【正文】 ................... 4 設(shè)計(jì)目的 ............................................. 4 工作任務(wù) ............................................. 4 設(shè)計(jì)要求 ............................................. 4 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ................................................. 5 模塊方案分析 ............................................... 5 溫度檢測(cè)模塊方案分析 ................................. 5 單片機(jī)控制模塊方案分析 ............................... 5 顯示模塊方案分析 ..................................... 6 鍵盤模塊方案分析 ..................................... 6 系統(tǒng)原理及設(shè)計(jì)框圖 ......................................... 7 3 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) ............................................... 8 主控制器 ................................................... 8 AT89S52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 .................................... 8 AT89S52 單片機(jī)的引腳圖及方框圖 ........................ 9 AT89S52 單片機(jī)引腳功能說明 ........................... 10 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................... 12 鍵盤輸入電路 .............................................. 13 顯示電路 .................................................. 14 溫度檢測(cè)電路 ............................................... 14 溫度傳感器 DS18B20 簡(jiǎn)介 .............................. 14 溫度傳感器 DS18B20 的工作原理 ........................ 16 溫度傳感器 DS18B20 的工作時(shí)序 ........................ 16 溫度傳感器 DS18B20 與單片機(jī)的連接 .................... 19 溫度控制電路 .............................................. 19 IV 報(bào)警電路 .................................................. 21 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ................................................... 22 程序的總體結(jié)構(gòu)框架 ......................................... 22 程序流程圖 ................................................ 22 主程序工作流程 ...................................... 22 按鍵控制工作流程 .................................... 23 溫度檢測(cè)工作流程 .................................... 24 顯示器工作流程 ...................................... 26 報(bào)警工作流程 ........................................ 27 溫度控制工作流程 .................................... 27 5 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................ 29 6 結(jié)論 ............................................................ 32 謝辭 .............................................................. 33 參考文獻(xiàn) .......................................................... 34 附錄一 ............................................................ 35 附錄二 ............................................................ 36 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 1 1 緒論 選題背景與研究意義 隨著 人們 生活水平的 不斷 提高，對(duì) 于 物質(zhì)生活的 要求 也 越來越高， 與之前的 幾十年相比， 在日常飲食方面 有了 非常 明顯的改善。合理地控制孵化溫度，不僅能提高出雛機(jī)率，而且還可以提高雛禽的健康質(zhì)量。通 過 單片機(jī)將由 DS18B20 檢測(cè)到的溫度與鍵盤輸入的溫度上、下限進(jìn)行比較， 然后 判斷是否啟動(dòng)繼電器 來 開啟加熱燈 ，從而 實(shí)現(xiàn)控制溫度的目的。 溫度是孵化 過程非常 重要的條件之一 ， 必須要 保證胚胎正常發(fā)育所需 要 的適宜溫度，才能獲得高 的 孵化率 以及高品質(zhì)的 雛雞 。另外，孵化過程中 在 不同時(shí)期 對(duì)于 孵化 的 溫度 要求又 有所不同， 因此 需要進(jìn)行 一些 微調(diào)。 尤其是在 最近 的 十多年 里，國(guó)外 的 孵化技術(shù)革新 ，其 中心環(huán)節(jié) 就 是 逐步的 完善孵化器的 可靠性以及其 自動(dòng)化程度，研制出 可以 改善孵化環(huán)境的 設(shè)備 和 能夠快速 報(bào)警裝置，其 鮮明 特 點(diǎn) 是設(shè)計(jì) 的 機(jī)型多樣化 ，各個(gè)零件都規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化，很多 部件 都能夠通用，還能使用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制 。但是 這些 產(chǎn)品的 安全 可靠性與國(guó)外 的 先進(jìn)水平 之間仍然 有 定的差距。為了滿足 那些 一般 的 養(yǎng)殖戶的需要， 節(jié)省他們的成本， 對(duì)孵化設(shè)備進(jìn)行研究 ， 改進(jìn) 其工作性能以及制造成本，這 會(huì)有很大的 社會(huì)效益和 前景 。公司的管理者 只需要 在辦公室內(nèi)就 可以 監(jiān)視和控制各 個(gè) 地 方 孵化場(chǎng)的運(yùn) 作 情況，甚至 他們可以 了解 到 每 一 臺(tái)孵化設(shè)備的運(yùn) 作 情況， 還 可以在世界各地通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)在其他地方 的孵化設(shè)備進(jìn)行 實(shí)時(shí) 監(jiān)控。 