孵化室温湿度控制电路设计.doc

中文摘要 传感器是一类用途十分广泛的器件，无论在国民经济建设中还是国防建设中，传感器都扮演着非常重要的角色。传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器不仅充当着计算机、机器人、自动化设备的感觉器官及机电结合的接口，而且已渗透到人类生命、生活的各个领域。从太空到海洋，从各种复杂的工程系统到人们日常生活的衣食住行，都离不开各种各样的传感器。 当今时代是一个自动化时代，生产、养殖等好多行业的设备都与计算机密切相关。目前在中国，绝大部分的养殖场的温湿度的检测还停留在人工测量和记录的水平上，没有一个科学的高技术的测试系统。因此，一个好的养殖场的温湿度的控制系统，将给养殖场带来该方面的技术革新。随着电子技术的迅速发展，单片机在仪表中的应用日益广泛。单片机将中央处理器、程序储存器、定时器/计数器、并行串行输入输出口和中断部件等单元集成在一个芯片上，使系统的体积缩小，价格便宜，性能可靠。 本次设计中，我课程设计的内容孵化室温湿度控制，可以实现的功能有：孵化室温控制在36～42℃，温度低时启动加热器加热，温度高时，启动制冷器冷却。报警指示，当温度大于42℃或低于36℃时，用声光报警；控制湿度保持在一定范围内，湿度低则加湿，高则加湿器停止工作；同时将温度传感器来采集温度的变化，经过放大电路放大后，进行A/D转换，将输入电压信号转换成数字量输出；显示模块直接连接数码管构成，显示实际测量值。 关键词：温控器，湿度传感器，单片机，数码管，显示 　　 1 设计主要内容及要求 1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的： （1）了解温湿度检测和控制技术的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。??? （2）初步掌握常用测温、测湿方法的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。? （3）通过学习，具体掌握所选择测温、测湿方法和相关传感器的使用特点和方法。 1.2 基本要求 （1）孵化室对温度有一定要求，温度是否合适直接影响孵化效果，为此需要对温度进行严格控制，主要指标如下： 孵化室温控制在36～42℃，温度低时启动电热器加热，温度高时，启动风扇冷却。报警指示，当温度大于42℃或低于36℃时，用声光报警。孵化室湿度要求保持在相对湿度55 ％～60％范围内，超出该范围要求声光报警。 （2）要求设计相关的硬件电路，选择合适的传感器、控制系统和显示系统。 （3）要有相应的控制算法（软件流程图）。 1.3 发挥部分 自由发挥 2设计思路 该系统温度的测量是通过双输出低功耗的温控器LM56来实现的，它是一个高精度、低功耗的温控器，其温度门限是由三个外部电阻对内部的1.25V带隙基准电压的方法产生的。同时将引脚6、7脚的输出通过控制光耦来控制加热器和制冷器的启动与关闭，将5脚的模拟温度值通过单片机AD转换译码器转换通过数码管显示出来； 湿度的测量是通过硅湿敏传感器MSOI-B来实现的，硅湿敏电阻器是由硅粉掺人少量金属氧化物烧结而成的，具有电阻值随大气相对温度变化而变化的特性。检测电路由比较器LM339、双D触发器CD4013中一只、继电器等组成，再通过继电器来控制加湿器的工作。 单片机工作需要给它一个5V的直流电源，这就需要一个稳压的过程，把220V交流电压通过变压器、整流桥、二极管、稳压器、滤波电容转换成5V直流电压。把传感器采集的数据经过译码器显示在液晶屏上，同时控制声光报警电路，当温度大于42℃或低于36℃时，用声光报警，同时制冷器或加热器工作，是孵化室温度控制在要求范围内；当孵化室湿度在相对湿度55 ％～60％范围外时，加湿器会相应的工作，从而使孵化室湿度在一定范围内变动。 3设计方框图 4各部分电路设计和过程分析 4.1.稳压源部分电路的设计 电源稳压及过零检测电路由变压器TF、整流桥RB、二极管D、三端稳压器7805、整形电路和滤波电容C1、C2组成。电路如下图4-1所示 图4-1稳压源电路 变压器TF将220V的交流电压转换为5V低压，并利用整流桥RB转变为脉动直流电压。然后通过二极管D经滤波电容C1和C2滤波后，生成无纹波的直流电压。直流电压经三端稳压器7805稳压后，形成5V直流电压。二极管D在脉动直流电压和滤波后的直流电压之间起隔离的作用。 4.2温度采集部分 图4-2 LM56内部电路 LM56是一个高精度、低功耗的温控器，其温度门限(VT2和VT1)是由三个外部电阻对内部的1.25V带隙基准电压的方法产生的。LM有两个数字输出OUT1和OUT2，当温度超过T1时，OUT1变低；而当温度低于T1-THYST时，OUT1又变高；同样的，当温度超过T2，OUT2变低；而当温度低于T