基于單片機的玉米催芽溫度檢測系統探究

宋佳輝

(黑龍江八一農墾大學，黑龍江 大慶 163319)

1 系統功能設計

本系統采用STC89C52RC單片機，此單片機最小系統由外部時鐘電路以及復位電路構成。單片機與DS18B20相連，再與LCD1602液晶顯示屏相連接，當接收到溫度傳感器傳來的數值時，輸出溫度傳感器傳來的數字信號；燒錄程序設定溫度的上下限，當溫度低于或者高于預初設定數值時，蜂鳴器報警；同時利用藍牙模塊向用戶手機發送消息，提醒用戶溫度超出預初設定數值，從而進行有效措施。

2 系統主要模塊設計

2.1 DS18B20模塊設計

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

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

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

2.2 LCD1602模塊設計

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，畫質更高而且畫面不會閃爍。數字接口液晶屏顯示器都是數字信號輸入式的，和單片機系統的接口更加可靠，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。只需將對應引腳連接單片機選取的引腳即可，因此本設計采用液晶顯示屏LCD1602。

2.3 ATK-HC05-V11藍牙模塊設計

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

3 系統軟件設計

本設計使用Kell uVision5軟件編程，由C語言實現。ISIS7 Professional仿真功能現象。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，很好地實現系統的功能。

4 結語

結合本溫度檢測設計可知，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。本設計可直觀地體現玉米種子的實時溫度，當溫度低于或者超出所測量數值時，用戶可經行適當措施，便可以使玉米催芽技術概率最大化。