【正文】 且 仿制了 其中的 部分產(chǎn)品。在孵化生產(chǎn)管理 的 輔助 設(shè)備上 ，國(guó)外 那些 主要 的 廠家都具 有一些 輔助設(shè)備 ， 可以提高 設(shè)備的 自動(dòng)化程度 以及 幫助用戶管理 控制 ， 在這些輔助設(shè)備中 最主要的 就 是孵化 設(shè)備的 集群控基于單片機(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與制作 3 制系統(tǒng)，它 現(xiàn)在 已經(jīng) 非常 普遍 的 應(yīng)用在國(guó)外的孵化場(chǎng) 之 中。因此僅僅是 實(shí)現(xiàn) 了 孵化設(shè)備 的 機(jī)械化 和控制的 自動(dòng)化 還 不能滿足人們的需要。 所謂的 專家系統(tǒng)就是 把 不同品種的種蛋在環(huán)境不同 時(shí) 孵化所需的參數(shù) 全部 組合在一起，必要 的 時(shí) 候就會(huì) 自動(dòng)調(diào)用 ，同 4 時(shí) 把 在 孵化時(shí)可能 會(huì) 出現(xiàn)的故障現(xiàn)象和解決 的 措施 全部都 集成在里面， 在 必要 的時(shí)候能夠 指導(dǎo)使用者對(duì)故障 進(jìn)行 處理 ，它還能 對(duì)孵化 的 效果進(jìn)行 準(zhǔn)確的評(píng)估并且 指出其中的不足 之處 。 溫度檢測(cè)模塊方案分析 方案一 ： 使用熱敏電阻之類的器件 ，利用感溫效應(yīng)，將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上將被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。該器件采用Atmel 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。對(duì)于共陽(yáng)極的數(shù)碼管，內(nèi)部每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極被連在一起，成為該各段的公共選通線，發(fā)光二極管的陰極則成為段選線。液晶分子是介于固體和液體之間的一種棒狀結(jié)構(gòu)的大分子物質(zhì)，在自然形態(tài)，具有光學(xué)各向異性的特點(diǎn)，在電 (磁 )場(chǎng)作用下，呈各向同性特點(diǎn)。獨(dú)立式鍵盤(pán)電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 由于本系統(tǒng)只有四個(gè)按鍵，故選擇方案一，采用獨(dú)立式鍵盤(pán)。片上 Flash允許程序內(nèi)存在系統(tǒng)可程序設(shè)計(jì)，也適用于常規(guī)程序設(shè)計(jì)器。 圖 AT89S52 單片機(jī)方框圖 AT89S52 單片機(jī)引腳功能說(shuō)明 VCC（ 引腳 40）：電源。在 Flash 程序設(shè)計(jì)時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)代碼，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要外接上拉電阻。在只要 8 位地址時(shí)， P2 輸出鎖存器中的內(nèi)容。不是訪問(wèn)內(nèi)部存儲(chǔ)內(nèi)存時(shí) ， ALE 有一個(gè)時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 的正脈沖信號(hào)，它可以用在外部計(jì)數(shù)或者是時(shí)鐘信號(hào)，需要注意的是， 如果 訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)候， ALE 將跳過(guò)一個(gè)脈沖。 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用一般是以基本的最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)的， 最小系統(tǒng)雖然簡(jiǎn)單，但是卻是大多數(shù)控制系統(tǒng)所必不可少的關(guān)鍵部分。 本次設(shè)計(jì)所用石英晶體的振蕩頻率為 12MHZ，電容 C1， C2 常選為 20pF～ 40pF 之間 ， 本次 選用 30pF。 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 綜上，在本次設(shè)計(jì)中采用溫度傳感器 DS18B20 來(lái)測(cè)量溫度。 DS18B20 溫度傳感器是一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，在使用的時(shí)候不需要任何外圍組件，全部的傳感組件以及轉(zhuǎn)換電路都集成在一個(gè)形如三極管的集成電路中。計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將被重新裝入并且開(kāi)始對(duì)低溫系數(shù)晶振所產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行重新計(jì)數(shù)。 （ 2）延時(shí) 1us。 寫(xiě) 時(shí)序如圖 所示。對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用。當(dāng)線圈斷電后，電磁力消失，銜鐵就在彈簧的反作用力下返回原來(lái)的位 置，使常閉觸點(diǎn)釋放。本次設(shè)計(jì)的 系統(tǒng)程序包括主控制程序，鍵盤(pán)設(shè)置程序，溫度采集程序， LCD 顯示程序。溫度上下限設(shè)置開(kāi)始 初始化 設(shè)定溫度上下限 當(dāng)前溫度 低于下限 高于上限 N 啟動(dòng)加熱燈 報(bào)警 報(bào)警 關(guān)閉加熱燈 Y Y N 24 的 工作 流程如圖 所示。 