蔬菜大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計-在線瀏覽
2024-08-17 16:08本頁面
【正文】 聲光報警。l 溫度歷史記錄查詢：蔬菜大棚管理人員可以隨時查詢采集過來的溫度歷史記錄。整個系統(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)動電路、LED顯示電路、聲光報警電路、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大棚中空氣進(jìn)行溫度采集，將采集的溫度信號經(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)行聲光報警，再驅(qū)動繼電器對大棚進(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)在上電啟動運行時，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確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。但單片機(jī)本身不能自動復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部復(fù)位電路才能實現(xiàn)的。因此，時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，通過放大器使得信號在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)換器完成信號的A/D 轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送入單片機(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中能夾有高頻的噪聲信號和干擾信號，在經(jīng)過放大后，這樣的信號會對采集的結(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，若無鍵閉合，/INT0保持高電平；若有鍵閉合時，/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 中斷式獨立鍵盤 按鍵電路的消抖 消除抖動的方法有兩種，一種是采用硬件電路來實現(xiàn)，如用濾波電路和雙穩(wěn)態(tài)電路等；另一種實用軟件來實現(xiàn)，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)有按鍵按下時，延時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；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 動態(tài)掃描顯示的掃描方式有程序控制和定時中斷掃描兩種。本次設(shè)計采用這種方法。7447的主要功能是輸出低電平驅(qū)動顯示碼，用以推動共陽極的7段LED數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字。低壓的交流信號在通過整流穩(wěn)壓等操作實現(xiàn)了交流向直流轉(zhuǎn)換的要求了。圖27 電源電路 聲音報警電路在單片機(jī)檢測系統(tǒng)檢測到當(dāng)前溫度超出設(shè)定的溫度范圍時，進(jìn)而來控制蜂鳴器，提醒管理者注意報警信號，常見的報警信號可分為閃光報警、鳴音報警和音樂報警，這里主要用的是鳴音報警電路。，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、顯示和報警等子程序。主程序主要是對采集數(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信號的采樣和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）獨立按鍵程序在圖26所示的電路中，當(dāng)W1～W3任何一個按鍵按下，與門的輸出都為低電平，此時/INT0引腳為低，延時一段時間后，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，人就感覺不出字符的移動或閃爍，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)計遇到不問題，也收獲到不少知識。例如設(shè)計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)計中時，我逐漸認(rèn)識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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