基于單片機(jī)的溫室大棚的溫度測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2024-09-02 14:34本頁面
【正文】 25 頁 { if(K1==0) return 1。 P1=0xff。 P1=~(0x4(i1))。i) { P0=dig_num[V[i1]]。 for(i=3。 V[1]=(dat%100)/10。比如顯示 1，并不是輸出 1 就行，而是要輸出 1 的七段碼才行。 顯示程序，因?yàn)轱@示是三位數(shù)，所以需要把結(jié)果轉(zhuǎn)成，百位、十位、和個(gè)位數(shù)。 return (output)。 output=1。 SCK=1。i0。 CONV=0。 uint output=0。其結(jié)果為串行輸出的，所以需要一根數(shù)據(jù)線，一根時(shí)鐘線，還有一根是轉(zhuǎn)換控制線。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所用到的 AD芯片 LTC1860 為 s08 封裝，貼片； 74HC245 為 DIP20 封裝；單片機(jī) 89C52 為 DIP40 封裝；蜂鳴器：5V；輕觸開關(guān)： 6*6；三極管 9013 為直插式；穩(wěn)壓器 TL431 為三腳直插；無源晶振：12M；運(yùn)放 LM358 為 8 腳直插。 原理圖設(shè)計(jì) 及 PCB 設(shè)計(jì) 采用了 protel99 SE 。這里我們使用的是 C 語言進(jìn)行編程設(shè)計(jì) 。 4 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)介紹 軟件的編程設(shè)計(jì)是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分，也是能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的關(guān)鍵。 INC 為設(shè)置上限溫度， DEC 為設(shè)置下限溫度， OK 為確認(rèn)設(shè)定鍵。顯示部分在整個(gè)設(shè)計(jì)中起到非常大的作用，它不僅顯示了我們輸入的標(biāo)準(zhǔn)溫度同時(shí)也實(shí)時(shí)顯示了溫室大棚 的環(huán)境溫度。通過 AD 芯片 LTC1860 測得電壓值，因?yàn)殡妷弘S溫度的變化而線性變化 。 第 8 頁 共 25 頁 5V 電源 輸入。當(dāng)然，該圖絕不是 TL431 的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡單地用這種組合來代替它。 由圖可以看到， VI 是一個(gè)內(nèi)部的 ，接在運(yùn)放的反相輸入端。 3個(gè)引腳分別為：陰極（ CATHODE）、陽極（ ANODE）和參考端（ REF）。該器件的典型動態(tài)阻抗為 ，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等。 第 7 頁 共 25 頁 溫度采樣部分 圖 32 溫度采集單元圖 1 TL431的簡介 德州儀器公司（ TI）生產(chǎn)的 TL431 是一是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源 。 它不僅要計(jì)算 通過鍵盤輸入 的高低電平 ， 控制數(shù)碼管顯示相應(yīng)的 溫度值， 還要實(shí)時(shí)將經(jīng)過 LTC1860數(shù)模轉(zhuǎn)換后的電壓值顯示為相應(yīng)的 溫度值。 第 6 頁 共 25 頁 3 硬件電路設(shè) 計(jì) 單片機(jī)控制單元 圖 31 單片機(jī)控制單元圖 單片機(jī)控制包括主體 AT89C52 芯片， 一個(gè)上電復(fù)位電路 ， 一個(gè)晶振電路， 10K 上拉電阻 。 NTC 熱敏電阻器在室溫下的 電阻 變化范圍 一般 在 100~1000000 歐姆，溫度系數(shù) 為2%~%。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，在導(dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。 圖 24 74HC245B1R引腳圖 NTC 溫度傳感器 NTC 是 Negative Temperature Coefficient 的縮寫，是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān) 系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料。 而74HC245 正好起到了這個(gè)作用。 圖 23 LM358引腳圖 第 5 頁 共 25 頁 總線收發(fā)器 74HC245 74HC245 為 總線驅(qū)動器，典型的 TTL型三態(tài)緩沖門電路。 運(yùn)算放大器 LM358 LM358 是有 兩個(gè)高增益、獨(dú)立的、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器， 一般作為 電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式 ， 在 適當(dāng) 的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。 LT C1860 ADC 可在比例式應(yīng)用中使用，或與外部基準(zhǔn)一起使用。這些 12 位開關(guān)電容器逐次逼近型 ADC 包括采樣及保持電路。在250ksps 采樣速率條件下，電源電流僅為 850μA。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中， P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR 輸入端， 10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（ 18 腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳、 27 腳及 28 腳定義 為握手信號功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。 RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。功能包括對會聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。 單 片 機(jī) 溫度傳感器 信號放大電路 A/D轉(zhuǎn)換 LED 顯示 報(bào)警系統(tǒng) 鍵盤輸入 第 3 頁 共 25 頁 其主要功能特點(diǎn)包括： 兼容 MCS51 的 指令系統(tǒng)； 8K 可反復(fù)擦寫 FLASH ROM； 32 個(gè)雙向 I/O 口； 256X8BIT 內(nèi)部 RAM； 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷； 時(shí)鐘頻率 024MHZ； 2 個(gè)串行中斷，可編程 UART 串行通道； 2 個(gè)外部中斷源，共8 個(gè)中斷源； 2 個(gè)讀寫中斷口線， 3 級加密位； 低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； 1有 PDIP、 PQFP、 TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ) AT89C52單片機(jī)介紹 AT89C52 是 51 系列 單片機(jī) 的一個(gè)型號，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 2 設(shè)備方案設(shè)計(jì)與理論基礎(chǔ) 溫室大棚溫度測控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 圖 21 溫室大棚溫度測控系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)圖 首先，通過鍵盤輸入，設(shè)定所需要達(dá)到的溫度值，并且用數(shù)碼管顯示這個(gè)溫度值。 第 2 頁 共 25 頁 系統(tǒng)的過程主要 是：首先 ，通過鍵盤輸入，設(shè)定所需要達(dá)到的溫度值，并且用數(shù)碼管顯示這個(gè)溫度值。 硬件上從 A/D轉(zhuǎn)換電路、 溫度檢測電路、 信號放大電路、 輸出控制電路 等幾個(gè)方面出發(fā)，詳細(xì)研究和設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的溫室大棚溫度測控系統(tǒng)的各個(gè)部分內(nèi)容。軟件方面采用匯編語言來進(jìn)行單片機(jī)及其外圍電路的程序設(shè)計(jì)， 節(jié)省存儲空間 ， 使指令的執(zhí)行速度快。 課題研究的主要內(nèi)容 本課題主要 采用 51 單片機(jī)系統(tǒng)，對蔬菜大棚中溫度、進(jìn)行采集、 檢測和控制 。 課題的意義 本文從國內(nèi)目前溫控技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，找出問題的存因及改善困難，結(jié)合相關(guān)新技術(shù)及改良設(shè)想，在 51 單片機(jī)的基礎(chǔ)上，有效解決 溫室大棚的溫度自動控制，
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