温室大棚卷帘机控制系统总体方案设计说明

目 录TOC\o“1-2“\h\z\u\l“_TOC_250020“第一章 绪 论 2\l“_TOC_250019“背景介绍 2\l“_TOC_250018“相关技术的状况 2\l“_TOC_250017“设计的意义 2\l“_TOC_250016“其次章 总体设计方案 3\l“_TOC_250015“构造设计 3\l“_TOC_250014“本设计主要功能流程图 4\l“_TOC_250013“第三章 硬件设计模块 6\l“_TOC_250012“单片机主掌握模块 6\l“_TOC_250011“GSM短信收发模块 8\l“_TOC_250010“温度显示模块 9\l“_TOC_250009“矩阵键盘模块 13\l“_TOC_250008“步进电机仿卷帘机模块 14\l“_TOC_250007“第四章 软件设计 15\l“_TOC_250006“程序设计总流程图 16\l“_TOC_250005“GSM短信模块程序设计 17\l“_TOC_250004“DS18B20程序设计 20\l“_TOC_250003“4.4 1602液晶程序设计 24\l“_TOC_250002“矩阵键盘程序设计 28\l“_TOC_250001“步进电机程序设计 30\l“_TOC_250000“第五章 调试与总结 345.1 调试 345.2 总结 35致 谢 36参考文献 38附 录 39第一章 绪论背景介绍2023128由于没有准时停住卷帘机，导致绳子在铁杆上反缠，该妇女去拉绳子时，不慎被绳子缠住围巾，最终被勒住颈部，当场死亡。相关技术的状况帘机的升降，铺张了时间。设计的意义室内根本恒温，缩短蔬菜生长周期，使蔬菜提前上市，提高经济效益。其次章 总体设计方案GSM示模块、矩阵键盘设置模块，步进电机模拟卷帘机模块等组成。构造设计按键设置模块卷帘机升降控温度检测模块AT89S52GSM短信收发模块按键设置模块卷帘机升降控温度检测模块AT89S52GSM短信收发模块单片机1602液晶显示模块〔2-1总体框架构造图〕AT89S52GSM18B20LCDGSM，提示治理人员降下帘子。本设计主要功能流程图〔图2-2 功能流程图〕小节：本章对该设计的总体框架构造体系设计进展了论述，并对该设计的功能介绍。第三章 硬件设计模块GSM模块、温度显示模块、按键模块、步进电机仿卷帘机五大模块组成。下面分别对五大模块进展分析。单片机主掌握模块局部，这里单片机主要进展计算，推断，进制转换等一系列工作，也是整个系统中最关键的局部，下面具体介绍一下单片机主掌握模块的各个组成。AT89S521000FlashATMELMCS-5180C51通用8位中心处理器和ISPFlashAT89S51可为很多嵌入式掌握应用系统供给高性价1000FlashATMELMCS-5180C51通用8位中心处理器和ISPFlashAT89S51可为很多嵌入式掌握应用系统供给高性价比的解决方案。AT89S51：40，4kBytesFlash128bytes〔RAM32/〔I/O52，216,2行通信口，看门狗〔WDT〕电路，片内时钟振荡器。(图3-1-1 AT89S51引脚图)复位电路为确保单片机系统中电路稳定牢靠工作，复位电路是必不行少的局部，3.1.2。时钟电路过简单的时序电路完成不同指令功能的。时钟的工作电路图如〔3.1.3。〔图3-1-2 复位电路〕 〔图3-1-3 时钟电路〕GSM人员发送短信，给以报警提示，同时承受治理人员回复的短信，通过单片机推断短信内容，掌握卷帘机的升降。TC35SiemensTC35SiemensGSM音传输、短消息效劳(ShortMessageService)和。模块的工作电压为3.3－5.5V，900MHz和1800MHz2W900M〕1W〔1800M。模AT命令集接口，支持文本和PDUZIF传输。通过ZIF50ΩSIMTC35TC35401～14l～5接口用来接手柄。15、30、3132，15IGT(IgnitionTC35IGT100mV才能启动。30RTCBACKup；31；32SYNC，16～23在这里，着重介绍下SYNCTC35状态。SYNC〔synchronizationsignalLEDSYNCLED。一个简洁的电路接法是：NPN〔9013〕的基极，射极直接接地，LED，LEDVCC。LEDTC35【1】LED灯灭，表示TC35【2】600ms/600ms灭，表示未插入SIM/已注销，或者网络正在搜寻中，或者正在进展治理人员身份鉴定，或者网络注册正在进展中【3】75ms/3s〔掌握通道和治理人员交换信息完成，无来电完毕时的状态。温度显示模块DS18B20员知道温室内温度变化。DS18B20〔1〕DS18B20DS18B20DALLAS智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，9～12独特的单线接口仅需要一个端口引脚进展通信；多个DS18B20１２位数字；治理人员可定义报警设置；报警搜寻命令识别并标志超过程序限定温度〔温度报警条件〕的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。