基于单片机的温室恒温控制系统设计李静红.doc
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基于单片机的温室恒温控制系统设计_李静红
DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2013.10.059
2013年10月农机化研究第10期
基于单片机的温室恒温控制系统设计
李静红
(上海电机学院汽车学院,上海
摘
要:
200245)
以AT89C2051单片机为核心,对温室的温度控制系统进行设计。系统采用硬件和软件相结合的设计
方法,通过DS18B20温度传感器进行室内温度采集,执行元件控制系统则通过PID控制实现。试验结果表明,恒温度控制精度高,能满足温室温控性能要求。温室的温度控制系统性能良好,
关键词:温室;恒温控制;PID控制;温度传感器;AT89C2051单片机
+
中图分类号:S625.51;TP273
文献标识码:A文章编号:1003-188X(2013)10-0174-04
0引言
我国北方冬季室内和室外的温度差较大,温室温
2
2.1
硬件系统的设计
单片机的选择
本系统设计选用了由ATMEL公司推出的小型微
[9-10]
度的精确控制非常困难。传统的室内温度控制系统存在设备实时性差、精度低、体积大及功耗高等缺点,难以适应现代化的要求
[1-8]
AT89C2051单片机作为核心芯片控制器,。采用
。随着传感器、微控制器本芯片能够降低整体控制系统的成本,而且由于MCS-51与软硬件的兼容性非常良好,具有程序得电可重复擦写的特性,因此选用AT89C2051单片机作为温控系统的核心组件,对系统的开发和测试更有利。AT89C2051共有20个引脚,见图2。
和控制方法等技术的发展,各种实时控制方法和技术均有不同程度的提高,目前精度高、体积小和功耗低的控制系统已经应用在各个领域。基于上述技术发展背景,设计了温室恒温控制系统。该系统可以自实时地控制温室的温度,具有功耗低、成本低、控动、
制精度高以及易用性等特点,具有良好的研究和应用前景。
1恒温控制系统方案的总体设计
温室恒温控制系统的硬件由控制加热元件的闭
环温度控制系统和温度测量系统构成。恒温控制系统方案的总体框图如图1所示。
图2Fig.2
AT89C2051的引脚图PindiagramofAT89C2051
2051继承了8031最重要的8由图2可以看出,
P1口为准双向端口,P3.0~P3.5,P3.7共计7脚,脚,
图1
Fig.1
温控系统布置方案总图
准双向口,并保留了输入功能的P3串行通信功能(如P3.0,P3.1)。AT89C2051的引脚下拉力很强,其中的P1,P3口下拉力可以达到20mA。由于选用单片机内部的程序存储器为Flash,所以可以方便地修改其内部程序,只要配置一个与之相匹配的编程器就可以。调试人员对编入的程序进行编辑-编译-固化-插
Temperaturecontrolsystemlayoutscheme
收稿日期:2012-11-18
基金项目:上海市教委创新项目(10YZ219)作者简介:李静红(1979-),女,辽宁本溪人,讲师,硕士,(E-mail)li-jh@sdju.edu.cn。
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2013年10月
入电路板中做测试,如此反复循环试验。2.2
温度检测传感器的选择
农机化研究
2.3
其他元件的选择
第10期
系统选择了翅片型加热管为加热装置。翅片型加热管具有散热性好、低功耗和易于安装的优点,非常适合于流动的空气加热。与其相连接的控制器选择的是固态继电器,具有非接触的优点,适合与翅片式加热管配套使用。最后,系统还需要选择人机交互选择矩阵式9键键盘作的硬件部分。根据系统要求,
为输入装置,用于设置时间和更新预设温度。根据键盘和显示器需要,选择BC7281A键盘显示芯片。
本温控系统设计中,温度测量电路数据采集元件采用了DS18B20温度传感器。DS18B20数字温度传感器是DALLAS半导体公司推出小型化传感器,具有低功耗、高性能、抗干扰能力强及易于与微处理器配备等特点
[11]
。单片机可直接接受温度传感器
DS18B20将温度转换成串行数字信号,实现温度测量和控制的精确度。工作温度范围为-55~+125℃,-10~+85℃时精度为±0.5℃,分辨率通过编程控
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