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單片機溫室大棚溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案-wenkub

2023-05-07 23:12:21 本頁面
 

【正文】 具有通信,聯(lián)網(wǎng)等功能,它的應用范圍大致介于繼電器控制裝置與過程控制的計算機之間,它也可在一個大型的集散控制系統(tǒng)中,作為前端控制裝置,在上位機的統(tǒng)一調度下工作。例如,當溫度度大于設定值30度時,開啟空調,直至溫度接近設定值20度時,切斷電源。傳感器有很多種類,包括電阻應變式傳感器,壓阻式傳感器,熱電阻傳感器,溫度傳感器,光敏傳感器等。這種傳感器性能可靠,使用壽命長,響應速度快,測量范圍寬,目前已廣泛應用。具有線性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏度高、無需補償、熱容量小、抗干擾能力強、可遠距離測溫且使用方便等優(yōu)點。AD590的電源電壓范圍為4V~30V。精度高。由于AD590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好,常用于測溫和熱電偶的冷端補償。其中TT2起恒流作用,可用于使左右兩支路的集電極電流I1和I2相等;TT4是感溫用的晶體管,兩個管的材質和工藝完全相同,但T3實質上是由n個晶體管并聯(lián)而成,因而其結面積是T4的n倍。圖3中的電阻R是在硅板上形成的薄膜電阻,該電阻已用激光修正了其電阻值,因而在基準溫度下可得到1μA/K的I值。TT12和T10為啟動電路,其中T5為恒定偏置二極管。而C1和R4則可用來防止寄生振蕩?! 「鶕?jù)上式不難看出,要想改變ΔUBE,可以在調整R5后再調整R6,而增大R5的效果和減小R6是一樣的,其結果都會使ΔUBE減小,不過,改變R5對ΔUBE的影響更為顯著,因為它前面的系數(shù)較大。當AD590的電流通過一個 10kΩ的電阻時,這個電阻上的壓降為10mV,即轉換成10mV/K,為了使此電阻精確0.1%),可用一個9.6kΩ的電阻與一個1kΩ電位器串聯(lián),然后通過調節(jié)電位器來獲得精確的10kΩ。  將AD590放入0℃的冰水混合溶液中,A1同相輸入端的電壓應為2.73V,同樣使A2的輸出電壓也為2.73V,因此A1與A2兩輸出端之間的電壓:  2.73-2.73=0V即對應于0℃。此電路的作用是通過A/D轉換器MC14433將模擬信號轉換成數(shù)字信號,以控制顯示電路。圖6 A/D轉換和數(shù)碼顯示電路框圖 2)用ICL7106來實現(xiàn)  采用ICL7106的A/D轉換及LCD顯示電路框圖如圖7所示。要實現(xiàn)的目標是,使薄膜溫室的溫度保持在20℃——30℃之間,在這個區(qū)域內溫度值是可設定的。當所設定的溫度值比采集的溫度大時,通過加熱器加熱,以達到設定值;反之,開啟降溫風扇,以快速達到降溫效果。本系統(tǒng)采用Atmel公司所生產的AT89C51單片機。以12MHz的時鐘脈沖為例,每個時鐘脈沖1μs,兩個機器周期為12μs,因此,在第9腳上連接一個12μs以上的高電平脈沖,即可產生復位的動作。本系統(tǒng)的溫度采集和轉換電路原理圖如圖3所示,它的工作過程為:系統(tǒng)通過AD590采集外界的溫度參數(shù),并通過三個放大器的作用將溫度轉化為電流模擬量;此模擬量通過ADC0804的轉化變成數(shù)字量,以便單片機辨認接收。例如:,則其溫度為:OPA3)+OPA2)=;;=30微安培→30℃。AD590產生的電流與絕對溫度成正比,它可接收的工作電壓為4V——30V,檢測的溫度范圍為55℃——+150℃,它有非常好的線性輸出性能,溫度每增加1℃,其電流增加1微安培。溫度采集和AD590溫度傳感器工作的系統(tǒng)結構電路圖為圖3。其中的7446及7447輸出低電平驅動的顯示碼,用以推動共陽極7段LED數(shù)碼管;而7448及74LS49輸出高電平驅動顯示碼,用以推動共陰極7段LED數(shù)碼管,7447447與7448的引腳相同雙并排16pins)。正常顯示下應接低電平。