【正文】 7 引 腳 判 斷 是 否為 低 電 平從 機(jī) 8 0 u s 低 電 平是 否 結(jié) 束從 機(jī) 8 0 u s 高 電 平是 否 結(jié) 束單 片 機(jī)進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 接 收將 數(shù) 據(jù) 按 十 進(jìn) 制 數(shù)位 存 入 數(shù) 組結(jié) 束 并 保 存 高 電 平否是是是否否 圖 溫濕度采集流程圖 開始系統(tǒng)初始化數(shù)據(jù)采集串口發(fā)送函數(shù)按鍵函數(shù)控制函數(shù)重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 軟件設(shè)計(jì) 20 DS18B20 采集程序 DS18B20 數(shù)字量傳感器單總線采集數(shù)據(jù)流程圖如圖 所示。另外重要 的一點(diǎn)，只 需要 看一下編譯后 所 生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 KEIL 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊， 比較 容易理解。軟 件系統(tǒng)主要包括兩部分組成，分別為下位機(jī)和上位機(jī)軟件兩部分。進(jìn)行串行通訊時(shí)要需要滿足一定的條件，電腦的串口是 RS232電平的，而單片機(jī)的串口是 TTL 電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，重慶科 技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 17 我們采用了專用芯片 MAX232 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。可分為電氣量（如電流、電壓、頻率、功率等）繼電器及非電氣量（如溫度、壓力、速度等）繼電器兩大類。圖 所示為加濕電路。 ULN2020 概 述與特點(diǎn) ： ULN2020 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅 NPN 達(dá)林頓管組成。 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介： 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電加熱 式加濕器是技術(shù)最簡(jiǎn)單的加濕方式。利用冷端面來冷卻，而熱端面散出的熱量則必需靠風(fēng)扇來排出。空氣加熱器的加熱元件不銹鋼加熱管，是在無縫鋼管內(nèi)裝入電熱絲，空隙部分填滿有良好導(dǎo)熱性和絕緣性的氧化鎂粉后縮管而成的。 再根據(jù)實(shí)際的要求來確定所選的器件的功率。當(dāng)接通 電源 后（ ~15V 直流工作電壓） ， 多 諧振蕩器起振 ， 輸出 ~ 的 音頻信號(hào) ，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。 重慶科 技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 13 圖 按鍵接口電路 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 如圖 所示，選用最常見，亦最常用的聲音提示方式 —— 蜂鳴器，連接的端口是 P14，當(dāng) P14 發(fā)出低電壓信號(hào)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器響。 模塊引腳說明 表 128X64HZ 引腳說明 引腳號(hào) 引腳名稱 方向 功能說明 1 VSS 模塊的電源地 2 VDD 模塊的電源正端 3 V0 LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸入端 4 RS(CS) H/L 并行的指令 /數(shù)據(jù)選擇信號(hào)；串行的片選信號(hào) 5 R/W(SID) H/L 并行的讀 寫選擇信號(hào)；串行的數(shù)據(jù)口 6 E(CLK) H/L 并行的使能信號(hào)；串行的同步時(shí)鐘 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù) 0 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù) 1 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù) 2 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù) 3 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù) 4 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù) 5 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù) 6 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù) 7 15 PSB H/L 并 /串行接口選擇： H并行； L串行 16 NC 空腳 17 /RET H/L 復(fù)位 低電平有效 18 NC 空腳 19 LED_A 背 光源正極（ LED+5V） 20 LED_K 背光源負(fù)極（ LEDOV） 按鍵電路設(shè)計(jì) 按鍵是用來設(shè)置模式選擇功能的。它的低電壓 低功耗是其又一顯著特點(diǎn) 。液晶顯示屏具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示等特點(diǎn)。其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。 重慶科 技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 9 圖 dht11 通訊過程信號(hào) DS18B20 電路設(shè)計(jì) DS18B20 數(shù)字溫度傳感器技術(shù)參數(shù)： (1)適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電； (2)獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊； (3) DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫； (4)DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)； (5)溫范圍－ 55℃～ +125℃，在 10～ +85℃時(shí)精度為177。 用 戶 MCU 發(fā)送一次開始信號(hào)后 ， DHT11 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式， 等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后 ,DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào) ， 送出 40bit 的數(shù)據(jù) ,并觸發(fā)一次信號(hào)采集 ,用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù) 。1%RH/年 。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與極高的可靠性。定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的控制和狀態(tài)位位于 T2CON ，寄存器對(duì)（ RCA02H、 RCAP2L）是定時(shí)器 2 在 16 位捕獲方式或 16 位自動(dòng)重裝載方式下的捕獲 /自動(dòng)重裝載寄存器。同時(shí)， AT89C51可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操作 ，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。由圖 所示，從功能上劃分，系統(tǒng)電路 主要包括主控芯片（ AT89C52）、數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊、按鍵輸入模塊、控制輸出模塊、上位機(jī)通訊模塊等 。 工作原理：通過設(shè)定值和實(shí)測(cè)值的比較來控制加熱器、制冷器、報(bào)警器和加濕器的狀態(tài)。 (5) 與 PC 機(jī)通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)和顯示控制輸出的狀態(tài)。 (2) 濕度 檢測(cè) 范圍： 2090%RH，最小誤差 %RH。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 沼氣能源是解決目前農(nóng)村能源的最好途徑。