【文章內(nèi)容簡介】 LED 數(shù)碼管可分為共陽極和共陰極兩種 ， 共陽極就是把所有 LED的陽極連接到共同的接點(diǎn) ，而每個 LED的陰極分別為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g及dp（小數(shù)點(diǎn)）；同樣的，共陰極就是把所有 LED 的陰極連接到共同的接點(diǎn) ，而每個 LED的陽極分別為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g及 dp（小數(shù)點(diǎn)） 。 溫室溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計 硬件設(shè)計 11 鍵盤掃描 圖 是鍵盤掃描的電路圖 ， 其中 74922[10]是鍵盤掃描 IC。 鍵盤掃描電路的原理是，將鍵盤接在一個鍵盤掃描 IC 74922上，當(dāng)在鍵盤上按下鍵時，相關(guān)的鍵碼將通過 74922的 A、 B、 C、 D口線傳遞給 AT89C51 單片機(jī)。 圖 鍵盤掃描電路 鍵盤 本鍵盤采用電話式鍵盤，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。鍵盤是接在鍵盤掃描 IC 74922（上圖 ）上面的，鍵盤的輸入通過 74922 的 X1—— X4和 Y1—— Y4輸入。 X1 X2 X3 Y1 溫室溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計 硬件設(shè)計 12 圖 電話式鍵盤 但鑒于鍵盤掃描 IC為 4*4形式，以下鍵盤編碼每行后面都有 0FFH，以配合硬件使用。 按鍵 及分別對應(yīng)的 鍵盤編碼如 表 3所示： 表 3 鍵盤編碼 按鍵 1 2 3 4 5 6 對應(yīng) 編碼 01H 02H 03H 04H 05H 06H 按鍵 7 8 9 * 0 對應(yīng) 編碼 07H 08H 09H 0AH 00H OBH 鍵盤掃描芯片 鍵盤掃描芯片 74922 的圖形如圖 。鍵盤掃描 IC 74922的 工作過程是這樣的： X1—— X4接鍵盤的行， Y1—— Y4接鍵盤的列，按鍵信息由這幾個口輸入，由A、 B、 C、 D四個口輸出到 P3口 的低四位，再通過 P1口經(jīng)過譯碼 IC顯示在 LED上。鍵盤掃描芯片不斷查詢是否有按鍵輸入，當(dāng)查詢到有按鍵時， DA 置 1， 同時執(zhí)行相應(yīng)的程序，比較溫度是否超出上、下限，進(jìn)而決定是加熱還是降溫。 WP 型溫室加熱器 如圖 ， 在 AT89C51的 ， 將加熱器接在 此 繼電器上。需要 提高溫度 時，單片機(jī)控制 ，使之置 1， 進(jìn)而 控制加熱器加 熱 。 傳統(tǒng)的空氣 對流加熱系統(tǒng)，通過反復(fù)循環(huán)，重復(fù)加熱冷空氣，加熱空氣時自上而下，先加熱溫室的上層，然而地板處在最后，所以很難加熱，因此十分耗費(fèi)能量。WP型溫室加熱器是從下至上進(jìn)行加熱的。溫室中的物體和地面由表面吸收熱量，同時又向四周的空氣輻射，從而保持整個空間很暖和，這種方式，可以節(jié)約能量并減少運(yùn)行費(fèi)用。 WP型溫室加熱器具有如下特點(diǎn)： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 0 Y2 Y3 Y4 溫室溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計 硬件設(shè)計 13 (1) 高效節(jié)能。本產(chǎn)品消耗的能量比鍋爐供暖減少 25%，比傳統(tǒng)煤爐降低 40%以上 ,從而大大降低了加熱運(yùn)行成本。 (2) 傳熱效率高。產(chǎn)品由于采用了高科技熱超導(dǎo)技術(shù)，升溫速度特別快。 (3) 投資成本低廉。與傳統(tǒng)的利用鍋爐干燥方式相比，省去了專用鍋爐房、水處理、水分析、管道、閥門、換熱器等設(shè)施，投資減少近一半，因而價格便宜。 (4) 本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、使用壽命長。 WP型溫室加熱器特別適合寒冷地區(qū)各類蔬菜溫室大棚、花房、家禽動物養(yǎng)殖場等需要加熱保溫的場所。在溫室加熱器充分保證棚溫室適宜溫度后，選擇附加值高的蔬菜、花卉必將切實(shí)提高廣大用戶的經(jīng)濟(jì)效益。 