基于单片机的烟叶烘烤温度湿度控制系统-单片机毕业设计

基于单片机的烟叶烘烤温度湿度控制系统-单片机毕业设计内容摘要：

P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78R S T9T014T115P S E N29EA31R X D10T X D11I N T 012V ss20V c c40P 0 . 039P 0 . 138P 0 . 237P 0 . 336P 0 . 435P 0 . 534P 0 . 633P 0 . 732P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627P 2 . 728RD17WD16I N T 113A L E30X T A L 119X T A L 218 12 入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是 因为是 内部上拉的 原因。 在 FLASH 编程和校验时 候 ， P1口作为低八位地址接收。 P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收，输出 4个 TTL 门 电流，当 P2 口被写 1 时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2口当 作为 外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2口输出地址的高八位。 在给出地址 1 时，它利用内部 的 上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口： P3 口管脚是 8个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可 接收输出 4 个 TTL门电流。 当 P3 口写入 1 后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口， P3 口管脚备选功能 ： RXD（串行输入口 ）， TXD（串行输出口） ， INT0（外部中断 0） ， INT1（外部中断 1） T0（记时器 0外部输入） ， T1（记时器 1外部输入） ， WR（外部数据存储器写选通） ， RD（ 外部数据存储器读选通） ，P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器 将 器件复位时，要保持 RST 脚高电平两个机器周期的时间。 ALEPROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。 在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE只有在执行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 PSEN 信号将不出现。 EA/VPP：当 EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1时， EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA端保持高电平时，此间内部程序 存储器。 在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源（ VPP）。 13 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性 :XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。 该反向放大器可以配置为片内振荡器。 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。 如采用外部时钟源驱动器件， XTAL2 应不接。 有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 本系统设计中单片机的 P0 口连接了 LED显示器， P1 与 P2口连接 A/D 转换器 ADC0809 芯片， RXD， TXD 连接了控制电路， INT0， T0， T1 连接了报警电路声光报警。 复位电路连接了复位开关。 晶振电路 晶振电路晶振是为电路提供频率基准的元器件，通常分成有源晶振和无源晶振两个大类，无源晶振需要芯片内部有振荡器，并且晶振的信号电压根据起振电路而定，允许不同的电压，但无源晶振通常信号质量和精度较差，需要精确匹配外围电路 如 电感、电容、电阻等，如需更换晶振时要同时更换外围的电路。 有源晶振 不需要芯片的内部振荡器，可以提供高精度的频率基准，信号质量也 会比无源晶振要好。 如下图 接单片机的 XTAL2 口，接单片机的 XTAL1口 ,在 XTAL1和 XTAL2 两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器电 ，并产 生振 荡时钟，为单片机提供稳定的时钟。 而且 单片机都是严格按照机器周期来执行的每条指令的运行，晶振电路提供 了 机器周期。 电容 C2 和 C3 通常取值为 30PF，对振荡频率输出的稳定性、大小及起振速度有少量的影响。 图 晶振电路 复位电路 单片机复位电路就 相当于 电脑的重 启部分，在使用电脑中 ， 当出现死机，按下重启按钮 ， 电脑内部的程序 将 从头开始执行。 单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序 错乱 的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。 按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST 也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片C23 0 p FC33 0 p FY11 1 .0 5 9 2 MX T A L 2X T A L 1 14 机复位。 