基于单片机的玉米催芽温度检测系统探究

宋佳辉

(黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163319)

1 系统功能设计

本系统采用STC89C52RC单片机，此单片机最小系统由外部时钟电路以及复位电路构成。单片机与DS18B20相连，再与LCD1602液晶显示屏相连接，当接收到温度传感器传来的数值时，输出温度传感器传来的数字信号；烧录程序设定温度的上下限，当温度低于或者高于预初设定数值时，蜂鸣器报警；同时利用蓝牙模块向用户手机发送消息，提醒用户温度超出预初设定数值，从而进行有效措施。

2 系统主要模块设计

2.1 DS18B20模块设计

本设计选用的DS18B20温度传感器，是常用的数字温度传感器。以数字信号形式输出，其具有体积小、自身硬件开销低、精度高、抗干扰能力强等优点，测量温度范围宽，测量精度高，DS18B20的测温范围为-55～125℃；DS18B20数字温度传感器接线方便，封装后可用于多个领域，主要根据应用的场合不同而改变形状，因此也被设计者所青睐。

DS18B20温度数据传送需要先初始化，再进行读操作和写操作。每次在读写前对DS18B20进行复位初始化，复位要求先将数据线置高电平后延时；再将数据线拉低；数据线再拉到高电平“1”并延时等待。如果初始化成功的话，DS18B20会在15～60ms之内产生一个返回的低电平信号“0”。当单片机收到这个来自于数据线上的低电平“0”时再进行延时；将数据线再次拉高为“1”后结束。需要注意的是当DS18B20进行写操作时，是按照低位到高位的顺序发送字节，一次只发送一位，重复操作直到所有的字节发送成功。

温度传感器DS18B20的温测原理简单，由低温度系数晶振和高温度系数晶振振荡频率变化所决定。低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响低，用于产生固定频率的脉冲信号，并将信号送给计数器1。高温度系数晶振的振荡频率受温度的影响高，产生的信号作为计数器2的脉冲输入。其中温度寄存器与计数器1被设为 -55℃的初值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数操作。当计数器1的初值被减为0时，温度寄存器的值加1；并重置计数器1的初值，计数器1继续从新对低温度系数晶振产生的脉冲信号经行减法计数操作。直至循环到计数器2计数到0时，停止对温度寄存器的值累加。这时温度寄存器的值，便是当前所测温度的值。

2.2 LCD1602模块设计

液晶显示器在收到信号后，每一个点都会一直保持它的色彩和亮度，恒定发光。而不像阴极射线管显示器那样，需要不断地刷新亮点。因此选用液晶显示器，画质更高而且画面不会闪烁。数字接口液晶屏显示器都是数字信号输入式的，和单片机系统的接口更加可靠，相对于其他的液晶显示器来说，LCD1602显示器操作更方便，体积小，重量轻，功耗相比而言更加低。只需将对应引脚连接单片机选取的引脚即可，因此本设计采用液晶显示屏LCD1602。

2.3 ATK-HC05-V11蓝牙模块设计

ATK-HC05-V11蓝牙是主从一体的模块。并且该模块兼容本设计的5V电源的单片机系统，方便于连接，使用更加灵活。ATK-HC05-V11蓝牙模块为6管脚模块。本次设计使用的连接方式为经典连接方法，蓝牙模块与单片机进行四线连接。

3 系统软件设计

本设计使用Kell uVision5软件编程，由C语言实现。ISIS7 Professional仿真功能现象。Protel 99 SE直观显示电路图及其电子元器件之间的相互连接，与硬件电路相辅相成，很好地实现系统的功能。

4 结语

结合本温度检测设计可知，玉米催芽最好是将选好的玉米种子放入盛有45℃左右的温水中浸泡，水温不能太高，将浸泡好的玉米种子摊开温度保持在25～28℃之间，种子的温度不宜超过30℃，这个温度之间玉米种子的催芽率最高。本设计可直观地体现玉米种子的实时温度，当温度低于或者超出所测量数值时，用户可经行适当措施，便可以使玉米催芽技术概率最大化。