【正文】 半年的設(shè)計(jì)鍛煉了我的分析問題解決問題的能力，雖然本設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，但其中也難免出現(xiàn)不足和漏洞，希老師和讀者指正。在報(bào)警實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)采樣值超過設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，能及時(shí)地輸出閃 爍報(bào)警信息。當(dāng)調(diào)節(jié)溫度量使得采集的數(shù)據(jù)值超過報(bào)警值時(shí)，可以由相應(yīng)的發(fā)光二極管閃爍進(jìn)行報(bào)警。顯示實(shí)驗(yàn)分為兩步 ,一是每隔 1 秒自動循環(huán)刷新顯示測量值，二是通過按鍵切換 來顯示數(shù)據(jù)某個(gè)確定量。 把三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄值畫在同一坐標(biāo)紙上，進(jìn)行比較，三條坐標(biāo)曲線極為接近，可以看出，溫度傳感器的測量值與水銀溫度計(jì) 的顯示變化量相差不大，說明該溫度傳感器能很好地跟蹤的變化，同時(shí)也說明該類型溫度傳感器的一致性較好。然后進(jìn)行編程，每隔 1 秒采樣一次。 實(shí)驗(yàn)步驟如下 : 本實(shí)驗(yàn)對水溫進(jìn)行測量，找一一拉罐，在蓋上開幾個(gè)能插入水銀溫度計(jì)和溫度傳感器探頭的小孔，把 DS18B20 溫度傳感器做成探頭。C、分度值為 0. 1℃的水銀溫度計(jì)進(jìn)行對比。大型溫室大棚的建設(shè)對溫度檢測技術(shù)也提出了越來越高的要求。這些操作都是在人工情況下進(jìn)行的，既耗費(fèi)了大量的人力物力，又容易發(fā)生差錯(cuò)。如果過高，就對大棚進(jìn)行降溫處理 。隨著大棚技術(shù)的普及，溫室大棚數(shù)量不斷增多，溫室大棚的溫度控制便成為一個(gè)十分重要的課題。這不僅浪費(fèi)人力而且溫度調(diào)節(jié)緩慢容易出現(xiàn)大的偏差。與保溫加溫相比，棚內(nèi)降溫是引起研究者更多 關(guān)注的一個(gè)方面。每天溫度管理的目的，就是要增加光合作用的產(chǎn)物及促進(jìn)產(chǎn)物的輸送、儲存和有效分配，抑制不必要的呼吸消耗。 大棚溫度調(diào)節(jié)與控制 作物的物質(zhì)產(chǎn)量總量，是由每天生產(chǎn)的物質(zhì)生產(chǎn)量累積起來的。作物生長發(fā)育的適宜溫度具有一定的變化范圍，既適宜溫度范圍。 作物對溫度的要求 作物的生長發(fā)育要求在一定的溫度條件下進(jìn)行，而且只有熱量累積到一定的數(shù)量 以后，才能完成其生育過程并獲得產(chǎn)量。密閉大棚上風(fēng)側(cè)溫度往往高于下風(fēng)側(cè)，這是因?yàn)樵谕獠匡L(fēng)壓作用下，棚內(nèi)中上層空氣沿風(fēng)向移動，導(dǎo)致近地面被加熱的空氣逆風(fēng)向移動到上風(fēng)向，從而帶來棚內(nèi)溫度空間分布的不均勻性?？傮w而言，熱空氣上浮，冷空氣下降因此大棚氣溫上部高于下部，在保溫條件下，室內(nèi)垂直方向的溫差可達(dá) 4639。室內(nèi)氣溫在日出前后達(dá)到最低。午后，隨著太陽輻射的減弱，室內(nèi)氣溫每小時(shí)可降低 40C5 0C。不加溫大棚內(nèi)氣溫的變化基本與太陽輻射保持同步。此外，室外空氣溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等也是溫室溫度擾量，室內(nèi)擾量包括采暖系統(tǒng)、照明及其他 設(shè)備的散熱，作物及土壤散熱、散濕等。 實(shí)驗(yàn)大棚內(nèi)溫度特點(diǎn) 溫度環(huán)境是作物賴以生存和生長的環(huán)境因子，溫室設(shè)施內(nèi)的氣溫、地溫對作物的 光合作用、呼吸作用、光合產(chǎn)物的輸送、根系的生長和水分、養(yǎng)分的吸收有著顯著的 影響。 (3)覆蓋材料為草簾和聚乙烯多功能復(fù)合薄膜，聚乙烯多功能復(fù)合薄膜為在聚乙烯樹脂 中加入多種功能性助劑擠壓的薄膜，具有保溫、耐曬、無滴及長壽等多種功能，采用 這種薄膜覆蓋，溫室、大棚內(nèi)溫度上升快，保溫效果好，使用期可達(dá) 1218 個(gè)月。 圖 51 大棚剖面圖 鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 18 在結(jié)構(gòu)上，此大棚具有以下特點(diǎn) : (1)棚長 90 米，棚脊 高 4 米，南北跨度 11 米，每間 4. 5 米。該部分大棚 為壽光市政府出資建設(shè)，承包給附近農(nóng)村的大棚蔬菜種植戶管理，種植的都是一般的 經(jīng)濟(jì)作物。 