基于80c51單片機的花卉棚溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計

基于80c51單片機的花卉棚溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計

0溫度差的產(chǎn)生花卉布局中花卉的生長溫度控制非常重要。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費時費力,而且精度差,單片機的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。本文利用單片機來控制風機自動調(diào)節(jié)花棚的溫度,根據(jù)電機的轉(zhuǎn)動或者停止,決定給花棚送風或者停止送風,使花棚內(nèi)的溫度限制在規(guī)定的范圍內(nèi)(10℃-25℃)。1測量結(jié)果的處理系統(tǒng)是對花卉生長過程中棚內(nèi)溫度的控制。首先,將DS18B20測量結(jié)果送給單片機,單片機將DS18B20測量結(jié)果溫度值與內(nèi)部指定單元的給定溫度值T進行比較,通過執(zhí)行機構(gòu)風機來調(diào)節(jié)溫度,當溫度低于10℃或者高于25℃都將通過報警系統(tǒng)發(fā)出報警聲。2b2b0控制電路、閱讀器模塊花卉棚超溫報警溫控器如圖1所示,整個系統(tǒng)由單片機、溫度設(shè)置、溫度顯示、DS18B20控制電路、報警器模塊組成。單片機主要負責接受來自DS18B20數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行對比處理,通過輸出電路給控制電路發(fā)出指令,來控制電動機電源線的常閉的繼電器,控制風機的啟停。溫度顯示和報警器模塊是執(zhí)行來自單片機指令并反饋結(jié)果給用戶。3各部分的工作原則3.1溫度信號的輸出采用80C51單片機,它是一個低電壓,高性能的CMOS8位單片機。有40個引腳,32個外部雙向輸入/輸出端口,同時內(nèi)含2個外中斷口,3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口,2個讀寫口線。芯片間均通過串口通訊,本方案中單片機的P1.0,P1.1引腳與溫度設(shè)置K1,K2連接,電阻R16,R17為其外部的上拉電阻,做為溫度設(shè)置輸入口。在FIASH編程時,P1口作當FIASH進行校驗時,它可以被定義為地址的第八位接受。單片機P0口輸出的控制量輸入輸出電路,且通過光電耦合器件來決定CMOS三極管的導(dǎo)通與否,再通過繼電器和常開觸點的閉合來控制輸出電壓,來控制風機的運動,使得輸出電路在完成輸出控制功能的同時具有較高的電氣隔離和抗干擾能力。其P3.7引腳與DS18B20溫度傳感的DB引腳相連,作為溫度信號的(輸入,輸出),其P2.0引腳與報警電路的主芯片LM386的輸入管腳連接進行信號的雙通訊,其PO.O―PO.6引腳與顯示電路的主芯片1602的D0~D7數(shù)據(jù)線相連來控制LED顯示。系統(tǒng)原理圖如圖2所示。3.2ds18b20接口電路設(shè)計與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比,它能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。可以分別在93.75ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量,并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫。溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線,總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電,而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單,可靠性更高。由于DS18B20采用單總線接口方式,所以它與單片機只需要一根接口線即可,即只需要把18B20的DB線與單片機的一根接口線連接即可,系統(tǒng)DB線與單片機P3.7口連接。3.3機的電阻保護D0~D7為1602的數(shù)據(jù)線,它與單片機的P0口相連,R8~R15為上拉電阻,R為LCD對比度調(diào)節(jié)電阻。RS,RW,E為控制口線,實時顯示花卉棚的溫度。3.4功率放大器模塊主要由LM386和揚聲器組成,LM386是常用的音頻功率放大器,它增益高,功耗小。LM386的IN+端與單片機的P2.0口相接,揚聲器通過電容耦合接在VOUT端,當P2.0口有信號輸出的時候揚聲器發(fā)出聲音。3.5繼電器的工作原理系統(tǒng)采用的是由單相交流電機的風機,單相交流電機由兩個繞組組成,其中,主繞組為運行繞組,用以產(chǎn)生主磁場,副繞組為啟動繞組,它和主繞組共同作用,產(chǎn)生合成的旋轉(zhuǎn)磁場,使得電動機得到啟動轉(zhuǎn)矩。風機的啟動采用電流型啟動繼電器(接在單片機的一個I/O口中),如圖3所示,啟動時,由于主繞組的啟動電流較大,使繼電器運作,電動機副繞組通過繼電器的常開觸頭接到電源上,電動機啟動。隨著轉(zhuǎn)速的升高,主繞組中的電流減小到一定程度時,繼電器復(fù)位,副繞組中的串聯(lián)的觸頭斷開,使副繞組脫離電源。當花棚內(nèi)的溫度低于規(guī)定的溫度時,單片機的一個I/O口發(fā)出信號,控制K1繼電器,使觸頭接到電源上,加熱器H開始加熱,同時啟動風機M1,當花卉棚的溫度升至設(shè)定溫度值時,單片機的一個I/O(P3.0)口發(fā)出信號,控制繼電器K1觸頭斷開,停止加熱;當花棚內(nèi)的溫度高于規(guī)定的溫度時,單片機的一個I/O(P3.1)口發(fā)出信號,控制繼電器K2,使觸頭接到電源上,啟動風機M開始送風,當溫度降至設(shè)定值時,繼電器K2斷開,停止送風,控制如圖3所示。3.6下限報警溫度值的設(shè)定為了使系統(tǒng)更具有通用性,系統(tǒng)通過溫度設(shè)置模塊設(shè)定用戶所需要的報警上限和下限報警溫度值,其原理是通過兩個按鍵的按鍵次數(shù)來決定溫度值,系統(tǒng)通過軟件設(shè)定了顯示器的顯示初值為10℃,當K1按下一次則使報警溫度值加1,直到用戶所需的溫度值為止,K2的作用與K1相反,它用于設(shè)置下限報警溫度值。4電機控制系統(tǒng)的主程序DS18B20采用單總線接口方式連接到單片機,其主程序就是進行器件的初始化,啟動定時器,啟動L