基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)

-.z目錄引言……………3設(shè)計任務(wù)書……………………3前言……………4第2節(jié)系統(tǒng)硬件模塊化設(shè)計………52.1系統(tǒng)硬件構(gòu)造…………………52.2信號采集模塊………………62.3顯示模塊………………62.4鍵盤模塊……………62.5轉(zhuǎn)換模塊……………………7第3節(jié)系統(tǒng)的軟件設(shè)計………………3.1系統(tǒng)控制流程圖………………73.2溫度控制系統(tǒng)程序……………8第4節(jié)完畢語…………12第5節(jié)參考文獻(xiàn)……………12設(shè)計題目：基于單片機(jī)的溫室溫度控制系統(tǒng)一、設(shè)計實驗條件自動化實驗室各實驗系統(tǒng)二、設(shè)計任務(wù)查找資料，確定蔬菜大棚溫室在植物生長的不同階段所需的溫度*圍與控制精度，并以此為依據(jù)設(shè)計以單片機(jī)為核心的溫度控制系統(tǒng)。要求：1．寫出溫度控制過程，繪制控制系統(tǒng)組成框圖2．選擇性能、價格適宜的器件，給出溫度檢測與控制電路3、編寫溫度檢測與控制程序框圖三、設(shè)計說明書的內(nèi)容設(shè)計題目與設(shè)計任務(wù)〔設(shè)計任務(wù)書〕前言〔緒論〕(設(shè)計的目的、意義等)主體設(shè)計局部完畢語參考文獻(xiàn)前言蔬菜是人民生活中不可缺少的副食品，人們要求周年不斷供給新鮮、多樣的蔬菜產(chǎn)品，僅靠露地栽培是很難到達(dá)目的的，尤其是我國北方地區(qū)無霜期短，而長江流域地區(qū)雖然冬季露地能生產(chǎn)一些耐寒蔬菜，但種類單調(diào)，且假設(shè)遇冬季寒潮或夏秋暴雨，連綿陰雨等災(zāi)害性天氣，則早春育苗和秋冬蔬菜生產(chǎn)都可能會受到較大的損失，影響蔬菜的供給。大棚栽培蔬菜可促進(jìn)早熟、豐產(chǎn)和延長供給期，是人類征服自然、擴(kuò)大蔬菜生產(chǎn)、實現(xiàn)周年供給的一種有效途徑，是開展"三高"農(nóng)業(yè)、振興農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的組成局部，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的標(biāo)志之一。而利用大棚進(jìn)展蔬菜栽培可利用保護(hù)設(shè)備在冬、春、秋進(jìn)展蔬菜生產(chǎn)，以獲得多樣化的蔬菜產(chǎn)品，可提早和延遲蔬菜的供給期，能對調(diào)節(jié)蔬菜周年均衡供給，滿足人們的需要起重要作用，隨著人們生活條件的不斷改善，人們更關(guān)注自身的安康，綠色蔬菜尤其受到重視。大棚種植充分滿足了人們的需求，但對于和農(nóng)作物生長密切相關(guān)的大棚溫度的控制，對大局部沒有專業(yè)知識的農(nóng)民來說著實是一件頭疼的事?；趩纹瑱C(jī)的大棚種植的溫度控制系統(tǒng),能順利解決長期以來困擾農(nóng)民的問題，它不僅便于農(nóng)民操作,更重要的是，在無形之中提高了作物的產(chǎn)量，增加了農(nóng)民的收入，滿足了人們對大棚蔬菜的需求。大棚蔬菜滿足了人民能一年四季吃到新鮮蔬菜的愿望，為提供更多量、更有營養(yǎng)價值的蔬菜，智能的大棚溫度控制系統(tǒng)已成為農(nóng)民的迫切需要。以89S52單片機(jī)為主的溫度控制系統(tǒng)可對大棚內(nèi)部的溫度和蔬菜所需的正常溫度進(jìn)展比擬，以人性化的方式向大棚管理人員提供溫度調(diào)節(jié)的信息，幫助農(nóng)民提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，減少農(nóng)民的工作量。溫度控制系統(tǒng)采用89S52單片機(jī)為核心。大棚溫度經(jīng)溫度傳感器采樣后變換為模擬電壓信號，經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號后送放大器，信號放大后送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)輸入的溫度得出結(jié)果，片提醒農(nóng)民作出適當(dāng)?shù)臏囟日{(diào)節(jié)。該系統(tǒng)本錢低，操作方便，設(shè)計人性化，具有良好的推廣價值。第2節(jié)系統(tǒng)硬件模塊化設(shè)計2.1系統(tǒng)硬件構(gòu)造U1U2U3U4RP1RV1數(shù)據(jù)采集局部1234567890*SW1BUZ1D1Q1R12.2信號采集模塊信號發(fā)生采用的是直接從電源上得到可變的電壓.