【正文】 5 求解圖 416 制成動畫第七步：仿真結(jié)束第五章 電路及程序設(shè)計 孵化器內(nèi)部電路的總體框圖本設(shè)計是智能微型孵化出雛器，本設(shè)計是以 MCS51 為核心的一套控制系統(tǒng)，其中包括A/D 轉(zhuǎn)換、單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測、濕度檢測、鍵盤顯示、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計，總體框圖如圖 41 所示。 圖 51 孵化器內(nèi)部總體框圖孵化器中的溫濕度控制系統(tǒng)是由 80C51 單片機(jī)作為中央控制裝置，模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809，溫度傳感器 MF11 和濕度傳感器 HS1100，風(fēng)扇，加熱設(shè)備，加濕設(shè)備，鍵盤顯示芯片等共同組成的，其功能和原理如下： 80C51：作為中央控制裝置，負(fù)責(zé)中心運(yùn)算和控制，協(xié)調(diào)系統(tǒng)各個模塊的工作。 溫度傳感器 MF11：作為溫度測量裝置，負(fù)責(zé)系統(tǒng)溫度的測量。它的測溫范圍在55℃～+150 ℃ 之間，而且精度高。M 檔在測溫范圍內(nèi)非線形誤差為177?！?。作為電流輸出型傳感器的一個特點(diǎn)是，和電壓輸出型相比，它有很強(qiáng)的抗外界干擾能力。 濕度傳感器 SYH2SYH2S：作為濕度測量裝置，負(fù)責(zé)系統(tǒng)對孵化器內(nèi)部濕度的測量。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809：即由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。它共有 8 個模數(shù)轉(zhuǎn)換通道。選擇哪一個通道由轉(zhuǎn)換器內(nèi)部 A、B、C 的狀態(tài)決定。 風(fēng)扇：負(fù)責(zé)孵化器內(nèi)部的通風(fēng)和加濕工作。 加熱設(shè)備：負(fù)責(zé)孵化器內(nèi)部的加熱工作。 溫度采集與控制電路溫度采集電路是用熱敏電阻和一個分壓電阻形成電壓采樣點(diǎn)，電壓經(jīng)換算可得到當(dāng)前溫度。用一個大 功率電阻形成溫度控制電路，控制點(diǎn)接地，大功率電阻上有電流流過則發(fā)熱，控制點(diǎn)接+12V，大功率電阻上無電流流過則停止發(fā)熱。電路圖如下圖所示：圖 52 溫度采集與控制電路框圖 濕度采集與控制電路濕度采集電路如下圖所示：圖 53 濕度采集與控制電路框圖+5V +12V分壓電阻 510Ω 控制點(diǎn)A熱敏電阻Rt采樣點(diǎn) V 大功率電阻100Ω≥≥P0WRRDMCS51ADC0809ALESTOECBA8255A’AUNL2803PC7PC0 A/D 轉(zhuǎn)換電路與溫濕度控制 數(shù)據(jù)采集選用 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809，程序中循環(huán)采集 A/D 轉(zhuǎn)換值，采集完成由單片機(jī)接收采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)計算分析，確定是否加溫，加溫由 8255A 的 PC0 控制。具體電路如下圖所示： INT0 EOC 圖 54 A/D 轉(zhuǎn)換電路與溫濕度控制 從連接電路中可知，ADC0809 芯片的地址是 7FFFH，0809 的控制端 CBA 與地相連，因此采集 IN0 的信號。采樣結(jié)束信號 EOC 與 8255 的 PC7 相連，可通過查詢測試 A/D 轉(zhuǎn)換狀態(tài)。UNL2803 是反向驅(qū)動電路，A 端為 0 時，A’為 12V，停止加溫；A 端為 1 時，A’為 0V，開始加溫。濕度控制與溫度控制相同，在 A/D 轉(zhuǎn)換器里多加一個通道即可。 程序框圖設(shè)計1. 系統(tǒng)初始化模塊 系統(tǒng)初始化模塊的主要功能是完成系統(tǒng)的初始化以及設(shè)定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，即在系統(tǒng)中輸入系統(tǒng)需要的溫度值和濕度值，能夠使系統(tǒng)能夠進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。系統(tǒng)的整體框圖如下圖所示： 圖 55 系統(tǒng)初始化框圖2. 