基于单总线技术的育雏舍恒温控制系统设计的单片机实现.docx

基于单总线技术的育雏舍恒温控制系统设计的单片机实现目录摘要3§1 系统模型的建立3§1.1 温度控制算法3§1.2 单总线技术概述9§1.3 系统组织9§1.4 电路原理图12§1.5 硬件配置清单12§2 各功能模块的详细设计及编码实现13§2.1初始化DS18B20（Init_DS18B20）14§2.2基础显示模块（XIAN_SHI）15§2.3显示模块（Display）15§2.4显示管理模块（X2）16§2.5键盘管理（JIAN_PAN）18§2.6 DS18B20的操作19§2.7数据处理模块（SHU_JU_CHU_LI）21§2.8系统调度指针表（ZHI_ZHEN_BIAO）23§3 设计体会及小结24§4 参考文献25附录125摘要在农业生产中，农作物对温度、湿度、光照、通风等条件都比较敏感。尤其是在饲养鸡、鸭、鹅时，育雏环节对温度的要求就更高了。本文就鸡、鸭、鹅的生产活动中的育雏舍的温度控制提出一种解决方案。本文所使用的单总线技术是基于DALLAS公司生产的DS18B20温度传感器。该温度传感器适用于低速（单个DS18B20极限速率约为16Kbps）测控系统中，应用在育雏舍温度控制系统中绰绰有余。使用一根普通的网线就可以实现多个地点的检测，极大的简化了电路结构并且节省了硬件开销。并运用6中取3码为继电器分配ID，实现多个地点控制继电器，继而驱动加热设备。而所有的控制部分仅需要一片单片机即可。§1 系统模型的建立§1.1 温度控制算法育雏舍的温度系统是一个具有大滞后、非线性的特性，且找不到精确的数学模型。于是，我们选择采用模糊控制。它属于智能控制的范畴，非常适合应用于大滞后、非线性的系统控制，并且具有很好的鲁棒性。模糊控制器的设计。（此控制器是基于现今已经成熟的模糊控制的一般控制算法，所以这个模型需要根据具体的试验情况进行必要的修正）1）论域、模糊子集、模糊语言集的确定温度偏差：所测温度设定温度其相应的模糊子集为的语言取值为分别代表（下同）其相应的论域 共分为17档。温度偏差变化率:(1分钟后所测)(1分钟前所测) 温度均为一分钟测一次。其相应的模糊子集为的语言取值为其相应的论域 共分为17档。输出控制的论域范围输出控制的语言取值为2）实际偏差与论域的转化温度偏差转换表（单位：℃）级别温度范围级别温度范围0[-0.2,0.2)-1[-0.7,-0.2)+1[0.2,0.7)-2[-1.2,-0.7)+2[0.7,1.2)-3[-1.7,-1.2)+3[1.2,1.7)-4[-2.3,-1.7)+4[1.7,2.3)-5[-3.3,-2.3)+5[2.3,3.3)-6[-5,-3.3)+6[3.3,5)-7[-8,-5)+7[5,8)-8[-,-8)+8[8,)温度偏差变化率转换表（单位：℃）级别变化范围级别变化范围0[-0.2,0.2)-1[-0.7,-0.2)+1[0.2,0.7)-2[-1.2,-0.7)+2[0.7,1.2)-3[-1.7,-1.2)+3[1.2,1.7)-4[-2.3,-1.7)+4[1.7,2.3)-5[-2.8,-2.3)+5[2.3,2.8)-6[-3.3,-2.8)+6[2.8,3.3)-7[-4,-3.3)+7[3.3,4)-8[-,-4)+8[4,)3）隶属函数模糊子集、语言值的隶属函数：运用Excel可计算出下面的隶属函数表：-8-7-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6+7+8PB0000000000000.10.20.50.91PM0000000000.10.20.50.910.90.50.2P10.20.50.910.90.50.20.10PZ0000000.10.40.7110.70.40.1000ZO00000.10.20.50.910.90.50.20.10000NZ0000.10.40.7110.70.40.1000000NS00.10.20.50.910.90.50.20M0.20.50.910.90.50.20.1000000000NB10.90.50.20.1000000000000隶属函数-8-7-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6+7+8PB0000000000000.10.20.50.91PM0000000000.10.20.50.910.90.50.2P10.20.50.910.90.50.20.10PZ0000000.10.40.7110.70.40.1000ZO00000.10.20.50.91.00.90.50.20.10000NZ0000.10.40.7110.70.40.1000000NS00.10.20.50.91.00.90.50.20.10000