【正文】 性能都很穩(wěn)定，且該組件線形比較好。 在本次設(shè)計(jì)中，只使用了四個(gè)獨(dú)立按鍵。 復(fù)位電路： 由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成， 可以對(duì)單片機(jī)初始化，使單片機(jī)重新開始運(yùn)行，也可以在單片機(jī)程序出錯(cuò)時(shí)使系統(tǒng)正常工作。 所以熟悉單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)至關(guān)重要。 PSEN（引腳 29） ：外部程序內(nèi)存的讀選通。 P3 口 ： ～ (引腳 10～ 17)，是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，P3 口可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 電路。 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 11 P1 口 ： ～ (引腳 1～ 8)，是自帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口， P1 口可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 電路。接 ～ ,正常工作 時(shí)的 電壓 為 +5V。在單芯片上，由于擁有8 位 CPU 和在系統(tǒng)可程序設(shè)計(jì) Flash，讓 AT89S52 單片機(jī)為眾多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高并且價(jià)格便宜的解決方案。 系統(tǒng)原理及設(shè)計(jì)框圖 溫度傳感器從設(shè)備環(huán)境采集溫度，單片機(jī)獲取采集的溫度值 ，與 鍵盤輸入的溫度上 限 、下限進(jìn)行比較， 判斷是否啟動(dòng)繼電器以開啟加熱燈， 通過對(duì)加熱器的控制來對(duì)當(dāng)前溫度進(jìn)行調(diào)整。但每個(gè)按鍵需占用一根輸入線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，輸入口浪費(fèi)大，電路結(jié)構(gòu)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(chǎng)合。顯示可以顯示字母、數(shù)字符號(hào)、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(shù)碼管，則正好相反，內(nèi)部發(fā)光二極管的陰極接在一起，陽(yáng)極成為段選線。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍內(nèi)存組合在單個(gè)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(hào)全數(shù)字化，便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。引入孵化 的 專家系統(tǒng)能 更加 有效的減少孵化過程中 出現(xiàn) 錯(cuò)誤 ， 降低孵化過程的難度 ， 減輕孵化 管理人員的負(fù)擔(dān)以及 改善孵化效果等。孵化設(shè)備 發(fā)展的新方向 應(yīng) 該是 朝著 設(shè)備的智能化和人性化，同時(shí)還要 網(wǎng)絡(luò)化與 節(jié)能 化以及更 高 的 可靠性的方向發(fā)展 。 相對(duì)而言， 在這方面國(guó)內(nèi)可以說是比較 落后 的 ， 即使 有個(gè)別 的 廠家 已經(jīng) 推出了 該控制系統(tǒng) ，也 僅僅 處于起步 的階段， 并且其中的應(yīng)用也 非常少。 到了 80年代末至 90 年代初 的時(shí)候 ， 國(guó)內(nèi)的 養(yǎng)禽業(yè) 出現(xiàn)了 極大的發(fā)展， 這時(shí) 國(guó)內(nèi)孵化設(shè)備 對(duì)于當(dāng)時(shí)的情況來說， 已不能滿足 人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的 需要，于是 就有一些 大型 的 雞場(chǎng)開始從國(guó)外大量 的 引進(jìn) 一些 先進(jìn)的孵化設(shè)備。與 傳統(tǒng)的熱炕式 的 孵化 相比， 小雞 的 出殼率 會(huì) 更高。如果 孵化溫度偏低 的話 ，將會(huì)延長(zhǎng)種蛋的孵化 所需要的 時(shí)間，胚胎 的 發(fā)育 會(huì)變得很 遲緩，氣室 將會(huì) 增大， 導(dǎo)致 死亡率 上升 ，初生雛雞的 品質(zhì)降低 。 temperature sensor DS18B2。本文介紹了孵化 的 原理和條件、國(guó)內(nèi)外孵化設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展方向等方面的內(nèi)容，并參考了孵化行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來確定本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指標(biāo)， 然后進(jìn)行以單片機(jī)為核心的硬件電路設(shè)計(jì)。系統(tǒng) 具有 自動(dòng)報(bào)警的功能，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便。 孵化 時(shí) 如果出現(xiàn) 了 高溫 的現(xiàn)象 ，胚胎 的 發(fā)育 就 會(huì) 大大加 快，孵化期 將 會(huì)縮短， 導(dǎo)致 胚胎 的 死亡率 上升 ，初生 的 雛雞 品質(zhì)將會(huì)降低 。 由此可以看出， 對(duì)孵化箱內(nèi)的溫度 實(shí)現(xiàn) 精確 的 控制十分重要。而且 設(shè)備制造選用的材料都很 考究，制造 的工藝很高 ，操作 非常 簡(jiǎn)便，運(yùn)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(shè)備中 所 使用 到 的電子元器件的質(zhì)量 也需要提高 。 孵化場(chǎng)向大 規(guī)模，企業(yè)化 方向發(fā)展已經(jīng) 無可避免 。 專家系統(tǒng)的引入 也成為 影響孵化效果的 重要因素 ，根據(jù) 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(shí)間 長(zhǎng)短 有所不同 等 因素的影響下 ，孵化時(shí) 所需要的 參數(shù) 會(huì) 有所變化。 設(shè)計(jì)要求 （ 1） 溫度傳感器能檢測(cè)出當(dāng)前 孵化 箱內(nèi)溫度； （ 2） 當(dāng)前溫度與設(shè)定溫度能用 LCD 液晶屏顯示； （ 3） 可用鍵盤改變?cè)O(shè)定溫度； （ 4） 根據(jù)設(shè)定溫度，驅(qū)動(dòng)繼電器關(guān)閉 /打開電熱器來控制 箱內(nèi) 溫度； （ 5） 溫度控制誤差 ≤ ℃。 單片機(jī)控制模塊方案分析 方案一 ：選擇 AT89C51 單片機(jī) AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍 可程序設(shè)計(jì)可擦除只讀存儲(chǔ)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(shè)計(jì)選用方案二，采用 AT89S52 單片機(jī)控制。 