蔬菜大棚溫度控制器設(shè)計(jì).doc

遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) 單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 論文 課程設(shè)計(jì) 論文 題目 題目 蔬菜大棚溫度控制器設(shè)計(jì)蔬菜大棚溫度控制器設(shè)計(jì) 院 系 院 系 專業(yè)班級(jí) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)學(xué) 號(hào) 號(hào) 學(xué)生姓名 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師 簽字 起止時(shí)間 起止時(shí)間 2012015 5 06 22 201 06 22 2015 5 7 0 7 05 5 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 I 課程設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)及評(píng)語(yǔ) 院 系 教研室 注 成績(jī) 平時(shí)20 論文質(zhì)量60 答辯20 以百分制計(jì)算 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 課程設(shè)計(jì) 論文 題目 蔬菜大棚溫度控制器設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì) 論文 任務(wù) 當(dāng)監(jiān)測(cè)到蔬菜大棚溫度超過(guò)上限報(bào)警值時(shí) 可開(kāi)啟 220V 供電的排風(fēng)扇降溫 當(dāng)溫度 低于下限報(bào)警值時(shí) 可開(kāi)啟加熱引風(fēng)機(jī)提高溫室內(nèi)的溫度 直至符合要求時(shí)為止 大棚溫 度范圍 15 30 度 白天溫度控制在 25 30 度 夜間溫度控制在 15 20 度 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 包括 CPU 選擇 晶振電路 復(fù)位電路 2 溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì) 3 溫度顯示及控制電路設(shè)計(jì) 4 程序流程圖設(shè)計(jì)及程序清單編寫 技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 1 大棚溫度 15 30 度 白天 25 30 度 夜間 15 20 度 2 工作電源 220V 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 1 分析系統(tǒng)功能 盡可能降低成本 選擇合適的單片機(jī) AD 轉(zhuǎn)換器 輸出電路等 2 應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖 3 按規(guī)定格式 撰寫 打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份 其中程序開(kāi)發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明 詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過(guò)程 字?jǐn)?shù)應(yīng)在 4000 字以上 進(jìn)度計(jì)劃 第 1 天 查閱收集資料 第 2 天 總體設(shè)計(jì)方案的確定 第 3 4 天 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 5 天溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì) 第 6 天溫度顯示及控制電路 電源電路設(shè)計(jì) 第 7 天 程序流程圖設(shè)計(jì) 第 8 天 軟件編寫與調(diào)試 第 9 天 設(shè)計(jì)說(shuō)明書完成 第 10 天 答辯 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 平時(shí) 論文質(zhì)量 答辯 總成績(jī) 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 II 摘 要 蔬菜大棚內(nèi)通過(guò)調(diào)節(jié)溫度可以有效地控制二氧化碳的濃度 二氧化碳是對(duì)植 物生長(zhǎng)起著重要的作用 因此 對(duì)棚內(nèi)溫度的控制是非常重要的 本文介紹的分 布式單總線蔬菜大棚溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 采用全數(shù)字化設(shè)計(jì) 直接監(jiān)測(cè)每個(gè)棚內(nèi) 不同部分的溫度 通過(guò)對(duì)溫度的良好控制 有效地提高蔬菜的產(chǎn)量 本溫度設(shè)計(jì) 采用現(xiàn)在流行的 AT89S52 單片機(jī) 配以 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 該溫度傳感器 可自行設(shè)置溫度上下限 單片機(jī)將檢測(cè)到的溫度信號(hào)與輸入的溫度上 下限進(jìn)行 比較 由此作出判斷是否啟動(dòng)繼電器以開(kāi)啟設(shè)備 實(shí)現(xiàn)對(duì)蔬菜大棚溫度的檢測(cè)與 控制 從而有效提高蔬菜的產(chǎn)量 給出了電路圖和程序流程圖并附有源程序 由 于利用了單片機(jī)及數(shù)字控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 系統(tǒng)的各方面性能得到了顯著的提高 關(guān)鍵詞 溫度傳感器 AT89C51 LED 顯示器 固態(tài)繼電器 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 III 目 錄 第 1 章 緒論 1 1 1 溫度控制系統(tǒng)概況 1 1 2 本文研究?jī)?nèi)容 1 第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 2 1 蔬菜大棚溫度自動(dòng)控制總體設(shè)計(jì)方案 2 2 2 CPU 的選擇 3 2 3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 4 2 4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 