單片機溫室大棚溫度監控系統的設計方案-wenkub

　

【正文】 具有通信，聯網等功能，它的應用范圍大致介于繼電器控制裝置與過程控制的計算機之間，它也可在一個大型的集散控制系統中，作為前端控制裝置，在上位機的統一調度下工作。例如，當溫度度大于設定值30度時，開啟空調，直至溫度接近設定值20度時，切斷電源。傳感器有很多種類，包括電阻應變式傳感器，壓阻式傳感器，熱電阻傳感器，溫度傳感器，光敏傳感器等。這種傳感器性能可靠，使用壽命長，響應速度快，測量范圍寬，目前已廣泛應用。具有線性優良、性能穩定、靈敏度高、無需補償、熱容量小、抗干擾能力強、可遠距離測溫且使用方便等優點。AD590的電源電壓范圍為4V～30V。精度高。由于AD590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好，常用于測溫和熱電偶的冷端補償。其中TT2起恒流作用，可用于使左右兩支路的集電極電流I1和I2相等；TT4是感溫用的晶體管，兩個管的材質和工藝完全相同，但T3實質上是由n個晶體管并聯而成，因而其結面積是T4的n倍。圖3中的電阻R是在硅板上形成的薄膜電阻，該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準溫度下可得到1μA／K的I值。TT12和T10為啟動電路，其中T5為恒定偏置二極管。而C1和R4則可用來防止寄生振蕩。　　根據上式不難看出，要想改變ΔUBE，可以在調整R5后再調整R6，而增大R5的效果和減小R6是一樣的，其結果都會使ΔUBE減小，不過，改變R5對ΔUBE的影響更為顯著，因為它前面的系數較大。當AD590的電流通過一個 10kΩ的電阻時，這個電阻上的壓降為10mV，即轉換成10mV／K，為了使此電阻精確0．1％），可用一個9．6kΩ的電阻與一個1kΩ電位器串聯，然后通過調節電位器來獲得精確的10kΩ。　　將AD590放入0℃的冰水混合溶液中，A1同相輸入端的電壓應為2．73V，同樣使A2的輸出電壓也為2．73V，因此A1與A2兩輸出端之間的電壓：　　2．73－2．73＝0V即對應于0℃。此電路的作用是通過A／D轉換器MC14433將模擬信號轉換成數字信號，以控制顯示電路。圖6 A/D轉換和數碼顯示電路框圖 2）用ICL7106來實現　　采用ICL7106的A／D轉換及LCD顯示電路框圖如圖7所示。要實現的目標是，使薄膜溫室的溫度保持在20℃——30℃之間，在這個區域內溫度值是可設定的。當所設定的溫度值比采集的溫度大時，通過加熱器加熱，以達到設定值；反之，開啟降溫風扇，以快速達到降溫效果。本系統采用Atmel公司所生產的AT89C51單片機。以12MHz的時鐘脈沖為例，每個時鐘脈沖1μs,兩個機器周期為12μs,因此，在第9腳上連接一個12μs以上的高電平脈沖，即可產生復位的動作。本系統的溫度采集和轉換電路原理圖如圖3所示，它的工作過程為：系統通過AD590采集外界的溫度參數，并通過三個放大器的作用將溫度轉化為電流模擬量；此模擬量通過ADC0804的轉化變成數字量，以便單片機辨認接收。例如：，則其溫度為：OPA3）+OPA2）=；；=30微安培→30℃。AD590產生的電流與絕對溫度成正比，它可接收的工作電壓為4V——30V，檢測的溫度范圍為55℃——+150℃，它有非常好的線性輸出性能，溫度每增加1℃，其電流增加1微安培。溫度采集和AD590溫度傳感器工作的系統結構電路圖為圖3。其中的7446及7447輸出低電平驅動的顯示碼，用以推動共陽極7段LED數碼管；而7448及74LS49輸出高電平驅動顯示碼，用以推動共陰極7段LED數碼管，7447447與7448的引腳相同雙并排16pins）。正常顯示下應接低電平。當要顯示多個數碼管，可分別驅動每個數碼管；當要利用人類的視覺暫留現象，則可以采用快速掃描的方式，只要一組驅動電路即可達到顯示多個數碼管的目的。鍵盤采用電話式鍵盤，結構如圖8所示。