无线温室大棚光照控制系统开发毕业论文.doc

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1、诚信申明本人严正声明：本毕业设计是在导师的指导下由本人独立撰写完成，没有剽窃，抄袭，造价等违反道德，学术规范和其他侵权行为，因毕业设计引起的法律后果完全由本人承担。本人签名：2013年6月15日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 无线温室大棚光照控制系统开发 系部： 自动化 专业： 自动化 学号：092039233 学生： 王良训 指导教师（含职称）： 佟春生 教授 专业负责人： 郭晋秦 1设计（论文）的主要任务及目标请开发设计一套可实现在每个温室中采集诸如空气温度、空气湿度、光照强度、土壤湿度、营养液EC值（盐类浓度电导率）、pH值以及室外天气参数、作物生理参数等信息的无线感知温室大棚

2、检控系统。要求：(1)监控点位置灵活变动；(2)节点数目可随意增减；（3）温度的高低通过控制卷帘机、通风口的大小，及室内加温的大小来进行综合控制；（4）湿度主要通过通风口来进行控制。2设计（论文）的基本要求和内容（1）阅读与毕业设计相关的中英文文献约30篇；（2）比较详细的了解国内外相关课题的研究现状，对现有类似系统进行定性分析，并明确进行该课题研究的目的和意义；（3）能较熟练进行单片机控制系统设计；（4）开发出实物样机；（5）总结、撰写开发报告。3主要参考文献1包长春，石瑞珍基于zigBee技术的农业设施测控系统的设计口J农业工程学报，2007， 23(8)：160一1612蒋园园，宋良图农

3、田远程数据采集系统的设计与实现J自动化与仪器仪表，2007(6)：18 193代媛，何东健，张建锋基于zigBee的农业信息无线传输网络研究与实现口J传感器与微 系统，2010，29(7)：154武风波，强云霄基于zigBee技术的远程无线温湿度测控系统的设计J西北大学学报，2008， 38(5)：7327335杨烨，董惠基于zigBee的无线传感器网络节点的设计J，测控技术，2009(17)：1411426齐文新，鲁涵，孙庆虎等基于GPRS技术的温室自动控制系统，GREENHOUSE HOUTICULTURE， 3839.7张杰，胡世安，龙子夜等基于GPRS的无线数据传输系统及其应用探讨J，

4、电子测量与仪器 学报，2009，(增刊)：1541578赵申，蒋铃鸽基于GPRS的无线数据采集与传输终端叨通信与计算机，2004，(8)：1301324进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1资料搜集、整理分析，提出研究技术路线（开题报告）2012年12至201年3月8日2方案的比较和论证2013年3月9日至4月1日3系统开发2013年4月2日至5月1日4系统调试、完善201年5月1日至5月30日5撰写开发报告、答辩2013年6月1至今无线温室大棚光照控制系统开发摘要温室大棚光照，温度，适度是影响蔬菜生长速度和质量的重要因素，实现对光照，温度，湿度的自动化精确控制是现代温室大棚发展的主要

5、方向，而现代物联网技术的发展，为温室大棚的远程控制和智能化控制提供了可能。为了实现对三要素的精确控制，本系统选取光照这一单一参数进行控制。运用AT89C52单片机和互联网技术为核心，设计出一套切实可行的温室控制系统。本系统具有成不低廉，性能可靠，精度较高，工作稳定，便于维护，便于扩充等特点。关键词：温室大棚 ，光照监控，单片机，物联网Wireless greenhouse lighting control system developmentAbstract Greenhouse light, temperature, moderate growth is affecting the spee

6、d and quality of vegetables an important factor to achieve the light, temperature, humidity, precise control automation is a modern greenhouses main direction of development, and the development of modern networking technology for greenhouses remote control and intelligent control possible. In order

7、 to achieve precise control of the three elements of the system for selecting a single parameter of the control light. Using AT89C52 microcontroller and Internet technology as the core, to design a viable greenhouse control system. The system has to not inexpensive, reliable performance, high precis

8、ion, stable, easy to maintain, easy to expand and so on.Keywords: greenhouse, lighting control, microcontroller, networking目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题研究的背景与意义11.2 国内外研究的发展状况21.3 系统的主要任务3第2章 系统总体法案设计4 2.1系统方案的确定4 2.2器件的选型4 2.2.1控制器的选取4 2.2.2无线模块的选取5 2.2.3显示装置的选取5 2.2.4光照度检测装置的选取6第3章 硬件设计9 3.1芯片介绍93.

