硒砂瓜溫室種植模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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在控制電路中，單片機(jī)的A口PA7-PA0與LCD顯示器件的DATA7-DATA0相連，將傳感器數(shù)據(jù)傳送到LCD器件，而PC2-PC0與LCD器件的E、RS、R／W端相連，以控制數(shù)據(jù)的傳送。PA7-PA0設(shè)置為輸出口，于是A口的數(shù)據(jù)方向寄存器($04)應(yīng)初始化為$FF。單片機(jī)B口的高四位PB7-PB4依次接4x4鍵盤矩陣的4個行，作為輸入口，而低四位PB3-PB0依次接4x4鍵盤矩陣的4個列，作為輸出口，因此B口的數(shù)據(jù)方向寄存器($05)應(yīng)初始化為$0F。A／D轉(zhuǎn)換器選用MC145041，它是8位11路逐次比較型A／D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)設(shè)置了多路模擬選通開關(guān)以及通道地址譯碼及鎖存電路，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。它的DOUT、DIN、SCK與SPI引腳相連接，而PC3與A／D轉(zhuǎn)換器的片選端相連接，由此實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與A／D轉(zhuǎn)換器之間以SPI方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。傳感器與A／D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入通道相連。C口的PC7-PC4分別通過放大器后，再驅(qū)動光電耦合器控制品閘管從而操縱卷簾機(jī)、風(fēng)痢電機(jī)、供暖泵和微管噴滴灌泵。因此C口的所有端作為控制端，均為輸出，這樣C口的數(shù)據(jù)方向寄存器($02)應(yīng)初始化為$FF。RDI、TDO設(shè)置為串行通訊口。端外接看門狗電路MAX813L。其它不用的端PD5、PD7應(yīng)通過上拉電阻與VDD相接。溫度檢測選用廉價的WZP Pt100型熱電阻作溫度傳感器，該器件耐磨、耐碰，體積小，使用方便，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。選用電容式濕度傳感器HS11，它是基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件，動態(tài)范圍大，動態(tài)響應(yīng)快，幾乎沒有零漂。光照采集電路主要由一個TSL235型光頻轉(zhuǎn)換器和多路開關(guān)構(gòu)成。在CO2濃度測量上采用響應(yīng)速度快、測量精度高、技術(shù)成熟的紅外CO2氣體傳感器6004。針對冬季、夏季大環(huán)境溫度、濕度的大幅變化，控制系統(tǒng)的軟件參數(shù)可通過上位機(jī)加以改變。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/159618.htm
設(shè)計(jì)中，在輸出通道采用光耦MOC3021進(jìn)行隔離，將單片機(jī)系統(tǒng)輸出的信號隔離后送入后控電路，避免了晶閘管對單片機(jī)的干擾。“看門狗”電路應(yīng)用MAX813L芯片實(shí)現(xiàn)，該電路具有以下4種功能：1)加電、掉電以及降壓使用情況下的復(fù)位輸出，復(fù)位輸出為高電平；2)獨(dú)立的“看門狗”輸出，“看門狗”最大定時時間為1．6 s：3)1．25 V門限檢測器，用于電源故障報警，低電壓檢測或+5 V以外的電源的監(jiān)控；4)低電平有效的人工復(fù)位輸入。單片機(jī)發(fā)出的控制信號由MC1413來驅(qū)動放大，輸出直接驅(qū)動光電耦合器。MC1413輸入低電平時斷路，輸入高電平時為達(dá)林頓輸出，電流較大，而電平為低，相當(dāng)于反向隔離驅(qū)動放大器。MC1413的內(nèi)部單組結(jié)構(gòu)如圖5所示。
4 軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件主要包括：主程序，鍵盤中斷子程序、數(shù)據(jù)采集子程序和與上位機(jī)通信的子程序等，主程序流程圖如圖6所示，系統(tǒng)在完成初始化后，通過調(diào)用相關(guān)的子程序來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、顯示、模糊控制及通信等功能。
下位機(jī)軟件利用匯編語言編制，主要側(cè)重于信號采集、數(shù)據(jù)顯示和通信。上位機(jī)軟件可視化語言VB6．0編制，重點(diǎn)放在模糊控制決策表的計(jì)算以及檢測上。
5 結(jié)束語
本系統(tǒng)以MC68HC705C8單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)對溫室的溫度、濕度、CO2濃度和光照度的測控，系統(tǒng)運(yùn)行可靠、操作簡單、精度高且響應(yīng)速度快，同時，由于數(shù)據(jù)采用模糊處理方式，因此控制結(jié)果可與人工操作相媲美，提高了溫室生產(chǎn)的智能控制管理水平，對規(guī)模化溫室種植具有廣泛的開發(fā)應(yīng)用前景。
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