基于達(dá)林算法的嬰兒培養(yǎng)箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧
2025-06-11 15:44 本頁(yè)面
【正文】 和傳感器的價(jià)格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制并提高控制的精確度不僅是可以達(dá)到的而且是容易實(shí)現(xiàn)的。 利用計(jì)算機(jī)控制 技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)嬰兒培養(yǎng)箱的溫度和濕度精確控制，可以大大提高嬰兒成活率，提高嬰兒培養(yǎng)箱的使用價(jià)值。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 2 第 2章 課程設(shè)計(jì)的方案 概述 本課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的嬰兒培養(yǎng)箱應(yīng)當(dāng)具有 檢測(cè)溫度，檢測(cè) 濕度，控制箱內(nèi)溫濕度，實(shí) 時(shí)顯示，修改的功能。針對(duì)以上要求，進(jìn)行如下方案的選擇。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 嬰兒培養(yǎng)箱 溫度控制實(shí)現(xiàn)過(guò)程是 :首先溫度傳感器將加熱爐的溫度傳回單片機(jī)，然后 89C51 芯片將給定的溫度值與反饋回來(lái)的溫度值進(jìn)行比較并經(jīng)過(guò)最小無(wú)紋波算法運(yùn)算處理后，傳給溫度控制系統(tǒng)，判斷加熱器材輸出端導(dǎo)通與否從而使加熱爐開(kāi)始加熱或停止加熱。既加熱爐溫度控制得到實(shí)現(xiàn)。其中單片機(jī)的 89C51系統(tǒng)為 嬰兒培養(yǎng)箱 溫度控制系統(tǒng)的核心部分起 重要作用。 如圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 AT 89 C 51LED 顯示鍵盤(pán)加熱裝置溫度控制器溫度傳感器 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 單片機(jī)選型 本設(shè)計(jì) 采集模擬的溫度信號(hào)， 鍵盤(pán)輸入，顯示輸出 ，根據(jù)輸入輸出數(shù)量以及控制要求， 在硬件部分選擇了單片機(jī)的 AT89C51 芯片為核心控制部分， 其硬件功能可以滿足本課程設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的要求。 溫濕度傳感器選型 方案一：選用 DHT11 作為溫濕度檢測(cè)模塊。 DHT11 是一款數(shù)字輸出的復(fù)合傳感器，包含一個(gè)電阻式感濕元件和 NTC 式溫度檢測(cè)元件，可測(cè) 20~90%RH 濕度，誤差 5%RH， 0~50 攝氏度，誤差 2 攝氏度。 方案二：選用 LM35 溫度傳感器和 HS1101 濕度傳感器。 LM35 輸出電壓與攝氏溫標(biāo)呈線性關(guān)系，不需要額外的校準(zhǔn)處理即可達(dá)到 177。 1/4℃的準(zhǔn)確率，輸出可為電壓或者 電流信號(hào)。測(cè)量范圍在 0℃ 到 100℃。 HS1101 是電容式濕度傳感器，可測(cè)相對(duì)濕度范圍在 0%~100%RH，誤差為\+2%RH，可以與 555 定時(shí)器構(gòu)振蕩電路輸出與濕度對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)。 由上述數(shù)據(jù)可知，方案一的集成溫濕度傳感器輸出數(shù)字信號(hào)，且傳感器的誤差較大，而方案二的分立溫度傳感器輸出模擬信號(hào)，適宜溫室內(nèi)的遠(yuǎn)距離傳輸，精度較高，并且濕度傳感器的輸出脈沖信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 第 3章 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單片機(jī)采用 89C1系列芯片，采用 24MHZ或更高頻率晶振，以獲得較高的刷新頻率，時(shí)期顯示 更穩(wěn)定。在芯片中， P1口低 4位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出行選信號(hào)； ～ 。 P0口和 P2口空著，在有必要的時(shí)候可以擴(kuò)展系統(tǒng)的 ROM和 RAM。如圖 圖 溫度檢測(cè)電路 本設(shè)計(jì)選用 LM35 為溫度傳感器， LM35 溫度傳感器輸出電壓與攝氏溫標(biāo)的線性度好，而且輸出模擬量信號(hào)適合遠(yuǎn)距離傳輸， LM35 輸出與溫度值對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)經(jīng)放大 10 倍后變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)信號(hào)送往 A/D 轉(zhuǎn)換電路，溫度檢測(cè)電路如圖 溫度檢測(cè)電路 所示。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 溫度檢測(cè)電路 A/D 轉(zhuǎn)換 電路 LM35 輸出的電壓信號(hào)要轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)才可被單片機(jī)接收，本設(shè)計(jì)選取 ADC0809 作為 A/D 轉(zhuǎn)換器即可滿足要求，由于 ADC0809 的時(shí)鐘信號(hào)為500KHZ，故將單片機(jī)的 ALE 端接四分頻器后給轉(zhuǎn)換器作為時(shí)鐘。 A/D 轉(zhuǎn)換電路如圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 所示。 圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 濕度傳感器電路 本設(shè)計(jì)的濕度檢測(cè)電路由 555 多諧振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)， HS1101 作為電容變量接在555 芯片的 5 腳之間，引腳 7 用作電阻 R2 的短路，等量電容 HS1101 通過(guò) RR4 充電到門(mén)限電壓（約 ），通過(guò) R5 放電到觸發(fā)電平，然后 R4 通過(guò) 7 短路到地，傳感器由不同的電阻 R R4 充放電，進(jìn)行工作循環(huán) ,形成方波。其周期計(jì)E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U1A T 89C 5 2V C CY112MC130p FC230p FC3 10u FS0S W P BR110k+51 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16J2 L C D 1602GNDVDDVL RSR\W\EN D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BL+ BLR22kRS RW EN AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7V C CT R I G2Q3R4C V ol t5T H R6D IS7VCC8GND1555H S 110 1AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7R3576 K+5R4R51KR6909 KT0RDWRT X D1R X D4V R E F5V C C3C A N H7C A N L6RS8GND2R882C 5 0IN3V D D2V C C8EN7OUT6GND56N 137AD61AD72A L E3CS4RD5WR6C L O C K O U T7X T A L 19X T A L 210R S T17I N T16V S S 18V S S 221V S S 315AD023AD124AD225AD326AD427AD528T X 013T X 114V D D 122V D D 218R X 019M O D E11V D D 312R X 120S J A 1000I N 026m s b 2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f( )16E N A B L E9S T A R T6r e f(+ )12C L O C K10A D C 0809AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7P
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