【正文】 性能都很穩(wěn)定，且該組件線形比較好。 在本次設計中，只使用了四個獨立按鍵。 復位電路： 由電容串聯電阻構成， 可以對單片機初始化，使單片機重新開始運行，也可以在單片機程序出錯時使系統正常工作。 所以熟悉單片機的最小應用系統至關重要。 PSEN（引腳 29） ：外部程序內存的讀選通。 P3 口 ： ～ (引腳 10～ 17)，是一組帶有內部上拉電阻的 8 位準雙向 I/O 口，P3 口可驅動 4 個 TTL 電路。 基于單片機的孵化箱溫度調節(jié)器的設計與制作 11 P1 口 ： ～ (引腳 1～ 8)，是自帶內部上拉電阻的 8 位準雙向 I/O 口， P1 口可驅動 4 個 TTL 電路。接 ～ ,正常工作 時的 電壓 為 +5V。在單芯片上，由于擁有8 位 CPU 和在系統可程序設計 Flash，讓 AT89S52 單片機為眾多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高并且價格便宜的解決方案。 系統原理及設計框圖 溫度傳感器從設備環(huán)境采集溫度，單片機獲取采集的溫度值 ，與 鍵盤輸入的溫度上 限 、下限進行比較， 判斷是否啟動繼電器以開啟加熱燈， 通過對加熱器的控制來對當前溫度進行調整。但每個按鍵需占用一根輸入線，在按鍵數量較多時，輸入口浪費大，電路結構顯得很繁雜，故此種按鍵適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。顯示可以顯示字母、數字符號、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能。而共陰極數碼管，則正好相反，內部發(fā)光二極管的陰極接在一起，陽極成為段選線。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍內存組合在單個芯片中， Atmel 的 AT89C51 是一種高效微控制器。 方案二 ： 使用溫度傳感器 DS18B20， 輸出信號全數字化，便于單片機處理及控制，省去傳統的測溫方法的很多外圍電路。引入孵化 的 專家系統能 更加 有效的減少孵化過程中 出現 錯誤 ， 降低孵化過程的難度 ， 減輕孵化 管理人員的負擔以及 改善孵化效果等。孵化設備 發(fā)展的新方向 應 該是 朝著 設備的智能化和人性化，同時還要 網絡化與 節(jié)能 化以及更 高 的 可靠性的方向發(fā)展 。 相對而言， 在這方面國內可以說是比較 落后 的 ， 即使 有個別 的 廠家 已經 推出了 該控制系統 ，也 僅僅 處于起步 的階段， 并且其中的應用也 非常少。 到了 80年代末至 90 年代初 的時候 ， 國內的 養(yǎng)禽業(yè) 出現了 極大的發(fā)展， 這時 國內孵化設備 對于當時的情況來說， 已不能滿足 人們日益增長的 需要，于是 就有一些 大型 的 雞場開始從國外大量 的 引進 一些 先進的孵化設備。與 傳統的熱炕式 的 孵化 相比， 小雞 的 出殼率 會 更高。如果 孵化溫度偏低 的話 ，將會延長種蛋的孵化 所需要的 時間，胚胎 的 發(fā)育 會變得很 遲緩，氣室 將會 增大， 導致 死亡率 上升 ，初生雛雞的 品質降低 。 temperature sensor DS18B2。本文介紹了孵化 的 原理和條件、國內外孵化設備的現狀及發(fā)展方向等方面的內容，并參考了孵化行業(yè)的技術標準來確定本系統的設計 指標， 然后進行以單片機為核心的硬件電路設計。系統 具有 自動報警的功能，電路結構簡單，控制方便。 孵化 時 如果出現 了 高溫 的現象 ，胚胎 的 發(fā)育 就 會 大大加 快，孵化期 將 會縮短， 導致 胚胎 的 死亡率 上升 ，初生 的 雛雞 品質將會降低 。 由此可以看出， 對孵化箱內的溫度 實現 精確 的 控制十分重要。而且 設備制造選用的材料都很 考究，制造 的工藝很高 ，操作 非常 簡便，運作 的 程序完善， 非常安全。其控制的精 度 以 及穩(wěn)定性 都 有待提高，孵化設備中 所 使用 到 的電子元器件的質量 也需要提高 。 孵化場向大 規(guī)模，企業(yè)化 方向發(fā)展已經 無可避免 。 