〔2〕温度检测电路DS18B20。如图〔3.3.1〕〔图3-3-1〕1602字符型LCDLCDLCD，16*1，16*2，20*240*2160216023-3-2-1：〔3-3-2-1〕引脚功能说明无背光〕16〔带背光〕接口，各引脚接口说明如下：1：VSS2：VDD5V3比度最高，比照度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K整比照度。器。当RS和R/WRS为低电平R/WRSR/W6E端为使能端，当E令。7～14D0～D781516LCD本设计液晶显示模块的设计如以下图〔3-3-2-2〕所示,该电路实现的功能是：AT89S52P00～P078P2.2E命令，P2.1P2.0P2.1P2.0P2.1P2.0P2.1据,P2.0〔3-3-2-2〕矩阵键盘模块值，更符合实际生产的要求。4×4矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4I/O4I/O列线组成的键盘。在行线和列线的每一个穿插点上，设置一个按键。这样键盘中4×4I/O口的利用率。键盘电路设计3-4-2：〔3-4-2〕步进电机仿卷帘机模块设计用二相四线步进电机模拟卷帘机的升降。步进电机的工作原理步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角位移量，从而到达准确定位的目的，同时可以通过掌握脉冲频率来掌握电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。100%)的特点，广泛应用于各种开环掌握。〔VR〔PM混合式步进电机〔HB〕和单相式步进电机等。步进电机模拟卷帘机的设计VCC12VBCPCW+P10—P13AT89S51P10、P11、P12、P13P10P12个方向上的位移量；P11、P13P1通过硬件接线，发送到步进电机的驱动器，通过驱动器掌握步进电机的转向和转角。固然，其中还包括单片机的内部振荡电路，驱动器匹配的电路等的设计。〔3-5-2〕步进电机及驱动器模块设计电路图引脚功能说明P10、P12〔1、3P11、P13〔2、4：掌握电机的转动方向；小节：GSM模块、步进电机仿卷帘机模块分别进展了介绍，里面对各模块的重点，难点及留意点进展了很认真的分析与讲解。第四章 软件设计温室大棚卷帘机掌握系统 软件设计主要由 GSM短信模块程序设计，成。每一模块都是先单独调试，最终整体调试的。下面分别介绍一下各模块的程序设计过程及留意点。程序设计总流程图〔图4-1 功能流程图〕GSMGSM模块与手机之间的通信协议是一些 AT指令集，AT指令是以AT作首，字符完毕的字符串，AT指令的响应数据包在中。每个指令执行成功与否都有相应的返回。所以本模块的程序设计主要以发送 AT指令为着手点。用AT命令设置TC35的参数时，必需先要将命令写入串口，然后通过读AT“OK“，表示AT命令执行成功。在短消息模块设计的过程中，对于TC35的相关参数要AT设置发送模式短消息收发时，必需要用ATTC35消息时，必需依据设置的模式对发送和接收的数据进展相应编码和解码。其中，PDU“AT+CMGF=1回车“。设置效劳中心号码依据前面介绍短消息收发技术原理，短消息的传输总是由处于GSM外部的短消息效劳中心进展中继。每个消息有自己的目的地或起源地，但只与用户和依据SIM卡的营运商设置相应的效劳中心如设置徐州联通公司效劳中心的命令是，“AT+CSCA=008613010350500 回车“。短消息发送at＋cmgf＝1回车at＋csmp＝17，167，0，0回车at＋cscs＝gsm回车at＋cmgs＝手机号码回车text〔注：“ ”ASCII值为26，即1AH〕发送短信子程序如下：；========================；发送短信程序；========================MAIN:MOVMOVMOVSP,#53H78H,#20H77H,#00H；设置堆栈指针；设置要发送的数据块的首末地址MOV76H,#20HMOV75H,#40HACALLTRANS；调用发送子程序SJMP$TRANS:MOVSBUF,78H 8WAT1:JNBTI,WAT1CLR TIMOV SBUF,77H8WAT2:JNB TI,WAT2CLR TIMOV SBUF,76H8WAT3:JNB TI,WAT3CLRTIMOVSBUF,75H8WAT4:JNBTI,WAT4CLRTIMOVIE,#90H；翻开中断允许存放器，承受中断方式发送数据MOVDPH,78HMOVDPL,77HMOVXA,@DPTRMOVSBUF,AWAIT: JNB F0,WAITRETCOM_INT:CLR INC DPTRMOV

