课程设计--CO2浓度控制系统设计.docVIP

中北大学 课 程 设 计 任 务 书 12/13学年第 一 学期 学 院： 信息与通信工程 专 业： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： CO2浓度控制系统设计 起 迄 日 期: 12 月24日~1 月4日 课程设计地点: 电气工程及其自动化专业教研室 指 导 教 师: 系主任： ? ? 下达任务书日期: 2012年 12 月 24 日 课 程 设 计 任 务 书 1．设计目的： 设计一个计算机CO2浓度程序控制系统，可以对温室的CO2浓度进行实时检测和控制。通过设计，掌握数据采集系统、实时控制系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 设计数据采集电路，对温室的CO2浓度进行实时数据采集，要求CO2浓度的测量范围是：0~1000ppm，精度为±5%。 设计控制和驱动电路，实现温室湿度的自动控制，使其最终稳定在600ppm。 选择控制算法，编写控制程序。 写出设计说明书。 3. 设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等）： （1）查阅资料，确定设计方案 （2）选择器件，设计硬件电路，并画出原理图和PCB图 （3）画出流程图，编写控制程序 （4）撰写课程设计说明书 课 程 设 计任 务 书 4．主要参考文献： 李朝青 单片机原理及接口技术。北京航空航天大学出版社，2005年 李群芳 肖看 单片机原理、接口及应用。清华大学出版社，2005年 陈汝全 电子技术常用器件应用手册。机械工业出版社，2004年 蒋辉平 基于proteus的单片机系统设计与仿真研究，2009年 5.设计成果形式及要求： 课程设计说明书1份 原理图和PCB图各1份 程序清单1份 6．工作计划及进度： 起 迄 日 期 工 作 内 容 12月日月日月日月日月日月日月日月日2 温室CO2浓度控制系统的原理概述…………………………………………… 1 3 系统硬件设计 ………………………………………………………………… 1 3.1 传感器的选择 ……………………………………………………………… 1 3.2 滤波放大电路的设计………………………………………………………… 3 3.3 转换及显示电路设计………………………………………………………… 3 3.4 晶振和复位电路……………………………………………………………… 6 3.5 数据转换……………………………………………………………………… 6 4 系统软件设计…………………………………………………………………… 7 4.1 总体程序流程图……………………………………………………………… 7 4.2 源程序代码…………………………………………………………………… 7 5 课程设计体会………………………………………………………………… 10 附录 总体电路 ………………………………………………………………… 11 参考文献……………………………………………………………………………12 致谢 ……………………………………………………………………………… 12 1 引言 1．1 温室CO2浓度控制系统的背景 温室环境自动控制是近几年来随着人们生活水平不断提高而逐步发展起来的一种高效农业技术，它利用计算机控制技术、传感技术等高科技手段，提供与季节无关的适合作物生长的环境。为此，介绍了温室CO2自动控制系统的组成及其工作原理。系统以单片机为核心，并可以和PC机串口通信。系统可完成温室内CO2浓度的采集、显示，并实现报警及自动调节，试验结果表明，该系统操作方便，运行可靠，便于扩充。 1．2 课题设计的目的 设计一个计算机CO2浓度程序控制系统，可以对温室的CO2浓度进行实时检测和控制。通过设计，掌握数据采集系统、实时控制系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。 1．3 课题设计的意义 加深理解直流电动机在单片机上的运用，增进对电路仿真的兴趣。 2 温室CO2浓度控制系统的原理概述 在温室内使用CO2浓度传感器，采集得到浓度，通过滤波放大，经ADC0809转换后变成数字信号，输入89C51内，再通过四位数码管显示出来。框图如下： 图1 原理图 3 系统硬件设计 3.1 传感器的选择 查询资料，GT03/04系列CO2浓度传感器可以测量室内空气中二氧化碳浓度值，CO2浓度高会让人在室内时感到疲惫不适。可经过通风调节系統控制室內、室外空气，让CO2值控制在最合适的环境，让人在室内更有活力，目前在大楼室内已大量使用CO2检知器／在农业应用提供植物的C