專家系統的引入 也成為 影響孵化效果的 重要因素 ，根據 在 不同 的 季節(jié) 以及 不同 的環(huán)境 還有 種蛋品種的不同 ， 以及 這些 種蛋保存 的時間 長短 有所不同 等 因素的影響下 ，孵化時 所需要的 參數 會 有所變化。 設計要求 （ 1） 溫度傳感器能檢測出當前 孵化 箱內溫度； （ 2） 當前溫度與設定溫度能用 LCD 液晶屏顯示； （ 3） 可用鍵盤改變設定溫度； （ 4） 根據設定溫度，驅動繼電器關閉 /打開電熱器來控制 箱內 溫度； （ 5） 溫度控制誤差 ≤ ℃。 單片機控制模塊方案分析 方案一 ：選擇 AT89C51 單片機 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍 可程序設計可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS 8 位微處理器。 比較以上兩種方案，本次設計選用方案二，采用 AT89S52 單片機控制。 其工作電壓低，功耗低，單色性好，響應速度快，體積小，抗振性能 和抗沖擊性能好 。 鍵盤模塊方案分析 方案一 ：選擇獨立式鍵盤 獨立式鍵盤中，各按鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線，每根輸入在線的按基于單片機的孵化箱溫度調節(jié)器的設計與制作 7 鍵工作狀態(tài)不會影響其它輸入在線的工作狀態(tài)。因此，各按鍵彼此將相互影響，所以必須將行、列線信號配合起來并作適合的處理，才能確定閉合鍵的位置。 圖 孵化箱溫度控制系統電路圖 主 控制器 AT89S52 單片機簡介 AT89S52 是一款低功耗、高性能的 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統可程序設計的 Flash 內存，能夠滿足設計需求，不需要對內存進行擴展。 其引腳如圖 所示。對 其 寫“ 1”可作為高阻抗輸入 口 。在運行中由輸出轉輸入時要在輸出前先置“ 1”。 ALE/PROG(引腳 30)：程序設計時的脈沖輸入端和地址鎖存使能端。 EA 端是高電平的時候， CPU 訪問的是內部程序內存。 AT89S52 內部有一個高增益反相放大器可以用于構成內部振蕩器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出埠。 圖 單片機最小系統 鍵盤輸入電路 在單片機控制系統中，有時候往往只需要幾個功能鍵，就可以實現需要的功能，此時，可采用獨立式按鍵結構。 圖 LCD 顯示電路 圖 溫度檢測電路 溫度傳感器 DS18B20 簡介 本次設計選用的是數字式溫度傳感器 DS18B20， 該芯片是美國的 DALLAS 公司生產的單總線式可程序設計數字溫度傳感器。用于寄生電源下，可以向芯片提供電源 ； （ 3） VDD —可選擇的電源引腳。計數器 1 對低溫系數晶振所產生的脈沖進行減法計數。 初始化時序如圖 所示。 讀 時序如圖 所示 。為了防止強電對弱電的影響，在單片機與繼電器之間加了光耦合進行隔離。它實際上就是一種用較小的電流和較低的電壓去控制大電流與較高的電壓的運作的 “自動開關”，在電路中起著自動調節(jié)、轉換電路、安全保護等作用。報警系統控制電路如圖 所示。 按鍵控制工作流程 本次設計中加入能對溫度進行設置的按鍵。 表 LCD1602 控制指令 溫度轉換 讀取溫度到緩沖區(qū) 開始 LCD 初始化 設置溫度上下限 返回 基于單片機的孵化箱溫度調節(jié)器的設計與制作 27 圖 LCD 顯示工作流程圖 LCD 顯示程序見附錄二。 在本 次 系統的設計過程中，軟件仿真采用的是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件 Protues。 系統整體硬件如圖 所示。以下是對這個簡易孵化箱溫度控制系統的總結： （ 1）根據本次研究課題的需要， 確定了系統的各功能模塊及總體的設計方案 ：單片機將 DS18B20 溫度傳感器檢測到的溫度信號與鍵盤輸入的溫度上下限進行比較，判斷是否啟動繼電器以開啟設備，從而控制加熱燈的狀態(tài)，實現對孵化箱內溫度的控制。在這里，我對任老師表示由衷的感謝，我的畢業(yè)設計指導老師任老師嚴謹治學的態(tài)度， 優(yōu)良的作風深深影響著我 ，不僅讓我掌握了通用的研究方法，還使我明白了許多為人處事的道理，這些都讓我受益匪淺，終身難忘。 