图 单片机最小系统图： 图 单片机最小系统图 信号检测电路设计 温度检测电路与温度传感器的介绍 温度检测电路是整个单片机温度 控制系统设计中不 可 缺少的一部分。 本系统要求对 发酵室 内温度进行实时采集与检测，在 确保 安全的情况下对 待 加工器件进行热处理。 根据要求，本系统的温度检 测 电路主要有传感器、运算放大器及 A/D转换器组成。 经固定周期对 发酵室 内温度进行检测，实现加热功能，并 使 系统安全稳定。 1. 温度传感器的选择 由于本次设计 的烟叶发酵室要求温度范围 0～ 80℃，控制精度：升温177。 2℃，恒温 1℃。 为满足设计要求选用 AD590 传感器 ，其具体参数如下： AD590 的测温范围为 55℃ ～ +150℃。 电源电压范围为 4V～ 30V。 电源电压可在 4V~6V 范围变化，电流变化 1mA，相当于温度变化 1K。 AD590 可以承受 44V正向电压和 20V 反向电压，因而器件反接也不会被损坏。 输出电阻为 710MW。 KR11 0 KR2 2 0 0V C C C31 0 u FR S T 15 此温度传感器是工业最常用温度检测元件之一。 其优点是： AD590 是一款 2端口集成电路温度传感器，可产生与绝对温度成比例的输出电流。 在 4V至 30V 的电源电压范围内， AD590 调节系数为 1 μA/K ，可作为高阻抗﹑恒定电流的调节器。 单片集成电路的天生低成本，加上无需外围支持电路，使得 AD590 成为许多温度测量场合最具吸引力的选择方案。 线性电路，精确电压放大 器，热阻测量电路以及冷接点补偿等等，在 AD590 应用中都不再需要。 AD590提供可选的芯片封装，适用于混合电路以及受保护环境中的快速温度测量。 AD590在遥感应用中尤其有效。 因其高阻抗电流输出，器件对远程传输的压降并不敏感。 任何良好绝缘的双绞线都足以应付距离接收电路数百英尺以外的操作。 AD590 的输出特性也让其轻松实现复用：电流可由 CMOS 多路复用器选择，而供压则可被逻辑门输出任意切换。 图 温度传感器检测图 由于本设计要求湿度范围： 20%～ 80%， 控制精度：升温177。 5%，恒温177。 2%， 为满足设计要求选用 HS1101 传感器 ，其具体参数如下： 宽量程： 0～ 100%RH，稳定，比例线性的频率输出，精度177。 5%RH ，工作温度范围 – 40~100℃，采用 Humirel专利湿敏电容 HS1101 设计制造，带防护棒式封装； 10VDC 恒压供电， 14VDC 放大线性电压输出，便于用户使用，防灰尘，可有效抵抗各种腐蚀性气体物质。 16 图 HS1101湿度传感器实物图 HS1101 电容传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。 涉及如何将 电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号时，常用的方法是将 HS1101 置于 555 振荡电路中，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号，可直接被计算机所采集。 它有以下几个特点 : 在标准环境下并不需要校正 即使长时间饱和也可以快速脱湿 可以自动化焊接，包括波峰或水浸 高可靠性与长时间稳定性 专利的固态聚合物结构 可用于线性电压或频率输出回路 反应时间短。 湿度电容检测原理图如下： 图 湿度电容检测原理图 前向通道电路设计 本设计采用 ADC0809 作为数模转换的主芯片。 ADC0809 是 CMOS 器件，不仅包括一个 8位的逐次逼近型的 ADC 部分，而且还提供一个 8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。 利用它可直接 17 输入 8个单端的模拟信号分时进行 A/D 转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。 1) 主要技术指标和特性 （ 1）分辨率： 8 位。 （ 2）总的不可调误差：177。 1LSB。 （ 3）转换时间： 取决于芯片时钟频率，如 CLK=500kHz 时， TCONV=128μ s。 （ 4）单一电源： +5V。 （ 5）模拟输 入电压范围： 单极性 0～ 5V；双极性177。 5V,177。 10V(需外加一定电路 )。 （ 6）具有可控三态输出缓存器。 （ 7）启动转换控制为脉冲式 (正脉冲 )，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使 A/D 转换开始。 （ 8）使用时不需进行零点和满刻度调节。 2) 内部结构和外部引脚 ADC0809 的内部结构和外部引脚分别如图 37和图 38所示。 内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下： 图 ADC0809的内部结构图 （ 1） IN0～ IN7—— 8 路模拟输入，通过 3 根地址译码线 ADDA、 ADDB、 ADDC来选通一路。 （ 2） D7～ D0—— A/D 转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。 8 位排列顺序是 D7为最高位， D0为最低位。 18 （ 3） ADDA、 ADDB、 ADDC—— 模拟通道选择地址信号， ADDA 为低位， ADDC 为高位。 地址信号与选中通道对应关系如表 32所示。 （ 4） VR(+)、 VR()—— 正、负参考电压输入端，用于提供片内 DAC 电阻网络的基准电压。 在单极性输入时， VR(+)=5V， VR()=0V；双极性输 入时， VR(+)、 VR()分别接正、负极性的参考电压。 （ 5） ALE—— 地址锁存允许信号，高电平有效。 当此信号有效时， A、 B、 C三位地址信号被锁存，译码选通对应模拟通道。 在使用时，该信号常和 START信号连在一起，以便同时锁存通道地址和启动 A/D 转换。