鸡雏恒温孵化器设计 毕业论文.doc

PAGE PAGE 1 鸡雏恒温孵化器设计 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第1章 绪 论 1 1.1鸡雏恒温孵化器设计目的 1 1.2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 4 3.1 温度采集电路 4 3.1.1 DS18B20简介 4 3.1.2 DS18B20接口电路 7 3.2单片机控制电路 7 3.2.1 单片机简介 7 3.2.2 时钟电路和复位电路 8 3.3显示电路 10 3.4 报警与控制电路 11 第4章 软件设计 12 4.1主程序 12 4.2 温度采集子程序 12 4.3数据处理子程序 16 4.4 1602C显示子程序 17 4.5 输出驱动子程序 19 第5章 安装调试与结果 21 5.1 安装调试 21 5.2 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 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。 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0． 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： 图 2.1 热电偶温度控制系统原理图 图 2.1 热电偶温度控制系统原理图 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。 方案（二）的框图如图2.2： 图2.2 图2.2 模拟集成温度控制器温度自动控制系统原理图 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。 单片机AT 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 图 图2.3 恒温孵化器系统原理 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°C 第3章 硬件设计 3.1 温度采集电路 3.1.1 DS1