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基于單片機(jī)的煙葉烘烤溫度濕度控制系統(tǒng)-單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計(存儲版)

2024-12-17 21:25上一頁面

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【正文】 0 u FR S T 15 此溫度傳感器是工業(yè)最常用溫度檢測元件之一。任何良好絕緣的雙絞線都足以應(yīng)付距離接收電路數(shù)百英尺以外的操作。 它有以下幾個特點 : 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下并不需要校正 即使長時間飽和也可以快速脫濕 可以自動化焊接,包括波峰或水浸 高可靠性與長時間穩(wěn)定性 專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu) 可用于線性電壓或頻率輸出回路 反應(yīng)時間短。 ( 4)單一電源: +5V。內(nèi)部各部分的作用和工作原理在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中已一目了然,在此就不再贅述,下面僅對各引腳定義分述如下: 圖 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ( 1) IN0~ IN7—— 8 路模擬輸入,通過 3 根地址譯碼線 ADDA、 ADDB、 ADDC來選通一路。當(dāng)此信號有效時, A、 B、 C三位地址信號被鎖存,譯碼選通對應(yīng)模擬通道。在需要對某個模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下, EOC 也可作為啟動信號反饋接到 START 端,但在剛加電時需由外電路第一次啟動。 19 :由于 ADC0809 無片選端,因此電路增加了或非門 74LS02,以便對 ADC0809 進(jìn)行讀 /寫控制。輸出允許 OE 端為高電平, 8 位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) D0~D7 輸出到數(shù)據(jù)線上。 (1)輸入電路 按輸入電壓的不同 種類 ,輸入電路可分為 三種, 直流輸入電路,交流輸入電路和交直流輸入電路 。它的使用極為 簡單,只要在控制端 TTL 電平,即可實現(xiàn)對繼電器的開關(guān)。顯示部分接到單片機(jī)的 P1 口上。本電路的設(shè)計中,要考慮與發(fā)光二極管串聯(lián)的限流電阻的大小 , 如果 阻值選擇不當(dāng)會影響二極管的壽命。這些模塊相對 獨立的且功能單一,這樣編寫程序就相對簡單,能夠 獨立編寫調(diào) 試,測試,更新都以模塊為單位,并不影響其他模塊。 25 (1)機(jī)器語言 機(jī)器語言是一種指令集的 體制 。但 是匯編語言也是要通 過翻譯成機(jī)器指令才能 夠被 執(zhí)行的, 這種語言 編程復(fù)雜, 不容易被發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)錯誤,然而 ,畢竟是面向機(jī)器 編寫 的語言,機(jī)器運(yùn)行匯編語言時 也 會更加快速、流暢。 主程序主要實現(xiàn) 的功能是:系統(tǒng)初始化,中斷初始化,定時器初始化以及顯示程序的調(diào)用等 。中值濾波 是 對于去掉偶然因素 而引起的振 動或 者采樣系統(tǒng)的 不穩(wěn)定而產(chǎn)生的誤差所引起的脈動干涉比較有效。 PID 控制算式及流程圖 數(shù)字 PID 控制這 種控制方法 在工業(yè)過程控制中廣泛被采用,它的 控制原理簡單、容易實現(xiàn)、穩(wěn)態(tài)無靜差,因此,長期以來 才能 廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制,并取得了良好的控制效果。 PID 控制器參數(shù)整定是指在控制器的形式已經(jīng)確定的時候 ,通過調(diào)整控制器的參數(shù),達(dá)到 在要求內(nèi) 控制目標(biāo)。具有達(dá)到設(shè)定的溫濕度時間段的優(yōu)點。 由于技術(shù)的發(fā)展,時間的原因和設(shè)計者水平有限,系統(tǒng)必然會出現(xiàn)紕漏和缺陷,本系統(tǒng)還有很多可以提高的空間 。即將離開之際希望交上一份滿意的答卷,望各位老師批評指導(dǎo) 、 參考文獻(xiàn) [1] 宋朝鵬,李富欣,陳少斌 .煙葉烘烤技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 [J].作物雜志, 2020( 1) 68 [2] 范立南,李雪飛,尹授遠(yuǎn).單片微型計算機(jī)控 制系統(tǒng)設(shè)計 [M].人民郵電出版社, 2020(3): 34 24525 325328. 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HS1100/HS1101 電容式濕度傳感器及其應(yīng)用。 