基于单片机的自动增氧控制器设计
基于单片机的智能鱼缸设计
。功能比较全面的
鱼缸控制系统在市场上基本还处在空缺， 现在市场 上已有的喂食器功能主要是用定时电路作为控制的 核心， 只可以喂食一次， 如果想要投放饵料都必须要 再一次设置投放时间， 而且这种定时特别不准确， 往 鱼缸内投放饲料也不能保证每次投放的量是一样 的， 同时每次投放饲料与下次投放饲料的时间间隔 设置的不是特别符合鱼儿的生活习性， 特别容易造 成鱼饲料的浪费， 这些都不能满足鱼缸的自动控制 的功能的要求。如果要同时安装多个功能不同的装 置， 就会使控制系统的结构变得十分繁琐， 需要花费 大量资金， 而且组合在一起会显的整个装置特别乱， 也缺少各个功能彼此间的协调性。因此， 开发设计 一个智能鱼缸自动控制系统， 有很大的必要性。
６ ］ ， 在工作的时候运行稳 本设计采用直流电机 ［
部分是四部分组成： 温度检测装置， 只读内存镜像， 温度报警除法器， 配置寄存器； 加热棒有运行和停止 两种状态： 一种是当鱼缸内的水温达不到我们设定 的鱼儿生存环境最低值的时候加热， 第二种是停止 运行。Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０与接口的连接方式是通过使用单总 线的方式实现。单总线具有性能稳定， 价格适宜， 能 够在环境比较恶劣的情况下使用， 使用起来便捷简
山西电子技术 ㊀ ０ １ ７年第 ６期
文章编号： １ ６ ７ ４ ４ ５ ７ ８ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ６ ０ ０ ３ ４ ０ ４
应用实践㊀
基于单片机的智能鱼缸设计
杨冬英
（ 山西大学商务学院， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ３ １ ） 摘㊀要： 随着社会经济与科学技术的发展， 观赏类鱼缸的工艺品已逐渐进入了家居环境、 办公 环境、 购物环境等地点。但是， 观赏类鱼缸的水环境温度检测、 换水、 投放鱼饵等操作都需要手工进 行操作， 需要花费大量的时间和精力。本设计以 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２单片机为控制核心， 采用 Ｃ语言进行编 程， 结合直流电机、 温度传感器等硬件， 实现了对鱼缸的自动喂食、 自动加氧、 自动换水、 自动灯光关 启、 自动调温等智能化控制， 该设计的实现给人们的生活带来了极大的便利。 关键词： 单片机；鱼缸；智能化控制 中图分类号： Ｔ Ｐ ３ ６ ８ ． １ ； Ｔ Ｍ ９ ２ ５ ㊀㊀文献标识码： Ａ ㊀㊀家居环境的布置成为人们日益关心的事情， 一 个生机勃勃的鱼缸不仅可以带给人们舒适的视觉享 受， 还能调节居室环境， 让人们的生活环境更加充满 生机与活力， 让大自然的美景能够融入人们的生活。 现在观赏鱼市场上的鱼缸自动操作部分功能非常分 散， 常常只能实现某一个功能， 就像净化功能、 充氧 功能、 恒温功能等等， 并且大部分都需要人工操作， 需要耗费大量的精力去照看
基于单片机的鱼缸控制器设计
基于单片机的鱼缸控制器设计摘要本文是基于单片机的鱼缸控制器的设计，目前市场上有各种各样的观赏类的鱼缸，进入了不同的应用场合，如家庭、宾馆和商场等等，但现有的鱼缸一般需要人为的操作，比如水温的检测、水循环、鱼儿喂食和液位控制等，给人们带来了很大的不便。
本论文就是基于这一现状，分析和研究目前大多数的鱼缸的控制设备和现状，提出了一种新型的基于单片机控制的自动化鱼缸控制器，该控制器是以单片机为核心，再结合传感器技术，可以实现多种功能，包括温度控制、水位检测、氧含量控制、灯光照明等，真正做到了自动化控制。
整个控制系统分为两部分，一是以单片机AT89C52为核心，主要是实现对各种控制参数的设置、显示、处理和存储等。
二是输入输出部分，主要是采集系统所要求的各种参数和检测信号，并将核心芯片传输的信号进行执行，设计出硬件电路和软件电路，综合实现鱼缸控制的集中管理。
通过对所设计的系统进行较长时间的运行和测试，结果表明所设计的系统可以实现要求，并且其具有系统运行稳定可靠、操作简单、设计灵活、成本低廉和结构简单等特点，可以广泛的应用于家庭类的观赏性鱼缸。