主程序的分析與說明 主程序是調(diào)控系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它被 ROM 中，系統(tǒng)上電復(fù)位后執(zhí)行一個(gè)跳轉(zhuǎn)指令條通過中斷區(qū)就開始執(zhí)行主程序。 什么記性你怎么 26 Smjxnzm126 鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 16 低 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器高 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器預(yù) 置計(jì) 數(shù) 器= 0計(jì) 數(shù) 器= 0預(yù) 置比 較溫 度 寄 存 器斜 率 累 加 器加 1停 止 圖 312 DS1820 測溫原理框圖 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方法 本溫度控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，遵循的是穩(wěn)定化、高效化、簡單化、小型化的特點(diǎn)，最大限度提高系統(tǒng)的性價(jià)比。 D S 1 8 2 02 3DDUD S 1 8 2 023415678N CN CG N DI/ODDUN CN CN C1G N DI/O 圖 311 DS1820 的引腳圖 DS1820 測量溫度時(shí)使用特有的溫度測量技術(shù)，其測量溫度框圖如圖 312 所示。 DDU 是可供選用的外部 +5V 電源端，不用時(shí)需接地。 的工作原理 DS1820 的引腳排列如圖 311 所示。 8）可定義一個(gè)不變化的溫度設(shè)置為報(bào)警溫度 。 6）用 9bit 數(shù)字量來表示溫度 。 5）檢測溫度范圍為 55～ + 125176。 3）不需外部元器件 。 鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 15 單總線數(shù)字溫度傳感器 DS1820 的主要特性 DS1820 有下列主要特性 : 1）只需一根 I/ O 線就能完成通信 。 采用查詢方式分別對 8 路模擬信號順序采樣，并依次把 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)存儲區(qū)，其采樣轉(zhuǎn)換程序如下： MOV TEMPL0 ， 08H ；設(shè)置通道個(gè)數(shù) MOV R1 ， 2AH ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址 MOV DPTR ， 5000H ；指向通道 0 START： MOVX DPTR ， A ；啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 MOV R3 ， 32 ；設(shè)置延時(shí)時(shí)間 LOOP100： DJNZ R3 ， LOOP100 ；延時(shí)完成？ TEST： NB ， TEST ；標(biāo)志位為 1？不為等待 MOVX A ， DPTR ；取出 A/D 轉(zhuǎn)換值 MOV R1 ， A ；送入數(shù)據(jù)區(qū) INC R1 ；指針加 1 CJNE R1 ， 2FH， START；判斷數(shù)據(jù)區(qū)滿？ 2） 中斷方式 ADC0809 作為 AT89C51 單片機(jī)的一個(gè)外部擴(kuò)展并行口 I/O 口，口地址取決于所連接的中斷口，選通通道取決于地址地位，中斷方式的主要特點(diǎn)是將轉(zhuǎn)換完成信號接在單片機(jī)的中斷口上，轉(zhuǎn)換完成 A/D 轉(zhuǎn)換器發(fā)出信號單片機(jī)把它當(dāng)作一個(gè)中斷來處理。 OE= P? 產(chǎn)生的正脈沖信號用于打開三態(tài)輸出鎖存器。由于 ALE 和 START 連在一起，ALE=START= P? ， ADC0809 在鎖存通道地址的同時(shí)啟動 A/D 轉(zhuǎn)換。 鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 14 1） 查詢方式 ADC0809 與單片機(jī) AT89C51 的硬件接口如圖 310 所示： AT89C517 4 L S 3 7 3D 觸 發(fā)ADC0809AL 3 . ?7 4 L S 0 27 4 L S 0 2OES TM R TAL EEO C0D7DAD DAA D D BCCL R ? ?VREF ?? ?VREF ?7IN 0IN 圖 310 ADC0809 與單片機(jī) AT89C51 的硬件接口電路 由于 ADC0809 具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，其 8 位數(shù)據(jù)輸出端可以與數(shù)據(jù)總線相連。采用中斷方式不浪費(fèi) CPU 的等待時(shí)間，但是如果 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間較短，也可以用程序查詢方式和等待查詢延時(shí)方式。 