【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 REST91011121314151617XTAL218XTAL119GND20U1 AT89S51S1R10200R1410KC122uFVCC12MHz30pFC3 30pFC2圖 27 CPU 最小系統(tǒng)圖 8 第 3章 溫度控制 輸入輸出接口電路 設(shè)計(jì) 溫度 傳感器的選擇 傳統(tǒng)的模擬式溫度傳感器，如熱電阻、熱敏電阻，在一些溫度范圍內(nèi)線性不好，需要經(jīng)行冷端補(bǔ)償或引線補(bǔ)償；集成模擬溫度傳感器與之相比，具有靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且它還將驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)處理電路以及需要的邏輯控制電路集成在單片 IC 上，有尺寸小，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。常見的模擬溫度傳感器有 LM391 LM33 LM4 AD22103 電壓輸出型、 AD590 電流輸出型。經(jīng)比較，本設(shè)計(jì)的溫度傳感器選用 AD590。 AD590 是電流輸出型的集成溫度傳感器，具有測(cè)溫誤差小、動(dòng)態(tài)阻抗高、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等優(yōu)點(diǎn)，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。其工作電壓范圍較寬（ 4～ 30 V），測(cè)溫范圍為－ 55～ 150 ℃，輸出電阻較大，長(zhǎng)導(dǎo)線上的壓降一般不影響測(cè)量精度，因此不需要專門的溫度補(bǔ)償電路。流過(guò) AD590 的電流等于所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度系數(shù)。 它只需要一個(gè)電源即可實(shí)現(xiàn)溫度到電流的線性變換，然后再終端使用一只取樣電阻，即可實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換。它使用方便，并且具有較高的精度。 下 圖為 AD590 的基本應(yīng)用電路。 圖 31 AD590 的 基本應(yīng)用電路 9 溫度 檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換器選擇 由于溫度是一種模擬信號(hào)，則由信號(hào)采集電路采集的信號(hào)是一種模擬信號(hào)，而且頻率很低，但是單片機(jī)所識(shí)別的是具有高低電位的數(shù)字信號(hào)，這就要求在信號(hào)處理中必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)從而輸出給單片機(jī)處理。 ADC0809 是采樣分辨率為 8 位的、以逐次逼近原理進(jìn)行的 A/D 轉(zhuǎn)換器件。內(nèi)有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。它由比較器、逐次逼近器、 A/D 轉(zhuǎn)換器及控制和定時(shí) 5部分組成，輸出具有 TTL 三態(tài)鎖存緩沖器，可以直接連到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線上。 ADC0809 的最大不可調(diào)誤差為177。 1LSB。 模擬量檢測(cè)接口電路圖 模擬量檢測(cè)接口電路由 A/D 轉(zhuǎn)換器、 89C51 單片機(jī)和溫度傳感器組成。整體接線圖如下圖所示： 圖 33 模擬量檢測(cè)接口電路圖 圖 32 模擬量檢測(cè)接口電路圖 10 溫度控制 電路設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，被測(cè)溫度信號(hào)經(jīng)采樣處理后，還需要通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)的 口輸出用以控制 蔬菜大棚 的溫度，通過(guò)這種方式達(dá)到控制的目的?？刂频姆绞街饕心M量控制和開關(guān)量控制。本系統(tǒng)采用的是開關(guān)量控制。所謂的開關(guān)量控制就是通過(guò)控制設(shè)備的 “ 開 ” 或 “ 關(guān) ” 狀態(tài)的時(shí)間來(lái)達(dá)到控制的目的。 本設(shè)計(jì)采用繼電器作為控制電路的主要器件，繼電器具有一定的隔離作用，在繼電器前面加一個(gè)三極管用以放大輸出信號(hào)就可以驅(qū)動(dòng)繼電器的閉合和斷開，從而實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電的效果。本設(shè)計(jì)采用直流驅(qū)動(dòng)電壓為 +5V 的繼電器。觸電輸出部分可以直接與市電連接?？刂齐娐啡鐖D 33所示： 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì) 按鍵電路設(shè)計(jì) 非編碼鍵盤可以分為兩種結(jié)構(gòu)形式：獨(dú)立式按鍵和行列式按鍵， 獨(dú)立式按鍵的電路的結(jié)構(gòu)和處理程序簡(jiǎn)單，擴(kuò)展方便，但占用的 I/O 口線相對(duì)較多，不適合在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合下采用。 