5 2 5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 5 2 6 CPU 最小系統(tǒng)圖 6 第 3 章 溫度傳感器輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) 7 3 1 溫度傳感器的選擇 7 3 2 溫度輸出接口電路設(shè)計(jì) 8 3 3 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì) 8 第 4 章 溫度控制器軟件設(shè)計(jì) 11 4 1 軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述 11 4 1 1 主程序流程圖設(shè)計(jì) 11 4 1 2 中斷系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì) 12 第 5 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 13 5 1 系統(tǒng)原理圖 13 5 2 系統(tǒng)原理綜述 13 第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 15 參考文獻(xiàn) 16 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 1 第 1 章 緒論 1 1 溫度控制系統(tǒng)概況 隨著社會(huì)的發(fā)展 科技的進(jìn)步 以及測(cè)溫儀器在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用 智能化已 是現(xiàn)代溫 度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向 特別是近年來(lái) 溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人 們生活的各個(gè)方面 但溫度控制一直是一個(gè)未開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域 卻又是與人們息息相 關(guān)的一個(gè)實(shí)際問(wèn)題 針對(duì)這種 實(shí)際情況 設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng) 具有廣泛的應(yīng) 用前景與實(shí)際意義 溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一 物理 化學(xué) 生物 等學(xué)科都離不開(kāi)溫度 在 工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中 像電力 化工 石油 冶金 航空航天 機(jī)械制造 糧食存儲(chǔ) 酒類生產(chǎn)等領(lǐng)域內(nèi) 溫度常常是表征對(duì)象和過(guò) 程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一 比如 發(fā)電廠 鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之 內(nèi) 許多化學(xué)反應(yīng)的工藝過(guò)程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏?能正常進(jìn)行 煉油過(guò)程中 原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分餾才能得到汽油 柴油 煤油等產(chǎn)品 沒(méi)有合適的溫度環(huán)境 許多電子設(shè)備就不能正常工作 糧倉(cāng)的儲(chǔ)糧就 會(huì)變質(zhì)霉?fàn)€ 酒類的品質(zhì)就沒(méi)有保障 因此 各行各業(yè)對(duì)溫度控制的要求都越來(lái)越高 可 見(jiàn) 溫度的測(cè)量和控制是非常重要的 單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛 在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測(cè) 和溫度控制 隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的 日益廣泛和多樣 各種適用于不同場(chǎng)合的智能溫 度控制器應(yīng)運(yùn)而生 1 2 本文研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)是對(duì)蔬菜大棚內(nèi)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制 設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 了基本的溫度控制功能 當(dāng)蔬菜大棚內(nèi)溫度低于設(shè)定下限溫度時(shí) 系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng) 加熱繼電器加溫 使溫度上升 同時(shí)綠燈亮 當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時(shí) 停 止加溫 當(dāng)蔬菜大棚內(nèi)溫度高于設(shè)定上限溫度時(shí) 系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇降溫 使溫 度下降 同時(shí)紅燈亮 當(dāng)溫度下降到上限溫度以下時(shí) 停止降溫 溫度在上下限 溫度之間時(shí) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)不執(zhí)行 數(shù)碼管即時(shí)顯示溫度 精確到小數(shù)點(diǎn)一位 該系 統(tǒng)能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的溫度進(jìn)行采集 利用溫度傳感器將溫室大棚內(nèi)溫度的變化 變 換成數(shù)字量 其值由單片機(jī)處理 最后由單片機(jī)去控制液晶顯示器 顯示溫室大 棚內(nèi)的實(shí)際溫度 同時(shí)通過(guò)與預(yù)設(shè)量比較 對(duì)大棚內(nèi)的溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié) 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 2 