关键字：单片机，自动化，鱼缸，控制系统The Designer of MCU-based tankABSTRACTThis article is based design automation aquarium, there are a variety of ornamental fish tank on the market today, into the different applications, such as home, hotel and shopping and so on, but the existing tanks generally require human operation , such as water temperature detection, water cycle, fish feeding and level control, to bring a lot of inconvenience. This paper is based on this situation, analysis and research equipment and the current status of control of most of the fish tank, we propose a new tank based automation microprocessor controlled, the system is core, combined with sensor technology, set multiple technologies and control functions in one, including thermostat, automatic feeding, automatic water change, automatic lighting, the perfect automated control. The whole control system is divided into two parts, one is the AT89C52 as the core, it is to achieve a variety of control parameters setting, display, processing, and storage. Second, the input and output section, mainly a variety of parameters and detect signal acquisition system requires, and will be executed, hardware design schematics signal transmission core chip and software design, integrated centralized management control tank.Based on the design of the system for a long time to run and test results show that the proposed system can achieve requirements and having the system is stable and reliable, simple operation, design flexibility, low cost and simple structure, etc., can be widely used in the family class of ornamental fish tank.KEY WORDS: MCU,automation,fish tank,control system目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1 研究的意义 (2)1.1.1 自动化鱼缸 (2)1.1.2 自动化鱼缸应用情况及意义 (2)1.2 现状 (3)1.2.1 功能分类 (3)1.2.2 单片机的应用 (3)1.2.3 控制系统及特点 (4)1.3 论文的主要工作 (4)1.3.1 设计任务 (5)1.3.2 设计方案 (5)第2章控制方案 (6)2.1 自动化鱼缸的控制原理分析 (6)2.1.1 应用方向 (6)2.1.2 控制原理 (6)2.1.3 控制要求 (7)2.2 控制参数与性能指标 (7)2.2.1 温度 (7)2.2.2 水位 (8)2.2.3 光和氧气 (8)2.3 设备造型 (8)2.3.1I/O点分析 (8)2.3.2 单片机的选型 (9)2.3.3 电源的选择 (9)2.3.4 继电器的选择 (10)2.4 总体方案 (10)第3章系统硬件设计 (13)3.1 硬件的总体结构 (13)3.2 主从机的电路设计 (14)3.3 各个模块的硬件设计 (15)3.3.1 时钟电路模块的设计 (16)3.3.2 键盘与显示模块的设计 (16)3.3.3 温度控制模块的设计 (16)3.3.4 数据存储电路的设计 (18)第4章系统软件设计 (19)4.1 设计内容及方法 (19)4.1.1 设计内容 (19)4.1.2 设计方法 (19)4.2 主程序的设计 (21)4.3 中断服务子程序的设计 (22)4.4 时间显示和温度读取程序的设计 (23)4.4.1 显示时间的设计 (23)4.4.2 温度读取的设计 (23)第5章系统的抗干扰设计 (24)5.1 硬件电路的抗干扰 (24)5.1.1 单片机控制系统出错的原因 (24)5.1.2 电路的抗干扰设计 (24)5.2 软件电路的抗干扰 (25)5.2.1 数据采集软件的抗干扰 (25)5.2.2 输出通道的抗干扰 (25)5.2.3 程序执行过程的抗干扰 (26)结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (1)附录 (1)外文资料翻译 (8)前言本次课题主要是完成基于单片机的鱼缸控制器的设计，针对于目前市场上的鱼缸情况，其在很大程度上都需要人为的操作，而本次论文的主要工作及目的，便是通过将单片机与传感器技术相结合，将人们从操作上解放出来，实现鱼缸的自动化控制，使得其控制更加稳定、灵活和方便。