目前國內(nèi)大多采用 中 溫發(fā)酵工藝，該工藝方法受到環(huán)境因素的制約，在有些季節(jié)甚至?xí)Ｖ巩a(chǎn)氣。 普通 沼氣發(fā)酵溫度控制技術(shù) 為 有 ： (1)添加溫?zé)嵝约S料； (2)增設(shè)風(fēng)障，降低溫耗； (3)秸稈覆蓋保溫； (4)覆蓋塑料大棚； (5)提高料液溫度； (6)挖防寒溝。目前國內(nèi)大多采用常 溫、高濕度發(fā)酵工藝，環(huán)境因素對(duì)該工藝方法的制約十分明顯，在有些季節(jié)甚至?xí)?dǎo)致沼氣池停止產(chǎn)氣。 而在國外，德國、奧地利和丹麥等國家利用能量作物和生物廢料生產(chǎn)沼氣的項(xiàng)目非常多，特別是德國，德國主流的沼氣工程技術(shù)是中溫（ 3040 度）、高濃度（ 8%14%）的液態(tài)發(fā)酵、熱電聯(lián)供技術(shù)。發(fā)展農(nóng)村沼氣，優(yōu)化廣大農(nóng)村地區(qū)能源消耗結(jié)構(gòu)，是中國能源戰(zhàn)略的重要組成部分，對(duì)緩解國家能源壓力、能加優(yōu)質(zhì)能源供應(yīng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。然后考慮 到 經(jīng)濟(jì)性能及體積因素 ,深入研究和選擇了各種芯片和元器件 ,該設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)、顯示和控制輸出 ,使溫濕度值保持在理想的范圍內(nèi)， 并具有和上位機(jī)通訊 ,多點(diǎn) 監(jiān)測(cè) 等功能。所以為沼氣 池 發(fā)酵提供一個(gè)理想的溫度環(huán)境是目前沼氣發(fā)酵中急 需 解決的問題。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 重慶科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 基于單片機(jī)的沼氣反應(yīng)器溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2020 年 6 月 15 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1） 封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3） 中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4） 外文摘要、關(guān)鍵詞 5） 目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6） 論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7） 參考文獻(xiàn) 8）致謝 9） 附錄（ 對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3） 畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4） 圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5） 軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1） 設(shè)計(jì)（論文） 2） 附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3） 其它 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明 本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或 證書而使用其材料。目前 ， 國內(nèi)大多采用常溫發(fā)酵工藝 ,該工藝方法 很容易 受到環(huán)境因素的制約 ,特別是 在有些季節(jié)甚至?xí)Ｖ巩a(chǎn)氣。 該課題首先分析了 該 系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo) ,確定系統(tǒng)的總體方案。在風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、水能、核能、潮汐能等諸多新能源當(dāng)中，生物質(zhì)能源是最穩(wěn)定、最安全的能源，也是目前各國重點(diǎn)鼓勵(lì)的新能源領(lǐng)域，農(nóng)村沼氣把農(nóng)民增收、生態(tài)建設(shè)、能源建設(shè)、環(huán)境建設(shè)連接起來，促進(jìn)了生產(chǎn)發(fā)展和生活文明。 全國沼氣用戶穩(wěn)步跨上一個(gè)新的臺(tái)階，近幾年來，黨中央把農(nóng)村沼氣建設(shè)作為全面建設(shè)小康建設(shè)、改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件“六個(gè)工程”的重點(diǎn)內(nèi)容來抓，我國政府利用國債項(xiàng)目資金進(jìn)行重點(diǎn)支持，各地積極爭(zhēng)取中央投資發(fā)展當(dāng)?shù)剞r(nóng)村沼氣建設(shè)，各地農(nóng)村沼氣建設(shè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢(shì)頭，并取得了巨大的成就。其中反應(yīng)器溫度的不穩(wěn)定性就是急需解決的一個(gè)重要因素，其次是濕度因素。 冬春兩季尤其是冬季氣溫低，沼氣池內(nèi)的發(fā)酵原料溫度常低于 20℃以下，沼氣產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響，為使達(dá)到全年供氣的要求，必須加強(qiáng)沼氣池的冬春保溫工作。然而目前沼氣發(fā)酵過程存在諸多亟待解決的問題， 其中反應(yīng)器溫濕度的不穩(wěn)定性就是需要解決的一個(gè)重要因素。本課題從該問題點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的溫控方案作為電能控制反應(yīng)器溫度范圍的輔助裝置，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的理想的穩(wěn)定的溫度環(huán)境。重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 4 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的功能 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，溫控系統(tǒng)具有以下功能 : (1) 溫度 檢測(cè) 范圍： 050℃ ，最小誤差 ℃ 。 (4) 液晶顯示和按鍵選擇功能。 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)框圖如圖 。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 5 A T 8 9 C 5 2單片機(jī)按 鍵 輸 入 模 塊液 晶 顯 示 模 塊控 制 輸 出 模 塊溫 濕 度 采 集 模塊上 位 機(jī) 通 訊 模塊執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 圖 系統(tǒng)總框圖 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 6 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 本章主要介紹該系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，包括各模塊器件的選擇以及接口電路的設(shè)計(jì)。 功能概述 AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 256字節(jié)內(nèi)部 RAM，32個(gè) I／ O 口線， 3個(gè) 16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 AT89C52 除了與 AT89C51 所有的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 和定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 外，還增加了一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 14 J un 20 13 S h e e t o f F il e : H : \ 崔榮利 畢業(yè)設(shè)計(jì) \ 電路圖 \ M y D e s i g n1 .d d b D r a w n B y: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