降溫模塊 如圖 所示，在 AT89C51 的 口上接一個繼電器 ,將降溫風(fēng)扇接在此繼電器上。需要降溫時，單片機(jī)控制 ，使之置 1，進(jìn)而控制降溫風(fēng)扇降溫。 當(dāng)室內(nèi)溫度較高需要降溫時，就要用到降溫模塊了。在此處的溫室中，降溫模塊包含了兩個部分： (1) 自然通風(fēng) 由于這里的溫室 周圍和頂層留了通風(fēng)窗（側(cè)窗與天窗），故可以采用自然通風(fēng)的方式來降溫。當(dāng)室內(nèi)溫度由于日照而提高時，熱空氣會因密度降低而上浮，由天窗溢出，而外界空氣由側(cè)窗流入造成對流，溫度差異愈大時其流速愈快。自然通風(fēng)在冬天效果最好，因為此時內(nèi)外空氣的溫差最大。由于空氣溫差，可使屋頂排氣孔成為絕佳的出氣口，側(cè)面排氣孔則成為絕佳的進(jìn)氣口。當(dāng)天氣很熱時，內(nèi)外的空氣溫差就很 小，甚至不存在。事實(shí)上，當(dāng)最需要通風(fēng)的時候往往是自然通風(fēng)最小的時候。若通風(fēng)是外界風(fēng)所引起，則較溫暖的地區(qū)，使用自然通風(fēng)會有較佳的效果。 (2) 機(jī)械 通風(fēng) 機(jī)械式通風(fēng)一般指的是使用降溫風(fēng)扇等降溫設(shè)備將溫室內(nèi)的熱空氣強(qiáng)制抽出，同時由于壓差而將大氣吸入，達(dá)到通風(fēng)的效果。這個方案需要維持適當(dāng)?shù)臍饷苄?，才能使空氣由進(jìn)氣口進(jìn)，由排氣風(fēng)機(jī)出；但是也因為氣密而容易有熱累積的現(xiàn)象，是以在設(shè)計上需注意通風(fēng)量的大小，至少其降溫效果要優(yōu)于自然通風(fēng)，即要比在同一地點(diǎn)采用側(cè)窗配合天窗的溫室的降溫效果要好。利用風(fēng)扇在溫室內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓的強(qiáng)行 通風(fēng)方式比自然通風(fēng)系統(tǒng)可靠 ， 通常將通風(fēng)率設(shè)計為每一分鐘一個溫室體積 (1 AC, Air Change)的通氣風(fēng)量率 。 一間 10m x 33m 的溫室大約需 700 m3/min的通氣風(fēng)量率。由１ kW 馬達(dá)帶動的風(fēng)機(jī)（系統(tǒng)負(fù)壓為 厘米水柱）可提供此風(fēng)量率。若風(fēng)扇以平均每天消耗 1元計算，則業(yè)者每月每平方米溫室面積的電費(fèi)應(yīng)為 1元。電費(fèi)會隨季溫室溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計 硬件設(shè)計 14 節(jié)、作物種類和地理位置的不同而有所差異。由于這種降溫方法需要耗電，相比于自然通風(fēng)，這是它的缺點(diǎn)。 在這個溫室大棚中，運(yùn)用的是自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式。當(dāng)需要降溫的幅度不大 時，則打開天窗和側(cè)窗，利用自然通風(fēng)來降溫，這樣既可達(dá)到很好的降溫效果，又節(jié)省了開支。而當(dāng)要降溫的幅度偏高或者自然條件下不適合用自然通風(fēng)降溫時，就采取機(jī)械通風(fēng)的方式來降溫。當(dāng)然，在自然條件允許的條件下，采用自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的降溫方式可以達(dá)到更好的降溫效果。 溫室溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計 軟件設(shè)計 15 3 軟件設(shè)計 本系統(tǒng)的工作流程是，操作人員可以從鍵盤上輸入要設(shè)定的溫度值。當(dāng)此溫度值與當(dāng)前溫度不同時，單片機(jī)控制系統(tǒng)采取調(diào)節(jié)的動作。當(dāng)設(shè)定溫度大于測定溫度時，則使加熱器工作；當(dāng)設(shè)定溫度小于測定溫度時，則開啟降溫風(fēng)扇。此程序流程包括 4 個部分。 第一部分是主程序，它描述的是程序的總體結(jié)構(gòu)；第二部分是定時器 T0的描述，它的功能是將實(shí)際溫度和設(shè)定的溫度比較，再作出相應(yīng)的動作；第三部分是鍵盤掃描部分 ； 第四部分是顯示部分 ， 用于顯示溫度值（系統(tǒng)總程序見附錄 2）。 