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单片机鸡舍温度控制系统(电路图+程序) 第2页

更新时间:2010-3-29:  来源:毕业论文
单片机鸡舍温度控制系统(电路图+程序) 第2页
1.1鸡舍温度控制系统设计的意义
随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器在各个领域的应用,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来,温度控制系统已应用到人们生活的各个方面,但鸡舍温度控制一直是一个未开发的领域,却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况,设计一个鸡舍温度控制系统,具有广泛的应用前景与实际意义。
1.2鸡舍温度控制系统的设计背景
温度是科学技术中最基本的物理量之一,物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中,像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如,发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内;许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行;炼油过程中,原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境,许多电子设备就不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保障。因此,各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见,温度的测量和控制是非常重要的。
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样,各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。
1.3鸡舍温度控制系统的设计目的
本设计的内容是温度测试控制系统,控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛,比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视,其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题,本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统,它应用广泛,功能强大,小巧美观,便于携带,是一款既实用又廉价的控制系统。
1.4鸡舍温度控制系统完成的功能
本设计是对温度进行实时监测与控制,设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能:当温度低于设定下限温度时,系统自动启动加热继电器加温,使温度上升,同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时,停止加温;当温度高于设定上限温度时,系统自动启动风扇降温,使温度下降,同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时,停止降温。温度在上下限温度之间时,执行机构不执行。三个数码管即时显示温度,精确到小数点一位。
2 总体设计方案
2.1方案一
测温电路的设计,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。
2.2 方案二
考虑使用温度传感器,结合单片机电路设计,采用一只DS18B20温度传感器,直接读取被测温度值,之后进行转换,依次完成设计要求。
比较以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计容易实现,故实际设计中拟采用方案二。
2.3方案二的总体设计
本系统的电路设计方框图如图1所示,它由三部分组成:①控制部分主芯片采用单片机AT89S51;②显示部分采用3位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示;③温度采集部分采用DS18B20温度传感器。   图1 温度计电路总体设计方案(1) 控制部分
单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用,系统应用三节电池供电。
(2) 显示部分
显示电路采用3位共阳LED数码管,从P0口送数,P2口扫描。
(3) 温度采集部分
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温。这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作,由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.0口,单片机接受温度并存储。此部分只用到DS18B20和单片机,硬件很简单。
a. DS18B20的性能特点如下[9]:
1) 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;
2) 多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;
3) 无须外部器件;
4) 可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;
5) 零待机功耗;
6) 温度以3位数字显示;
7) 用户可定义报警设置;
8) 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;
9) 负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
b. DS18B20的内部结构
DS18B20采用3脚PR-35封装,如图2所示;DS18B20的内部结构,如图3所示。
图2 DS18B20封装
c.DS18B20内部结构主要由四部分组成[5]:
1) 64位光刻ROM。开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共

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