9、1.1光照度传感器93.1.2 ADC0809S数模转换芯片93.1.3 AT89C52单片机芯片113.1.4 MAX232 TTL转串口电平芯片113.1.5 ULN2003 达林顿阵列芯片12 3.2 硬件电路的设计12 3.2.1 时钟电路的设计123.2.2 复位电路设计133.2.2 显示电路设计133.2.4 光照度传感电路设计143.2.5 rs232通信电路设计143.2.6 ULN2003驱动电路设计15 3.3硬件总体电路原理图设计15第4章 系统软件方案的设计16 4.1软件应用简介16 4.1.1 MSCOMM控件简介16 4.1.2 winsock控件简介17 4.

10、1.3 keil软件介绍18 4.1.4 STC_ISP_V483简介19 4.1.5 protues软件简介194.2程序设计流程图204.2.1 光照度采集程序流程图204.2.2 串口中断程序流程图214.2.3 led驱动程序设计流程图224.2.4 下位机界面设计224.2.5 上位机控制界面设计24第5章 总结25参考文献26致谢27附录28 附录1：程序清单28 附录2：电路原理图38 附录3：实物图39第1章 绪论1.1课题研究的背景与意义 温室大棚环境与作物的生长至关重要，一般包括温室的温度、温室中大气的湿度、土壤的湿度、CO2浓度以及光照度等，传统的温室环境监控方式是通过作

11、业人员经验判断或是查看监测仪器来完成。而这种作业方式存在种种弊端，作业人员不断重复同样的工作；不能连续采集数据，工作效率非常低；温室大棚里的气体印象人身健康。随着设施化农业的不断发展，对温室大棚环境控制系统的要求也越来越高，不但要求控制系统能够实现对作物生长环境的众多环境因子的检测和控制，能够实现数据的存储、管理与分析，并要求系统能结合作物专家的经验和农业科研成果实现智能化管理。近年来，有线通信方式在智能温室自动控制系统中的应用技术，大大改善了传统作业的不足，实现了温室大棚环境监控智能化。然而，在现代化大型农场，温室大棚通常由多个温室组成温室群，这些温室大棚位置往往较为分散，如果用有线互连方式

12、通信。会面临很多问题：线路过长造成施工布线困难，总线驱动能力要求很高、长距离通信速率受到限制、信号衰减和反射明显：室外线路受渗水、雷击等因素影响，常出现线路接口腐蚀，维修工作繁琐。由于有线通信方式在智能温室大棚自动控制系统中的不足，无线通信方式开始出现。互联网的发展使远程控制得到发展，有互联网为基础发展起来的物联网技术，实现将各传感器，执行器链接到互联网上实现了温室大棚环境监控智能化。针对以上问题，本设计课题为了降低项目的工程量，又达到设计的要求选取光照这一单一参数作为控制对象，实现对光照的远程控制，由于光照时间常数小而易于实现，实现光照强度的检测和控制，如果在扩充到其他的的参数结构相同，只需

13、要对部分软件和硬件进行替换。光照度标准参见表1-1；而一般蔬菜光照度见下表1-2：表1-1 光照度标准环境条件光照度范围(lux)环境条件光照度范围(lux)一般黑夜0.0010.02阴天室外50500月夜0.020.3晴天室内1001000阴天室内550夏天太阳光下100000阅读报刊5060家用摄像机标准照度1400表1-2 若干蔬菜光参数种类品种光补偿点光饱和点饱和时Pn甜瓜齐甜1号66.71146.611.6白菜南农矮32132420.3丝瓜普通丝瓜27169.413.9由此可见，白天室外光照度满足大于光补偿点，小于光饱和点的要求，所以针对白天我们不需要对光照度进行控制，到了夜间，光照

14、度几乎等于零，我们只需要根据不同的参数控制对应的led灯提供大于光补偿点的光照就能达到既节能又提高蔬菜光合作用效率的目的。如上设计系统结构图如下图1-1：图1-1 系统结构图 如上系统结构图有以下几点意义： （1） 控制系统通过internet实现上位机和下位机的通信，不受距离的限制， 能达到远程控制的目的。 （2）该控制系统省略了光照检测和控制遮光帘等装置，有效的节约了成本， 但是没有降低控制的效果。 （3）mcu采用51单片机，对于以后的扩充功能比较方便。1.2 国内外研究的发展状况 20世纪70年代，国外的温室生产开始以较快的速度发展，特别是欧美发达国家，如荷兰、美国等国家实现了机械化。

