基于單片機的玉米催芽溫度檢測系統(tǒng)探究

宋佳輝

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 163319)

1 系統(tǒng)功能設(shè)計

本系統(tǒng)采用STC89C52RC單片機，此單片機最小系統(tǒng)由外部時鐘電路以及復(fù)位電路構(gòu)成。單片機與DS18B20相連，再與LCD1602液晶顯示屏相連接，當(dāng)接收到溫度傳感器傳來的數(shù)值時，輸出溫度傳感器傳來的數(shù)字信號；燒錄程序設(shè)定溫度的上下限，當(dāng)溫度低于或者高于預(yù)初設(shè)定數(shù)值時，蜂鳴器報警；同時利用藍(lán)牙模塊向用戶手機發(fā)送消息，提醒用戶溫度超出預(yù)初設(shè)定數(shù)值，從而進(jìn)行有效措施。

2 系統(tǒng)主要模塊設(shè)計

2.1 DS18B20模塊設(shè)計

本設(shè)計選用的DS18B20溫度傳感器，是常用的數(shù)字溫度傳感器。以數(shù)字信號形式輸出，其具有體積小、自身硬件開銷低、精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點，測量溫度范圍寬，測量精度高，DS18B20的測溫范圍為-55～125℃；DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝后可用于多個領(lǐng)域，主要根據(jù)應(yīng)用的場合不同而改變形狀，因此也被設(shè)計者所青睞。

DS18B20溫度數(shù)據(jù)傳送需要先初始化，再進(jìn)行讀操作和寫操作。每次在讀寫前對DS18B20進(jìn)行復(fù)位初始化，復(fù)位要求先將數(shù)據(jù)線置高電平后延時；再將數(shù)據(jù)線拉低；數(shù)據(jù)線再拉到高電平“1”并延時等待。如果初始化成功的話，DS18B20會在15～60ms之內(nèi)產(chǎn)生一個返回的低電平信號“0”。當(dāng)單片機收到這個來自于數(shù)據(jù)線上的低電平“0”時再進(jìn)行延時；將數(shù)據(jù)線再次拉高為“1”后結(jié)束。需要注意的是當(dāng)DS18B20進(jìn)行寫操作時，是按照低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)，一次只發(fā)送一位，重復(fù)操作直到所有的字節(jié)發(fā)送成功。

溫度傳感器DS18B20的溫測原理簡單，由低溫度系數(shù)晶振和高溫度系數(shù)晶振振蕩頻率變化所決定。低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響低，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號，并將信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響高，產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。其中溫度寄存器與計數(shù)器1被設(shè)為 -55℃的初值。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)操作。當(dāng)計數(shù)器1的初值被減為0時，溫度寄存器的值加1；并重置計數(shù)器1的初值，計數(shù)器1繼續(xù)從新對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)行減法計數(shù)操作。直至循環(huán)到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止對溫度寄存器的值累加。這時溫度寄存器的值，便是當(dāng)前所測溫度的值。

2.2 LCD1602模塊設(shè)計

液晶顯示器在收到信號后，每一個點都會一直保持它的色彩和亮度，恒定發(fā)光。而不像陰極射線管顯示器那樣，需要不斷地刷新亮點。因此選用液晶顯示器，畫質(zhì)更高而且畫面不會閃爍。數(shù)字接口液晶屏顯示器都是數(shù)字信號輸入式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加可靠，相對于其他的液晶顯示器來說，LCD1602顯示器操作更方便，體積小，重量輕，功耗相比而言更加低。只需將對應(yīng)引腳連接單片機選取的引腳即可，因此本設(shè)計采用液晶顯示屏LCD1602。

2.3 ATK-HC05-V11藍(lán)牙模塊設(shè)計

ATK-HC05-V11藍(lán)牙是主從一體的模塊。并且該模塊兼容本設(shè)計的5V電源的單片機系統(tǒng)，方便于連接，使用更加靈活。ATK-HC05-V11藍(lán)牙模塊為6管腳模塊。本次設(shè)計使用的連接方式為經(jīng)典連接方法，藍(lán)牙模塊與單片機進(jìn)行四線連接。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

本設(shè)計使用Kell uVision5軟件編程，由C語言實現(xiàn)。ISIS7 Professional仿真功能現(xiàn)象。Protel 99 SE直觀顯示電路圖及其電子元器件之間的相互連接，與硬件電路相輔相成，很好地實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。

4 結(jié)語

結(jié)合本溫度檢測設(shè)計可知，玉米催芽最好是將選好的玉米種子放入盛有45℃左右的溫水中浸泡，水溫不能太高，將浸泡好的玉米種子攤開溫度保持在25～28℃之間，種子的溫度不宜超過30℃，這個溫度之間玉米種子的催芽率最高。本設(shè)計可直觀地體現(xiàn)玉米種子的實時溫度，當(dāng)溫度低于或者超出所測量數(shù)值時，用戶可經(jīng)行適當(dāng)措施，便可以使玉米催芽技術(shù)概率最大化。