文档介绍：摘要 1
1 前言 3
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2 系统器件选用和硬件电路设计 4
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系统硬件总体规划 4
系统核心CPU选用 5
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复位电路设计 6
最小系统设计 7
LCD显示模块设计 8
温度湿度采集模块设计 9
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SHT10的性能特点 9
SHT系列温度湿度传感器的工作原理 9
时钟日期模块设计 11
DS1302 简介 11
步进电机模块 11
串口通信模块 13
报警模块 13
3 系统软件程序设计 15
程序设计总流程 15
4 设计总结 16
5参考文献 18
6 附录 19
摘要
近年来,随着先进生产技术的引进和烟农素质的不断提高,我国烟叶的生产水平不断提高。随着我国国民经济的飞速发展,烟草工业自动化逐渐得到深化和普及,常规烟叶初烤方式的质量和效率问题也逐渐暴露出来。
本次设计在传统烟叶初烤工艺要求的基础上,设计了一种基于单片机的烟叶初烤烤房闭环自动控制系统。本设计以嵌入式处理器STC12C5A32S2为核心,搭配温度湿度传感器、RS232串口通信口、控制信号输入模块、数据采集模块、燃烧机控制信号输出模块、烤烟房控制信号输出模块、信号LCD显示器等硬件模块组成烟叶初烤烤房自动控制系统。系统共设采集点9个,在烤房上、中、下部各设置3个,采用总线方式连接。烤房中包含热交换设备1台,燃烧设备一台,自动换气伺服机构4台。其中,需要控制的主要技术指标有温度、湿度、时间、空气流量和伺服机构等。
本系统按照烟叶烘烤的技术要求,对上述技术指标进行了精确控制,能有效提高烤烟的等级和经济效益。
关键字:烟叶初烤;STC12C5A32S2;温湿度采集器;伺服设备控制;单片机
1 前言
近年来,随着先进生产技术的引进和烟农素质的不断提高,我国烟叶的生产水平不断提高,这是生产优质烟叶的基础。田间获得的优质叶片,如果没有科学的调制过程与之配合,也很难生产出色香味俱佳的优质烤烟。所以,在某种意义上讲,烟叶烘烤调制过程是生产优质烟叶的关键步骤。科学的烘烤调制技术是以烟叶的成熟采收、烤房的标准化建设以及科学的三段式烘烤工艺为基础的。
烟叶烘烤分为初考和复烤2个重要步骤。由于复烤的过程在工厂内实施,设备和技术都很成熟,所以,烟叶复烤的质量有很好的技术保障;但初考的过程主要有烟农在田间地头实施,烤烟房设施简陋,没有技术保障,导致大量优质烟叶因初考的工艺不能严格执行而出现等级和质量下降,使广大烟农的利益遭受了重大损失。应用单片机技术对现有的烟叶初考进行严格的工艺控制,能从根本上解决烟叶初考过程中工艺不能严格保障的情况。
烟叶烘烤过程中,需要控制的主要技术指标有温度、湿度、时间、空气流量和伺服机构等,按照烟叶烘烤的技术要求,对上述技术指标的精确控制,能有效提高烤烟的等级和经济效益,对保证烟农的切身利益和烟叶种植产业的健康发展有重要的作用。
目前,广大烟区已广泛推广烟叶初烤的“三段式烘烤工艺”,并且大多数炕房已加装热风循环装置,而使用的温度测量器具却是酒精的或煤油的玻璃管温度计(烟区称之为火表),控制方法采用人工启闭回风门(用于排湿,控制湿球温度)、火门或鼓风机(控制火炉火势,间接控制干球温度)。测量不准、使用不便的温度计,被动的控制方法等成为制约烟叶烘烤质量提高的瓶径问题。
2 系统器件选用和硬件电路设计
由于系统需要兼顾数据采集、任务处理和设备控制各方面的要求,而且需要具备一定的速度保证系统能够稳定、安全的运行,根据本次设计的要求,选用了51系列单片机作为控制核心的单片机自动控制系统。
本系统主要组成部分包括嵌入式CPU STC12C5A32S2、RS232串口通信口、控制信号输入模块、数据采集模块、燃烧机控制信号输出模块、烤烟房控制信号输出模块、信号LCD显示器、LED数码管显示、键盘、时钟、电源、晶振、复位等。其中嵌入式微处理器、温度湿度采集模块是嵌入式系统硬件的核心。
设计主要设计要求:
要求安全可靠,要能够完全适应不同的生产条件、气候条件和烟叶烤制标准要求。
要求有高速的温度、湿度实时采集模块并且有高速的实时处理器内核和处理程序对温度、湿度信号进行实时分析和处理。
要求对外围设施要有及时有效的控制,外部部件实时响应性高。
要求具有和计算机的实时通信功能,以便对烟叶初烤烤房的数据进行及时采集和分析,并且便于根据不同的生产情况进行及时的参数调整。
要求具有异常报警功能、