15、当时由于水平的限制，对于生态环境因素采用单因子控制，即对温度、湿度、光照和二氧化碳浓度进行单独分别控制的方法，主要是控制温度，其次是湿度(空气湿度、土壤湿度)。例如，在控制温度时，控制的只是温度的改变，而不影响到其它因素，要改变其它因素，则要实施另外的控制过程，才能达到一定温度条件下其它相关环境因素的配合。但是，外界气候的变化随时影响到温室内的小气候，靠人工指令随时进行相应改变难以办到，并且各控制变量之间相互影响、相互耦合，如阴雨天需要补光，补光又会带来温度上升和相对湿度下降，要达到拟定的控制效果，又涉及到几个执行机构，这是一个复杂的控制过程。随着计算机技术的发展，20世纪80年代采取多因素综

16、合控制方法，这是利用计算机控制温室环境因素的方法。此方法是将各种作物在不同生长发育阶段需要的适宜环境条件要求输入计算机程序，当某一环境因素发生改变时，其余因素自动做出相应修正或调整。一般以光照条件为始变因素，温度、湿度和二氧化碳浓度为随便因素，使这4个主要环境因素随时处于最佳配合状态。20世纪90年代，在多因子环境控制中，采用了模糊控制、多变量控制等先进技术，并采用这些先进技术开发环境自动控制的计算机软件系统。目前Et本、荷兰、以色列、美国等发达国家可以根据作物的要求和特点，对温室内光照、温度、水、气、肥等诸多因子进行自动调控。美国和荷兰还利用温差管理技术，对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行

17、控制，以满足生产和市场的需要。目前市场的发展方向为下：（1） 提高温室环境控制水平。在控制方法上，一方面从对温室单测点的角度来考虑，继续进行单因子控制方法的研究，着重在于如何提高温室环境因子控制精度和稳定度；另一方面从温室整体环境的要求来考虑，采取多因素综合控制的控制方法，如多变量输入输出控制系统的研究。从而发展适合温室环境特点的控制系统。（2）在温室管理方面，研制、开发新型的温室计算机管理系统，利用实用的软件平台开发友好的用户界面，研制开发针对性强、具有高水平的专家管理系统，提高温室的管理水平。（3）利用网络计算机实现异地监控、信息收集、产品网上交易。1.3系统的主要任务 1.3.1拟解决的

18、问题（1） 温室大棚性能指标的检测。包括温度，湿度，CO2浓度，这些都是温室大 棚要实现良好性能的关键参数，只有及时，准确的检测到这些参数的确定 值，才能实现好控制。本课题只涉及到光照的检测。（2） 温室大棚的控制。通过控制卷帘机实现对温度光照的控制，通过控制电磁 阀实现对湿度的控制，通过控制CO2发生器对CO2浓度进行控制。本课题 只涉及到光照，通过上文的分析，只需要对led灯进行控制，而且对led 等控制误差比较小，只要进行开环控制就可以达到效果，这样既节省了成 本又达到效果。（3） 远程监控和检测。通过远程pc作为上位机，能观察温室大棚的情况，能远 程控制各种执行器。1.3.2解决的方法

19、 光照传感器检测到的光照参数经过A/D转换器转换成数字信号，经过单片机处理运用rs232发送到下位机，通过互联网发送到上位机，也可以经过单片机实现自动控制。上位机可以选择种植的蔬菜，通过互联网发送到下位机，下位机选择端口发送到不同的单片机，单片机实现对光照的开环控制。第2章 系统总体法案设计2.1系统方案的确定由于本科题只对光照进行控制，光照的时间常数非常小，非常便于控制，另外由表（1）与表（2）可知，白天室外光照度满足大于光补偿点，小于光饱和点的要求，所以针对白天我们不需要对光照度进行控制，到了夜间，光照度几乎等于零，我们只需要根据不同的参数控制对应的led灯提供大于光补偿点的光照就能达到既

20、节能又提高蔬菜光合作用效率的目的。如果在扩充到其他的的参数结构相同，只需要对部分软件和硬件进行替换。根据以上要求和理论依据可设计出如下机构图的系统，该系统可以通过上位机远程设置蔬菜参数，然后让现场单片机对参数进行控制，以后还可以根据需要对单片机的功能进行扩充，实现对多个参数的监测和控制。如上图1-1，系统结构图有以下几点意义：（1） 控制系统通过internet实现上位机和下位机的通信，不受距离的限制， 能达到远程控制的目的。（2） 该控制系统省略了光照检测和控制遮光帘等装置，有效的节约了成本，但 是没有降低控制的效果。（3） mcu采用51单片机，对于以后的扩充功能比较方便。2.2器件的选型

