1 1IN72.5.2 ADC0809与AT89C51微型集成电路的连接状态Adc0809与整个设备硬件之间的连接方式有很多，中断方式查询方式，以及等待方式。本次的设计方案选用的是
35、中断方式，能够有效节省设备的等待时长，相比较其它方式来说，中段方式和查询方式是本次设计最优选方案。但是两者也有一定的区别。（1）查询方式ADC0809和AT89C51两种不同部分的组合连接方式如图2-10所示：图2-10 ADC0809与单片机AT89C51的硬件接口电路由于ADC0809包含有特殊的数据输出存储装置，采集到的数据向外传输，可以和设备的总线路连接。地址连接部分ADDA、ADDB、ADDC分别与AT89C51整个地址的连接部分、相连，用于选通中的某一个通道。由于ALE和START连在一起，ALE=START=，ADC0809在锁存通道地址的同时启动A/D转换。整个设备在读取数据转
36、换结果时，OE=产生的脉冲信号能够打开数据暂存装置。ADC0809产生的数字信号和AT89C51直接串联，最后数据和信号之间的转换结果通过t89c51进行查询。对数据进行查询的方式，不同的采集信号有不同的查询方式，可以按顺序把转换结果存储到数据存储区域，转换的程序如。表2-6所示：表2-6 转换程序对应表STARTMOVTEMPL0#08H通道数量MOVR12AH数据默认存储地址MOVDPTR#5000H指向通道0MOVXDPTRAAD转换装置正常使用MOVR3#32时间延迟LOOP100DJNZR3LOOP100延时完成？TESTNBP3.3TEST标志位为1？不为等待MOVXADPTR取出
37、A/D转换值MOVR1A送入数据区INCR1指针加1CJNER1#2FH判断数据区满？（2）中断方式Adc0809作为一个扩展的外部的微型集成电路，所对应的数据存储地址应该取决于素连接的端口，中断方式的主要特点就是能够将采集到的信号进行转换，并且转换成功后、在连接的端口就能够实现数据的输出处理。所以能够有效地节省成本，并且节省时间，本次的设计方案选用此种方式。第三章 控制总线接口设计3.1 主控是设备当中的连接设备组成对于设备当中只有一条主控制线的设备来说，在运行过程中，能够使每个不同的部分都能收到统一的控制，就必须和主控制线进行匹配，并且连接的端口也必须具有其他不同类型的输出功能，在本次设计
38、方案中，整个系统的主控制设备也具有相同的结构，由于主控制和连接设备具有同样的属性，所以主要的控制设备上必须串联电阻，整个设备的运行才能趋于正常。并且属控制的设备通常连接三个线路端口，其中一个连接地线，一个作为数据的传入和输出，另一个来控制设备的正常运行，这个主控的设备可以保证主控的设备的正常运行，用来保证整个设备工作的稳定性。而通常情况下选用了集中数据处理装置，相当于在主控制装置和其他部分都有恒定的电流流入，就使得整个设备正常运行，但是主控制设备就会消耗较高的功率。3.2 主控制设备的供电装置主控制系统还包含有一个特性，不用单独从设备中连入电路，所有的微型电路集成板都可以通过整个系统提供电源。
39、下面就对这种工作原理进行详述。在图3-1中所示，DQ连接在整个设备的主控制装置上，并且整个操作系统的供电源头都来自于所连接的主设备，这种方式为另一种可执行的电源。当整个设备的主控制线处于高电压状态下，不仅攻击整个设备的正常运行，同时又给内部存储了可以持续运行的电量，当整个设备的电压处在低电压状态下，主控制面板有电容装置提供电流，并且可以正常运行，但是不能保证长时间的工作。所以为了保证整个设备能够正常的运行，所以就必须将整个设备处于一种高电压的运行状态，就会有更多的电刘带动设备运行。图3-1 寄生电源供电3.3 主控制线路的ROM命令对使用过程中的ROM命令进行介绍并且介绍它的使用状态。（1）搜
40、索ROM（代码为FOH）当整个系统开始首次运行时，主控是设备当中，必须有线路连接ROM代码，在这种条件下就能够通过采集到的数据判断出数据所属的类型。并且主控装置通过多次的循环数据采集，记录上总线所有连接设备当中采集到的数据。并且在每次数据执行完毕之后，主操控装置将会返回初始状态。（2）读ROM（代码为33H）这一指令的使用状态是主控制设备当中，只连接一个附属装置。可以将数据直接通过主控制设备读取出来，并且不需要执行，其他的搜索命令，并且如果这一指令是通过许多不同的操控节点进行控制，就会产生数据偏差，从而影响整个设备的运行结果。（3）匹配ROM（代码55H）匹配命令随着数据代码生成，并且允许访问
41、整个控制装置中的所有连接设备。在只有到64位代码完全匹配的时候，才会对主控制设备发出的命令产生一定的影响，其他附属装置也属于未运行状态。（4）直访问ROM（代码CCH）主控制装置能够对命令进行识别，并且控制整个设备的正常运行，在运行过程中，无需传送数字信号。如果主控制设备选用的是传输感应装置，主操作系统再通过命令接收后就能有效地配合湿度调节，就可以传输到主控制装置上进行数据传递，从而对土壤湿度进行控制，非常有效地节省了数据的审核时间。并且如果此命令跟随的是数据暂存装置，所以此命了就只用于检测出来的单次，否则多次数据采集的数据将会出现偏差。（5）单总线器件的ROM搜索Dallas公司生产的微型集
42、成电路都具有自己专属的代码，可以根据实际使用的情况进行单一地址的找寻，如果连接设备的ROM ID是未知状态，就可以通过数据搜索的办法，进行地址的寻回，数据格式如表3-1所示：表3-1 单总线器件ROM注册码数据格式MSB64位ROM注册码LSB8位CRC校验码MSBLSB48位序列号MSBLSB8位家族码MSBLSB第四章 湿度传感器设计4.1DS1820 的主要特性 DS1820 有下列主要特性 :1） 一根连接线进行信号转化； 2）多个不同的组成部分用同一主线进行连接； 3）无需外接其他设备； 4）可以用主电源提供电； 5）可测量湿度范围 - 55 + 125C ,精度在0. 5度 ; 6）用 9bit 的数据显示表示湿度 ; 7）湿度转换成数字信号速度快 200ms ; 8）自己设定一个恒定湿度作为安全湿度范围； 9）有 PR35 T 和 SSOP 两种封装型式。4.2DS1820 内部结构 DS1820 内部结构框图如图 4-1 所示。图4-1 DS1820内部结构图 由图4-1 可知 ,DS1820 由以下几部分组成