【正文】 研究制造這 方面 ，雖然有了 一定的成果， 也 有一些 極具 競爭力的產(chǎn)品，但 是要 與 國外的先進(jìn)設(shè)備 相比，還是 略差一籌。在生產(chǎn) 制造上 ，國 內(nèi)的 生產(chǎn)工藝水平整體 上都很 欠缺，產(chǎn)品 的 結(jié)構(gòu) 與 外觀 對比于 國外先進(jìn)水平都有 較大的 差距。 這 必 定會(huì) 使養(yǎng)殖業(yè) 向 規(guī)?；?以及產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，與之相應(yīng)的是孵化設(shè)備 將 會(huì) 迎來新的機(jī)遇 ，同時(shí)這也是一種挑戰(zhàn) 。 這就 對生產(chǎn)的 管理和控制提出了更高的要求。新型 的 傳感器 要 向 著 智能化 和 數(shù)字化 以及 標(biāo)準(zhǔn)化 的方向 發(fā)展，使孵化 器有著 更加精確的 溫度 控制效果。 以 目前的條件 而言 ， 在 生產(chǎn) 的 過程中這些參數(shù) 的確定 仍然需要孵化 管理 人員 依據(jù) 自己 長期 的經(jīng)驗(yàn)來 判斷 ， 這 也說 明 孵化管理人員的經(jīng)驗(yàn)在孵化過程中對 孵 化的效果仍然 起著 決定性 的 因素。 利用單片機(jī) AT89S52 實(shí)現(xiàn)溫度的智能控制，使溫度能夠在設(shè)定的溫度上限、下限間實(shí)現(xiàn)恒定溫度調(diào)節(jié)，利用數(shù)字溫度傳感器讀出實(shí)際溫度， 通過對加熱器的控制， 使孵箱內(nèi)溫度的波動(dòng)保持在一定的范圍 。 基于單片機(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與制作 5 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 模塊方案分析 本系統(tǒng)分為：溫度檢測模塊、溫度控制模塊、單片機(jī)控制模塊、鍵盤模塊、顯示模塊和報(bào)警系統(tǒng)。 在 1 根總線上掛接任意多個(gè) DS18B20，這樣就可以很方便地構(gòu)成單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。 S52 比 C51,定時(shí)器多一個(gè) T2， RAM 多 128B， ROM 多 4K，中斷多 2個(gè)，多一個(gè)看門狗 ,在掉電、數(shù)據(jù)指針等方面還有一些改進(jìn)。 顯示模塊方案分析 方案一 ：選擇 LED 顯示 采用八段數(shù)碼管顯示時(shí)，數(shù)碼管中的每一段相當(dāng)于一個(gè)發(fā)光二極管。當(dāng)需要點(diǎn)亮共陽極數(shù)碼管的一段時(shí)，公共段需要接高電平，該段的段選線接低電平。 方案二 ：選擇 LCD 顯示 LCD 是利用液晶分子的物理結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性進(jìn)行顯示的一種技術(shù)。所有的功能，包含顯示 RAM，字型產(chǎn)生器，都包含在一個(gè)芯片里面，只要一個(gè)最小的微處理系統(tǒng)，就可以方便操作模塊，可以和文字畫面混和顯示。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易的判斷按鍵是否被按下了。行線通過上拉電阻接到 VCC 上。很明顯，在按鍵數(shù)量較多的場合，矩陣式鍵盤與獨(dú)立式鍵盤相比，要節(jié)省很多的 I/O 口。 圖 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖A T 8 9 S 5 2 鍵盤 LCD 液晶屏 繼電器 加熱燈 報(bào)警裝置 溫度傳感器 8 3 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 本文所設(shè)計(jì)的溫度調(diào)節(jié)器的硬件主要由單片機(jī) AT89S52 最小系統(tǒng)、溫度檢測電路、 LCD 顯示電路、鍵盤輸入電路、繼電器控制的加熱燈控制電路及報(bào)警電路等組成。使用 Atmel 公司的高基于單片機(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與制作 9 密度非易失性內(nèi)存技術(shù)制造，和工業(yè) 80C51 產(chǎn)品的指令與引腳完全兼容。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 10 圖 AT89S52 單片機(jī)引腳圖 AT89S52 單片機(jī) 的 內(nèi)部方框 結(jié)構(gòu) 如圖 所示。 XTAL1（ 引腳 19）：內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器電路的輸入端。在訪問外部內(nèi)存時(shí)，這組口線可以定義為地址總線或數(shù)據(jù)總線的低 8 位。在 Flash 程序設(shè)計(jì)和校驗(yàn)時(shí)， P1 接收低 8 位地址。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 接收高 8 位地址。 更重要的用途是它的第二功能，如表 所示。當(dāng)訪問外部程序內(nèi)存時(shí)， ALE 將用于鎖存地址的低 8 位地址。在讀取片內(nèi)程序內(nèi)存指令和讀寫片外數(shù)據(jù)指令時(shí)，不產(chǎn)生 該脈沖。