當要顯示多個數(shù)碼管,可分別驅動每個數(shù)碼管;當要利用人類的視覺暫留現(xiàn)象,則可以采用快速掃描的方式,只要一組驅動電路即可達到顯示多個數(shù)碼管的目的。鍵盤采用電話式鍵盤,結構如圖8所示。鍵盤掃描芯片不斷查詢是否有按鍵輸入,當查詢到有按鍵時,DA置1,同時執(zhí)行相應的程序,比較溫度是否超出上、下限,進而決定是加熱還是降溫。需要降溫時,使之置1,進而控制降溫風扇降溫。此程序流程包括4個部分。在整個系統(tǒng)的運行期間,有一個定時器T0中斷每隔20ms掃描一次,用于當前溫度與設定溫度的比較,然后發(fā)出加溫或降溫的命令。程序代碼如下:TIM0: PUSH ACC PUSH PSW MOV TH0,60 MOV TL0,76 MOV A,33H CJNE A,31H,T MOV A,32H CJNE A,30H,T JMP OFFT: JC OFF CLR RETURN: POP PSW POP ACC RETIOFF: SETB JMP RETURNDELAY: MOV R7,06D1: MOV R6,248 DJNZ R6,$ DJNZ R7,D1 RET顯示子程序流程圖如圖11所示:說明:30H用于暫時存放要顯示溫度的高四位,31H用于暫時存放要顯示溫度的低四位,38H用于存放最終要顯示在7段數(shù)碼管上的溫度值;DD2分別表示兩個7段數(shù)碼管的存儲地址。如果要設定新的溫度值,操作流程為:按“*”→要設定的溫度值→按“*”,這樣就完成了溫度的設定。當設定溫度大于測定溫度時,則使加熱器工作;當設定溫度小于測定溫度時,則開啟降溫風扇?!跋ば摹倍郑^非可有可無。X老師治學嚴謹、做事認真,大到結構,小至標點,一一從嚴要求,決不允許敷衍;X老師為人真誠、待人熱情,從選題至成文,說來慚愧,應該說是在X老師的推動下,才得以如期完成。每每看到論文上細密的紅色批語,深感暖意陣陣!也突然明白魯迅對藤野先生認真修改他的筆記的那種感動。我曾做出過不少選擇,但事后令自己深感得意的,并不是很多?!蔽以俅蚊靼琢恕袄蠋煛倍值暮裰貎群?人生的各個階段,要面臨很多選擇。從選定題目、到現(xiàn)在定稿完成,X老師的關懷幫助始終如一,這讓我在感動的同時,又深感慚愧!X老師很忙,教案、科研任務繁重??梢哉f,沒有X老師的指導,就沒有今天的順利成文。第一部分是主程序,它描述的是程序的總體結構;第二部分是定時器T0的描述,它的功能是將實際溫度和設定的溫度比較,再作出相應的動作;第三部分是鍵盤掃描部分;第四部分是顯示部分,用于顯示溫度值。程序中各寄存器說明如下:30H、31H:所測得的實際溫度32H、33H:鍵盤設定的溫度34H:系統(tǒng)的上限溫度值30℃)35H:系統(tǒng)的下限溫度值20℃)36H:舊溫度值的存放地址源程序如下:ORG 00H JMP START ORG 0BH JMP TIM0START: MOV TMOD,01H MOV TH0,60 MOV TL0,76 SETB TR0 MOV IE,82H MOV R4,09H MOV R0,30HCLEAR: MOV R0,00H DJNZ R4,CLEAR MOV A,00H MOV DPTR,TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV 34H,A MOV A,01H MOV DPTR,TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV 35H,A MOV 36H,0FFHSTART0: MOVX R0,AWAIT: JB ,KEYIN JB ,ADC JMP WAITADC: MOVX A,R0 MOV 37H,A CLR C SUBB A,36H JC TDOWNTUP: MOV A,37H CLR C SUBB A,34H JNC POFF JMP LOOPPON: CLR JMP START0POFF: SETB JMP LOOPTDOWN: MOV A,37H CLR C SUBB A,35H JC PON JMP LOOPLOOP: MOV 36H,37H CLR A MOV R4,0FFH DJNZ R4,$ C
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