為 了嚴(yán)格控制孵化箱 內(nèi) 的溫度，設(shè)定了上限溫度和下限溫度 ， 當(dāng)箱內(nèi)溫度超過(guò)上限溫度或低于下限溫度時(shí) ， 蜂鳴器 發(fā)出報(bào)警信號(hào) 。 經(jīng)過(guò)軟件仿真以后，在確定系統(tǒng)能夠正常工作以后，就可以實(shí)際搭建硬件電路了。 圖 具體功能 二 圖 具體 功能二 詳解： 確定了溫度上下限后， 按下確定鍵， 當(dāng) 箱內(nèi) 溫度小于溫度下限時(shí)，加熱燈 開(kāi)始工作 ， 蜂鳴器報(bào)警 ， 箱內(nèi) 溫度開(kāi)始上升 。 （ 3） 調(diào)試焊接完成的電路板，能夠?qū)崿F(xiàn)所需功能。 最后，衷心地感謝百忙之中審閱我的論文 的各位老師們， 在此表示深深的謝意 !祝愿母校蒸蒸日上，越辦越好。 sbit out=p0^3。 uchar outflag=0。 uint h=390。j110。 _nop_()。 }while(n)。//60240 delay(25)。 _nop_()。i8。 if(val==1) { DQ=1。 tmpamp。//跳過(guò) rom wrbyte(0x44)。 return(val)。 str[2]=table2[th%10]。 second_line[6]=xiaoshu。 RS=1。 RS=0。//顯示開(kāi)關(guān)，開(kāi)顯示，關(guān)光標(biāo)、閃爍 delay_ms(1)。 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 41 for(i=0。 if(up==0) { switch(count) { case 1:temp=h。 default:break。 temp=temp5。 setkey()。 xiaoshu=stra[2]。 stt[1]=table2[l%100/10]。 shi=stt[0]。 first_line[3]=ge。 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 43 downkey()。 break。 } 42 } void downkey()//按鍵減 { if(down==0) { delay_ms(20)。 h=temp。i++) { wrlcd_data(second_line[i])。 } //1062 顯示程序 void display() { uchar i。//8 位數(shù)據(jù)接口，兩行顯示， 5*7 點(diǎn)陣 delay_ms(1)。 RW=0。 RW=0。 str[3]=0x2e。 uchar str[5]。 init_ds18b20()。 wrbit(tmp)。 } else { delay(5)。 value|=ji。//15us 以內(nèi) DQ=1。 } //讀一位 uchar readbit(void) { bit s。 DQ=0。 _nop_()。 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 37 } //延時(shí) 15us void delay(uint n) { do { _nop_()。 uint temp=0。 uchar lcd0,lcd1,lcd2,lcd3。 sbit speak=p2^3。 sfr p2=0xa0。該設(shè)計(jì)還有許多需要完善的地方，例如可以 增加降溫系統(tǒng)，讓溫度在過(guò)高的時(shí)候可以快速的降下來(lái)，還可以 將測(cè)得的溫度通過(guò)單片機(jī)與 上位機(jī)進(jìn)行通信，讓客戶能夠通過(guò)上位機(jī) 對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控 。 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 31 圖 具體功能 三 圖 具體 功能三詳解：當(dāng) 箱內(nèi) 溫度 上升到 大于 溫度 上 限時(shí)，蜂鳴器 開(kāi)始報(bào)警 ，加熱器 停止 加熱， 然后 箱內(nèi) 溫度 開(kāi)始 下降 ， 當(dāng)箱內(nèi)溫度下降到小于溫度上限時(shí)，蜂鳴器停止報(bào)警。待電路焊接完整之后，就可以硬件調(diào)試了。 圖 蜂鳴器工作流程圖 溫度控制 工作流程 該部分軟件實(shí)現(xiàn)的功能是判定溫度是否在設(shè)定溫度上下限之間，若溫度 低于下限則啟動(dòng)燈泡加熱升溫 ， 若溫度 高于上限 ， 則燈泡 停止工作 。 溫度檢測(cè) 工作 流程 溫度檢測(cè) 的工作 流程如圖 所示。 圖 41 程序結(jié)構(gòu)框架圖 主程序模塊對(duì)子程序模塊進(jìn)行調(diào)用管理， 主程序 主要負(fù)責(zé)初始化 單片機(jī)的 I/O口 ，然后 等待鍵盤(pán)的按下， 在接受到鍵盤(pán)已按下的信號(hào)后 調(diào)用相應(yīng)的 程序模塊進(jìn)行處理，通過(guò) DS18b20 檢測(cè) 到孵化箱中的 實(shí)際溫度， 將其 與所設(shè)定的 上下限 值進(jìn)行比較，判斷 是否 報(bào)警 ， 然后 通過(guò)控制繼電器的通斷 與否達(dá)到 控制 孵化箱中 溫度的目的。 本次選用 松樂(lè)SRD05VDCSLC 繼電器 ，其 外形如圖 所示。由于光耦合輸入與輸出之間互 20 相隔離，而且電信號(hào)的傳輸具有單向性等特點(diǎn)，所以其具備良好的電絕緣性和抗干擾的能力。 這 種運(yùn)用方 式能加強(qiáng) DS18B20 的 抗干擾能力，保證它在工作時(shí)的穩(wěn)定性 。 （ 4）延時(shí) 4us（ 1～ 15us 內(nèi)） 。圖中所示的斜率累加器作用是修正和補(bǔ)償測(cè)溫過(guò)程中出現(xiàn)的非線性，其輸出是用來(lái)修正計(jì)數(shù)器 1 預(yù)置的值。芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示 。