基于單片機(jī)的糧倉(cāng)溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-07-08 14:53:28 本頁面
【正文】 485以遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)（128個(gè)）以及傳輸線成本低的特性成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)。MAX1487芯片的輸入阻抗設(shè)計(jì)成1/4負(fù)載（≥48KΩ），相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可增加到128個(gè)。 圖2：系統(tǒng)整體電路框圖：DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20“一線總線器件”體積小、適用電壓寬、經(jīng)濟(jì)。（3）不需要外部元件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。（7）內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。當(dāng)被用在寄生電源下，可向器件供電。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由六部分組成：電源電路、64位光刻ROM及1—wire接口、溫度傳感器、非易失的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器和CRC校驗(yàn)碼產(chǎn)生器。第六、七、八個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表1所示：（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位）表1分辨率設(shè)置表R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間009位0110位1011位375ms1112位750msDS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例:用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB形式表達(dá)，S為符號(hào)位。在單線接口情況下，必須先建立ROM操作協(xié)議，才能使用存貯器和控制操作。在成功地執(zhí)行了ROM操作序列之后可，使用存貯器和控制操作，然后控制器可以提供六種存貯器和控制操作命令之一。圖4:AT89S52與DS18B20的接口電路圖中,DS18B20的I/。2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于5S； pF/℃，精度較高。7端通過芯片內(nèi)部的晶體管對(duì)地短路又構(gòu)成了對(duì)C的放電回路，并將引腳6端相連引入到片內(nèi)比較器，便成為一個(gè)典型的多諧振蕩器，即方波發(fā)生器。表3：空氣濕度與電壓頻率的典型值濕度% RH頻率 HZ%濕度%RH頻率 HZ%073516066001072247064682071008063303069769061684068531006033506728．多路濕度檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn)為了能夠?qū)崿F(xiàn)濕度信號(hào)的多點(diǎn)測(cè)量，本設(shè)計(jì)采用2片8選1模擬開關(guān)CD4051組成矩陣測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)64路濕度信號(hào)的采集。實(shí)現(xiàn)濕度信號(hào)的采集。在本設(shè)計(jì)中，選用的是8選1多路開關(guān)CD4051，它是一種單片、COMS、8通道開關(guān)。XCOM（3）：該引腳作為輸出時(shí)，則為公共輸出端；作為輸入時(shí)，則為輸入端。VDD（16）和VSS（8）：VDD為正電源輸入端，極限值為17V；VSS為負(fù)電源輸入端，極限值為17V。AT89S52單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。圖7：AT89S52最小系統(tǒng)另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。本系統(tǒng)中，、RO、RE、DE相連，然后通過MAX1487的A、B端實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)端上位管理端的連接。硬件接口電路見圖9。硬件電路見糧倉(cāng)溫、濕度測(cè)控整體原理圖（附錄一）。其上包括一個(gè)片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動(dòng)器，而且還有一個(gè)8*8的靜態(tài)RAM用來存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。每個(gè)數(shù)據(jù)可以尋址在更新時(shí)不需要改寫所有的顯示。MAX7219管腳配置如下圖10所示：圖10：MAX7219管腳配置MAX7219管腳功能描述如下表4：表4管腳功能描述管腳名稱功能1DIN串行數(shù)據(jù)輸入端口。4,9GND地線（4腳和9腳必須同時(shí)接地）。數(shù)據(jù)移入內(nèi)部移位寄存器。18SET 通過一個(gè)電阻連接到VDD來提高段電流。濕度的調(diào)整還可配合加加濕機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)單片機(jī)輸出端口為低電平時(shí)，LED1亮，光耦通，雙向晶閘管導(dǎo)通，應(yīng)用晶閘管驅(qū)動(dòng)設(shè)備避免了機(jī)械觸點(diǎn)式繼電器驅(qū)動(dòng)的一些缺點(diǎn)。壓電式蜂鳴器約需10mA的驅(qū)動(dòng)電流，可以用一個(gè)晶體三極管驅(qū)動(dòng)，如圖13所示。二者不能直接連接，需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換方可將測(cè)控電路與PC機(jī)相連。整個(gè)電路可做在RS232接頭盒內(nèi)。圖15：溫、濕度測(cè)控系統(tǒng)程序流程圖其中，初始化主要完成對(duì)單片機(jī)各功能部件初始狀態(tài)的配置以及開戶軟件看門狗功能；數(shù)據(jù)采集完成對(duì)環(huán)境溫、濕度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及相關(guān)處理；信號(hào)顯示部分通過單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫、濕度參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示；設(shè)備驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理則通過對(duì)溫、濕度實(shí)時(shí)參數(shù)與存儲(chǔ)在EEPROM中的控制參數(shù)進(jìn)行比較，并適時(shí)輸出相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)信號(hào)；鍵盤處理模塊用于現(xiàn)場(chǎng)控制信號(hào)的設(shè)定以及特殊情況下強(qiáng)制執(zhí)行信號(hào)的操作；數(shù)據(jù)通信完成溫、濕度測(cè)控系統(tǒng)與上位PC機(jī)之間的協(xié)議化通信，按照通訊規(guī)約的要求來實(shí)現(xiàn)與上位PC機(jī)的可靠通訊，同時(shí)可以接受上位PC機(jī)設(shè)定的控制參數(shù)并將其存儲(chǔ)于電路EEPROM中。濕度檢測(cè)的流程如圖16所示。本設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)幀包括8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)。15參考文獻(xiàn)：[1] 李萍主編，《AT89S51單片機(jī)原理、開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例》，中國(guó)電力出版社，2008年7月：6776[2] [J].科技信息(學(xué)術(shù)研究).113119[3] 徐建軍編著，《MCS51系列單片機(jī)應(yīng)用及接口技術(shù)》，人民郵電出版社，2003：117131[4] 鄭學(xué)
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