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    智能温控器应用于农业的设计

    2013-03-08 10:49:07  来源:技术部

     

    1 引言
    在农业生产活动中,经常需要对生产环境的温度信息进行测量,并且根据测量信息进行一定的控制,尤其是在当前农村信息化建设的浪潮中,需要大量的性价比高,易于使用的温度信息采集和传输设备。现阶段的温度控制设备可分为三大系列,*系列是模拟温控设备,即温度采集和温度控制全部采用模拟器件;第二系列是模拟数字混合温控设备,典型结构是采用模拟温度测量装置和数字型控制器;第三系列是去数字型温控器,即所有环节都是数字器件。对于完全由模拟器件构成的温控设备,*大的优点就是造价低廉,但是一旦其参数确定下来以后,就很难再作改动,而且没有信息传递功能。另外其精度也不能得到完全的保障。而数模混合型的温控器灵活性要比模拟型的好,但是由于其结构上的混合性,必须要有数模转换器(ADc),信号调理电路等必不可少的功能模块,这些模块的增加降低了性能的稳定性,增加了系统的复杂度。而全数字结构比模数混合型结构环节少,造价低,比模拟结构稳定性灵活性强,而且具有联网能力,可以作为大规模测温网络的一个节点,所以设计方案选取第三种。一个全数字温控系统应该包括以下几个模块:温度传感器、中央处理器、执行机构。由于执行机构种类较多,所以在设计时只在处理器留出相应的的控制接口即可。

    2方案设计
    2.1 温度传感器选用DALLAS公司的DSl8b20[卜31,具有以下性能:
    (1)DSl8b20的供电范围从3.0—5.5V,因此可以支持5V和3.3V的数字系统。
    (2)Dsl8b20是采用了一总线结构的数字温度传感器,该传感器只需要占用一根cPU的自选
    项目口线,而且多个支持一总线协议的器件都可以挂在一条总线上,结构简单。
    (3)每一个DSl8b20都有一个惟一的64bit的识别码,在多个DSl8b20组成的网络中通过该识
    别码来确定指定的DSl8b20。
    (4)DSl8b20的测温范围为一55—125℃,在一10~85℃的范围内测温精度可达±0.5℃。
    (5)9—12bit测温分辨率,用户可以根据自己的需要来决定Dsl8b20的分辨率。
    (6)用户可以设置报警温度,这个温度存储在非易失性存储器中,掉电可以保存下来。
    2.2 CPU采取ATMEL公司的AT89S52【4 J,具有以下性能:
    (1)AR9s52是一种基于MCS51内核的8位单片机。
    (2)电压输入为4.0—5.5V。
    (3)*高支持33MHz的时钟频率。
    (4)256字节的RAM。
    (5)32根IO线。
    (6)3个16bit定时计数器。
    2.3显示器件为1602液晶模块,具有以下性能:
    (1)可以显示字模、数字、符号。
    (2)5X7或者5x10点阵+光标显示。
    (3)提供显示数据缓冲区DDRAM,字符发生器CGROMyCGRAM。

    (4)可使用cGRAM来存储自定义的字符。
    (5)提供丰富的指令设置:清显示、光标回原点、显示开关、光标开关、显示字符闪烁、显示
    移位等。
    (6)提供内部上电自动复位电路。
    (7)逻辑驱动电压:4.5~5.5V。
    (8)LCD驱动电压:3.0~10V。
    (9)工作电流(无背光):<2.0mA。
    3 电路设计
    (1)本系统只采取单点测温的方式,所以只需要一个DSl8b20。对于DSl8b20的供电方式采用直接供电方式。而单片机的时钟由无源晶体配合内部振荡电路提供。为了用户设置参数,加装4个独立式按键,以P1.4~P1.7作为按键接口

    (2)用单片机的P0口直接驱动液晶模块,用P2.0~P2.2三个口线作为液晶的控制接口。取
    P2.3作为输出。

    (3)取P2.7作为一总线接口。
    (4)取P1.o~P1.1作为IIc虚拟总线接口。
    (5)如果系统需要增加功能,可以选用相应功能的IIC器件,同一总线一样,多个器件只需一
    套IIc总线就可以连接。
    (6)如果系统有通信要求,可以利用单片机的串口和上位机进行通信,只需要加装简单的电路
    就可以实现功能。
    4程序设计
    单片机复位后,首先初始化DSl8b20,然后1602进行初始化,接下来检测用户是否改变数据设置,如果检测到用户按键动作的话,对DSl8b20进行设置,并且显示出相应的设置,如未检测到则按照初始数据进行检测,如果需要执行机构动作,则在控制管脚给出低电平(图2)。
    5结论
    通过实际使用,该温控系统性能良好,工作正常,达到了预先设定的性能指标。

    智能温控器应用于农业的设计

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