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人工氣候箱的係統主流程及其電路設計

來源: 本站  類別:實用技術  更新時間:2010-11-11  閱讀
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人工氣候箱的係統主流程及其電路設計

人工氣候箱是用來模擬自然環境中的溫度、濕度、光照度以及時間的培養箱,托普儀器生產的人工氣候箱采用先進的微電腦可編程控製方式,微電腦全自動控製,觸摸開關,操作簡便;可編程工作方式,每段所需的時間、溫度、濕度和光照度等可以單獨設置;PID輸出控製。光照度五級可調,因此也叫做智能人工氣候箱。RTOP係列多段可編程人工氣候箱具有優良的控製性能和抗幹擾能力,多項指標均超越同行的氣候箱。多段可編程工作方式,滿足不同的動、植物生長及其各種生物保鮮保存的需要。如今人工氣候培養箱已經適用於植物種子發芽、栽培和育苗,昆蟲、小動物飼養,木材、建材的性能試驗等。

為了便於設置溫、濕度設定值,在係統中擴展了一個4×4矩陣鍵盤,將P0口線分別設置為4根行掃描線和4根列掃描線。為減少單片機對鍵盤的掃描時間,減輕CPU的負擔,鍵值掃描采用中斷查詢的方法,利用外部中斷0(INT0)及時響應鍵盤輸入,對輸入的溫、濕度上下限,單片機根據一線總線協議,將設定值寫入溫濕度傳感器存儲。為觀察數據及輸入數據,係統利用P3口模擬SPI總線,擴展了並行/串行接口的液晶顯示模塊( LCM)JM12864M,該模塊內置8192個中文漢字,16×16點陣,內備升壓電路,無需負壓,與CPU采用串行連接,利用P3.0連接模塊的片選端CS,P3.1連接時鍾脈衝端CLK,P3.2連接串行數據輸入/輸出端SID,並行/串行選擇端PSB接地,該顯示模塊具有亮度高、耗電省等優點,用來顯示輸入值、設定值、實時測量值等,一旦測量值超過設定值,CPU控製蜂鳴器發出聲音報警,同時進入溫濕度緊急處理程序。為控製氣候箱的溫度和濕度,係統利用P1口的其餘總線連接固態繼電器,以控製加熱器、加濕器、壓縮機及風扇等設備,由於溫、濕度具有慣性,為增加控製的準確性,在係統軟件設計中編製了PID算法子程序,提高控製的穩定性和準確性。

係統主流程其工作過程如下:首先,係統上電初始化,然後巡檢各傳感器及顯示電路,如係統有故障,將顯示對應信息;然後進行溫度及濕度測量,並與設定值對比,如溫、濕度超出設定的範圍,將調用溫、濕度緊急處理子程序,控製相應執行器件動作,同時發出聲音報警並顯示超限值;如無超限情況,則執行溫濕度PID算法並控製執行元件發出相應的執行動作;同時顯示目前的溫、濕度數據。

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