REFV （ —）：參考電壓負(fù)端。 通 道選 擇開 關(guān)通 道 地 址 鎖存 和 碼 譯定 時(shí) 和 控 制逐 次 逼 近 寄 存 器（ S A R ）開 關(guān) 樹 型D / A8 位 鎖存 和三 態(tài)門比 較 器C L O C KS T A R T0IN 12IN 34IN 56IN 7R E F （ + ）R E F （ — ）12 ?2?32 ?4?526?72 ? 8 圖 39 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 CCV ：供電電源輸入端。 鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 13 CLK：時(shí)鐘信號輸入端。 ALE：地址鎖存控制輸入端。 0D ~ 7D ： 8 位數(shù)字量輸出端。當(dāng)時(shí)鐘頻率選為 500 kHz 時(shí)，對應(yīng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 128? s。5V。 （ 5） 不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整。 （ 3） 可鎖存三態(tài)輸出，能與 8 位為處理器接口。 （ 2） 最大不可調(diào)誤差小于 177。為了實(shí)現(xiàn) 8 路模擬信號的鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 分時(shí)采集，片 內(nèi)設(shè)置了帶有鎖存功能的 8 路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存和 8 路模 擬 量選 通開 關(guān) 通 道 地址 鎖 存與 譯 碼A邏 輯 控 制與 定 時(shí) 電 路逐 次 逼 近寄 存 器 S A R樹 狀 模 擬 開關(guān) 陣 譯 碼 器3 6 5 R 電 阻 分 壓 器三 態(tài) 輸出 數(shù) 據(jù)鎖 存 器S T A R T啟 動C L K時(shí) 鐘REFV（ — ）REFV（ + ）CCVG NDA D D BA D D CA D D AI N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 78 位 A / D 轉(zhuǎn) 換 器電 壓 比 較 器8 路模 擬信 號輸 入3 位地 址 碼輸 入地 址 鎖存 有 效A L E轉(zhuǎn) 換 結(jié) 束E O C0D()L SB12D 34D 56D7D8 位數(shù) 據(jù)輸 出()M SB輸 出 有效 控 制O E圖 38 ADC0809 原理 圖 譯碼電路，可對 8 路 0~5V 的輸出模擬電壓進(jìn)行分時(shí)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。 ADC0809 是 8 路 8 位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換 CMOS 器件，在過程控制和機(jī)床控制等應(yīng)用中，能對多路模擬信號進(jìn)行分時(shí)采集和 A/D 轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號通過三態(tài)緩沖器，可直接與微處理器的數(shù)據(jù)總線相連接。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和智能儀器儀表時(shí)，應(yīng)選擇性能合適、性能價(jià)格比高的 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。 8255 的 A 口掃描輸出總是只有 1 位高電平，即 7 位顯示器中僅有 1 位公共陽極為高電平，其他位為低電平 8255 的 B 口輸出相應(yīng)位然后對其他 6 位巡回顯示，如果小數(shù)點(diǎn)位固定可以通過對指定位進(jìn)行置位或者清零來實(shí) 現(xiàn) 。 8255 的 A 作為位掃描口，經(jīng)反向驅(qū)動器 75452 接顯示器公共陰極； B 口作為段數(shù)據(jù)口，經(jīng)同相驅(qū)動器 7407接顯示器的各個(gè)陽極。 共陽極顯示器的段碼與共陰極顯示器的段碼是邏輯非的關(guān)系，所以對表 34 中的共陰極顯示器的段碼求反，即可得到共陽極顯示器的段碼。其外形結(jié)構(gòu)如圖 27 所示，由圖可見它由 8 個(gè)發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合來顯示出 0~ A、 B、 C、 D、 E、 F 以及小數(shù)點(diǎn) “.”等字符。 鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 10 對 8255 初始化的程序如下： MOV