應(yīng)當(dāng)注意的是，在對 flash 程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，該引腳用于輸入電壓，如果單片機(jī)保密位被程序設(shè)計(jì)，那么復(fù)位的時(shí)候， EA 端狀態(tài)將被鎖存。對于AT89S52 芯片來說， 其內(nèi)部已經(jīng)包含了一定數(shù)量的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，在外部只 需 要增加時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。只需要在這兩個(gè)引腳之間外接一個(gè)片外石英晶體振蕩器，再外接兩個(gè)電容 C1 和 C2 就可以構(gòu)成穩(wěn)定的內(nèi)部時(shí)鐘模式。 當(dāng)系統(tǒng)上電 ,RST 腳將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)高電平 ,這個(gè)高電平持基于單片機(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與制作 13 續(xù)的時(shí)間由電路所選的電 阻電容值決定。 獨(dú)立式按鍵就是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵都單獨(dú)占用一根線，每個(gè)按鍵工作是時(shí)不會(huì)影響到其它 I/O 口的狀態(tài)。 獨(dú)立按鍵 電路如 圖 所示 。它具有微型化、抗干擾能力強(qiáng)、低功耗、高性能、容易配置處理器等優(yōu)點(diǎn)，可以直接將溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行處理，并且在同一根總線上面可以接多個(gè)傳感器，它具有三引腳 TO92 小體積的封裝形式，測量的溫度范圍是－ 55～ ＋ 125℃，可程序設(shè)計(jì)為 9～ 12 位的 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可以達(dá)到 ℃。該芯片可以直接向單片機(jī)傳輸數(shù)字信號(hào)，更加便于單片機(jī)的處理和及時(shí)控制。當(dāng)工作于寄生電源下，此引腳必須接地。 16 圖 溫度芯片 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 溫度傳感器 DS18B20 的工作原理 溫度傳感器 DS18B20 的低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)，然后傳送給計(jì)數(shù)器 1。當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置被減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將會(huì)加 1。 測溫原理如圖 所示 。 圖 DS18b20 初始化時(shí)序圖 DS18B20 的讀操作： （ 1）將數(shù)據(jù)線拉到高電平“ 1” 。 18 （ 5）將數(shù)據(jù)線拉到高電平“ 1” 。 圖 DS18b20 讀時(shí)序圖 DS18B20 的寫操作： （ 1） 將數(shù)據(jù)線拉到底電平 “ 0”； （ 2） 延時(shí) 60us； （ 3） 按從低位到高位的順序一次發(fā)送一位的形式發(fā)送字節(jié)； （ 4） 延時(shí) 75us； （ 5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平“ 1”； （ 6） 重復(fù)上（ 1）到（ 5），直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止； （ 7） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平“ 1”。溫度檢測 電路如圖 所示。 光耦合是一種以光為媒介，傳輸電信號(hào)的電一光 —電的轉(zhuǎn)換器件。 本次選用 光耦合 TLP521—1，其外形 如圖 所示。繼電器工作只要在線圈的兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，繼電器中銜鐵就會(huì)在電磁力的吸引下吸向鐵芯，從而帶動(dòng)常開觸點(diǎn)吸合。 基于單片機(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與制作 21 圖 松樂 SRD05VDCSLC 繼電器 加熱燈 控制電路如圖 所示。 22 圖 報(bào)警系統(tǒng)控制電路 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 程序的總體結(jié)構(gòu)框架 一個(gè)完整的系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)是由在這個(gè)系統(tǒng)中起著不同作用的各個(gè)模塊整合在一起，從而實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)想要達(dá)到的功能。 