單片機(jī)控制的雞舍光環(huán)境控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11269單片機(jī)控制的雞舍光環(huán)境控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)案例 1186241.1設(shè)計(jì)需求 1110021.2方案選擇 147981.2.1微型控制選擇 1187001.2.2顯示屏選擇 2211211.2.3感光和報(bào)警選擇 344731.2.4電源和開關(guān)選擇 3248891.2.5按鍵選擇 41.1設(shè)計(jì)需求本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵功能分別是環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)和控制器系統(tǒng)及反應(yīng)操作。系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集模塊通過光傳感器模塊采集光照數(shù)據(jù)配合內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊直接進(jìn)行數(shù)字輸出到微控制器進(jìn)行程序上的分析以及判斷；顯示系統(tǒng)通過液晶屏來顯示想要顯示的字符和數(shù)據(jù)；執(zhí)行操作主要指報(bào)警等功能。如圖1.1所示。圖1.1需求框架圖1.2方案選擇1.2.1微型控制選擇可以作為本設(shè)計(jì)的核心控制芯片有很多例如單片機(jī)就有很多種型號(hào)因?yàn)樗鶎W(xué)專業(yè)的要求和自己了解知識(shí)以及成本的緣故，本設(shè)計(jì)通過選用宏晶公司的STC89C52微處理器作為該系統(tǒng)的主控制器，其外部皆有復(fù)位電路和晶振電路以及電源接口。作為設(shè)計(jì)的核心控制器它內(nèi)部由算術(shù)和控制器單元組成，可以執(zhí)行管理控制指令和算術(shù)邏輯的協(xié)調(diào)）；并且提供8K字節(jié)的程序存儲(chǔ)區(qū),512字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，同時(shí)它具有在系統(tǒng)可編程特性，不需要用其他的仿真器或編程器通過配合PC端的ISP軟件就可以對(duì)單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中的代碼反復(fù)下載測試很方便。外界輸入輸出口有32根也足夠設(shè)計(jì)使用。其中控制器的電源引腳部分分別是VCC電源線和GND地線，外加晶振引腳XTAL。最終本設(shè)計(jì)選用控制芯片實(shí)物圖如圖1.2所示：圖1.2控制芯片實(shí)物圖1.2.2顯示屏選擇由于預(yù)想要把所采集到的光照強(qiáng)度和設(shè)定的值數(shù)據(jù)顯示出來，讓外面更為直觀的去了解當(dāng)前的光照數(shù)據(jù)，更好的進(jìn)行交互。增加了硬件顯示屏幕，該設(shè)計(jì)選擇的顯示模塊有很多例如LCD1602和LCD12864都可以，兩者對(duì)比之下1602的使用方法和顯示的范圍不僅可以滿足顯示需求其成本也比另一款較低，通過方便易于控制。綜合對(duì)比之下該設(shè)計(jì)選用1602作為本系統(tǒng)的顯示硬件實(shí)物圖如圖1.31.4所示。圖1.3顯示屏前視圖圖1.4顯示屏后視圖1.2.3感光和報(bào)警選擇其中系統(tǒng)中為重要的便是光照采集的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的傳感器市面上也非常多例如：光敏電阻和gy-30數(shù)字感光這兩個(gè)都可以完成所需要的。其中g(shù)y-30模塊它內(nèi)部不僅包含了BH1750FVI芯片也集成16bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器解決了對(duì)電壓信號(hào)變成數(shù)據(jù)的工作，在外部看來可以直接進(jìn)行數(shù)字輸出。其測量的光照強(qiáng)度區(qū)間為0-65535lx更加的符合人眼睛的光譜范圍，是一款比較節(jié)省空間和數(shù)據(jù)精準(zhǔn)更為穩(wěn)定的器件。除此之外還支持3-5V供電，可與5V單片機(jī)IO直接連接；其中BH1750內(nèi)部集成了IIC信號(hào)轉(zhuǎn)換電路方便使用。綜合考慮本設(shè)計(jì)用該感光模塊作為光照采集其實(shí)物圖如圖1.4所示：圖1.4光傳感器BH1750fvi基于功能上的顧慮在本畢設(shè)系統(tǒng)中，加入了報(bào)警系統(tǒng)。報(bào)警分為很多形式比如給人視覺，聽覺。所使用的報(bào)警器也分為很多的形式如電壓式的和電磁的，考慮本設(shè)計(jì)的成本和其他的用電因素選擇電壓式報(bào)警器來發(fā)出聲音和LED燈光的視覺和聽覺的警報(bào)。提醒人光照強(qiáng)度低于我們?cè)O(shè)置的最大和最小值。1.2.4電源和開關(guān)選擇任何系統(tǒng)都需要進(jìn)行用電驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì)中既可以通過專屬電源進(jìn)行供電也可以通過電腦輸出口進(jìn)行供電。因本設(shè)計(jì)絕大多數(shù)都是低壓用電器就可以驅(qū)動(dòng)工作所以該設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中使用一個(gè)USB的DC端口作為設(shè)計(jì)的總體供電它使用很方便,因?yàn)橄到y(tǒng)中所需要的電壓和電路內(nèi)部都不需要很大的功率去驅(qū)動(dòng)因此該電源線可以一邊電腦接口或用手機(jī)充電頭變壓之后連接供電,雖然系統(tǒng)中大多數(shù)用電器電壓都為低功率。為了保證用電安全和使用方便所以在同一個(gè)電路中連接了自鎖開關(guān)與電源接口,作為同一個(gè)電路的開關(guān),接電之后默認(rèn)為常閉需重新按下才可以。它內(nèi)部的引腳有兩組常開和常閉觸點(diǎn)每一側(cè)的兩端都是常閉觸點(diǎn)共有兩組,在本文設(shè)計(jì)中沒用到常閉觸點(diǎn)只用了一組常開觸點(diǎn)作為啟動(dòng)器的引腳來將其接入到該電路中。采用的是自鎖啟動(dòng)開關(guān)的實(shí)物示意圖如下表1.5所示:圖1.5自動(dòng)鎖定開關(guān)1.2.5按鍵選擇因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中需要人手動(dòng)的去修改設(shè)定的最大閾值，還有就是防止系統(tǒng)卡頓和時(shí)間上的不一致需要進(jìn)行刷新和復(fù)位的功能。在本系統(tǒng)中選用按鍵來實(shí)現(xiàn)復(fù)位以及閾值上下限的增加與減少的功能，實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)功能的有很多器件比如鑰匙開關(guān)或者電子式的按鈕因?yàn)榭臻g大小原因的