大棚溫濕度自動控制系統(tǒng)設計畢業(yè)論文-wenkub.com
2025-06-24 13:56 本頁面
【正文】 尤其讓我感受頗多的是使用萬能板焊接實物。本設計中的輸出控制子程序中設置了溫度5℃和濕度5%RH的裕量,這樣當溫度上限是30度時,如果超出上限,那么溫度回到30度時停止報警,當溫度降到25度以下時才停止制冷設備的運行。而查詢方式則是在主程序中調(diào)用鍵盤掃描子程序,不管有沒有鍵按下,每次程序循環(huán)中都要一一判斷每個鍵是否按下,故這種方式占用的單片機的處理時間更多。% 完成液晶屏顯示 用LCD1602顯示 完成超限報警 用蜂鳴器報警 完成修改上下限 通過獨立式鍵盤修改 完成輸出控制 通過光耦、繼電器控制 完成 系統(tǒng)功能分析該大棚溫濕度自動控制系統(tǒng)能通過獨立式鍵盤設置溫濕度上下限,通過LCD1602顯示溫濕度,并在超限的情況下報警、啟動調(diào)節(jié)設備。當溫度不僅回到上下限以內(nèi),而且留有一定裕量后,停止溫濕度調(diào)節(jié)設備?，F(xiàn)在開始在右邊的主界面編寫C語言程序,編寫完成后為了把程序燒錄到單片機上,還需要把它轉(zhuǎn)換成機器碼,生成hex文件:右擊工程視圖窗口中的Target1,選擇Options for Target “target1”把Output選項卡里面的Create HEX File 前面的勾打上,這樣編譯后會生成機器碼,如圖所示。 為了使仿真圖看起來更整潔,我們部分電路連線選擇連線標簽模式,以單片機19引腳為例,將其用線引出,在窗口中輸入X1得到此效果 若要對某個元件或一部分電路做出說明,則單擊任務欄中的Text Script ,在界面中輸入文字即可。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件,它不僅具有其它EDA軟件的仿真功能,還可以對單片機及其外圍器件進行仿真,是目前在這方面做得最好的EDA工具軟件。Keil C51整合了豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具。設置好以后,按S4退出設置。S0、SSS寫時序用來發(fā)送控制字,即發(fā)送命令,測量結(jié)束后,發(fā)出讀時序讀回測量數(shù)據(jù)。 主要模塊的設計流程框圖 主程序流程圖 主程序流程圖 SHT10子程序流程圖 SHT10子程序流程圖溫濕度傳感器SHT10使用類似于I2C總線的時序與單片機通信,由于51單片機沒有I2C接口,所以需要編寫程序,用單片機的某兩個I/O口管腳模擬I2C總線的時序,從而與SHT10通信。在Keil工程中編寫程序的時候,為了讓整個工程看起來條理清晰,要按照各個模塊分別新建C文件寫子程序。第三部分是LCD1602顯示子程序,對LCD1602進行初始化,將溫濕度進行顯示。而對于8位數(shù)據(jù),首字節(jié)則無意義)?？刂破髟谟|發(fā)SCK時鐘前,必須要等待“數(shù)據(jù)備妥”的信號。此過程大約需要15210ms,分別會對應114位的測量。后續(xù)的命令包含3個地址(目前支持“000”)和5個命令位,具體命令集見表4。在微控制器向SHT10進行數(shù)據(jù)傳送的過程中,必須要保證數(shù)據(jù)線在時鐘線為高電平段時穩(wěn)定。在電源引腳(VDD,GND)之間須加一個100nF的電容,用于去耦濾波。9電流消耗低,測量時550μA,平均28μA,休眠時3μA。5將溫濕度傳感器、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換、I2C總線接口全部集成于一個芯片。測量精度較高,溫度的測量誤差為177。這類智能傳感器廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、通風及空調(diào)設備等領(lǐng)域。傳感器在一塊微型電路板上集成了信號處理電路和傳感元件,由于自帶ADC,所以輸出數(shù)字信號。XTAL2:系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸出端。?EA?VPP:當?EA保持低電平時,則在此期間外部存儲器(0000H~FFFH),不論是否有內(nèi)部程序存儲器。RST:復位輸入端。對P3口進行寫入“l(fā)”時,被內(nèi)部的上拉電阻拉高且可以作為一個輸入端口。當它被當作輸入口使用時,因為內(nèi)部自帶上拉電阻,該引腳在被外部元器件拉低電平的時侯會有電流輸出。