其工作電壓低，功耗低，單色性好，響應(yīng)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(dú)立式鍵盤 獨(dú)立式鍵盤中，各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，每根輸入在線的按基于單片機(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與制作 7 鍵工作狀態(tài)不會(huì)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(hào)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(tǒng)電路圖 主 控制器 AT89S52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89S52 是一款低功耗、高性能的 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可程序設(shè)計(jì)的 Flash 內(nèi)存，能夠滿足設(shè)計(jì)需求，不需要對(duì)內(nèi)存進(jìn)行擴(kuò)展。 其引腳如圖 所示。對(duì) 其 寫“ 1”可作為高阻抗輸入 口 。在運(yùn)行中由輸出轉(zhuǎn)輸入時(shí)要在輸出前先置“ 1”。 ALE/PROG(引腳 30)：程序設(shè)計(jì)時(shí)的脈沖輸入端和地址鎖存使能端。 EA 端是高電平的時(shí)候， CPU 訪問的是內(nèi)部程序內(nèi)存。 AT89S52 內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器可以用于構(gòu)成內(nèi)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(jī)最小系統(tǒng) 鍵盤輸入電路 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，有時(shí)候往往只需要幾個(gè)功能鍵，就可以實(shí)現(xiàn)需要的功能，此時(shí)，可采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)。 圖 LCD 顯示電路 圖 溫度檢測(cè)電路 溫度傳感器 DS18B20 簡(jiǎn)介 本次設(shè)計(jì)選用的是數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20， 該芯片是美國(guó)的 DALLAS 公司生產(chǎn)的單總線式可程序設(shè)計(jì)數(shù)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(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫系數(shù)晶振所產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。 初始化時(shí)序如圖 所示。 讀 時(shí)序如圖 所示 。為了防止強(qiáng)電對(duì)弱電的影響，在單片機(jī)與繼電器之間加了光耦合進(jìn)行隔離。它實(shí)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(yùn)作的 “自動(dòng)開關(guān)”，在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換電路、安全保護(hù)等作用。報(bào)警系統(tǒng)控制電路如圖 所示。 按鍵控制工作流程 本次設(shè)計(jì)中加入能對(duì)溫度進(jìn)行設(shè)置的按鍵。 表 LCD1602 控制指令 溫度轉(zhuǎn)換 讀取溫度到緩沖區(qū) 開始 LCD 初始化 設(shè)置溫度上下限 返回 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 27 圖 LCD 顯示工作流程圖 LCD 顯示程序見附錄二。 在本 次 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，軟件仿真采用的是英國(guó) Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件 Protues。 系統(tǒng)整體硬件如圖 所示。以下是對(duì)這個(gè)簡(jiǎn)易孵化箱溫度控制系統(tǒng)的總結(jié)： （ 1）根據(jù)本次研究課題的需要， 確定了系統(tǒng)的各功能模塊及總體的設(shè)計(jì)方案 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)將 DS18B20 溫度傳感器檢測(cè)到的溫度信號(hào)與鍵盤輸入的溫度上下限進(jìn)行比較，判斷是否啟動(dòng)繼電器以開啟設(shè)備，從而控制加熱燈的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)孵化箱內(nèi)溫度的控制。在這里，我對(duì)任老師表示由衷的感謝，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師任老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度， 優(yōu)良的作風(fēng)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(gè)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(jī)的孵化箱溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)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(guān)，開顯示，關(guān)光標(biāo)、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(diào)試焊接完成的電路板，能夠?qū)崿F(xiàn)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(dāng)箱內(nèi)溫度小于溫度下限時(shí)，加熱燈開始工作，蜂鳴器報(bào)警，箱內(nèi)溫度開始上升。 經(jīng)過軟件仿真以后，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。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)。溫度上下限設(shè)置的工作流程如圖 所示。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序包括主控制程序，鍵盤設(shè)置程序，溫度采集程序， LCD 顯示程序。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的位 置，使常閉觸點(diǎn)釋放。對(duì)輸入、輸出 20 電信號(hào)有良好的隔離作用。 寫時(shí)序如圖 所示。 （ 2）延時(shí) 1us。計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將被重新裝入并且開始對(duì)低溫系數(shù)晶振所產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行重新計(jì)數(shù)。 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。 綜上，在本次設(shè)計(jì)中采用溫度傳感器 DS18B20 來測(cè)量溫度。 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 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。 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)開發(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。不是訪問內(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 訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)候， ALE 將跳過一個(gè)脈沖。在只要 8 位地址時(shí)， P2 輸出鎖存器中的內(nèi)容。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。 圖 AT89S52