主程序 主程序流程圖如圖 ： 圖 主程序 本溫度控制系統(tǒng)的總體設(shè)計思路見圖 的主程序流程圖，系統(tǒng)采用溫度傳感器 AD590 采集溫度數(shù)據(jù)，再由 ADC0804 模數(shù)轉(zhuǎn)換器將溫度轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可以處理的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)將溫度總 體控制在 20℃到 30℃之間，并且可以通過鍵盤輸入要設(shè)定的溫度值，并通過 7段數(shù)碼管顯示出來。在整個系統(tǒng)的運(yùn)行期間，有一個定時器 T0中斷 每隔 20ms掃描一次 ， 用于 當(dāng)前溫度與設(shè)定溫度的比較 ， 然后發(fā)出加溫或降溫的命令。程序代碼如下： ORG 00H JMP START ORG 0BH JMP TIM0 。定時器 T0中斷子程序 START: MOV TMOD,01H 。選擇 TIMER0， MODE1 MOV TH0,60 MOV TL0,76 SETB TR0 。啟動定時器 T0 MOV IE,82H MOV R4,09H 。(30H)(38H)寄存器 MOV R0,30H Y N Y N 開始 系統(tǒng)初始化 A/D轉(zhuǎn)換 判斷有無按鍵？ A/D 轉(zhuǎn)換完成否？ 顯示 按鍵程序 溫室溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計 軟件設(shè)計 16 CLEAR: MOV @R0,00H 。清除 RAM(30H)(38H) DJNZ R4,CLEAR MOV A,00H MOV DPTR,TABLE1 MOVC A,@A+DPTR MOV 34H,A 。(34H)為上限溫度 30度 MOV A,01H MOV DPTR,TABLE1 MOVC A,@A+DPTR MOV 35H,A 。(35H)為下限溫度 20度 MOV 36H,0FFH 。(36H)為存儲的舊溫度值 START0: MOVX @R0,A 。 /WR=0,ADC0804 開始轉(zhuǎn)換 WAIT: JB ,KEYIN 。 =1 表示有按鍵，轉(zhuǎn)往按鍵子程序 JB ,ADC 。檢測 ADC0804轉(zhuǎn)換完成否？ =1， 。 則完成 JMP WAIT ADC: MOVX A,@R0 。將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送入累加器 MOV 37H,A 。溫度的比較。將現(xiàn)溫度值存入 37H CLR C SUBB A,36H ?，F(xiàn)溫度值減去舊溫度寄存器的值 JC TDOWN TUP: MOV A,37H 。將現(xiàn)溫度值存入 A CLR C SUBB A,34H 。與上限溫度作比較 JNC POFF 。C=0 表示比上限溫度大，必須停止加熱 JMP LOOP PON: CLR JMP START0 POFF: SETB 。繼電器不動作，即停止加熱 JMP LOOP TDOWN: MOV A,37H 。將現(xiàn)溫度值存入 A CLR C SUBB A,35H 。與下限溫度作比較 JC PON 。C=1 表示比下限溫度小，須加熱 JMP LOOP 溫室溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計 軟件設(shè)計 17 LOOP: MOV 36H,37H 。將現(xiàn)溫度值存入 36H中 CLR A MOV R4,0FFH 。延遲 DJNZ R4,$ CALL L1 。二 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序 MOV 21H,10H 。顯示延遲 NOV R1,30H DISP1: CALL DISP 。溫度值的顯示 DJNZ 21H,DISP1 JMP START0 定時器 T0 中斷 定時器 T0 中斷的工作流程如圖 所示。當(dāng)定時器 T0 發(fā)生中斷時，就將按鍵輸入的設(shè)定的溫度值與當(dāng)前的溫度值比較。當(dāng)輸入的溫度值大于當(dāng)前測定 的溫度值，單片機(jī)就控制加熱器加熱；當(dāng)設(shè)定的溫度值小于當(dāng)前測定的溫度值，就開啟降溫風(fēng)扇。 N