基单片机鱼缸控制器设计
摘
文基单片机鱼缸控制器设计目前市场种样观赏类鱼缸进入应场合家庭宾馆商场等等现鱼缸般需操作水温检测水循环鱼喂食液位控制等带便文基现状分析研究目前数鱼缸控制设备现状提出种新型基单片机控制动化鱼缸控制器该控制器单片机核心结合传感器技术实现种功包括温度控制水位检测氧含量控制灯光明等真正做动化控制整控制系统分两部分单片机AT89C52核心实现种控制参数设置显示处理存储等二输入输出部分采集系统求种参数检测信号核心芯片传输信号进行执行设计出硬件电路软件电路综合实现鱼缸控制集中理
通设计系统进行较长时间运行测试结果表明设计系统实现求具系统运行稳定操作简单设计灵活成低廉结构简单等特点广泛应家庭类观赏性鱼缸
关键字：单片机动化鱼缸控制系统
The Designer of MCUbased tank
ABSTRACT
This 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 MCUautomationfish tankcontrol system
目 录
前 言 1
第1章 概述 2
11 研究意义 2
111 动化鱼缸 2
112 动化鱼缸应情况意义 2
12 现状 3
121 功分类 3
122 单片机应 3
123 控制系统特点 4
13 文工作 4
131 设计务 5
132 设计方案 5
第2章 控制方案 6
21 动化鱼缸控制原理分析 6
211 应方 6
212 控制原理 6
213 控制求 7
22 控制参数性指标 7
221 温度 7
222 水位 8
223 光氧气 8
23 设备造型 8
231 IO点分析 8
232 单片机选型 9
233 电源选择 9
234 继电器选择 10
24 总体方案 10
第3章 系统硬件设计 13
31 硬件总体结构 13
32 机电路设计 14
33 模块硬件设计 15
331 时钟电路模块设计 16
332 键盘显示模块设计 16
333 温度控制模块设计 16
334 数存储电路设计 18
第4章 系统软件设计 19
41 设计容方法 19
411 设计容 19
412 设计方法 19
42 程序设计 21
43 中断服务子程序设计 22
44 时间显示温度读取程序设计 23
441 显示时间设计 23
442 温度读取设计 23
第5章 系统抗干扰设计 24
51 硬件电路抗干扰 24
511 单片机控制系统出错原 24
512 电路抗干扰设计 24
52 软件电路抗干扰 25
521 数采集软件抗干扰 25
522 输出通道抗干扰 25
523 程序执行程抗干扰 26
结 28
谢 辞 29
参考文献 30
附 录 31
外文资料翻译 41
前 言
次课题完成基单片机鱼缸控制器设计针目前市场鱼缸情况程度需操作次文工作目便通单片机传感器技术相结合操作解放出实现鱼缸动化控制控制更加稳定灵活方便该设计求控制器实现鱼缸动调温动换水动垢等功
着国民济发展生活水提高相应生活质量明显求休闲水族产业出现程度提高然享受追求目前水族业蓬勃发展恰恰说明点目前市场鱼缸欠缺正处初步发展阶段达众需求次文针现状提出单片机鱼缸相结合想法应传感器技术实现硬件软件统协调工作实现传统鱼缸实现动控制解决时间原时养护鱼缸困难系统设定参数够行运作减少操作
次设计先针目前鱼缸市场现状提出新型控制方案确定设计目实现求明确设计象中控制参数阐述应技术原理设计程中工作分两部分硬件选设计针设计需种设备性求选择设计出稳定硬件电路二软件设计程程序设计编写设计硬件电路前提编写程序写入芯片中控制系统达命令硬件部分快速准确执行外硬件软件设计程中会出现种问题终执行结果会出现偏差系统工作程中会出现信号干扰导致系统误动作定抗干扰设计保证系统发出信号接收信号执行动作时候会出错够准确实现系统求功
第1章 概述
11 研究意义
111 动化鱼缸
动化鱼缸利先进技术真正做节环保方便实养鱼者方便选择改变原手工操作换水氧气含量控制水质等问题应动化鱼缸解决问题鱼提供良环境提高养鱼爱者乐趣进行换水外出时担心鱼料系统设计安全措施效降低异常情况发生等等真正做动化控制时间解放类养鱼爱者节省时间省必麻烦全动鱼缸式样款式型号根场合选合适实鱼缸