工作任務(wù) （ 1） 設(shè)計(jì)方案 ； （ 2） 硬件選項(xiàng) ； （ 3） 硬件電路設(shè)計(jì) ； （ 4） 軟件設(shè)計(jì) ； （ 5） 系統(tǒng)調(diào)試和演示 。 比較以上兩種方案，本次設(shè)計(jì)選用方案二，采用溫度傳感器 DS18B20。 89 系列單片機(jī)內(nèi)含 Flash 內(nèi)存，因此在系統(tǒng)的開發(fā)過程可以十分容易的進(jìn)行程序修改，反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期，同時(shí)可以保證用戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)，兩者價(jià)格接近。當(dāng)需要點(diǎn)亮共陰極數(shù)碼管的一段時(shí)，公共段需要接低電平，該段的段選線接高電平，該段被點(diǎn)亮。 比較以上兩種方案，本次設(shè)計(jì)選用方案二，采用 LCD 顯示。這一點(diǎn)是識(shí)別矩陣式是否被按下的關(guān)鍵所在。孵化箱 溫度 控制系統(tǒng)電路如圖 所示。AT89S52 單片機(jī)有 40 個(gè)引腳 。 P0 口 ： ～ (引腳 39～ 32)，是一組 8 位并行 I/O 口，也可作為地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，作為輸出口用時(shí)，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 電路，是準(zhǔn)雙向口，需要外接上拉電阻。 表 P1 口引腳第二功能 引腳 第二功能 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入 T2 再裝入觸發(fā)及方向控制 MOSI MISO SCK P2 口 ： ～ (引腳 21～ 28)，是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，P2 口可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 電路。當(dāng)振蕩工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平使單片機(jī)復(fù)位。欲使 CPU 訪問外部程序內(nèi)存， EA 端必須是低電平（接地）。在單片機(jī)系統(tǒng)里，晶振電路的作用非常大，它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)工作所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)執(zhí)行一切指令都建立在這個(gè)基礎(chǔ)上，晶振所提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。最小系統(tǒng)電路 如圖 所示。 其電路如圖 所示。 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 15 圖 溫度芯片 DS18B20 外形 及管腳 DS18B20 引腳定義： （ 1） GND—接地端 ； （ 2） DQ—數(shù)據(jù)輸入 /輸出端。預(yù)置計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器在溫度 55℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)值。 DS18B20 初始化： （ 1） 將數(shù)據(jù)線拉到低電平“ 0” ； （ 2） 延時(shí) 600us（時(shí)間范圍為 480～ 960us） ； （ 3） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平“ 1”， DS18B20 檢測(cè)到上升沿后會(huì)發(fā)送存在脈沖 ； （ 4） 延時(shí) 45us（如果初始化成功，那么在 15～ 60us 之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由 DS18B20所返回的低電平“ 0”） ； （ 5） 讀取存在的信號(hào) ； （ 6）延時(shí)（ 450us）， 讓 ds18b20 釋放總線，避免影響到下一步的操作 ； （ 7） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“ 1” 釋放總線 后結(jié)束。 （ 7）延時(shí) 75us(60us 以上 )。 即對(duì)被控對(duì)象在死循環(huán)控制系統(tǒng)中實(shí)施控制。它具有控制系統(tǒng)（輸入回路）和被控制系統(tǒng)（輸出回路）之間互動(dòng)關(guān)系的能力，一般運(yùn)用在自動(dòng)控制的電路中。 報(bào)警 電路 本次設(shè)計(jì)的 報(bào)警系統(tǒng)采用的是 壓電式 蜂鳴器，當(dāng)溫度高于溫度上限或者低于溫度下限的時(shí)候，單片機(jī)引腳為低電平，三極管導(dǎo)通，從而使蜂鳴器工作，當(dāng)溫度在設(shè)定的溫度范圍內(nèi) 時(shí) ，單片機(jī)引腳為高電平，三極管截止，蜂鳴器停止工作。 主程序 鍵盤設(shè)置 溫度檢測(cè) 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 圖 主程序 工作 流程圖 主控制程序見附錄 二 。其控制指令如下表 所示 ， LCD 顯示 工作 流程如圖 所示。 開始 當(dāng)前溫度 蜂鳴器工作 溫度高于上限 溫度低于下限 28 圖 溫度控制工作 流程 圖 開始 當(dāng)前溫度 溫度高于上限 溫度低于下限 關(guān)閉加熱燈 啟動(dòng)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 29 5 系統(tǒng) 調(diào)試 一個(gè) 完整 系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須經(jīng)過軟件仿真， 然 后搭建硬件電路，然后在硬件電路上 進(jìn)行 調(diào)試，直到硬件系統(tǒng)成功運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)調(diào)試情況如下。由于本人理論水平有限和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中必然存在一定的缺點(diǎn)和不足，相信在今后的日子里，通過對(duì)孵化箱溫度控制系統(tǒng)的深入了解，必然能對(duì)本系統(tǒng)做進(jìn)一步的改善，使其更加完善。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，老師對(duì)我的課題的 設(shè)計(jì)、實(shí)施和論文的 撰 寫等進(jìn)行了細(xì)致的指導(dǎo)，傾注了大量的心血。 sbit set=p0^0。 sbit RW=p3^6。 uchar code table1[]={0x30,0x30,0x31,0x31,0x32,0x33,0x33,0x34,0x35,0x35,0x36, 0x36, 0x37,0x38,0x38,0x39}。 for(i=0。_nop_()。_nop_()。 delay(3)。 DQ=0。//60 以上 38 return(s)。 } //寫一位 void wrbit(uchar val) { DQ=0。 for(i=0。 init_ds18b20()。//讀暫存器 tl=readbyte()。 lcd0=str[0]。 xiaoshu=str[4]。 E=1。 E=1。 wrlcd_(0x06)。i16。 if(count2) count=1。 temp=temp+5。 h=temp。 } } void outkey()//確定鍵 { if(out==0) { delay_ms(20)。 stra[2]=table2[h%10]。 case 2: upkey()。 first_lin