基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现
基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现摘要:本设计是基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现，是由51单片机作为核心板，LCD1602液晶显示、由DS18B20数字温度传感器检测、由液位传感器df-893液位检测控制模块、由计时器计时投食模块。
基于单片机的智能鱼缸控制系统的鱼缸集温控和喂食，计时，一体、低成本低功耗的智能鱼缸设备。
智能鱼缸系统，免去了养鱼缸的人们对鱼缸的日常操作，本智能鱼缸系统也可以用于水族馆以及养殖场这种场合。
关键词: 51单片机；LCD1602液晶； DS18B20数字温度传感器；df-893液位检测1 设计背景及目的近几年来，随着科学水平的发展和技术的提升，人们的生活质量得到了质的飞跃，越来越多人会在除了衣食住行外的其他方面去提升生活质量和家庭品味，不少人也会在家里摆上个鱼缸以便观赏。
但是现在的快节奏生活和工作又让人们没法花费长时间在打理鱼缸上，而智能鱼缸系统，免去了养鱼缸的人们对鱼缸的日常操作，本智能鱼缸系统也可以用于水族馆以及养殖场这种场合。
目前市面上的一体、低成本低功耗的智能鱼缸设备还比较稀少，属于需求大于供给的状态，所以本课题研究的基于单片机的智能鱼缸控制系统可以满足这一需求并且成本控制上要比单一购买鱼缸设备的成本低。
2 基本设计思路智能鱼缸控制系统的设计分为每个功能模块的硬件部分和由单片机控制的软件部分。
硬件部分包括对时间，温度和液位的感知，并传送所有信息到控制端。
软件部分包含信号的转换，分析温度和液位的临界值、时间的分析，并将得到的信号转换为电信号，控制温度、液位、电机喂食的实现。
3 硬件设计51 单片机是对所有兼容 Intel 8031 指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是 Intel 的 8004 单片机，后来随着 Flash rom 技术的发展，8004 单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的 8 位单片机之一，其代表型号是ATMEL 公司的 AT89 系列，它广泛应用于工业测控系统之中。
基于单片机的鱼缸控制器设计说明
基于单片机的鱼缸控制器设计摘要本文是基于单片机的鱼缸控制器的设计，目前市场上有各种各样的观赏类的鱼缸，进入了不同的应用场合，如家庭、宾馆和商场等等，但现有的鱼缸一般需要人为的操作，比如水温的检测、水循环、鱼儿喂食和液位控制等，给人们带来了很大的不便。
本论文就是基于这一现状，分析和研究目前大多数的鱼缸的控制设备和现状，提出了一种新型的基于单片机控制的自动化鱼缸控制器，该控制器是以单片机为核心，再结合传感器技术，可以实现多种功能，包括温度控制、水位检测、氧含量控制、灯光照明等，真正做到了自动化控制。
整个控制系统分为两部分，一是以单片机AT89C52为核心，主要是实现对各种控制参数的设置、显示、处理和存储等。
二是输入输出部分，主要是采集系统所要求的各种参数和检测信号，并将核心芯片传输的信号进行执行，设计出硬件电路和软件电路，综合实现鱼缸控制的集中管理。
通过对所设计的系统进行较长时间的运行和测试，结果表明所设计的系统可以实现要求，并且其具有系统运行稳定可靠、操作简单、设计灵活、成本低廉和结构简单等特点，可以广泛的应用于家庭类的观赏性鱼缸。