第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 1 蔬菜大棚溫度自動(dòng)控制總體設(shè)計(jì)方案 晶振模塊 圖 2 1 溫度自動(dòng)控制總體框圖 表 2 1 各模塊功能表 溫度檢測(cè)模塊能夠直接讀出被測(cè)溫度 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單 可靠性更高 復(fù)位模塊使 89C51 數(shù)據(jù)清零 恢復(fù)初始狀態(tài) 晶振模塊為 89C51 提供時(shí)鐘信號(hào) 顯示模塊顯示溫度等數(shù)據(jù) 使觀察更加方便 有利于實(shí)驗(yàn)記錄 溫度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)溫度 使溫度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求 89C51 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 是實(shí)驗(yàn)主要原件 復(fù)位模塊顯示模塊 溫度調(diào)節(jié)模塊 89C51 溫度檢測(cè)模塊 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 3 2 2 CPU 的選擇 CPU 是單片機(jī)內(nèi)部的核心部分 是單片機(jī)的指揮和執(zhí)行機(jī)構(gòu) 它決定了單片 機(jī)的主要功能特性 從功能上看 CPU 包括兩個(gè)基本部分 運(yùn)算器和控制器 它 把中央處理器 存儲(chǔ)器 輸入 輸出接口電路以及定時(shí)器計(jì)數(shù)器集成在一塊芯片 上 從而具有體積小 功耗低 價(jià)格低廉 抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高等特點(diǎn) 因 此 本實(shí)驗(yàn)采用 89C51 單片機(jī) 下面介紹 89C51 的內(nèi)部資源及引腳結(jié)構(gòu)圖 圖 2 2 89C51 的引腳結(jié)構(gòu) RESET 是復(fù)位信號(hào)輸入端 高電平有效 當(dāng)振蕩器工作時(shí) 在此引腳上出現(xiàn) 兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平 就可以使單片機(jī)復(fù)位 ALE 引腳是地址鎖存允許信號(hào) PSEN 是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào) EA 是內(nèi) 外 ROM 選擇端 輸入 輸出 I O 引腳 P0 P1 P2 和 P3 P0 0 P0 7 P0 口是一個(gè) 8 位雙向 I O 端口 在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí) 它分時(shí) 提供低 8 位地址和作 8 位雙向數(shù)據(jù)總線 在 EOROM 編程時(shí) 從 P0 口輸入指令字 節(jié) 在驗(yàn)證程序時(shí) 則輸出指令字節(jié) 驗(yàn)證時(shí) 要接上拉電阻 P0 口能以吸收 電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 4 P1 0 P1 7 P1 是 8 位準(zhǔn)雙向 I O 端口 在 EPROM 編程和程序驗(yàn)證時(shí) 它輸 入低 8 位地址 P1 口能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載 P2 0 P2 7 P2 是 8 位準(zhǔn)雙向 I O 端口 在 CPU 訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí) 它輸出 高 8 位地址 在對(duì) EPROM 編程和程序檢驗(yàn)時(shí) 它輸入高 8 位地址 P2 口可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載 P3 0 P3 7 P3 是 8 位準(zhǔn)雙向 I O 端口 它是一個(gè)復(fù)用功能口 作為第一功 能使用時(shí) 為普通 I O 口 其功能和操作方法與 P1 口相同 作為第二功能使用 時(shí) 各引腳的定義如下表 P3 口的每一條條引腳均可以獨(dú)立的定義為第一功能的 輸入輸出或第二功能 P3 口能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載 2 3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 AT89C51 片內(nèi)喊有 28 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 主要用工作寄存器 堆棧 軟 件標(biāo)志和數(shù)據(jù)緩沖器 對(duì)于簡(jiǎn)單的測(cè)控系統(tǒng) 用它存放運(yùn)算的中間結(jié)果 容量是 夠用的 但是對(duì)于大量數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng) 則需要在片外擴(kuò)展 RAM 89C51 片內(nèi)有 128B 的 RAM 存儲(chǔ)器 在實(shí)際應(yīng)用中僅靠這 128B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 這種情況下可利用 89C51 單片機(jī)所具有的擴(kuò)展功能 擴(kuò)展外部數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器 89C51 單片機(jī)最大可擴(kuò)展 64KBRAM 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 5 圖 2 3 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器擴(kuò)展圖 2 4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電路和時(shí)鐘電路是維持單片機(jī)最小系統(tǒng)運(yùn)行的基本模塊 復(fù)位是單片機(jī) 的初始化操作 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(kāi)始工作 因此 復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式 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 