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鸡雏恒温孵化器设计 毕业论文

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鸡雏恒温孵化器设计 毕业论文

鸡雏恒温孵化器设计目 录第 1 章 绪 论 .11.1 鸡雏恒温孵化器设计目的 .11.2 鸡雏恒温孵化器完成的功能 .1第 2 章 总体方案设计 .2第 3 章 硬件设计 .43.1 温度采集电路 .43.1.1 DS18B20 简介 .43.1.2 DS18B20 接口电路 .73.2 单片机控制电路 .73.2.1 单片机简介 .73.2.2 时钟电路和复位电路 .83.3 显示电路 .103.4 报警与控制电路 .11第 4 章 软件设计 .124.1 主程序 .124.2 温度采集子程序 .124.3 数据处理子程序 .164.4 1602C 显示子程序 .174.5 输出驱动子程序 .19第 5 章 安装调试与结果 .215.1 安装调试 .215.2 结果显示 .21第 6 章 总 结 .23致 谢 .24参考文献 .25附录 1 原理图 .26附录 2 PCB 图 .27附录 3 源程序 .28附录 4 实物图 .42 1第 1 章 绪 论1.1 鸡雏恒温孵化器设计目的本设计的内容是恒温控制系统,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。1.2 鸡雏恒温孵化器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。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。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。LCD 液晶显示器即时显示温度,精确到小数点一位。 2第 2 章 总体方案设计这次设计题目为基于单片机的鸡雏恒温孵化器的设计,温度控制设定范围为 38-40°C,最小区分度为 05°C,上、下限温度在程序中设置,实现控制可以升温也可以降温,实时显示当前温度值,另外还增加了一个蜂鸣器报警功能。实现这种控制目的的方案有 3 个。方案(一)热电偶温度自动控制系统。 (采用 A/D 转换器)方案(二)模拟集成温度控制器 AD590 温度自动控制系统。 (采用 V/F 转换电路)方案(三)数字温度传感器 DS18B20 温度自动控制系统这三个方案都是采用单片机控制,液晶显示模块 LCD 显示。这三个方案的比较部分为温度传感器部分和模/数转换部分。方案(一)的系统框图如图 2.1:该部分温度检测部分采用热电偶,它需要冷端补偿电路与其配套,并且热电偶输出电压只有几毫伏,必须经过放大处理才能 A/D 转换,若采用 8 位 A/D转换器,CADC0809 则输入端需采用放大器,把几毫伏的电压信号放大到 5 伏左右。由于热电偶属于非线性器件,因此每个温度值都必须通过分度表,查表才能获得,这给软件编程和数据处理增加了难度。这种系统具有测量温度范围可以从零下一百度到上千摄氏度,而且很多热电偶精度非常高,这是这种测量系统的优点,但构成系统复杂,抗干扰能力不强。图 2.1 热电偶温度控制系统原理图 3方案(二)的框图如图 2.2:如果不使用 A/D 转换器的话,可以选择 V/F 转换电路代替 A/D 转换器,因为 V/F 变换与单片机的接口有输入(只有一根线) 、接口电路简单、抗干扰性好、易采用光电隔离等优点,故采用 V/F 转换电路来实现 A/D 变换是行之有效的。这一电路对温度变化的小信号有较好的精度,而且对输入温度信号有快速响应能力。缺点是该电路比较复杂,需要用放大电路来将温度传感器采集到的信号进行放大,性能不够稳定。方案(三)的框图如图 2.3:该方案采用智能温度传感器 DS18B20,它的最高分辨率为 12 位,可识别0.0625 摄氏度的温度。它具有直接输出数字信号和数据处理功能,并且它和单片机接口只需要一位 I/O 口,因此由它构成的系统简单实用。由于 DS18B20 按照工业设计要求设计,抗干扰性能强,但是温度测量范围从-67°C125°C,比较有限。因为我们只在常温下使用,经过综合比较,方案(三)是比较理想的,并且经济合理。图2.2 模拟集成温度控制器温度自动控制系统原理图图 2.3 恒温孵化器系统原理单片机AT89C51复位电路LCD报警电路加热装置降温装置DS18B20继电器控制部分 4第 3 章 硬件设计3.1 温度采集电路3.1.1 DS18B20 简介1一般说明DS18B20 是采用“1-wire”一线总线传输数据的集成温度传感器,信息经过单线接口送入 DS18B20 或从

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