关键字：单片机，自动化，鱼缸，控制系统The Designer of MCU-based tankABSTRACTThis article is based design automation aquarium, there are a variety of ornamental fish tank on the market today, into the different applications, such as home, hotel and shopping and so on, but the existing tanks generally require human operation , such as water temperature detection, water cycle, fish feeding and level control, to bring a lot of inconvenience. This paper is based on this situation, analysis and research equipment and the current status of control of most of the fish tank, we propose a new tank based automation microprocessor controlled, the system is core, combined with sensor technology, set multiple technologies and control functions in one, including thermostat, automatic feeding, automatic water change, automatic lighting, the perfect automated control. The whole control system is divided into two parts, one is the AT89C52 as the core, it is to achieve a variety of control parameters setting, display, processing, and storage. Second, the input and output section, mainly a variety of parameters and detect signal acquisition system requires, and will be executed, hardware design schematics signal transmission core chip and software design, integrated centralized management control tank.Based on the design of the system for a long time to run and test results show that the proposed system can achieve requirements and having the system is stable and reliable, simple operation, design flexibility, low cost and simple structure, etc., can be widely used in the family class of ornamental fish tank.KEY WORDS: MCU,automation,fish tank,control system目录前言1第1章概述21.1 研究的意义21.1.1 自动化鱼缸21.1.2 自动化鱼缸应用情况与意义21.2 现状31.2.1 功能分类31.2.2 单片机的应用31.2.3 控制系统与特点41.3 论文的主要工作41.3.1 设计任务51.3.2 设计方案5第2章控制方案62.1 自动化鱼缸的控制原理分析62.1.1 应用方向62.1.2 控制原理62.1.3 控制要求72.2 控制参数与性能指标72.2.1 温度72.2.2 水位82.2.3 光和氧气82.3 设备造型82.3.1I/O点分析82.3.2 单片机的选型92.3.3 电源的选择92.3.4 继电器的选择102.4 总体方案10第3章系统硬件设计133.1 硬件的总体结构133.2 主从机的电路设计143.3 各个模块的硬件设计153.3.1 时钟电路模块的设计163.3.2 键盘与显示模块的设计163.3.3 温度控制模块的设计163.3.4 数据存储电路的设计18第4章系统软件设计194.1 设计容与方法194.1.1 设计容194.1.2 设计方法194.2 主程序的设计214.3 中断服务子程序的设计224.4 时间显示和温度读取程序的设计234.4.1 显示时间的设计234.4.2 温度读取的设计23第5章系统的抗干扰设计245.1 硬件电路的抗干扰245.1.1 单片机控制系统出错的原因245.1.2 电路的抗干扰设计245.2 软件电路的抗干扰255.2.1 数据采集软件的抗干扰255.2.2 输出通道的抗干扰255.2.3 程序执行过程的抗干扰26结论28辞29参考文献30附录30外文资料翻译40前言本次课题主要是完成基于单片机的鱼缸控制器的设计，针对于目前市场上的鱼缸情况，其在很大程度上都需要人为的操作，而本次论文的主要工作与目的，便是通过将单片机与传感器技术相结合，将人们从操作上解放出来，实现鱼缸的自动化控制，使得其控制更加稳定、灵活和方便。