當(dāng) 89C51 通電 時(shí)鐘電路開(kāi)始工作 在單片機(jī)的 RST 引腳加上大于 24 個(gè)時(shí) 鐘周期以上的正脈沖 系統(tǒng)即初始復(fù)位 初始化后 程序計(jì)數(shù)器 PC 指向 0000H P0 P3 輸出口全部為高電平 堆棧指針寫入 07H 其他專用寄存器被清 0 RST 由高電平降為低電平后 系統(tǒng)從 0000H 地址開(kāi)始執(zhí)行程序 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 6 圖 2 4 復(fù)位電路圖 2 5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) AT89C51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器 用于構(gòu)成振蕩器 反向放大器 的輸入端為 XTAL1 輸出端為 XTAL2 在 TXAL1 和 XTAL2 兩端跨接由石英晶體及 兩個(gè)電容構(gòu)成的自激振蕩器 電容器 C1 和 C2 通常都取 30pF 左右 選用不同的 電容量對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用 但石英晶體本身的標(biāo)定頻率才是單片機(jī)振蕩頻率 的決定因素 其振蕩頻率范圍是 1 12MHz 圖 2 5 時(shí)鐘電路圖 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 7 2 6 CPU 最小系統(tǒng)圖 圖 2 6 CPU 最小系統(tǒng)圖 第 3 章 溫度傳感器輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) 3 1 溫度傳感器的選擇 溫度傳感器的作用是采集大棚內(nèi)的溫度 并進(jìn)行判斷和顯示 由于智能溫度 傳感器 DS18B20 既能對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量 又能設(shè)定所需要控制的溫度 并對(duì)溫度值 能夠把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 所以本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中選用智能溫度傳感器 DS18B20 信息經(jīng)過(guò)單線接口送入 DS18B20 或從 DS18B20 送出 傳感器和數(shù)字轉(zhuǎn)換電路都被 集成在一起 每個(gè) DS18B20 在出廠時(shí)都已給定了唯一的 64 位序列號(hào) 并且 DS18B20 只有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入 輸出口 因此 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)到 3 或 2 根線 上 CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 進(jìn)行通信 而它們只需簡(jiǎn)單的通信 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 8 協(xié)議就能加以識(shí)別 這樣就節(jié)省了大量的引線和邏輯電路 現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以 一 線總線 的數(shù)字方式傳輸 大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性 適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng) 溫度測(cè)量 用戶還可自設(shè)定非易失性溫度報(bào)警上下限值 并可用報(bào)警搜索命令識(shí) 別溫度超限的 DS18620 由于該溫度計(jì)采用數(shù)字輸出形式 故不需要 A D 轉(zhuǎn)換器 圖 3 1 DS18B20 的引腳圖 DS18B20 的主要特性 DS18B20 有下列主要特性 1 只需一根 I O 線就能完成通信 2 多個(gè)分散的 DS18B20 可以共用一線進(jìn)行通信 3 不需外部元器件 4 可以通過(guò)數(shù)據(jù)線供電 5 檢測(cè)溫度范圍為 55 125 C 精度在 0 5 度 6 用 9bit 數(shù)字量來(lái)表示溫度 7 每次將溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需 200ms 8 可定義一個(gè)不變化的溫度設(shè)置為報(bào)警溫度 9 有 PR35T 和 SSOP 兩種封裝型式 DS1820I O 位數(shù)據(jù)輸入 輸出端 即單線總線 它屬于漏極開(kāi)路輸出 外接上 拉電阻后 常態(tài)下呈高電平 DDU 是可供選用的外部 5V 電源端 不用時(shí)需接地 GND 為地 NC 為空腳 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 9 3 2 溫度輸出接口電路設(shè)計(jì) 圖 3 2 排風(fēng)扇輸出電路圖 由 PWM 控制溫度調(diào)節(jié)模塊 當(dāng) PWM 端輸入高電平時(shí) 電流經(jīng) Q4 放大 常開(kāi) 端 5 閉合 M4QA045 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 當(dāng) PWM 端輸入低電平時(shí) 常開(kāi)端 5 斷開(kāi) M4QA045 電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn) 3 3 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì) 非編碼鍵盤可以分為兩種結(jié)構(gòu)形式 獨(dú)立式按鍵和行列式按鍵 獨(dú)立式按鍵 是指直接用 I O 口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路 每一個(gè)按鍵占用一條 I O 口線 每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生相互影響 圖 所示為一種獨(dú)立式按鍵 電路 當(dāng)圖中的某一個(gè)按鍵閉合時(shí) 相應(yīng)的 I O 口線就變成低電平 當(dāng)程序查詢 到為低電平的 I O 口線時(shí) 就可以確定處于閉合狀態(tài)的鍵 獨(dú)立式按鍵的電路的結(jié)構(gòu)和處理程序簡(jiǎn)單 擴(kuò)展方便 但占用的 I