〞可變〞表達(dá)在滑動變阻器上.滑動變阻器一端接地,另一端接高電平,滑動滑動變阻器,可輸出漸變的電壓,作為模擬電壓信號.運用于蔬菜大棚的溫度控制系統(tǒng),不需要信號發(fā)生裝置,可采用溫度檢測器檢測實際大棚內(nèi)溫度.將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,送入單片機(jī),完成信號采集單元.模/數(shù)轉(zhuǎn)換器采用TLC549,它是8位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片.可與通用微處理器、控制器通過CLK、CS、DATAOUT三條口線進(jìn)展串行接口。具有4MHz片內(nèi)系統(tǒng)時鐘和軟、硬件控制電路，轉(zhuǎn)換時間最長17μs，TLC549允許最高轉(zhuǎn)換速率為40000次/s?？偸д{(diào)誤差最大為±0.5LSB，典型功耗值為6mW。采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換*圍，VREF-接地，VREF+－VREF-≥1V，可用于較小信號的采樣。TLC549芯片如下列圖所示.2.3顯示模塊將AT89S52接到排阻上，然后接到74LS374上，最后連接到數(shù)碼管顯示器上?！?〕RESPACK8一般接在89S52單片機(jī)的P0口，因為P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，不能輸出高電平，所以要接上拉電阻。排阻就是好多電阻連載一起，他們有一個公共端。〔2〕74LS374具有三態(tài)輸出的邊沿觸發(fā)器，374輸出端O0……O7可直接與總線相連，當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平，O0……O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載總線。OE為高電平，O0……O7高阻態(tài)，不驅(qū)動總線負(fù)載。當(dāng)時鐘端脈沖上升沒作用下，O隨數(shù)據(jù)D而變。本次試驗，采用兩個74LS374芯片，一個用作段選U3，控制八位數(shù)碼管的各段顯示管，另一個用作片選U4?！?〕數(shù)碼管顯示電路。2.4鍵盤模塊將鍵盤與AT89S52連接到一起，如硬件連接圖連接方式連接電路。鍵盤作為可輸入設(shè)定值，在之后的模塊中與檢測到的溫度值作比擬。2.5轉(zhuǎn)換模塊當(dāng)SW接于高電平時，選擇數(shù)碼顯示模塊，當(dāng)SW接于低電平時，選擇鍵盤設(shè)定值模塊。硬件設(shè)施很簡單，在AT89S52的P1.7口引出一條線，讓它控制選擇個模塊。第3節(jié)系統(tǒng)的軟件設(shè)計3.1系統(tǒng)控制流程圖開場開場系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化鍵盤設(shè)定溫度值鍵盤設(shè)定溫度值顯示溫度顯示溫度采集模擬溫度采集模擬溫度A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換模擬量<設(shè)定值.模擬量<設(shè)定值.PWM控制加熱功率PWM控制加熱功率聲音報警聲音報警3.2溫度控制系統(tǒng)程序*include<REG51.H>*include"intrins.h"*defineucharunsignedchar*defineuintunsignedint*defineflfloatucharout0=0*7f;//賦初值ucharbuf[3]={0,0,0};//全局?jǐn)?shù)組ucharpr[]={0*57,0*6E,0*5E,0*3E,0*6D,0*5D,0*3D,0*6B,0*5B,0*3B};uchardiscode[]={0*3f,0*06,0*5b,0*4f,0*66,0*6d,0*7d,0*07,0*7f,0*6f};uintAD; //轉(zhuǎn)換結(jié)果，十六進(jìn)制uintuuu,sc=0; //帶小數(shù)局部數(shù)據(jù)處理結(jié)果intInt_result,float_result;//Int_result整數(shù)局部，float_result小數(shù)局部sbitDataout=P1^0; //數(shù)據(jù)線sbitcs=P1^1; //片選sbitsclk=P1^2; //io口時鐘sbitd*=P1^3; //段碼顯示控制鎖存sbitw*=P1^4; //位控控制鎖存sbitsw=P1^7;sbitPWM=P1^5;voiddelay1ms(ucharT) //單位時間1ms延時{uchartime;while(T--)for(time=0;time<120;time++);}/***