基于80c51單片機(jī)的花卉棚溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于80c51單片機(jī)的花卉棚溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且精度差,單片機(jī)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(jī)來控制風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)花棚的溫度,根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)或者停止,決定給花棚送風(fēng)或者停止送風(fēng),使花棚內(nèi)的溫度限制在規(guī)定的范圍內(nèi)(10℃-25℃)。1測(cè)量結(jié)果的處理系統(tǒng)是對(duì)花卉生長過程中棚內(nèi)溫度的控制。首先,將DS18B20測(cè)量結(jié)果送給單片機(jī),單片機(jī)將DS18B20測(cè)量結(jié)果溫度值與內(nèi)部指定單元的給定溫度值T進(jìn)行比較,通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)風(fēng)機(jī)來調(diào)節(jié)溫度,當(dāng)溫度低于10℃或者高于25℃都將通過報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警聲。2b2b0控制電路、閱讀器模塊花卉棚超溫報(bào)警溫控器如圖1所示,整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)、溫度設(shè)置、溫度顯示、DS18B20控制電路、報(bào)警器模塊組成。單片機(jī)主要負(fù)責(zé)接受來自DS18B20數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理,通過輸出電路給控制電路發(fā)出指令,來控制電動(dòng)機(jī)電源線的常閉的繼電器,控制風(fēng)機(jī)的啟停。溫度顯示和報(bào)警器模塊是執(zhí)行來自單片機(jī)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(hào)的輸出采用80C51單片機(jī),它是一個(gè)低電壓,高性能的CMOS8位單片機(jī)。有40個(gè)引腳,32個(gè)外部雙向輸入/輸出端口,同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口,3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口,2個(gè)讀寫口線。芯片間均通過串口通訊,本方案中單片機(jī)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(shí),P1口作當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí),它可以被定義為地址的第八位接受。單片機(jī)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(diǎn)的閉合來控制輸出電壓,來控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)動(dòng),使得輸出電路在完成輸出控制功能的同時(shí)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(hào)的(輸入,輸出),其P2.0引腳與報(bào)警電路的主芯片LM386的輸入管腳連接進(jìn)行信號(hào)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(jì)與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比,它能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e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(jī)只需要一根接口線即可,即只需要把18B20的DB線與單片機(jī)的一根接口線連接即可,系統(tǒng)DB線與單片機(jī)P3.7口連接。3.3機(jī)的電阻保護(hù)D0~D7為1602的數(shù)據(jù)線,它與單片機(jī)的P0口相連,R8~R15為上拉電阻,R為LCD對(duì)比度調(diào)節(jié)電阻。RS,RW,E為控制口線,實(shí)時(shí)顯示花卉棚的溫度。3.4功率放大器模塊主要由LM386和揚(yáng)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(jī)的P2.0口相接,揚(yáng)聲器通過電容耦合接在VOUT端,當(dāng)P2.0口有信號(hào)輸出的時(shí)候揚(yáng)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(jī)的風(fēng)機(jī),單相交流電機(jī)由兩個(gè)繞組組成,其中,主繞組為運(yùn)行繞組,用以產(chǎn)生主磁場(chǎng),副繞組為啟動(dòng)繞組,它和主繞組共同作用,產(chǎn)生合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),使得電動(dòng)機(jī)得到啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)采用電流型啟動(dòng)繼電器(接在單片機(jī)的一個(gè)I/O口中),如圖3所示,啟動(dòng)時(shí),由于主繞組的啟動(dòng)電流較大,使繼電器運(yùn)作,電動(dòng)機(jī)副繞組通過繼電器的常開觸頭接到電源上,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)速的升高,主繞組中的電流減小到一定程度時(shí),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(dāng)花棚內(nèi)的溫度低于規(guī)定的溫度時(shí),單片機(jī)的一個(gè)I/O口發(fā)出信號(hào),控制K1繼電器,使觸頭接到電源上,加熱器H開始加熱,同時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)M1,當(dāng)花卉棚的溫度升至設(shè)定溫度值時(shí),單片機(jī)的一個(gè)I/O(P3.0)口發(fā)出信號(hào),控制繼電器K1觸頭斷開,停止加熱;當(dāng)花棚內(nèi)的溫度高于規(guī)定的溫度時(shí),單片機(jī)的一個(gè)I/O(P3.1)口發(fā)出信號(hào),控制繼電器K2,使觸頭接到電源上,啟動(dòng)風(fēng)機(jī)M開始送風(fēng),當(dāng)溫度降至設(shè)定值時(shí),繼電器K2斷開,停止送風(fēng),控制如圖3所示。3.6下限報(bào)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(bào)警上限和下限報(bào)警溫度值,其原理是通過兩個(gè)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(dāng)K1按下一次則使報(bào)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(bào)警溫度值。4電機(jī)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(jī),其主程序就是進(jìn)行器件的初始化,啟動(dòng)定時(shí)器,啟動(dòng)L