动化鱼缸节环保方便控制解决系列问题换水难水中矿物质缺乏耗时料等系统控制会动进行定时然根鱼缸中水量情况进行加水排水保证鱼缸中水量适度动清鱼粪便水中杂质免清洗滤棉鱼带伤害水质污染样仅鱼缸变更加方便美化环境养鱼成赏心悦目事花费太时间劳力程度解放出真正实现休闲动化控制
112 动化鱼缸应情况意义
着国济发展民生活水改善生活品位相应越越高相关休闲养生类等行业日渐蓬勃发展势工作生活城市里少承受着方面压力心里渴着回然宁静谐样生机盎然苍翠欲滴鱼草水族箱便作美化居室环境距离接触然更绿色充满活力量天欣赏然绿色美景时心理满足静种需求水族行业便发展优势鱼缸家称水族箱起源英国现已超150年历史鱼缸市场发展早期时候水族箱作展览
酒店展览会等众化场观赏着生活水提高科技加入水族业快速良发展水族箱更逐渐成普通家庭室装饰现水草金鱼鱼缸称作水中微缩鱼草园林休闲普遍选择工作繁忙者专业养护导致没结果结局水草枯萎鱼死亡针现状市场陆续出现种动化控制鱼缸完成水温控制保证氧含量动排水动明等
通目前数水族箱控制设备应现状分析研究提出种集中功体动化鱼缸控制器该控制系统单片机控制中心传感器技术相结合终集种功体实现动调温动喂食动明动换水动垢等功
12 现状
121 功分类
场合动化鱼缸具功特点总体说具基求：温度控制光充足水位控制动喂食水质监测等时具节环保特点应场合时便需相应功矿厂公司水族馆观赏池展览会酒店家庭等工矿场合良噪效果系统反应更加灵敏具净化空气效果养殖户类必须方便理处理突发状况水族馆观赏池等等定满足基条件做美观赏心悦目带音乐灯光效果
122 单片机应
单片机家称单片微控制器仅仅完成某逻辑功芯片身便实现部分集成功形象称单片机台微型计算机拥体积质量轻价格低廉等特点方便家学应开发时通学单片机更解计算机原理结构单片机部电脑功相似模块样CPU存行总线硬盘作相存储器件单片机器件性相电脑说弱价钱时低般会超10元做控制电器工作种控制计算机工作线式实时谓线式现场控制求较强抗干扰力较低成离线式计算机区
单片机程序控制硬件实现种功求具修改性通程序实现相应功尤针特殊功耗费量力时间甚难实现相说较简单功美国50年代开发74系列者60年代CD4000系列实现话电路定PCB板果应美国70年代成功投放市场新型单片机便会差通单片机编写程序实现性高智高效率
123 控制系统特点
控制系统单片机AT89C52控制核心结合传感器技术集种控制功体包括温度控制灯光明水位监测氧含量控制等整系统分四部分：第部分单片机AT89C52核心温度控制部分第二部分单片机扬声器SPEAKER功模块第三部分LED灯光模块第四部分动手动换水动手动喂食等功该控制系统具运行稳定操作简单方便等优点时该系统具结构简单设计灵活成低廉等特点易规模化生产广泛家庭宾馆等
13 文工作
131 设计务
文针动化鱼缸设计单片机基础结合传感器技术设计出动化控制集成电路集种功体实现鱼缸动化控制
次设计输入输出控制部分组成输入输出部分完成系统种参数监测设定调试等控制部分完成复位数存储显示时钟温度键种输入输出指示等
132 设计方案
（1）总体设计
首先该系统原理进行分析明白终运行结果求指示结合设备造型查阅资料确定采合适控制系统提交总体设计方案
（2）硬件设计
分设计数采集电路控制电路通讯电路等集成显示运行应CAD软件画出电气控制原理图
（3）软件设计
程序编写子程序模块做系统结合应单片机集成显示
（4）通信联调
第2章 控制方案
21 动化鱼缸控制原理分析
211 应方
场合鱼缸求相次设计动化鱼缸应家庭观赏类鱼缸功美观相型高档类鱼缸稍欠缺应操作方面会量达市场求长度减少操作设计系统检测鱼缸中含氧量温度水垢等做出相应反应水位探测功应碳棒时探测水位补充水量外应动化系统时时显示鱼缸数带报警系统真正做方便快捷
212 控制原理
次文设计基单片机动化控制单片机应鱼缸系统中达动化控制更快捷方便控制
单片机基础扩展接口进行数模转换数字显示键盘写入输出控制等加入相关应软件组成完整单片机系统