在測(cè)量溫度為 0～ 100 攝氏 度時(shí)，最大的線形偏差小于 1℃。 sw1（ set） 用來(lái)進(jìn)行移位 ,sw2(up)， sw3(down)進(jìn)行加減控制，用來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度上下限的設(shè)置， sw4(out)在溫度設(shè)置完成后進(jìn)行確定。是在程序調(diào)試的時(shí)候必須要用到的，用來(lái)測(cè)試程序與硬件是否正確。所謂的單片機(jī)最小系統(tǒng)，是指一個(gè)獨(dú)立可用的單片機(jī)最小配置系統(tǒng)。當(dāng) AT89S52 單片機(jī)讀取外部程序內(nèi)存指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期將會(huì)產(chǎn)生兩次 PSEN 有效信號(hào)， 也就是 輸出兩個(gè)用于選通的負(fù)脈沖。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外 。當(dāng)需要先輸入再輸出時(shí)，應(yīng)該在輸入前先置“ 1”。 GND（ 引腳 20）：接地。 AT89S52 單片機(jī)的引腳圖及方框圖 AT89S52 單片機(jī)具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容， 8k 字節(jié)在系統(tǒng)可程序設(shè)計(jì) Flash 內(nèi)存， 32 個(gè)可程序設(shè)計(jì) I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器， 1000 次擦寫(xiě)周期，8 個(gè)中斷源，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，全雙工串行通道，具有片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 綜上所述 ， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 方案二 ：選擇矩陣式鍵盤(pán) 矩陣式鍵盤(pán)由行線與列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上，分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端。提供三種控制接口，分別是 8 位微處理器接口， 4 位微處理器接口及串行接口。這兩種數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式是不同的。 方案二 ：選擇 AT89S52 單片機(jī) AT89S52 和 8051 系列單片機(jī)是完全兼容的，其芯片引腳和 51 單片機(jī)是一樣的，可直接進(jìn)行替換。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫組件，此組件線性度較好。 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)目的 設(shè)計(jì)一個(gè)孵化箱 溫度 調(diào)節(jié)器，溫度可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度變化時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。 在控制精度方面， 隨著孵化器容量的 不斷 增加 以 及 人們 對(duì)胚胎發(fā)育 過(guò)程 的 深入 研究，要求孵化控制器 也要有 越來(lái)越高的控制精度 的 。 本選題的發(fā)展 趨勢(shì) 隨著 國(guó)內(nèi)的 養(yǎng)殖業(yè) 逐漸 與世界接軌， 其中的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)越來(lái)越 激烈。這對(duì) 于 國(guó) 內(nèi) 孵化設(shè)備的研制 也 產(chǎn)生了 非常 深遠(yuǎn)的影響，許多 的 廠家從 引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備中 吸收技術(shù) 用來(lái) 改進(jìn)自己的 設(shè)備 ，很大程度上 提高 了國(guó)內(nèi)的 設(shè)計(jì)水平，經(jīng)過(guò) 這么多 年的發(fā)展，目前國(guó) 內(nèi) 己經(jīng) 有了一些 具有一定規(guī)模設(shè)計(jì)和制造的專業(yè)隊(duì)伍， 這些隊(duì)伍研制的孵化設(shè)備已經(jīng) 基本上 能夠 滿足國(guó) 內(nèi) 養(yǎng)禽業(yè)的需要。尤其是 這種 系統(tǒng) 的 成本 很 低，可以有效的 大大的 減少成本的投入， 以 獲得更高的利潤(rùn)。 甚至于在 孵化溫度低 到 ℃ 的 時(shí) 候 ，大多數(shù) 的 胚胎會(huì)死于 蛋 殼 之 內(nèi)。 temperature control III 目錄 1 緒論 ............................................................. 1 選題背景與研究意義 ......................................... 1 本選題的現(xiàn)狀及發(fā)展前景 ..................................... 2 本選題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 ..................................... 2 本選題的發(fā)展趨勢(shì) ..................................... 3 設(shè)計(jì)任務(wù) ................................