sbit up=p0^1。 sbit E=p3^7。 uchar code table2[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39}。iz。 _nop_()。 _nop_()。//1560us flag=DQ。 _nop_()。 } //讀一個字節(jié) uchar readbyte(void) { uchar i,j,value=0。 _nop_()。i8。 delay(7)。 th=readbyte()。 str[1]=table2[th/10]。 second_line[3]=shi。 delay_ms(1)。 delay_ms(1)。//輸入方式選擇 delay_ms(1)。i++) { 基于單片機的孵化箱溫度調節(jié)器的設計與制作 41 wrlcd_data(first_line[i])。 } while(set==0)。 l=temp。 break。 if(out==0) { outflag=1。 shi=stra[0]。 downkey()。 first_line[12]=ge。 tchange()。 break。 stt[1]=table2[l%100/10]。 xiaoshu=stra[2]。 setkey()。 temp=temp5。 default:break。 if(up==0) { switch(count) { case 1:temp=h。 for(i=0。//顯示開關，開顯示，關光標、閃爍 delay_ms(1)。 RS=0。 RS=1。 second_line[6]=xiaoshu。 str[2]=table2[th%10]。 return(val)。//跳過 rom wrbyte(0x44)。 tmpamp。 if(val==1) { DQ=1。i8。 _nop_()。//60240 delay(25)。 }while(n)。 _nop_()。j110。 uint h=390。 uchar outflag=0。 sbit out=p0^3。 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。 （ 3）調試焊接完成的電路板，能夠實現所需功能。 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，當箱內溫度小于溫度下限時，加熱燈開始工作，蜂鳴器報警，箱內溫度開始上升。 經過軟件仿真以后，在確定系統能夠正常工作以后，就可以實際搭建硬件電路了。為了嚴格控制孵化箱內的溫度，設定了上限溫度和下限溫度，當箱內溫度超過上限溫度或低于下限溫度時，蜂鳴器發(fā)出報警信號。溫度上下限設置的工作流程如圖 所示。本次設計的系統程序包括主控制程序，鍵盤設置程序，溫度采集程序， LCD 顯示程序。當線圈斷電后，電磁力消失，銜鐵就在彈簧的反作用力下返回原來的位 置，使常閉觸點釋放。對輸入、輸出 20 電信號有良好的隔離作用。 寫時序如圖 所示。 （ 2）延時 1us。計數器 1 的預置將被重新裝入并且開始對低溫系數晶振所產生的脈沖進行重新計數。 DS18B20 溫度傳感器是一種改進型智能溫度傳感器，在使用的時候不需要任何外圍組件，全部的傳感組件以及轉換電路都集成在一個形如三極管的集成電路中。 綜上，在本次設計中采用溫度傳感器 DS18B20 來測量溫度。 獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結構簡單。 本次設計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。 AT89S52 單片機最小系統設計 單片機開發(fā)系統的應用一般是以基本的最小系統為基礎的， 最小系統雖然簡單，但是卻是大多數控制系統所必不可少的關鍵部分。不是訪問內部存儲內存時 ， ALE 有一個時鐘振蕩頻率的 1/6 的正脈沖信號，它可以用在外部計數或者是時鐘信號，需要注意的是， 如果 訪問外部數據存儲器的時候， ALE 將跳過一個脈沖。在只要 8 位地址時， P2 輸出鎖存器中的內容。在 Flash 程序設計時， P0 口接收指令字節(jié)代碼，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要外接上拉電阻。 圖 AT89S52