基于单片机的智能气动泵控制系统的设计(图)
在火炮身管气动擦拭过程中，会遇到气体的计量问题。
流量的精确测量是当前测控系统领域的一个重要内容。
C8051F020单片机在模拟信号的采集和模数、数模转换及模拟信号的输出等功能方面所进行的完善，非常适合于军工业控制系统的自动化和智能化发展。
以C8051F020单片机为核心，可以设计一套智能气动泵控制系统，实现对气动泵进行状态检测和控制。
C8051F020单片机功能简介C8051F020器件是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚。
其主要特性：1）高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核（可达25MIPS）；2）全速、非侵入式的在系统调试接口（片内）；3）真正12位、100ks/s的8通道ADC，带PGA和模拟多路开关；4）真正8位500ks/s的ADC，带PGA和8通道模拟多路开关；5）两个12位DAC，具有可编程数据更新方式；6）64KB可在系统编程的FLASH存储器；7）4352（4096+256）B的片内RAM；8）可寻址64KB地址空间的外部数据存储器接口；9）硬件实现的SPI、SMBus/I2C和两个UART串行接口；10）5个通用的16位定时器；11）具有5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列；12）片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器。
具有片内VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F020是真正能独立工作的片上系统。
所有模拟和数字外设均可由用户固件使能/禁止和配置。
FLASH存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051固件。
片内JTAG调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。
在使用JTAG调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。
每个MCU都可在工业温度范围（-45～+85℃）内用2.7～3.6V的电压工作。
端口I/O、/RST和JTAG引脚都容许5V的输入信号电压。
一种基于STM32单片机的智能鱼缸控制系统设计
STM32 单 片 机 为 低 电 平 复 位， 复 位 电 路 如 图 4 所 示， 其 是一款数字温度传感器，与传统的热敏电阻不同，它不需要模
中 R2 作为上拉电阻，SW1 为复位按键，需要复位时按下 数转换就能读取温度，可直接将被测温度转换为串行数字信号。
SW1，RESET 引脚输出低电平，此时系统复位。当复位按 其电压范围为 3.O V 到 5.5 V，测温范围为 -55 ℃～ 125 ℃，
VSS1 VSS2 VSS3 VSS4 VSS5 VSS6 VSS7 VSS8 VSS9 VSS10 VSS11 VSS12
81 125 14 22 37 61 71 90 102 113 126 135 148 158
PB3 161 PB4 162 PA13 124 PA14 137 PA15 138
GND
PB3 PB4 PA13 PA14 PA15
OSC32_IN OSC32_OUT
R8 NC R0402 BOOT0
R9 10 K R0402
GND
GND
GND
GND
图 3 时钟电路与 BOOT 设置电路
复位操作是对单片机片内的各寄存器的初始化操作，
水温检测采用防水型温度传感器 DS18B20。DS18B20
VBTA
D2 BAT54C
3.3 V
下位机 STM32 单片机最小系统由 STM32 单片机、时钟电路、 BOOT 设置电路和复位电路组成。其中，时钟电路用于产生 单片机工作时所必需的控制信号，单片机内部的电路在时钟
信号的驱动下，严格地按时序执行指令进行工作，单片机的
各外围部件的运行都以时钟控制信号为基准，有条不紊、一 拍一拍地工作 [3]。STM32F429IGT6 单片机将时钟电路提供 的脉冲信号倍频，最高可倍频至 180 MHz[4]STM32F429IGT6 单片机的 BOOT 引脚在单片机复位时的电平状态决定了单 片机复位后从哪个区域开始执行程序，通过设置 BOOT0 引 脚的状态，来选择在复位后的启动模式。STM32F429IGT6 单片机时钟电路与 BOOT 设置电路如图 3 所示，复位电路 如图 4 所示。
水产养殖增氧机设计