O 口線相 對(duì)較多 不適合在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合下采用 行列式鍵盤 將 I O 口線的一部分作為行線 另一部分作為列線 按鍵設(shè)置 在行線和列線的交叉點(diǎn)上 這就構(gòu)成了行列式鍵盤 本設(shè)計(jì)有三個(gè)按鍵 共需要三個(gè) I O 口線 占用的口線不多 因此可以采用 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 10 獨(dú)立式按鍵 圖 3 3 獨(dú)立式按鍵電路 圖 3 4 顯示電路 為了方便管理者能明確的觀察到某一路的溫度 這里要有顯示電路 共有七 個(gè)數(shù)碼管 兩位是用來(lái)顯示設(shè)定的最高溫度 兩位用來(lái)顯示設(shè)定的最低溫度 兩 位是用來(lái)顯示當(dāng)前某一路的溫度 一位是用來(lái)顯示當(dāng)前的路數(shù) 常用的數(shù)碼管顯示器為 8 段 每一段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管 分為共陽(yáng)和共陰 兩種 共陰極 LED 顯示的發(fā)光二極管的陰極連接在一起 通常此公共陰極接地 當(dāng)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí) 發(fā)光二極管被點(diǎn)亮 相應(yīng)的段被顯示 同樣 共陽(yáng)極 LED 的發(fā)光二極管的樣機(jī)連接在一起 通常此公共陽(yáng)極接高電平 當(dāng)某個(gè) 發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí) 發(fā)光二極管被點(diǎn)亮 相應(yīng)的段被顯示 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 11 第 4 章 溫度控制器軟件設(shè)計(jì) 4 1 軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述 本溫度控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中 遵循的是穩(wěn)定化 高效化 簡(jiǎn)單化 小型化 的特點(diǎn) 最大限度提高系統(tǒng)的性價(jià)比 應(yīng)用軟件采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法 這 種條理清晰的設(shè)計(jì)方法免去一部分軟件的重復(fù)編程 然后組合成符合要求的應(yīng)用 程序 因此本應(yīng)用軟件分為兩大部分 主程序和子程序設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)的是蔬菜大棚溫度控制 由89C51單片機(jī)和其他一些器件組成 的控制系統(tǒng) 要實(shí)現(xiàn)的軟件功能是將蔬菜大棚中的溫度信息通過(guò)溫度檢測(cè)模塊傳 送給89C51單片機(jī) 讓單片機(jī)識(shí)別 并顯示 然后溫度進(jìn)行判斷 進(jìn)行調(diào)節(jié) 通 過(guò)顯示模塊顯示溫度 使大棚中的的溫度一直維持在適合蔬菜生長(zhǎng)的條件下 4 1 1 主程序流程圖設(shè)計(jì) 圖4 1主程序流程圖 開(kāi)始 設(shè)定溫度 當(dāng)前溫度 啟動(dòng)加熱引風(fēng)機(jī) 啟動(dòng)風(fēng)扇降溫 結(jié)束 復(fù)位 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 12 溫度信號(hào)通過(guò)溫度檢測(cè)模塊傳送給 89C51 單片機(jī) 由單片機(jī)判斷溫度 當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度超過(guò) 上限報(bào)警值時(shí) 可開(kāi)啟排風(fēng)扇降溫 當(dāng)溫度低于下限報(bào)警值時(shí) 可開(kāi)啟加熱引風(fēng)機(jī)提高溫室 內(nèi)的溫度 4 1 2 中斷系統(tǒng)流程圖設(shè) 當(dāng)CPU正在處理數(shù)據(jù)時(shí) 外部發(fā)生緊急情況時(shí) 要求CPU停止當(dāng)前工作 去處 理緊急情況 而中斷系統(tǒng)有許多的優(yōu)點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)分時(shí)操作采用中斷技術(shù)后 快速的 CPU和慢速的外設(shè)可以各做各的事情 進(jìn)行實(shí)時(shí)處理在實(shí)時(shí)控制的過(guò)程中 CPU會(huì) 根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況及時(shí)做出反應(yīng) 進(jìn)行實(shí)時(shí)控制 故障處理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中往往 會(huì)出現(xiàn)一些異常情況 中斷發(fā)生 圖 4 2 中斷系統(tǒng)流程 中斷服務(wù) 開(kāi)中斷 中斷返回 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 開(kāi)中斷 關(guān)中斷 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 本科生課程設(shè)計(jì) 論文 13 第 5 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 5 1 系統(tǒng)原理圖 圖 5 1 系統(tǒng)原理圖 5 2 系統(tǒng)原理綜述 本系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為控制核心 利用溫度傳感器對(duì)蔬菜大棚內(nèi)的溫度 進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與控制 實(shí)現(xiàn)溫室溫度的自動(dòng)控制 本系統(tǒng)由單片機(jī)小系統(tǒng)模塊 溫度采集模塊 加熱模塊 降溫模塊 按鍵以及顯示模塊六個(gè)部分組成 可以通 過(guò)按鍵設(shè)定溫室的溫度值 采集的溫度和設(shè)定的溫度通過(guò) LED 數(shù)碼管顯示 當(dāng)所 設(shè)定的溫度值比采集的溫度大時(shí) 通過(guò)加熱器加熱 以達(dá)到設(shè)定值 反之 開(kāi)啟 本科生課程設(shè)計(jì)