；发送首个数据TI1，预备发送下一个数据地址CJNEA,76H,END1；不是末地址则跳转MOVA,DPLCJNEA,75H,END1SETEFO1CLRES；关串行口中断CLREA；关中断RETI ；中断返回END1: MOVX A,@DPTR 发送MOV SBUF,A 据RETI ；中断返回DS18B20DALLAS全部的信息传输，由于硬件简洁，所以软件设计相对麻烦，对时序掌控精度要求较高。18B2015us060us，4.3.1〔图4-3-1 DS18B20写时序图〕18b20;========================================DS18B20;========================================WRITE_1820:MOVR2,#8 8CLRCWR1:CLRDQMOVR3,#6DJNZR3,$RRCAMOVDQ,CMOVR3,#23DJNZR3,$SETBDQNOPDJNZ SETB DQRET18B20主机生成读时间间隙，从 ds18b20输出的数据在读间隙的下降沿消灭的15us内有效，因此主机停顿I/O口的操作，以读取I/O口的值，如图4.3.2所示。(图4-3-2 DS18B20读时序图)18b20;===========================================; DS18B20;============================================READ_18200: 出

R4,#2 ;将温度高位和低位从DS18B20MOV TEMPER_L(TEMPER_L)

; 低 位 存 入RE00: RE01: CLR

;高位存入(TEMPER_H)R2,#8 CSETB NOPNOPCLRDQNOPNOPNOPSETBDQMOVR3,#9RE10:DJNZR3,RE10MOVC,DQMOVR3,#23RE20:DJNZR3,RE20RRCADJNZR2,RE01MOV@R1,ADECR1DJNZR4,RE00RET还想恢复执行的话，总线必需停留在空闲状态。在恢复期间，假设单线总线处于非活动〔高电平〕状态，位与位间的回复时间可以无限长。假设总线停留在低电480us，总线上全部的器件都将复位。DS18B204.41602〔图4-4 1602LCD内部显示地址〕40H，40HD7101000000B〔40H〕+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。〔图 4-3-2 协议流程图〕1602液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前肯定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前肯定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字4.4.1 1602初始化的程序设计的状态。1602LCD〔复位〕过程15mS5mS5mS38H〔不检测忙信号〕/写数据操作均需要检测忙信号38H：显示模式设置06H：显示光标移动设置液晶初始化程序：；===================================； 初始化；====================================INIT:MOVA,#38H;#38H-->ALCALLWIRIRMOVA,#0EH;#0EH-->A(显示开，光标开，光标闪耀〕LCALL WIRIRMOVLCALL WIRIRMOVA,#06H;#06H-->ALCALL RIRRET;返回4.4.21602写指令与数据的程序设计如图4-4-2是1602〔图4-4-2 时序图〕4.4.2；==============================； 写指令；===============================WIR: ACALLCKLCD ;调查空闲子程序CLRE ;E清0CLRRS ;RS清0CLRRW ;RW清0SETBE ;E置1MOVP0,A ;A-->P0CLRE ;E清0RET ;返回；=====================================； 写数据；=====================================WDR: ACALLCKLCD ;调查空闲子程序CLRE ;E清0SETBRS ;RS置1CLRRW ;RW清0SETBE ;E置1MOVP0,A ;A-->P0CLRE ;E清0RET ;返回矩阵键盘程序设计4I/O，4I/O再而让液晶显示。下面介绍一下键盘扫描的过程。P2P2键盘状态。再从P2P2位读取键盘状态。将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。使16举例说明如何得到按键的特征编码：假设“1”键被按下，找其按键的特征编码。P2.4－P2.7P2.0－P2.3P21101”“0DH”P2P2.4－P2.7平，即P2.0－P2.3为输出口，读P2口的高四位状态为“1110”，其值为“E0H”。将两次读出的 P2口状态值进展规律或运算就得到其按键的特征编码为“EDH”。用同样的方法可以得到其它15个按键的特征编码。；========================================； 按键扫描子程序；========================================KEY_SCAN： 盘有无键按下子程序MOV P2,#0F0H ;置列线为0，行线为1MOV A,P2 ;读P2口ANL A,#0F0H ;取出高四位MOV B,A BMOV P2,#0FH 1，0MOV A,P2 P1ANL A,#0FH ;取出低四位ORL A,B ;高四位与低四位规律或运算重组合CJNE A,#0FFH,KEY_IN1 ;0FFH为无按键按下RETKEY_IN2:码。