鍵盤掃描芯片不斷查詢是否有按鍵輸入，當查詢到有按鍵時，DA置1，同時執行相應的程序，比較溫度是否超出上、下限，進而決定是加熱還是降溫。需要降溫時，使之置1，進而控制降溫風扇降溫。此程序流程包括4個部分。在整個系統的運行期間，有一個定時器T0中斷每隔20ms掃描一次，用于當前溫度與設定溫度的比較，然后發出加溫或降溫的命令。程序代碼如下：TIM0: PUSH ACC PUSH PSW MOV TH0,60 MOV TL0,76 MOV A,33H CJNE A,31H,T MOV A,32H CJNE A,30H,T JMP OFFT: JC OFF CLR RETURN: POP PSW POP ACC RETIOFF: SETB JMP RETURNDELAY: MOV R7,06D1: MOV R6,248 DJNZ R6,$ DJNZ R7,D1 RET顯示子程序流程圖如圖11所示:說明：30H用于暫時存放要顯示溫度的高四位，31H用于暫時存放要顯示溫度的低四位，38H用于存放最終要顯示在7段數碼管上的溫度值；DD2分別表示兩個7段數碼管的存儲地址。如果要設定新的溫度值，操作流程為：按“*”→要設定的溫度值→按“*”，這樣就完成了溫度的設定。當設定溫度大于測定溫度時，則使加熱器工作；當設定溫度小于測定溫度時，則開啟降溫風扇。“悉心”二字，絕非可有可無。X老師治學嚴謹、做事認真，大到結構，小至標點，一一從嚴要求，決不允許敷衍；X老師為人真誠、待人熱情，從選題至成文，說來慚愧，應該說是在X老師的推動下，才得以如期完成。每每看到論文上細密的紅色批語，深感暖意陣陣！也突然明白魯迅對藤野先生認真修改他的筆記的那種感動。我曾做出過不少選擇，但事后令自己深感得意的，并不是很多。”我再次明白了“老師”二字的厚重內涵!人生的各個階段，要面臨很多選擇。從選定題目、到現在定稿完成，X老師的關懷幫助始終如一，這讓我在感動的同時，又深感慚愧!X老師很忙，教案、科研任務繁重。可以說，沒有X老師的指導，就沒有今天的順利成文。第一部分是主程序，它描述的是程序的總體結構；第二部分是定時器T0的描述，它的功能是將實際溫度和設定的溫度比較，再作出相應的動作；第三部分是鍵盤掃描部分；第四部分是顯示部分，用于顯示溫度值。程序中各寄存器說明如下：30H、31H：所測得的實際溫度32H、33H：鍵盤設定的溫度34H：系統的上限溫度值30℃）35H：系統的下限溫度值20℃）36H：舊溫度值的存放地址源程序如下:ORG 00H JMP START ORG 0BH JMP TIM0START: MOV TMOD,01H MOV TH0,60 MOV TL0,76 SETB TR0 MOV IE,82H MOV R4,09H MOV R0,30HCLEAR: MOV R0,00H DJNZ R4,CLEAR MOV A,00H MOV DPTR,TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV 34H,A MOV A,01H MOV DPTR,TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV 35H,A MOV 36H,0FFHSTART0: MOVX R0,AWAIT: JB ,KEYIN JB ,ADC JMP WAITADC: MOVX A,R0 MOV 37H,A CLR C SUBB A,36H JC TDOWNTUP: MOV A,37H CLR C SUBB A,34H JNC POFF JMP LOOPPON: CLR JMP START0POFF: SETB JMP LOOPTDOWN: MOV A,37H CLR C SUBB A,35H JC PON JMP LOOPLOOP: MOV 36H,37H CLR A MOV R4,0FFH DJNZ R4,$ C