蔬菜大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-17 16:08本頁(yè)面
【正文】 聲光報(bào)警。l 溫度歷史記錄查詢：蔬菜大棚管理人員可以隨時(shí)查詢采集過來(lái)的溫度歷史記錄。整個(gè)系統(tǒng)的硬件部分包括AD590的溫度采樣放大電路、ADC0809的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、按鍵電路、驅(qū)動(dòng)電路、LED顯示電路、聲光報(bào)警電路、電源轉(zhuǎn)換電路等。系統(tǒng)硬件框圖如圖21所示：圖21 系統(tǒng)硬件框圖通過溫度傳感器對(duì)大棚中空氣進(jìn)行溫度采集，將采集的溫度信號(hào)經(jīng)放大濾波處理后，送給ADC0809進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示器，并比較采集的溫度與設(shè)定的溫度范圍是否一致，如果超出設(shè)定的溫度范圍，進(jìn)行聲光報(bào)警，再驅(qū)動(dòng)繼電器對(duì)大棚進(jìn)行加熱或降溫處理。 AT89C51的最小系統(tǒng) （1）最小系統(tǒng) 單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，就構(gòu)成了最小系統(tǒng)，因此，最小系統(tǒng)如圖22所示。單片機(jī)系統(tǒng)在上電啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。但單片機(jī)本身不能自動(dòng)復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部復(fù)位電路才能實(shí)現(xiàn)的。因此，時(shí)鐘頻率直接影響到單片機(jī)的速度。溫度傳感器將溫度變成電信號(hào)，通過放大器使得信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換器的量程范圍內(nèi)放大，在單片機(jī)的控制下，A/D 轉(zhuǎn)換器完成信號(hào)的A/D 轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理。圖23 溫度采集放大電路 低通濾波電路由于溫度傳感器采集到的信號(hào)中能夾有高頻的噪聲信號(hào)和干擾信號(hào)，在經(jīng)過放大后，這樣的信號(hào)會(huì)對(duì)采集的結(jié)果和轉(zhuǎn)換的結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差和不良的后果。其電路如圖24所示。 ADC0809芯片ADC0809是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行的A/D轉(zhuǎn)換器件。它由比較器、逐次逼近器、D/A轉(zhuǎn)換器及控制和定時(shí)5部分組成，輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可以直接連到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線上。 ADC0809與單片機(jī)的連接電路如圖25所示。這里主要介紹非編碼鍵盤的接口電路。 按鍵電路圖26所示為中斷掃描方式的接口電路。、 全為0時(shí)，若無(wú)鍵閉合，/INT0保持高電平；若有鍵閉合時(shí)，/INT0變成低電平，CPU開中斷，進(jìn)而產(chǎn)生中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。 圖26 中斷式獨(dú)立鍵盤 按鍵電路的消抖 消除抖動(dòng)的方法有兩種，一種是采用硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，如用濾波電路和雙穩(wěn)態(tài)電路等；另一種實(shí)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)有按鍵按下時(shí)，延時(shí)10ms～20ms，再查詢是否有按鍵按下，若沒有按鍵按下，說明上次查詢結(jié)果為干擾或者抖動(dòng)；若仍有按鍵按下，則說明閉合鍵已穩(wěn)定，即可判斷其鍵碼。 LED數(shù)碼管 動(dòng)態(tài)掃描顯示的掃描方式有程序控制和定時(shí)中斷掃描兩種。本次設(shè)計(jì)采用這種方法。7447的主要功能是輸出低電平驅(qū)動(dòng)顯示碼，用以推動(dòng)共陽(yáng)極的7段LED數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字。低壓的交流信號(hào)在通過整流穩(wěn)壓等操作實(shí)現(xiàn)了交流向直流轉(zhuǎn)換的要求了。圖27 電源電路 聲音報(bào)警電路在單片機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到當(dāng)前溫度超出設(shè)定的溫度范圍時(shí)，進(jìn)而來(lái)控制蜂鳴器，提醒管理者注意報(bào)警信號(hào)，常見的報(bào)警信號(hào)可分為閃光報(bào)警、鳴音報(bào)警和音樂報(bào)警，這里主要用的是鳴音報(bào)警電路。，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約5V的電壓而鳴叫；，晶體管截至，蜂鳴器停止發(fā)音。Q0～Q7代表1～8路的溫度是否在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，如果第i(i的范圍從0到7)個(gè)發(fā)光二極管亮，證明第（i+1）路的溫度超出設(shè)定的溫度范圍。系統(tǒng)軟件主要包括主程序和按鍵處理、中斷、顯示和報(bào)警等子程序。主程序主要是對(duì)采集數(shù)據(jù)的處理、顯示以及與設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，為是否報(bào)警、是否開繼電器做準(zhǔn)備；A/D轉(zhuǎn)換子程序主要完成的是對(duì)信號(hào)的采樣和A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)放到A寄存器中，為后面的調(diào)用做準(zhǔn)備；監(jiān)控程序就是對(duì)按鍵中斷，A/D轉(zhuǎn)換中斷進(jìn)行監(jiān)控，如果按鍵有中斷，就調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換程序，如果A/D中斷，就調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換程序。其流程圖如圖31所示。圖32 A/D轉(zhuǎn)換流程圖 （3）獨(dú)立按鍵程序在圖26所示的電路中，當(dāng)W1～W3任何一個(gè)按鍵按下，與門的輸出都為低電平，此時(shí)/INT0引腳為低，延時(shí)一段時(shí)間后，再判斷/INT0引腳是否為低電平，如果仍為低電平，則向CPU申請(qǐng)中斷。因此按鍵控制流程圖如33所示。由于人的視覺停留效應(yīng)，因此當(dāng)掃描周期小到一定程度時(shí)，人就感覺不出字符的移動(dòng)或閃爍，覺得每位數(shù)碼管到一直在顯示。 圖34 顯示流程圖4 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)遇到不問題，也收獲到不少知識(shí)。例如設(shè)計(jì)過程中遇到的許多新名詞以及新的元件代碼，在整理思路總是會(huì)被這些那些數(shù)字，字母弄得頭昏眼脹。還有AD590，是溫度傳感器，它是感知溫度的。再加上其他零零碎碎的電路元件，依照電路圖組合起來(lái)就形成完整的蔬菜大棚溫度控制系統(tǒng)。但當(dāng)我真正投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中時(shí)，我逐漸認(rèn)識(shí)到電子組裝的精密性以及邏輯性。它也需要你有一定的邏輯思維，電子元
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