基于单片机的蔬菜大棚的恒温系统设计.pdf

开发与研究 湖南农业大学工学院湖南娄底职业技术学院吴水平 摘要：本介绍了一种采用sTc89c52单片机对蔬菜大(6)内部有温度上、下限警告设置。 棚的温度进行模糊PID算法的恒温控制，使其温度稳定在 2．1．2 DSl8820温度传感器的工作时序介绍 某一个设定值的一个很小的范围内。LED数码管动态显示 温度值和温度越限报警的功能，实现自动控温的效果。 在一根数据线实现数据的双向传输，而对STc89c52单片 关键词：单片机；恒温系统；PID控制 机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采 0引言 用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对Dsl8820 温度是蔬菜种植中的重要参数之一，作物的生长快慢 芯片的访问。由于DSl8820是在一根I／0线上读写数据， 跟温度有很大的关系，因此温度控制是蔬菜生产自动化的 因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DSl8820有 重要任务。蔬菜大棚的恒温系统是使用单片机进行温度控 严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。 制的典型应用。近年来随着自动控制理论的发展，模糊 所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设 PID控制算法作为一种应用广泛的控制技术有着自己独特 备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时 的实用性的一面。于是在此基础上，就有使用单片机进行 序开始。数据和命令的传输都是低位在先。 温度模糊PID控制的系统。 Dsl8820的读时序是从主机把单总线拉低之后，在 1 系统总体方案设计 总线上。Dsl8820在完成一个读时序过程。至少需要 本系统的控制采用Atmel公司的单片机芯片sTc89C52， 完全可以满足本系统中要求的采集、控制和数据处理的需要；温 同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证 度传感器选用Dsl8820，以及加温部分采用电热丝和大功率风 线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后， 在15us之内就得释放单总线。 2-2加温送风电路 圈日国 法直接驱动工业环境中使用的电炉、电机等大功率设备， 必须通过中间驱动电路实现单片机对功率设备工作状态的 囹 控制。实际采用电路图如图2所示。 图1 系统通过STC89c52采集DAl8802的温度数据，然后 经过PID控制算法处理决策出是否开启电热丝和送风设备 加温。按键提供给用户用来设置蔬菜大棚内要保持的温度。 2功能电路介绍 图2 2．1 DSl8820温度传感器 3软件算法 目前，微机和外设之间数据传输的串行总线常用的有 3．1 系统工作流程 12C总线、sPI总线等。美国达拉斯半导体公司推出了一项 单片机先初始化I／O口、定时器、看门狗、Dsl8802 等，然后执行相关的子模块程序，流程如图3所示。 特有的单线(1一wire)技术。它采用单根信号线，既可传 输时序，又能传输数据，而且数据传输是双向的。 按键可以设置温度参数，用户可以单独开关送风的风 扇，并对送风时l’日J可以进行设置。 DSl8820数字温度计就是DAUAs公司生产的1一Wire， 即单总线器件。 2．1．1 DSl8820温度传感器的特点： 设定目标温度的差值带入增量式PID算法公式，由