基于PIC16F873单片机的水产养殖增氧机设计作者：MA Tao作者单位：刊名：微计算机信息英文刊名：MICROCOMPUTER INFORMATION年，卷(期)：2008，24(20)引用次数：0次1.王有绪.浒杰.李拉成PIC系列单片机接口技术及应用系统设计 20002.李学海PIC单片机实用教程-提高篇 20003.丁锦滔PIC单片机与PC机的串行数据交换[期刊论文]-电讯技术 2004(2)4.李君凯步进电机控制系统[期刊论文]-自动化与仪器仪表 2003(1)5.孙荣基于PIC16F73/PIC16F873单片机的步进电机驱动器[期刊论文]-机电工程 2003(6)6.王羲.董燕飞步进电机转台的控制[期刊论文]-微计算机信息 2005(2)1.学位论文程尧ZY1-0.75型自动控制射流式增氧机的研制2006传统的鱼塘增氧机多采用水面扑打方式为鱼塘增氧，增氧不均匀，耗电大，只能对鱼塘的浅水层增氧，而且对增氧机控制都是人工凭经验手动操作，渔民工作时间长、劳动强度大、生产成本高。
随着农村产业结构的调整，研制一种具有自动控制功能、功耗低且能深层增氧的射流式增氧机是实行高密度、集约化水产养殖必不可少的基本装备。
本课题通过对射流式增氧原理分析和比较，确定了螺旋桨射流式增氧机的总体布局，以及电机结构、电机功率、螺旋桨、扩散器等主要参数。
该螺旋桨射流式增氧机主要由专用潜水电机、螺旋桨、扩散器、吸气室、浮筒、吸气管等组成。
由于螺旋桨旋转时产生负压作用，空气从水面上通过进气管进入吸气室，然后高速旋转的螺旋桨产生的强大动力将氧气推送至整个池塘，从而达到增氧的目的。
本课题研制了以MCS-51微机为核心的增氧机自动控制系统，其中包括：水中溶氧量和温度的采集处理、键盘与LCD的显示、增氧泵的驱动和监控、声光报警系统等装置。
该自动控制系统能连续测量水中的溶氧量，并根据用户对测量阈值的设定自动开启或关闭增氧机，在测控过程中进行温度补偿和数据处理，有效提高了监控精度。
基于单片机的智能鱼缸的设计与实现 论文终稿
编
二级学院计算机科学与工程
专 业计算机科学与技术
班 级112030701
Key words:Aquarium, automatic control, single-chip, Bluetooth communication, APP
1 绪论
1.1课题背景
随着我们国家经济的快速发展，人民对生活质量的追求也一直在提高，人们也不再像前一代人那样的消费观念。人们追求越来越高的生活品位，导致了消费水平也在提高，家居环境的个性化、环保化也越来越受到人们的重视，同时相关的智能家居等行业相应的出现大发展之机遇。现代都市生活使人们承受着种种压力许多人需要得到精神的安慰，心底渴望怀抱大自然的宁静与和谐，饲养宠物已经成为一股经久不息的潮流。而一个生机勃勃的鱼草生活惬意的鱼缸不但可以给人们带来春季盎然的美感，更能美化居室环境，使人回归那久违的绿色，让自己重新回到大自然美景的怀抱中。在这样的新趋势下，饲养几条观赏鱼将成为新的潮流。
The control system STC12C5A60S2 microcontroller bined with sensor technology.Set a variety of control functions.Including temperature detection, automatic oxygenation, automatic water change, transform and lighting automatic feeding. While the design of a Bluetooth communication module in the system can be realized on the tank remote control and management. The whole system is divided into two parts: the first part is STC12C5A60S2 the control part of the core, to achieve a variety of control parameters settings, storage, and processing. The second part is the part of Android phones, the tank can be real-time control, parameter setting via mobile phone terminal APP, human-computer interaction. Between the two parts of the Bluetooth communication technology, information exchange data transmission between the host computer and the next crew.