畢業(yè)設(shè)計的順利完成也離不開這四年來傳授給我知識的所有老師,他們在學(xué)習(xí)上給我們幫助指導(dǎo),常常提出許多寶貴意見,講一些人生哲理。 運(yùn)用了 PID 控制算法,PID 調(diào)節(jié)是工業(yè)系統(tǒng)中技術(shù)最成熟的、應(yīng)用最廣泛的一種控制運(yùn)算方 法。采用電子設(shè)備對烤房溫濕度進(jìn)行自動控制 ,減少開始 讀入數(shù)據(jù)并查表 判斷選取顯示數(shù)據(jù) 查表將要顯示的數(shù)據(jù)顯示為 段碼 寫入并顯示 32 人工于預(yù) ,并且省工省時,烤后煙葉質(zhì)量優(yōu)良等特點。 PID 控制器的設(shè)計一般分為兩個步驟:首先 ,對 PID 控制器的結(jié)構(gòu) 進(jìn)行確定 ,在保證閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,穩(wěn)態(tài)誤差 盡量消除 。該系統(tǒng)組成有 模擬 PID控制器和被控對象。 采樣值送R 1采樣次數(shù)送R 0選同I N T 1啟動A D C延時?A / D 完成 ?所有采樣結(jié)束 返回NYYN 28 開始 將十個采樣值按大小順序 排列 求第二個到第九個采樣值的累加和 sum Sum除以八求平均值 送入寄存器 圖 采樣子程序流程圖 為了提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的可靠性,本系統(tǒng) 設(shè)計采用去極值平均值濾波的方法去處理 數(shù)據(jù)。 以 C 語言為例, 它簡短緊湊、靈活便利;運(yùn)算符和 數(shù)據(jù)類型 都 豐富;表達(dá)方式 也可以靈 活運(yùn) 用;允許直接訪問物理地址,對硬件進(jìn)行操作;生成目標(biāo)代碼的 質(zhì)量高,程序執(zhí)行效率高;程序條理清晰,便于使用、維護(hù)和 調(diào)試; C 語言的限制不太 嚴(yán)格,程序設(shè)計自由度大,尤其是是它的可移植性,使編程變得更為方便,簡單 。匯編語言是各 類 CPU 所 供 應(yīng) 的機(jī)器指令的助記符的集合,人們可以用匯編語言直接 去 控制硬件 體系 進(jìn)行工作。 根據(jù) 設(shè)計系統(tǒng)的工作過程,本設(shè)計選 用 了模塊化設(shè)計方法,分為 主程序模塊、數(shù)據(jù)采集及處理子程序模塊、控制算法子程序模塊及顯示和報警程序模塊 等幾個模塊 。 (1)模塊化設(shè)計方法: 模塊化程序設(shè)計是首先把一個復(fù)雜的大問題分解,將之分解成一個一個獨立的易處理的小問題,這些小問題被稱作 模塊。發(fā)聲組件采用壓電蜂鳴器,只需要在它的兩條導(dǎo) 線上加 3V~24V 的直流電壓,蜂鳴震蕩音響。 在本系統(tǒng)中采用動態(tài)顯示 的方法來 驅(qū)動 4 個七段數(shù)碼管,交替顯示溫度和濕度 的 信息。因此電路的射頻干擾很小,可降低 感性負(fù)載的反電動勢 ,例 如風(fēng)扇、三相電動機(jī)等 負(fù)載 以及驅(qū)動阻性負(fù)載時可顯著降低浪涌電流 , 如白熾燈、發(fā)熱絲等 負(fù)載這些 優(yōu)點 ,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號,達(dá)到直接驅(qū)動大電流負(fù)載。 4. 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取:當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時, EOC 端輸出高電平。它允許 8路模擬量分時輸入,轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸出是三態(tài)的(總線型輸出),可以直接與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線連接。該信號在 A/D 轉(zhuǎn) 換過程中為低電平,其余時間為高電平。在單極性輸入時, VR(+)=5V, VR()=0V;雙極性輸 入時, VR(+)、 VR()分別接正、負(fù)極性的參考電壓。 ( 8)使用時不需進(jìn)行零點和滿刻度調(diào)節(jié)。 1LSB。 16 圖 HS1101濕度傳感器實物圖 HS1101 電容傳感器,在電路構(gòu)成中等效于一個電容器件,其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。 AD590在遙感應(yīng)用中尤其有效。 AD590 可以承受 44V正向電壓和 20V 反向電壓,因而器件反接也不會被損壞 。本系統(tǒng)要求對 發(fā)酵室 內(nèi)溫度進(jìn)行實時采集與檢測,在 確保 安全的情況下對 待 加工器件進(jìn)行熱處理。有源晶振 不需要芯片的內(nèi)部振蕩器,可以提供高精度的頻率基準(zhǔn),信號質(zhì)量也 會比無源晶振要好。 振蕩器特性 :XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 PSEN:外部程序存儲器的選通信號。