主程序 鍵盤設(shè)置 溫度檢測 LCD 顯示 繼電器 加熱燈 基于單片機(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與制作 23 程序流程圖 主程序工作流程 由于本次設(shè)計(jì)采用的是模塊化的程序設(shè)計(jì)，所以主程序在控制的時(shí)候只需要調(diào)用各個(gè)子程序模塊就可以達(dá)到控制的目的?？梢栽O(shè)置溫度上下限，改變溫度控制范圍，增加了該系統(tǒng)的靈活性，使其能適應(yīng)其它的溫度控制系統(tǒng)中。 開始 初始化 DS18b20 初始化 DS18b20 等待轉(zhuǎn)換完成 發(fā)送跳過 rom 指令 發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令 發(fā)送跳過 rom 指令 發(fā)送數(shù)據(jù)讀取指令 26 圖 溫度檢測的工作流程圖 溫度檢測程序見附錄二。 報(bào)警工作流程 本次設(shè)計(jì)采用壓電式蜂鳴器報(bào)警。這樣可以使溫度始終處于設(shè)定溫度之間，滿足雞蛋孵化溫度。在使用 Protues 仿真時(shí)，其仿真運(yùn)行的程序使用 Keil 軟件編譯源程序，從而生成“ .hex”后綴名的文件，實(shí)物單片機(jī)硬件電路也能夠執(zhí)行該格式的文件。使用程序下載器，把功能程序?qū)戇M(jìn)單片機(jī)中，如果系統(tǒng)不能正常工作，檢查硬件連接和程序代碼，認(rèn)真排除各項(xiàng)錯(cuò)誤，直至系統(tǒng)能夠正常工作。 30 圖 系統(tǒng)開啟電源整體硬件圖 圖 具體功能一 圖 具體功能一詳解： H 為溫度上限， L 為溫度下限， TP 為當(dāng)前箱內(nèi)溫度，可以通過按鍵改變溫度上下限值，每按加法鍵一次加 ℃ ，按減法鍵一次減 ℃ 。 32 6 結(jié)論 本文利用 AT89S52 單片機(jī)控制、 DS18B20 溫度傳感器、獨(dú)立鍵盤、 LCD 液晶屏、繼電器控制的加熱燈和蜂鳴器，搭建了一個(gè)孵化箱溫度智能控制系統(tǒng)平臺(tái)。 （ 2）確定了系統(tǒng)的硬件部分，并根據(jù)功能要求設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟件進(jìn)行仿真， 使得整個(gè)設(shè)計(jì)更加完整、靈活?；趩纹瑱C(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與制作 33 謝辭 四 年的 大學(xué) 生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對又一次征程的開始。 同時(shí)我還要感謝自動(dòng)化所有的老師，授予我豐富的專業(yè)知識(shí)，讓我為以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，祝愿老師們身體健康，家庭幸福，事業(yè)順利，在這里我還要感謝同學(xué)們， 特別是我的室友們 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我的幫助，感謝四年來與我們相伴的母校，為 我提供 了 良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境 ， 我會(huì)在今后的生活中努力提高自己，完善自己，爭取為母校爭光，特別感謝我的家人給我的關(guān)懷和照顧，正是他們一直以來的默默支持和鼓勵(lì)，才使得我能夠安心學(xué)習(xí)，順利地完成學(xué)業(yè)。 sfr p3=0xb0。 sbit down=p0^2。 sbit clk=p3^0。 uchar count=0。 uchar first_line[16]=H: L:。 uint shi,ge,xiaoshu。 uint val。i++) for(j=0。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 n。 delay(40)。 delay(6)。 DQ=1。_nop_()。 s=DQ。 for(i=0。 } delay(5)。_nop_()。 DQ=1。i++) { tmp=vali。 基于單片機(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與制作 39 } delay(4)。 wrbyte(0xcc)。 wrbyte(0xcc)。 val=((th*256+tl)4)。 th=(th4)|(tl4)。 shi=str[1]。 str[4]=table1[tlamp。 second_line[4]=ge。 E=0。 E=0。 E=0。 E=0。 wrlcd_(0x01)。 wrlcd_(0x0c)。 wrlcd_(0x80)。 } wrlcd_(0xc0)。 } } //鍵盤程序 void setkey()//模式選擇 { if(set==0) { delay_ms(20)。 } } void upkey()//按鍵加 { if(up==0) { delay_ms(20)。 break。 break。 if(down==0) { switch(count) { case 1:temp=h。 case 2:temp=l。 default:break。 } } } void donekey() //按鍵功能 { uchar stra[3],stt[3]。 stra[0]=table2[h/100]。 ge=stra[1]。 first_line[5]=xiaoshu。 stt[0]=table2[l/100]。 ge=stt[1]。 first_line[14]=xiaoshu。 } //主函數(shù) void main() { initlcd()。 disp