對端口寫入“1”時,該引腳被懸空,由內(nèi)部的上拉電阻把引腳拉到高電平,這時候可以作為輸入口使用,此時,因為內(nèi)部自帶上拉電阻,所以被外部器件拉低電壓的引腳會輸出一個電流。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時 在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時,P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復用總線位數(shù)據(jù)的復用總線。(9)具有一個全雙工UART串行通道。(4)內(nèi)含8KB的程序存儲器,1000次寫?擦寫周期。 元件清單本次設計需要用到的元器件如下表所示: 所需元件列表元件 型號 個數(shù)單片機 STC89C52RC 1顯示屏 LCD1602 1溫濕度傳感器 SHT10 1芯片底座 DIP40 1光耦 TLP5214 1排針 10針 10杜邦線20二極管 1N4007 4三極管 9012 1三極管 9013 4電阻 10K 2電阻 9電阻 1K 1電阻 470 4電位器 15K 1瓷片電容 1uF 5瓷片電容 1點解電容 10uF 1瓷片電容 30pF 2電平轉(zhuǎn)換芯片 232 1串口母頭 DB9 1電平轉(zhuǎn)換芯片 232 1USB母座1晶振 12MHz 1自鎖開關(guān) 6*6*5 1按鍵開關(guān) 6*6*5 6蜂鳴器1繼電器 SRD一05VDC一SLC 4 關(guān)鍵器件的介紹 STC89C52RCSTC89C52RC單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機,指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。232芯片專門為電腦的RS232標準串口設計的接口電路,使用+5v單電源供電。打頭的字母“T”表示TTL電平,“R”表示RS232電平。適用于終端設備和數(shù)據(jù)通信設備間的接口,對于雙向通信,只需要使用串行輸入RXD(引腳2),串行輸出TXD(引腳3)和地線GND(引腳5)。要讓單片機和PC機通過串口進行通信,需要進行電平轉(zhuǎn)換,因為盡管單片機有串行通信的功能,但單片機提供的TTL電平和RS232的電平不一樣。 串口通信電路串口通信可分為同步通信和異步通信,在單片機的應用系統(tǒng)中,主要是采用異步串行通信。從S0到S4,分別控制進入溫度上下限設置、進入濕度上下限設置、數(shù)值加、數(shù)值減、確認并退出。其中,非編碼式鍵盤又包括矩陣式鍵盤和獨立式鍵盤。濾波完以后,電壓的脈動成分已經(jīng)下降了很多,但是仍有起伏,所以最后還需加上一個三端集成穩(wěn)壓器,這里選用LM7805,它能將電壓穩(wěn)定在5V。而C2是小電容,所以對于高頻信號容抗很小,相當于短路,從而濾掉高頻信號。然后用橋式整流電路把交流電整流為直流電,此時的直流電只是方向不變,但仍按正弦方式變化,是脈動的直流電。通過對電磁繼電器和固態(tài)繼電器進行比較,雖然固態(tài)繼電器具有無觸電、動作速度快、使用壽命長等特點,但是本設計中的繼電器只在溫濕度超過限定值時才動作,動作頻率低,而且固態(tài)繼電器的價格比電磁繼電器高得多,所以綜合考慮選擇電磁繼電器SRD一05VDC一SLC。如果輸入端的電流為20mA,電流傳輸比為50%的話,那么輸入端電流Io最大只能為10mA。所以把P0口的引腳接到光耦TLP5214輸入測的發(fā)光二極管陰極。光耦選用TLP5214,它是Toshiba公司生產(chǎn)的四路光耦,由單片機直接驅(qū)動。弱電控制強電,首先要用到繼電器來控制這些大功率的設備,而且為了進一步加強弱電和強電的電氣隔離,減少強電設備對單片機控制系統(tǒng)的干擾,需要在前一級加光耦進行隔離。報警電路設計如下圖: 報警電路圖蜂鳴器工作電流一般為10mA,而單片機的I/O口只能承受幾毫安的電流,因此需要加三極管進行驅(qū)動。蜂鳴器分為有源蜂鳴器和無源蜂鳴器。SHT10與單片機的接口電路如下所示: SHT10與單片機的接口電路SHT10采用類似于I2C的兩線制串行總線,一根是時鐘線,一根是數(shù)據(jù)線。SHT1X系列共有三個型號:SHTSHT1SHT15,他們都是SMD貼片封裝的,他們依次性能越來越好,其中SHT10屬于經(jīng)濟型的溫濕度傳感器。CGRAM用來保存用戶自己取的字模,比如,如果要顯示漢字,就必須自己去漢字字模,在這里我們都用英語字母,故不用CG
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