家禽孵化器溫度過(guò)程控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-20 14:16 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 箱內(nèi)參數(shù)的實(shí)時(shí)控制。另外，該單片機(jī)自帶8k 可編程flash存儲(chǔ)能夠滿足需求，不需對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展。 AT89S52芯片的引腳圖及方框圖AT89S52提供以下表中功能：8k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89S52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作指導(dǎo)下一個(gè)硬件復(fù)位。AT89S52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含8個(gè)中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線。AT89S52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其引腳圖如圖31，內(nèi)部方框圖如32：圖31 AT89S52引腳圖圖32 AT89S52方框圖 AT89S52芯片主要功能特性： 兼容MCS51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫(1000次32個(gè)雙向I/O口 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率033MHz全雙工UART串行中斷口線 256x8bit內(nèi)部RAM2個(gè)外部中斷源 低功耗空閑和省電模式中斷喚醒省電模式 3級(jí)加密位看門狗（WDT）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能靈活的ISP字節(jié)和分頁(yè)編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 AT89S52時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路可以為單片機(jī)提供整個(gè)系統(tǒng)工作的時(shí)鐘脈沖。每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，全稱是叫晶體震蕩器，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十，高級(jí)的精度更高。AT89S52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，外接電容C1 和C2可以增加振蕩器工作的穩(wěn)定性。在本設(shè)計(jì)中XTAL1和XTAL2端外接石英晶體作為定時(shí)元件，內(nèi)部反向放大器自激振蕩，產(chǎn)生時(shí)鐘。所用石英晶體的振蕩頻率為12MHZ，電容C1，C2常為20pF~40pF內(nèi)，： 晶振電路 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)復(fù)位電路可以對(duì)單片機(jī)初始化，重新開(kāi)始工作。也可以在單片機(jī)程序跑飛時(shí)使系統(tǒng)正常工作。同時(shí)也是在程序調(diào)試時(shí)必須要用到，來(lái)測(cè)試所寫的程序和設(shè)計(jì)的硬件是否正確哦的重要手段。單片機(jī)的復(fù)位操作有兩種方式：上電復(fù)位和上電按鈕復(fù)位。通常因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行需要，常常需要人工按鈕復(fù)位。復(fù)位電路如圖34所示。復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)施密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連。按下開(kāi)關(guān)一定時(shí)間就能使RST引腳端為高電平，從而使單片機(jī)復(fù)位。圖34 復(fù)位電路 溫度測(cè)量顯示電路設(shè)計(jì)溫度傳感器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，本次設(shè)計(jì)選用的是美國(guó)溫度監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的數(shù)字化溫度傳感器DSl8B20，它支持系統(tǒng)工作時(shí)先由使用者設(shè)定預(yù)期達(dá)到的兩位溫度值。 測(cè)溫電路組成DS18B20的外形及管腳排列圖如下圖35所示。 （1）GND——地信號(hào)。 （2）DQ——數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。用在寄生電源下，可以向器件提供電源。 （3）VDD ——可選擇的VDD引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。圖35 DS18B20外形及引腳排列DS18B20是智能溫度傳感器，它的輸入/輸出采用數(shù)字量，以單總線技術(shù)接收主機(jī)發(fā)送的命令，根據(jù)DS18B20內(nèi)部的協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的處理，將轉(zhuǎn)換的溫度以串口發(fā)送給主機(jī)。主機(jī)按照通信協(xié)議用一個(gè)IO口模擬DS18B20的時(shí)序，發(fā)送命令（初始化命令、ROM命令、功能命令）給DS18B20，并讀取溫度值，在內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值處理，用圖形液晶模塊顯示各點(diǎn)的溫度。如圖36所示 圖36測(cè)溫電路的組成 顯示電路的設(shè)計(jì)鍵盤、顯示電路部分是溫度控制系統(tǒng)與用戶交互的接口。鍵盤可以用于調(diào)節(jié)設(shè)定溫度以及溫度上下限的切換。顯示電路用于顯示控制系統(tǒng)溫度以及一些相關(guān)溫度提示符。 顯示電路主要是通4位共陰數(shù)碼管，單片機(jī)中經(jīng)常使用7段LED 來(lái)顯示數(shù)字，也就是用7個(gè)LED 構(gòu)成字型“8”，并另外用一個(gè)圓點(diǎn)LED來(lái)顯示小點(diǎn)。LED的顯示有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示雖然有編程容易、管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是靜態(tài)顯示所要占的I/O口資源很多，所以在顯示的LED點(diǎn)較多的情況下，一般都采用動(dòng)態(tài)顯示方式。在多位7段LED顯示中，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，則將所有位的段選線并 聯(lián)在一起，剛好由8個(gè)I/O口來(lái)控制8個(gè)段。而公共端（共陽(yáng)極/共陰極）則分別由相應(yīng)的I/O口控制，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)位的分時(shí)選通。將四位7段LED輪流去點(diǎn)亮，使得每位分時(shí)顯示該位應(yīng)顯示的字符。，當(dāng)每位顯示的間隔未超過(guò)33ms時(shí)，并在顯示時(shí)保持直到下一位顯示，則由于人眼的視覺(jué)暫留效果眼睛看上去就像是 4位7段LED都在點(diǎn)亮。設(shè)計(jì)時(shí)，要注意每位顯示的間隔時(shí)間，由于一位7段LED的熄滅時(shí)間不能超過(guò)100ms，也就是說(shuō)點(diǎn)亮其它位所用的時(shí)間不能超過(guò)100ms。在本設(shè)計(jì)中，LL3461AS4位數(shù)碼管顯示，顯示電路如圖37所示。VCCR15750R16750R17750R18750R19750R20750R21750R22750117421105abcdefg3dpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpw112w29w38w46DS1COMPONENT_1 8D圖37 4位LED顯示電路 控制部分設(shè)計(jì) 鍵盤電路設(shè)計(jì)鍵盤可以分為非編碼（獨(dú)立式）鍵盤和編碼（矩陣式）鍵盤。（1）矩陣式按鍵單片機(jī)系統(tǒng)中，若使用的按鍵較多時(shí)，通常采用矩陣式（也稱行列式）鍵盤。矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點(diǎn)上。矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端，行線通過(guò)上拉電阻接到＋5V上。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個(gè)鍵相連，各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線、列線信號(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。（2）獨(dú)立式按鍵 單片機(jī)控制系統(tǒng)中，往往只需要幾個(gè)功能鍵，此時(shí)，可采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)。 獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大，不宜采用。獨(dú)立式按鍵軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu)。先逐位查詢每根I/O口線的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口線輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O口線所對(duì)應(yīng)的按鍵
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