21、2.2.1控制器的选取 当前市场上常用的控制器有工业控制计算机机，可编程逻辑控制器，单片机。工控机常用于环境污染严重，酸碱度较高，磁干扰较严重的工业控制现场；PLC是继电器控制的智能发展，特别适用于开关量控制，其特有的梯形图变成结构比较直观；单片机成本低，寿命高，控制能力较强，在小规模控制现场用得比较多。 针对以上课题，考虑到工控机成本较高，代价大，所以选取PLC与单片机两套控制方案。方案1：PLC可编程逻辑控制器 PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式

22、或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。方案2：AT89S52单片机控制器 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。 由于每一个传

23、感器都需要处理数据然后发送给无线模块发送和接收，这种方式下控制器的消耗量非常之大，理论上每一种蔬菜需要一套监测和无线通讯系统，也就需要两个控制器，如果采用plc这种高成本的控制器，成本太高，另外单片机的功能只是控制传感器监测数据，控制无线模块传送数据和对led灯进行开关量的控制，这种方式一个单片机足矣，综上所述，我们选择单片机作为现场控制器。2.2.2无线模块的选取 本设计要求将传感器的数据通过无线发送到接收端上去，实现远程采集，先设计出两套方案，一种方案是每一个传感器上面都用一个GPRS模块，通过GPRS发送到上位机。另一种方案是传感器上用一个NRF芯片发送到现场的另一个与下位机相连的NRF

24、模块上，下位机通过互联网发送给远程上位机，方案叙述如下：方案1：GPRS模块 GPRS通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。方案2：nrf24l01无线通信 RF24L01是由NORDIC生产的工作在2.4GHz2.5GHz的ISM 频段的单片无线收发器芯片。无线收发器

25、包括：频率发生器、增强型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置。几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据传送工作。 市场上一个GPRS最少100元左右，一般300元左右，如果每一处传感器，每一处执行器都用上GPRS模块成本就太高，而一个NRF24l01模块才只有15元，满足经济性的的要求，而且NRF24L01模块能在一般条件下能达到80米的有效距离，如果以60m性能稳定的距离来计算，一个圆形温室大棚的面积可以达到=3.14*60*60=11304平方米，完全能满足现阶段现阶段温室大棚面积大小的要

26、求。 综上所述我们选择NRF24l01作为无线通信模块，实现短距离的无线通信。2.2.3显示装置的选取 目前，由于单片机较小的控制能力，常选用的显示器件有两种，一种是液晶显示器，常见的是LCD1602，另一种常见的是数码管。方案1：LCD显示器LCD1602 图2-1 LCD1602 工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正

27、因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。如图2-1为单片机常用的液晶显示器1602外观图。方案2：八段数码管led数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点

28、，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。led数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。下面将介绍常用LED数码管内部引脚图片图2-2 这是一个7段两位带小数点 10引脚的LED数码管 图2-3引脚定义每一笔划都是对应一个字母表

29、示 DP是小数点. 图2-2 LED数码管引脚定义 图2-3 10引脚的LED数码管由项目要求可知，我们的显示装置要显示实时的光照度和预定的光照度，显示的数据比较简单，我们采取数码管分段显示或者分时显示都能达到显示效果，而且数码管控制原理简单明了，易于控制，成本低，综上所述我们选择数码管作为显示装置。2.2.4光照度检测装置的选取方案1：光敏电阻利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器称为光敏电阻。目前，光敏电阻应用的极为广泛，可见光波段和大气透过的几个窗口都有适用的光敏电阻。利用光敏电阻制成的光控开关在我们日常生活中随处可见。当内光电效应发生时，光敏电阻电导率的改变量为： 式2-1在（

30、1）式中，e为电荷电量，为空穴浓度的改变量，为电子浓度的改变量，表示迁移率。当两端加上电压U后，光电流为： 式2-2式中A为与电流垂直的表面，d为电极间的间距。在一定的光照度下，为恒定的值，因而光电流和电压成线性关系。光敏电阻的伏安特性如图2-4所示，不同的光照度可以得到不同的伏安特性，表明电阻值随光照度发生变化。光照度不变的情况下，电压越高，光电流也越大，而且没有饱和现象。当然，与一般电阻一样光敏电阻的工作电压和电流都不能超过规定的最高额定值。 图2-4 光敏电阻的伏安特性曲线 图2-5 光敏电阻的光照特性曲线光敏电阻的光照特性则如图2-5所示。不同的光敏电阻的光照特性是不同的，但是在大多数