;识别具体按键值子程序MOV B,A 征编码暂存于BMOV DPTR,#KEYTABLEMOV R3,#0FFHINC R3 MOV A,R3MOVC A,@A+DPTR ;查表CJNE A,B,KEY_IN3 ;比较，假设一样则找到按键的特征编MOV A,R3 ;找到特征编码后，取挨次码MOV 30H,A 30HRETKEY_IN3:CJNEA,#00H,KEY_IN2;末完，连续查RET;00HKEY_TABLE:DB 0EEH,0EDH,0EBH,0E7H,0DEH ;0,1,2,3,4,挨次码挨次码挨次码

DB 0DDH,0DBH,0D7H,0BEH,0BDH ;5,6,7,8,9,DB 0BBH,0B7H,07EH,07DH,07BH, 077H ;A,B,C,D,E,FDB 00H ; 完毕码步进电机程序设计步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度〔及步进角〕。可以通过掌握脉冲个数来掌握角位移量，从而到达准确定位的目的；同时还可以通过掌握脉冲频率来掌握电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。所以在软件编写时肯定要留意步进电机时序的变化，时序图如图〔4-6〕(图4-6 步进电机时序图)；===========================； 步进电机子程序；===========================MOTO:MOVSP,50HSTOP:MOVP1,#0FFH;步进电机停转LOOP:JNBK1,MZZ2K1JNBK2,MFZ2K2JNBK3,STOP1K3JMPLOOP;循环STOP1:ACALLDELAYK3JNBK3,$;K3ACALLDELAY;放开消退抖动JMP STOP;步进电机停转MZZ2:ACALLDELAYK1JNBK1,$;K1ACALLDELAY;放开消退抖动JMP MZZ;转步进电机正转模块MFZ2:ACALLDELAYK2JNBK2,$;K2ACALLDELAY;放开消退抖动JMP MFZ ;转步进电机反转模块MZZ: MOVR0,#00H ;置表初值MZZ1: MOVA,R0MOVDPTR,#TABLE ;表指针MOVCA,@A+DPTR 代码JZMZZMOVP1,AJNBK3,STOP1JNBK2,MFZ2ACALLDELAYINC R0JMP RETMFZ: MOVR0,#05MFZ1: MOVA,R0MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRJZMFZMOVP1,AJNBK3,STOP1JNBK1,MZZ2ACALLDELAY

