人工氣候箱的硬件設計過程
人工氣候箱的硬件設計過程
人工氣候箱是模擬各種小氣候環境，在生物學、農業、醫yi療liao衛wei生sheng等deng生sheng產chan科ke研yan領ling域yu，為wei保bao證zheng某mou些xie生sheng物wu的de必bi要yao生sheng活huo條tiao件jian，滿man足zu生sheng物wu生sheng長chang發fa育yu的de室shi內nei觀guan察cha需xu要yao。當dang前qian主zhu流liu的de人ren工gong氣qi候hou箱xiang基ji本ben都dou屬shu於yu智zhi能neng型xing，能neng夠gou控kong製zhi溫wen度du、shiduheguangzhaodudengcanshu，tongshiduiyuyunxingdeshijian，womenyenenggouzijisheding，yinci，youbeijiaozuozhinengrengongqihouxiang。name，xiamian，womenzhuyaocongrengongqihouxiangdeyingjiangouchengshangfenxixiarengongqihouxiangshiruhezuodaomoniziranhuanjingcanshude。
人工氣候箱係統硬件由三部分組成，即由AT89C52單片機及外圍電路構成的微機係統、鍵盤顯示電路和輸入輸出電路。單片機係統及外圍電路由AT89C52，AT24C02，看門狗電路及掉電保護電路組成。AT89C52內含256字節的內部RAM，8kb的閃爍存儲器及三個定時/計數器等，能滿足編程的需要。AT24C02用於係統參數的讀寫，係統參數包括白天運行時間、黑夜運行時間、白天溫度、黑夜溫度、白天濕度、黑夜濕度、光照度。看門狗電路由IMP706及其外圍電路組成，IMP706內部有一個1.6s的看門狗定時器，若在1.6s內未檢測到其工作，看門狗輸出WPO處於低電平狀態，使CPU複位。IMP706還有電壓監視功能，當電源電壓降至複位門限1.25V以下時,亦使WPO處於低電平狀態。掉電保護電路完成掉電瞬間運行參數（包括所處天數、白天/黑夜運行時間等）寫入AT24C02，主要由電壓比較器構成，比較器的兩輸入端分別來自電源電路中集成穩壓塊L7805的輸入、輸出端。由於係統掉電時L7805端入端的電壓V1下降速度總比輸出端電壓V2快，經比較器輸出一個電壓下降沿就用來觸發CPU的外部中斷輸入端，需要注意的是，為了保證掉電瞬間運行參數可靠地寫入AT24C02，該外部中斷的優先級必須最高。
人工氣候培養箱鍵盤及顯示電路：本係統需處理的參數比較多，共需10個LED數碼管、10個按鍵和8個指示燈。使用2片8D鎖存器74LS373，通過鎖存控製信號P2.0和P2.1分別控製74LS373的CLK端，分時鎖存P0口顯示數據，完成數碼管段碼和指示燈的數據刷新。數碼管顯示采取動態顯示，由4-10譯碼器74LS154分別選擇所要選通的數碼管。鍵盤的輸入判斷時機是與74LS154的輸出端通道號選通時機相結合的，當74LS154選通某一位時，若對應該位的按鍵按下了，則P1.3口輸入為低電平，否則為高電平。
輸入輸出電路:輸入信號由箱內溫度、箱內濕度組成，箱內溫度的測量傳感器為Pt100鉑電阻，其線性和精度較高，溫度由0-50℃間變化時，鉑電阻信號經橋路放大後轉換成0.5-2.5V的電壓信號。濕度傳感器選用S201B型濕度變送模塊，模塊內含高分子薄膜型濕敏電容感濕元件，輸出為電壓信號，0-100%RH變化的濕度對應於0-1V（線性）電壓，該電壓上拉後轉換成0.5-1.5V電壓信號。上述兩路電壓輸出信號與一路基準電壓信號(-2.5V)分別作為多路選擇開關4051的輸入端。經89C52單片機控製自動切換，作為雙積分模/數轉換電路的輸入信號，滿足89C52信號采樣需要。雙積分電路主要由LM324和電阻R(220千歐)、電容（0.22μF）組成，該電路具有消除幹擾和電源噪聲的能力強、精度高的特點。輸出電路中的一片&8D鎖存器74LS373，通過鎖存控製信號P2.2控製74LS373的CLK端，分時鎖存數據，完成輸出開關量的刷新。輸出參數為加熱、製冷、加濕、光照、報警等。
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