圖 33 溫度控制電路 Q1PNPQ2PNPGND GNDD1Diode BAS21D2Diode BAS21VCC VCCU1Optoisolator1R1Res2U2Optoisolator1R2Res2VCCVCCKM2 KM1 11 本設(shè)計(jì)有三個(gè)按鍵，共需要三個(gè) I/O 口線，占用的口線不多，因此可以采用獨(dú)立式按鍵。 設(shè)計(jì)按鍵電路如 圖。 顯示電路設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的顯示采用七段數(shù)碼管作為顯示器件。 圖 35 LED 數(shù)碼管 發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起稱為共陽(yáng)極顯示器，陰極連在一起稱為共陰極顯示器。一位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中， 7個(gè)發(fā)光二級(jí)管構(gòu)成字形“ 8”的各個(gè)比劃（段） a～ g，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為 dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時(shí)，該段比劃即點(diǎn)亮，不加電壓則該段二極管不亮。為了保護(hù)各段 LED不被損壞，需要外加限流電阻。 S2S3S4R26R24R25GNDVCCamp。R11R20R18R17R12R15R16Q1Q4Q5Q3Q2Q6R22R21R19R13R9R8VCCP1[0..3]A11A22lt3bi/rbo4rbi5A36A47gnd8e9d10c11b12a13g14f15vcc16GND接高電平VCC高電平A0B1C2G13G2A4G2B5GND6Y17Y28Y39Y410Y511Y612Y713VCC14Y015VCCVCCGNDabfcgdeDPYabcdefgdpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpC0C3C4C5abfcgddpabfcgddpabfcgddpC1C2C6LEDQ7R23圖 34 按鍵電路 圖 36 顯示電路 12 第 4章 蔬菜大棚溫度控制 軟件 設(shè)計(jì) 軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述 本 課設(shè) 要實(shí)現(xiàn)的是蔬菜大棚溫度控制。由 89C51 單片機(jī)和其他一些器件組成的控制系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)的軟件功能是將蔬菜大棚中的溫度信息通過(guò)溫度檢測(cè)模塊傳送給 89C51 單片機(jī)，途中利用 A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，讓單片機(jī)識(shí)別，并顯示。然后溫度進(jìn)行判斷，進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)顯示模塊顯示溫度，使大棚中的的溫度一直維持在適合蔬菜生長(zhǎng)的條件下。 流程圖設(shè)計(jì) 主程序流程圖設(shè)計(jì) 溫度信號(hào)通過(guò)溫度檢測(cè)模塊傳送給 89C51單片機(jī)，途中利用 A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，讓單片機(jī)識(shí)別，并處理，然后溫度進(jìn)行判斷，進(jìn)行調(diào)節(jié)。 圖 41 主程序流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 數(shù)據(jù)采集 A/D 轉(zhuǎn)換 LED 顯示 溫度是 否超過(guò)范圍 返回 調(diào)節(jié) 是 否 13 溫度調(diào)節(jié) 流程圖設(shè)計(jì) 圖 42 加熱調(diào)節(jié)流程圖 圖 43 降溫調(diào)節(jié)流程圖 程序清單 ENABLE EQU 00H DTSIGN EQU 01H SDSIGN EQU 02H HAVE EQU 03H ； DS18B20 有無(wú) PSHU EQU 04H LED0 EQU LED1 EQU LED2 EQU WR1820 EQU SEG EQU P0 ；顯示 WARNH0 EQU 31H ；溫度上限 WARNH1 EQU 32H ；溫度下限 TEMP0 EQU 34H ；溫度小數(shù)部分 TEMP1 EQU 35H ；溫度整數(shù)部分 DIS0 EQU 36H ；小數(shù)位 DIS1 EQU 37H ；個(gè)位 DIS2 EQU 38H ；十位 DIS3 EQU 39H ；百位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0023H AJMP S_INT 主程序 ORG 0030H MAIN: MOV SP,40H ；堆棧棧底放 50H 開始 溫度小于 15 度 輸出低電平 繼電器閉合 加熱引風(fēng)機(jī)工作 開始 溫度 大于 30 度 輸出低電平 繼電器閉合 220V 排風(fēng)扇 工作 返回 返回 14 MOV WARNH0,25H MOV WARNH1,18H CALL T0INIT ；初始化 T0 CALL SCANKEY ；掃描鍵盤 CLR ENABLE ；清使能標(biāo)志 CLR DTSIGN ；清數(shù)據(jù)標(biāo)志 LCALL INT_EN LOOP: CALL DISPLY