P1;是否K3;是否K2;步进电机转速;取下一个码;反转到TABLE;表指针;取表代码;是否取到完毕码？P1;是否K3;是否K1;步进电机转速INCR0;取下一个码JMPMFZ1RETTABLE: DB0F1H,0F3H,0F2H,0F6H; DB0F4H,0FCH,0F8H,0F9H;DB00H; 完毕码DB0F1H,0F9H,0F8H,0FCH; ；反转DB0F4H,0F6H,0F2H,0F3H;DB00H; ；反转完毕码小节： 各模块的软件编程进展了介绍，其中很具体的分析了各模块的时序，将时序与程序一一对应着分析了模块的工作过程。第五章 调试与总结调试谈起，所以我是先排解明显的硬件错误，然后再软硬兼顾，逐步排解错误。本设计主要有GSM短信收发模块、温度显示模块、按键设置模块，步进电是如此，这样便于问题的查找和以后的维护。下面表达一下我调试过程中遇到的比较苦恼的问题：GSM模块设计时主要遇到的问题是无法启动，依据TC35的中文说明接线，反复试验，还是无法到达75ms/3s灭的启动效果，最终还是看英文资料，才知道是电压的问题，虽然在这一模块设计时花了很多时间，走了不少弯路，可是也从中学到不少东西。DS18B201602〔具体时序极其程序已第四章中认真讲解错。按键设置模块是一个稳定性的问题，你按下一个按键，液晶屏上有时不经修改之后，稳定性相对来说大大提高。总结这也是第一次尝试将多个独立的模块集成在一起，实现一个整体的功能，对我来说是一次极大的挑战，也是一次极佳的熬炼时机。最终同大家共享一下我编写程序时的一些阅历。编写的程序，既费精力又费时间，事倍功半，得不偿失。致 谢都是一种巨大的帮助，在此感谢他细心而又急躁的辅导。通过本次毕业设计，更加稳固了一个月以来所学学问。增加了动手力量。谢意!全部这些都将使我在今后的生活和工作中得到很多帮助。和谐的团体，使我们能开心的沟通和学习，也让我感受到集体的温和。指导教师贺民教授。他们的教育将使我们终身受益。最终，诚意地感谢在百忙之中评阅论文的各位教师！参考文献胡 键《单片机原理及接口技术》 机械工业出版社，2023年10月MCSPC科技大学刘彬,李志骞,王娜.RS-232C通信口的争论.河北秦皇岛:燕山大学电气工程学院北京：电子工业出版社，1998Protel99版社，2023秦曾煌.电工学上册，电工技术[M].北京：高等教育出版社，2023.1秦曾煌.电工学下册，电工技术[M].北京：高等教育出版社，2023.1邱关源.电路[M].北京:高等教育出版社,1978.宋文绪杨帆,传感器与检测[M].北京：高等教育出版社，2023TC35i HardwareInterfaceDescription〔Version01.30〕April14，2023梅创社.基于手机模块在车载防盗中的应用争论.计算机应用及软件，2023；附 录OTM12345 OMC CC CV

1 53 7 1 1S S S S246802461111 00

0 42 6 1 1135 2

S S S SU13579111 MU1...1111PPPP2525SR REDEL4APCC3APCC2S3oV2DNG50 n8711 5 9 1S S S S0D 0123456 0C 1234567891111111 1 L 1D

20 4 8 1S S S S0 .

2 .

5 . .1117111

2 2 2 2 2 2 2 201234567PPPAAAAAAAA

P P P P P P P PCCCCC 01234567 VV AAAAAAAA01234567 01.22

.2

.

.3PPPPPPPP PP98765432 12345678 010933333333 22222222 11324R 01234567 01234567 DDPN00000000 22222222PPPPPPPP PPPPPPPP

XX/EERTLSPAPV TT P V 10/1234567 TT / S DR 211111111 NN 10 A 12 E W51 PPPPPPPP II TT E XX R R 0U 812345678 32 54 1 98 9 7611 11 3 11 110.2..5.. TXX 11111111 12 PPPPPPXX 1C R0.

CTV L ETA RTY33 SYPP 1 1R 2X YC X WSC 21 5 PVC tV3

1P

3 A1 C CSP P1 A 2 AC C C CR2RC RCVC0 C2 VSb8S321 1D〔1整个系统电路图〕12123411PNCCPNPPIMIMEE2P12dJHC01C01C11 1CC 1P NM MdH3 HJRT 17

1DSEDL SEQN22QN24T R4ABVK1RMM123456C1C1C1NCTKCSLVRCOC CCCCCCCTK DRR50 72RR1 2KRR12T 0 2RR12TAB

T KCD 11V 0 DNSOLC

11PNS CIRICVG

PNCCT DCCCCCC

PPIMIMR CCCCCC EE

TG 51234567890123456