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基于单片机的自动增氧控制器设计浙江海洋学院机电工程学院俞红杰单海校中国人民解放军第4806工厂蒋炼强摘 要 介绍了一种基于AT89C51单片机控制的自动增氧控制器。
它可以通过键盘操作实现对数据采集、显示及控制等功能,系统软件采用汇编语言编写,在软件设计中,采用了数字技术消除干扰,提高了抗干扰能力。
该控制器具有操作方便、准确、体积小、经济、抗干扰能力强的特点。
关键词 单片机增氧机自动控制基金项目:浙江海洋学院科研资助项目(X03L16))1系统功能描述自动增氧控制器是一种随时检测水中溶解氧并根据氧气浓度自动控制增氧机的装置。
它采用极谱型复膜氧电极作为溶氧传感器,以AT89C51单片机作为检测和控制核心,采用可控硅和光电耦合器控制增氧机和报警等电路。
系统结构如图1所示。
图1系统结构示意图2硬件设计2.1总体结构自动增氧控制系统由单片机控制电路、信号处理电路、控制电路、键盘输入及显示电路、声光报警电路和增氧机工作状态检测电路等部分组成,系统硬件电路框图如图2。
图2系统硬件电路框图2.2信号采集电路信号采集电路由溶氧传感器、温度传感器和A/D转换器组成。
氧探头和温度探头转换的信号较弱,进行A/D转换前先用放大器进行放大处理。
利用ADC0809转换器8通道可实现水中溶解氧和温度等多个参数的多路信号采集和转换。
为防止输出电压过大损害A/D转换器,进行模数转换前应加限幅保护电路,使其输出电压在0~5V。
2.3单片机控制电路由于采集到的信号是连续变化的模拟量,不能被单片机直接处理,所以,必须把这些模拟量转换成数字量后才能够输入到单片机中进行处理,这里选用了经济实用的ADC0809来完成模数转换。
ADC0809与AT89C51的连接如图3所示。
图3AT89C51与ADC0809的连接图虽然本设计中只用了通道I N0和I N1,但是为了方便以后的扩展,地址选择线ABC接到了地址总线的低3位。
ADC0809片内具有三态输出锁存缓冲器,可直接与单片机的数据总线相连,这里将它的数据输出口直接与单片机的数据总线P0口相连,AT89C51的P0口作为数据总线,又作为低8位地址总线。
ADC0809的片内没有时钟信号必须由外部提供,这里利用AT89C51提供的地址锁存允许信号ALE 经计数器74LS163构成的4分频器分频获得。
ALE 引脚的频率是单片机时钟频率的1/6,单片机的时钟频率为12MH z ,则ALE 引脚频率约为2MH z ,再经4分频后为500k H z ,所以ADC0809能可靠工作。
如图3所示,放大后的电压信号送入ADC0809的模拟输入通道进行A /D 转换。
将P2.7(地址总线的A15)作为片选信号,由AT89C51的写信号WR 和P2.7控制ADC0809的地址锁存ALE 和转换启动START,当ADC0809的START 启动信号输入端为高电平时,A /D 开始转换,在时钟的控制下,一位一位地逼近,比较器一次次进行比较,转换结束时,送出转换结束信号EOC (低到高),并将8位数字量D7~D0锁存到输出缓存器。
AT89C51的读信号RD 端发出一个输出允许命令输入到ADC0809的ENABLE (即OE)端,ENABLE (OE)端呈高电位,用以打开三态输出锁存器,AT89C51从ADC0809读取相应电压数字量,然后存入数据缓冲器中。
2.4增氧机控制电路增氧机控制电路主要有光电耦合器和可控硅组成。
单片机发出控制信号,经驱动器后控制光电耦合器的工作状态。
当光电耦合器工作后,使得可控硅的触发极处于高电平,可控硅处于导通状态,进而控制增氧机工作。
而使用光电耦合器有效地降低了外部干扰对系统的影响,增强了系统的可靠性。
2.5键盘输入、显示及报警电路键盘由复位键、模式键、加一键和移位键组成。
当系统进入死机状态时,通过复位键使系统工作。
通过模式键、加一键和移位键的组合可设定溶解氧和温度的上下限,控制增氧机的开停及声光报警电路的工作与否。
当信号采集电路采集到的溶解氧大于设定值上限时,系统则停止增氧机工作;反之,则开启增氧机工作。
当温度信号高于设定值上限或低于设定值下限时,系统则启动声光报警电路。
一旦发现水中溶解氧和温度不正常时,则由单片机I /O 口的P1.0控制发光二极管进行光报警。
同时,P1.6还触发无源蜂鸣器用声报警提醒检测人员注意。
显示电路采用16!2字符型点阵式LCD 显示器,用于显示控制器采集到的溶氧量和温度值,以及溶氧量和温度的上下限设定值。
利用单片机P1口作为液晶显示器数据输入端口。
输入的数据为ASC II 码,显示模块自带驱动电路,可直接与单片机相连。
3软件设计3.1总程序结构设计整个系统的软件包括主程序、自检程序、通信程序、数据采集程序、数字滤波程序、比较判断子程序、报警控制程序及键盘显示程序等若干个子程序。
软件采用汇编语言编写,并采用模块化设计,使程序结构清晰,便于今后进一步扩展系统的功能。
