人工氣候箱的系統(tǒng)主流程及其電路設(shè)計(jì)
人工氣候箱的系統(tǒng)主流程及其電路設(shè)計(jì)
人工氣候箱是用來模擬自然環(huán)境中的溫度、濕度、光照度以及時(shí)間的培養(yǎng)箱，托普儀器生產(chǎn)的人工氣候箱采用先進(jìn)的微電腦可編程控制方式，微電腦全自動(dòng)控制，觸摸開關(guān)，操作簡便；可編程工作方式，每段所需的時(shí)間、溫度、濕度和光照度等可以單獨(dú)設(shè)置；PID輸出控制。光照度五級(jí)可調(diào)，因此也叫做智能人工氣候箱。RTOP系列多段可編程人工氣候箱具有優(yōu)良的控制性能和抗干擾能力，多項(xiàng)指標(biāo)均超越同行的氣候箱。多段可編程工作方式，滿足不同的動(dòng)、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(yǎng)箱已經(jīng)適用于植物種子發(fā)芽、栽培和育苗，昆蟲、小動(dòng)物飼養(yǎng)，木材、建材的性能試驗(yàn)等。
為了便于設(shè)置溫、濕度設(shè)定值,在系統(tǒng)中擴(kuò)展了一個(gè)4×4矩陣鍵盤,將P0口線分別設(shè)置為4根行掃描線和4根列掃描線。為減少單片機(jī)對(duì)鍵盤的掃描時(shí)間,減輕CPU的負(fù)擔(dān),鍵值掃描采用中斷查詢的方法,利用外部中斷0(INT0)及時(shí)響應(yīng)鍵盤輸入,對(duì)輸入的溫、濕度上下限,單片機(jī)根據(jù)一線總線協(xié)議,將設(shè)定值寫入溫濕度傳感器存儲(chǔ)。為觀察數(shù)據(jù)及輸入數(shù)據(jù),系統(tǒng)利用P3口模擬SPI總線,擴(kuò)展了并行/串行接口的液晶顯示模塊( LCM)JM12864M,該模塊內(nèi)置8192個(gè)中文漢字,16×16點(diǎn)陣,內(nèi)備升壓電路,無需負(fù)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(shí)鐘脈沖端CLK,P3.2連接串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端SID,并行/串行選擇端PSB接地,該顯示模塊具有亮度高、耗電省等優(yōu)點(diǎn),用來顯示輸入值、設(shè)定值、實(shí)時(shí)測量值等,一旦測量值超過設(shè)定值,CPU控制蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警,同時(shí)進(jìn)入溫濕度緊急處理程序。為控制氣候箱的溫度和濕度,系統(tǒng)利用P1口的其余總線連接固態(tài)繼電器,以控制加熱器、加濕器、壓縮機(jī)及風(fēng)扇等設(shè)備,由于溫、濕度具有慣性,為增加控制的準(zhǔn)確性,在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中編制了PID算法子程序,提高控制的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
系統(tǒng)主流程其工作過程如下:首先,系統(tǒng)上電初始化,然后巡檢各傳感器及顯示電路,如系統(tǒng)有故障,將顯示對(duì)應(yīng)信息;然后進(jìn)行溫度及濕度測量,并與設(shè)定值對(duì)比,如溫、濕度超出設(shè)定的范圍,將調(diào)用溫、濕度緊急處理子程序,控制相應(yīng)執(zhí)行器件動(dòng)作,同時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警并顯示超限值;如無超限情況,則執(zhí)行溫濕度PID算法并控制執(zhí)行元件發(fā)出相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作;同時(shí)顯示目前的溫、濕度數(shù)據(jù)。