31、的情况下，曲线的形状都与图6的结果类似。由于光敏电阻的光照特性是非线性的，因此不适宜作线性敏感元件 ，这是光敏电阻的缺点之一。所以在自动控制中光敏电阻常用作开关量的光电传感器。方案2：光敏二极管光敏二极管的伏安特性相当于向下平移了的普通二极管，光敏二极管的伏安特性如图2-6所示。但光敏三极管的光电流比同类型的光敏二极管大好几十倍，零偏压时，光敏二极管有光电流输出，而光敏三极管则无光电流输出。原因是它们都能产生光生电动势，只因光电三极管的集电结在无反向偏压时没有放大作用，所以此时没有电流输出（或仅有很小的漏电流）。 图2-6 光敏二极管的伏安特性曲线 图2-7 光敏二极管的光照特性曲线光敏二极管

32、的光照特性亦呈良好线性，这是由于它的电流灵敏度一般为常数。而光敏三极管在弱光时灵敏度低些，在强光时则有饱和现象，这是由于电流放大倍数的非线性所至，对弱信号的检测不利。故一般在作线性检测元件时，可选择光敏二极管而不能用光敏三极管。比较光敏二极管和光敏电阻的光照特性可知，光敏二极管的光照特性线性度非常好，而光敏电阻非线性非常差，开关特性比较好。由此可见，如果是做光照开关使用，光敏电阻拥有更好的效果；如果是用作关照检测元件，光敏电阻效果更好，良好的线性对于数据的读取和处理都很方便。综上所述，我们选择光敏电阻作为光照度检测元件。第3章 硬件设计3.1芯片（模块）介绍3.1.1光照度传感器简介光敏二极管

33、也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时，可以使PN结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增 加。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。常见的有2CU、2DU等系列。光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。 通常基极不引出，

34、但一些光敏三极管的基极有引出，用于温度补偿和附加控制等作用。当具有光敏特性的PN 结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性，与光敏二极管相比，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。3.1.2 ADC0809数模转换芯片 ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 图2-8 ADC0809内部结构图 （1）ADC0809的内部逻辑结构如图8，由图8可知，ADC0809由一个8路

35、模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 （2）ADC0809引脚结构图3-1 ADC0809引脚图ADC0809各脚功能如下：D7D0：8位数字量输出引脚。IN0IN7：8位模拟量输入引脚。VCC：+5V工作电压。GND：地。REF（+）：参考电压正端。REF（）：参考电压负端。START：A/D转换启动信号输入端。ALE：地址锁存允许信号输入端。（以上两种信号用于启动A/D转换）

36、.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。A、B、C：地址输入线。（3）ADC0809应用说明ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连；初始化时，使ST和OE信号全为低电平；送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上；在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号；是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断；当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。3.1.3 AT89C52单片机芯片AT89C52是一个低电压，高性

37、能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。AT89C52为8 位通用微处理器，采用工业标 准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU

38、通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（3239 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU

39、 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 图3-2 AT89C52外观和引脚图3.1.4 MAX232 TTL转串口电平芯片MAX232芯片是美信（MAXIM）公司专为RS232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电。MAX220MAX249系列线驱动器/接收器，专EIA/TIA232E以及V.28/V.24通信接口设计，尤其是无法提供12V电源的应用。这些器件特别适合电池供电系统，这是由于其低功耗关断模式可以将功耗减小到5uW以内。MAX225，MAXX233，MAX235以及MAX245/MAX246/MAX247不需要外部元件，推荐用于印刷电路板面

40、积有限的应用。3.1.5高耐压、大电流达林顿陈列ULN2003 ULN2003 是高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN 达林顿管组成。ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。 图3-3 达林顿陈列ULN2003ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。3.3 硬件电路的设计3.3.1 时钟电路的设计时钟电路就是产生象时钟一样准确的振荡电路。任何工作都按时间顺序。用于产生这个时

41、间的电路就是时钟电路。时钟电路一般由晶体振荡器、晶震控制芯片和电容组成。AT89C52单片机内部设有一个翻身相放大器所构成的震荡器，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入端和 图3-4 时钟电路 输出端，时钟可以有内部或外部产生。内部时钟电路是在XTAL1和XTAL2引脚上外界定时元件，内部震荡电路就产生自己震荡，定时元件通常采用四应警惕和电容组成的并联谐振回路（如下图）。晶振频率可以在1.2MHZ到12MHZ之间选择，电容取值为5pf到30pf，电容可以对频率起微调的作用。3.3.2 复位电路设计复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V5%，即4.755.25V。由于微机电路是时序数字电路，