软件结构如图4。
主程序初始化以后置位AT89C51的中断EA,使CPU 开放中断,并启动ADC0809对I N 0和I N 1通道的模拟输入量进行A /D 转换。
在电路设计中,ADC0809与AT89C51是采用中断方式连接的,所以系统的数据采集处理功能是在中断服务程序中完成的。
当AT89C51响应中断请求后,调用中断服务程序,中断服务程序进行压栈,保护现场,读取来自ADC0809数据输出口的8位数字量,并将数字量储存到单片机RAM 中,然后启动ADC0809的下一次转换。
图4程序结构在检测过程中,将A /D 转换器采集到的电压信号经数据软件滤波后存入内部RAM 以70H 为首址的数据存储器中,然后将此数据U x 分别和基准电压U 0、U 1进行比较。
而后再通过判据算法,以确定是否控制增氧机的工作及报警。
3.2滤波设计设计一个采样周期,对通道0连续采样6次,臭氧设备在水产品加工中的应用1臭氧在水产品加工车间中的应用水产品加工车间一般是高湿环境,此时环境中的病毒和细菌的细胞壁较疏松,易被臭氧穿透杀灭,相对湿度为80%~90%,臭氧具有很强的杀菌作用。
要达到杀菌效果,根据卫生部 消毒技术规范和实际应用经验,三十万级取2.5m g/L,十万级取5m g/L,万级取15m g/L。
合理的投加臭氧量使车间环境中的臭氧浓度达到规定的要求,并做相应的验证工作。
不仅要考虑投加量,并且注意臭氧设备有效扩散范围。
水产品车间灭菌效果验证,臭氧产量3000 m g/h,车间空间体积46m3,将臭氧发生器放置于室内高1.8m处,空气微生物采样器置于室内中间1m处,连接好采样管,以28.3L/m i n的流量采样5m i n,试验温度27~28∀,相对湿度65%~76%,开机作用60m i n,对空气中的自然菌消亡率最高达96.98%。
2臭氧水在水产品加工中的应用臭氧水对水产品中存在的大肠菌、沙门氏菌、荧光菌、霍乱菌、肝炎病毒等革兰氏阴性菌,有很好的杀菌效果。
臭氧在水中的溶解度,随着温度降低,压力提高而提高。
臭氧与自来水混合的方法有气液混合泵、强力负压混合、氧化塔,臭氧水浓度必须达到一定值(#5m g/L),否则难以保证杀菌效果。
利用臭氧水有两种方法:一是浸渍法,即是在浸渍槽的冷水中注入臭氧,对鱼贝类等进行清洗与杀菌。
浸泡槽中的臭氧水应该是循环流动的,水产品浸泡时消耗大量的臭氧,臭氧水不断的打循环,维持浸泡槽中臭氧的浓度,以达到杀菌效果。
二是喷淋法,即是用喷淋器对鱼贝类等进行洗净和杀菌,效果会差一些。
臭氧水能分解鱼贝类及水产加工品的异臭味,因臭氧可将臭味的成分∃∃∃硫磺化合物,变成无臭物。
臭氧水在鳗鱼、比目鱼、章鱼、鱿鱼、金枪鱼、马鲛鱼、牡蛎、贝类、海苔类等加工中应用较多。
水产品生产企业选购臭氧发生器时,应优先考虑以下因素:中/高频放电式、石英介电管式、密封式结构、洁净干燥的气源,臭氧水机要采用水冷却方式,以及合理的臭氧投加量,环境杀菌时臭氧有效的扩散范围,臭氧水机的混合方式等。
要充分了解臭氧特性和臭氧的发生原理,选择性价比高的产品,符合QS、HACCP认证的要求,以提升水产品的卫生质量和产品竞争力。
% (上海康特环保科技发展有限公司葛良平)然后去掉最大和最小值,把剩余的累加和求算术平均值作为本周期采样值。
存入内部RAM以30H为首址的数据存储器中。
其中,R2寄存器存放最大值,R3寄存器存放最小值,R4寄存器存放累加和,R0存放连续采样次数。
3.3报警设计本设计采用的是全软件报警程序。
采样参数经滤波处理后的值存在70H寄存器中。
上、下限报警值以及上、下限复位值分别存在50H为首地址的寄存器中。
报警标志单元为内部RAM20H,其中02H为上限报警标志位,03H为下限报警标志位。
若上、下限报警标志位置位,则P1.0和P1.6输出高电平,进行声光报警。
4结束语基于单片机控制的自动增氧控制器充分发挥了单片机的控制运算及数据处理等功能,在样机测试表明:该控制器不仅操作方便、准确、抗干扰能力强、良好的可靠性,并且节能效益明显,具有重要的实用价值与经济效益。
%参考文献[1]向婉成.控制仪表与装置[M].北京:机械工业出版社.1999.[2]康华光.电子技术基础∃模拟部分(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1999.[3]范立南,李雪飞,伊授远.单片微型计算机控制系统设计[M].北京:人民邮电出版社,2004.[4]李鸣华.AT89C2051在语音合成中的应用[J].计算机与现代化,2005(5):78 80.[5]钟立.一种基于单片机控制的智能型应变仪设计[J].自动化技术与应用,2006(3):36 38.[6]罗建学.膨化机专用电子温控装置的设计[J].渔业现代化,2006(2):47 48.&作者简介∋俞红杰(1973∃),男,浙江舟山人,讲师,浙江工业大学硕士研究生,研究方向:自动控制与应用。
[通讯地址:(316004)浙江舟山市海院路18号]。