********顯示程序*************/voiddisplay(uintnum) {ucharqian,bai,shi,ge;qian=num/1000; //千，百，十，個處理bai=num/100%10;shi=num/10%10;ge=num%10;w*=0; P0=0*f7;w*=1;d*=0;P0=discode[ge];//顯示個位d*=1;delay1ms(1);if(num>0){w*=0;P0=0*fb;w*=1;d*=0;P0=discode[shi]|0*80;//顯示十位d*=1; delay1ms(1);w*=0;P0=0*fd;w*=1;d*=0;P0=discode[bai];//顯示百位，帶小數(shù)點d*=1; delay1ms(1);} }/*************AD轉(zhuǎn)換程序************/AD_val() //TLC549處理{uchari,temp=0;cs=1; //初始化，啟動sclk=0;cs=0;_nop_(); for(i=0;i<8;i++) //讀取采集數(shù)據(jù)，讀取的是上一次采集數(shù)據(jù){ sclk=1; temp=temp<<1; if(Dataout)temp|=0*01; sclk=0; } cs=1;AD=temp;for(i=0;i<5;i++) //延時17us以上，進(jìn)展復(fù)位_nop_();Int_result=AD*5/256; //處理整數(shù)float_result=AD*5%256*100/256;//處理小數(shù)局部uuu=((Int_result*100)+(float_result));//整數(shù)局部和小數(shù)局部合成returnuuu;}/****************鍵盤掃描程序*************/voidKB_Scan1(){ uchartmp,line,i,j,flag,press; line=0*7E; for(i=1;i<=4;i++) { P3=line; tmp=P3; tmp&=0*70; if(tmp!=0*70) {tmp=P3;flag=1;break;} elseline=(line<<1)|0*01; } if(i==5){tmp=0*FF;flag=0; } for(j=0;j<10;j++) {if(tmp==pr[j]) press=j;} if(flag==1) { buf[2]=buf[1]; delay1ms(100); buf[1]=buf[0];delay1ms(100); buf[0]=press;delay1ms(100); sc=buf[2]*100+buf[1]*10+buf[0]; }}/***************PID效勞程序*************/voidPID(){fle0,e1,e2;uchardu,out1;ucharkp=16,kd=0,ki=0;//ts=1;e0=e1;e1=e2;e2=(sc-uuu)/10;//設(shè)定值-采集量if(e2>=0){if(e2>=10)//測得偏差值與設(shè)定偏差值進(jìn)展比擬，假設(shè)不在設(shè)定*圍內(nèi)則滿功率加熱。{TR0=0;PWM=1;}else{du=25*e2;//(e2-e1)+ki*e2+kd*(e2-2*e1+e0);//PID算法out1=du;//+out0;TR0=1;//假設(shè)到達(dá)設(shè)定*圍則調(diào)用PID程序，進(jìn)展有效功率加熱.}}else//測得值與設(shè)定值比擬，測得值大于設(shè)定值，關(guān)閉加熱設(shè)備，停頓加熱。{TR0=0;PWM=0;}out0=out1;}/*********************PWM輸出程序*********************//*********************************************************///定時器0中斷效勞程序./*********************************************************/voidtimer0()interrupt1{TR0=0;TH0=0*ff;TL0=0*66;TH1=0*ff-out0;TR1=1;PWM=1;//啟動輸出}/*********************************************************///定時器1中斷效勞程序/*********************************************************/voidtimer1()interrupt3{TR1=0;PWM=0;//完畢輸出 TR0=1;}/***************主函數(shù)**************************/ main() //主程序{TMOD=0*21;