溫濕度控制模塊 溫濕度控制模塊 也是系統(tǒng)的核心模塊， 所謂控制模塊，就是對 用戶輸入的溫度和濕度 與當(dāng)前溫室內(nèi)的實際溫 濕度進(jìn)行比較，先進(jìn)行 判斷，然后再進(jìn)行控制， 控制模塊是決定系統(tǒng)將 要進(jìn)行什么工作，如溫 度高于上限時需要降溫， 低于下限時需要升溫。 溫度控制部分的程序整 體思路如右圖所示： 圖 56 溫度控 制框圖 我們可以用中間值來做控制參考，溫度判斷控制程序流程圖如圖所示：鍵識別LED 顯示溫濕度采樣更新 LCD 實時溫濕度顯示控制A/D 轉(zhuǎn)換開始實時值與鍵入值比較升溫降溫處理調(diào)用控制聲光報警是否在設(shè)定區(qū)間內(nèi)返回開始T下限值？降溫T中間值+1返回升溫T上限值？調(diào)用T上限值？ 圖 57 溫度控制流程圖濕度判斷控制部分與溫度判斷控制部分的功能及流程是相同的，便不再贅述了。3. 采樣轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換模塊是本系統(tǒng)中的核心模塊之一，它負(fù)責(zé)完成溫度和濕度的測量及模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的全過程，這也是它為什么這么重要的原因。系統(tǒng)每次轉(zhuǎn)換前 ADC0809 的 IN0~IN7送個任意數(shù)，表示開始轉(zhuǎn)換，結(jié)果是一個數(shù)字量，將其轉(zhuǎn)化為 BCD 碼， 。送顯示程序顯示，并將數(shù)值返回給主函數(shù)。濕度也可以通過此種方法觀察變化，得出相應(yīng)的結(jié)論。A/D 轉(zhuǎn)換的整體框圖如下圖所示：啟動 A/D 轉(zhuǎn)換延時等待 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)輸出顯示開始返回 圖 58 A/D 轉(zhuǎn)換框圖實時溫濕度顯示和溫濕度中間數(shù)值顯示便于我們實時比較和掌握系統(tǒng)工作狀況，實時的溫度濕度不在要求的區(qū)間內(nèi)則進(jìn)行升溫降溫處理。A/D 轉(zhuǎn)換的溫濕度控制程序流程圖如下圖所示： 溫濕度控制 圖 59 A/D 轉(zhuǎn)換的溫濕度控制流程圖讀溫濕檢測數(shù)值，取設(shè)置數(shù)為中間值轉(zhuǎn) BCD 碼讀十位顯示讀個位顯示致謝 此次畢業(yè)設(shè)計要求我們在李老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行查閱資料，設(shè)計方案等工作，并寫出報告。通過此次課程設(shè)計，我重新認(rèn)識到了自學(xué)的重要性，以及學(xué)以致用的道理。我在圖書館查閱了大量的資料，同時也認(rèn)識到了圖書館的重要作用。通過此次的智能微型孵化器的設(shè)計，讓我重新拾起了以前所學(xué)習(xí)的一些知識，我覺得此次設(shè)計讓我更加鞏固了所學(xué)的知識并在設(shè)計的過程中學(xué)會了與時俱進(jìn)，克服了學(xué)習(xí)知識的枯燥感，讓我受益匪淺。通過這兩個多月的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。雖然這只是一次較簡單的畢業(yè)制作，可是平心而論，也耗費(fèi)了不少的心血，這就讓我不得不佩服專門搞玩具設(shè)計的技術(shù)前輩，才意識到他們對我們社會的付出。這個工程確實很累，但當(dāng)我仿真成功的時候，我們的心中就不免興奮，不免激動，感覺所有的辛苦和勞累都是值得的。對我而言，知識上的收獲重要，但精神上的豐收更加可喜。在此要特別感謝我的指導(dǎo)老師李文卓老師對我的指導(dǎo)，在此向老師說一聲，老師您辛苦了！在老師的啟發(fā)和同學(xué)的幫助下，我才能順利的完成畢業(yè)設(shè)計。在以后的工作中，我一定會更加努力的學(xué)習(xí)！參考文獻(xiàn)[1] 云杰漫步多媒體科技 CAX 教研室,UG NX 6 中文版基礎(chǔ)教程,清華大學(xué)出版社[2] 胡小康，徐六飛，UG NX 6 運(yùn)動仿真培訓(xùn)教程,清華大學(xué)出版社[3] 孫桓,陳作模,葛文杰,機(jī)械原理第七版,高等教育出版社,2022[4] 汪貴平,李登峰,新編單片機(jī)原理及應(yīng)用,機(jī)械工業(yè)出版社,2022.[5] 秦曾煌電工學(xué)電子技術(shù)第七版,高等教育出版社,2022.[6] 唐文彥,傳感器第四版,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2022.