在 FLASH 編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P1 口: P1 口是一個 8位雙向 I/O 口 而且在 內(nèi)部提供上拉電阻, P1 口緩沖器能接收輸出 4 個 TTL 門電流。 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié) FLASH 存儲器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器,俗稱單片機(jī)。 LCD 液晶 顯示器 也是 低壓功耗 小, 外觀小 而 精致,厚度 僅 有 ~8mm,并無眩光,不刺激人眼, 也 不會引起眼睛疲勞 ,能夠 顯示 的 信 息量 很大,像素能夠做的小, 在色譜上可以非常準(zhǔn)確的 呈現(xiàn),沒有 電磁輻射 , 對人體安全 , 這種器件幾乎沒有什么劣化問題,因此壽命極長 。 固態(tài)繼電器 SSR40DA 的輸出電路可與 數(shù)字電路 很 配, 所以 不需要再進(jìn)行D/A 轉(zhuǎn)換,既減少電路的復(fù)雜性,還減少了信號轉(zhuǎn)換的過程。根據(jù)采集信號數(shù)有八路模擬通道數(shù)。 逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器 :它產(chǎn)生 了 一系列 的 比較電壓 V,但 不同 與并聯(lián)比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器 ,它是逐 一 產(chǎn)生比較 電壓, 依次 與輸入電壓分別比較,以逐漸逼近的方式進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的。所以要有 A/D轉(zhuǎn)換器的加入。 濕敏元件是最簡單的濕度傳感器,其中以電阻式、電容式為主。 AD590 的電源電壓范圍為 4V~ 30V。 在 溫度測量儀表中 最 常用的測溫元件 就是熱電偶 ,應(yīng)用極為廣泛,它 的優(yōu)點是構(gòu)造 簡單、 方便制作 、測量 限度廣 、精度高、慣性小和輸出信號 利 于遠(yuǎn)傳 等,它直接測量溫度,并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢 的 信號,通過 、利用 電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。 ( 1)測溫 元件 現(xiàn)代信息技術(shù)日新月異,能夠進(jìn)行溫度檢測的原件有:熱電阻,熱電偶、AD950。同樣的任務(wù)可以用單片機(jī)與 PL 來能完成,顯然來說采用 PLC 方案就會增添許多控制系統(tǒng)的成本。它也是嵌入式控制系統(tǒng)的重要組成部分,就等同于一個微型的計算機(jī),與計算機(jī)相比,單片機(jī)只缺乏 I/O 配置。 濕度檢測 電路原理相同。煙葉初烤、復(fù)烤后,沒有經(jīng)過一年以上儲存的煙葉統(tǒng)稱為新煙。 加熱蒸 汽的壓力和發(fā)酵室散熱條件的變化是隨機(jī)變化的,對系統(tǒng)形成隨機(jī)干擾。 近 二十 年來, 科學(xué)家們繼續(xù)完善現(xiàn)有的煙草生產(chǎn)和加工技術(shù), 同時, 也做了很多的創(chuàng)新研究開 發(fā)和改進(jìn)與 完善 。 [1] 當(dāng)前,國內(nèi)推廣應(yīng)用的烘烤煙葉發(fā)酵室嚴(yán)格能達(dá)到溫濕度自控、智能化控制的還很少 ,能夠確實依照煙葉的變化特征和烤房的自動控制特點, 烘烤 煙葉 的自動化和現(xiàn)代化的這個宏遠(yuǎn)目標(biāo)全部靠 利用清潔能源和自動 控制技術(shù)實現(xiàn) 還有一段距離 。轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式,提倡嚴(yán)格的節(jié)能 降耗 對煙葉烘烤行業(yè)的發(fā)展都產(chǎn)生了深刻的影響,另外還有來自通貨膨脹、人民幣升值、人力資源成本上升等等因素的影響; 而且 , 行 業(yè)的 競爭 ,完善的技術(shù)過程中的所有環(huán)節(jié),出口市場逐步萎縮的銷售市場日趨復(fù)雜的問題,這 都將是決策者必須面對和需要被盡可能快地得到解決 的 。溫度 和 濕度 在 工業(yè)生產(chǎn)中 是比較重要的物理參數(shù),準(zhǔn)確 地測量和有效控制 的 溫度濕度才能 產(chǎn) 生 出 產(chǎn)品是高質(zhì)量 、高產(chǎn) 量 、低耗和安全生產(chǎn)的 。而在生產(chǎn)煙葉過程中,科學(xué)的烘烤調(diào)制是生產(chǎn)好煙葉的基礎(chǔ)。 新型煙葉烘烤設(shè)備是發(fā)展專業(yè)化烘烤,建設(shè)現(xiàn)代化煙葉烘烤的不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。 2020 年全國僅 僅 有 三 萬 四千 座密集烤房,承擔(dān)烘烤煙葉面積 *104hm2,到 2020 年 ,僅僅四年時間, 密集烤房已經(jīng)超過了 2020 年的十倍達(dá)到 四十多 萬座,承擔(dān)烘烤煙葉面積 大約 *104hm2,占全國
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