针单片机性高灵活性强特点应鱼缸控制中结合传感器感应器技术等实现动化控制实现动化控制中分控制方：温度水位含氧量等带紧急情况报警系统防突发情况发生中种参数设定调试根天气周围环境变化做出相应改变终目鱼提供良生活环境
次系统结构采分块模式控制部分输入输出部分协调完成系统功中控制部分完成复位数存储显示温度时钟键种输入输出等输入输出部分完成系统种控制参数设定系统通信等结合述点实现安全动化控制前提争取实现系统方便灵活安全统
213 控制求
针鱼缸动化控制次设计系统做求：
1) 实时监测鱼缸环境参数：鱼缸种鱼水草等需相稳定良生活环境保证鱼缸种参数稳定中包括含氧量温度光水位等种参数控制者调整合适范围保证鱼良成长
2) 够实时显示温度系统参数设定前工作状态系统时间
3) 报警系统鱼缸环境参数超设定值时系统够时发出报警信号做出反应动作保证环境参数稳定
4) 适应需求系统动手动模式切换
22 控制参数性指标
次设计控制象鱼缸控制目动调节鱼类提供合适生活环境设计程中注意水温水位氧含量等参数求该系统动检测显示鱼缸温度氧含量等做出时补充利碳棒检测水位高低应单片机控制水泵进行供水协调工作达功完善动控制系统
221 温度
鱼类冷血动物说需周边环境吸取热量供身新陈代谢鱼类水中断鳃滤水进行呼吸导致新陈代谢产生热量会快消散水中体温周围水温相似
鱼类数喜欢生活温度255~288摄氏度水中温度热量影响鱼类新陈代谢重素果温度高鱼类体酶停止工作果温度低鱼类体酶结构会破坏外果水温低热带鱼会丧失意识鱼类体寄生虫细菌会伺机侵害鱼类健康着水温升高氧气溶解度会降低鱼类恰恰需氧气进行生存样便会导致鱼类缺氧死定鱼类合适水温
综述根系统设定温度范围控制加热器启动停止提供合适水温
222 水位
水位检测控制鱼缸水量通水泵水箱中水抽鱼缸中应碳棒时时检测水位检测水位达求时立通单片机控制水泵停止加水
223 光氧气
鱼缸中仅仅鱼类时生活植物光植物健康生长必素适宜光条件更加利植物生长时利鱼生活绿色植物唯产生氧气植物植物良生长时补充鱼缸氧气动化系统配合更加方便控制鱼缸含氧量鱼创造良环境
23 设备造型
231 IO点分析
次设计动化鱼缸基单片机动化应参考中控制参数利传感器等技术实现动化控制需加入作输入3*4键盘设置温度含氧量参数中设置温度标准氧气含量等均通键盘手动输入时根周围环境变化调控参数标准鱼提供更生活环境
通传感器作输出实时温度含氧量作输出点考虑需传感器单片机基础桥接LED显示模块方便显示需控制参数改变者重新设置中水位控制通碳棒实现需作输出点
232 单片机选型
单片机分1位4位8位16位32位机等中1位机4位机成低结构简单指令丰富编程复杂运简单控制相说16位机32位机然性优越集成密度高价格较高广泛应8位单片机体积较指令广价格低廉产品应占部分单片机市场会成系统控制流机型
ATMELNXPSTCSST等公司生产高性8位89C52S51单片机优势丰富系统资源特部增加存储器Flash ROM高速改写方便单片机开发应89C5280C31+373+2732价格低廉市场相应性
综合考虑次文选AT89C52型单片机作动化鱼缸控制芯片AT89C52种低功耗低电压高性8位单片机采CMOS工艺具高密度非易失性输出引脚指令系统较强稳定性片Flash ROM系统允许改编程序具功强灵活性高价格合理等特点
40引脚32外部双输入输出端口时含2外中断口2全双工串行通信口316位编程定时计数器2读写口常规方法进行编程线编程外通微处理器Flash存储器巧妙结合起尤反复擦写Flash存储器应效降低开发成
选AT89C52单片机部片资源丰富8K字节闪烁存储器次系统设计单片机C语言编写样编译生成代码仅较简短效率较高样余程序存储空间避免外部扩展效简化系统电路降低系统成
233 电源选择
基家庭动化鱼缸考虑方便操作问题直接选220伏常电源仅方便鱼缸接线问题省中间升降压麻烦单片机电源选择针选单片机类型结合种参数考虑中间加种应模块次设计选89C52单片机直接选5伏直流电源作单片机电源供
234 继电器选择
继电器种输入量变化达规定求时电气输出电路中控量发生预定阶跃变化种电器原理通改变输入线圈电压改变电磁场进控制电路开关工作原理结构特征继电器分类：电磁继电器固态继电器时间继电器舌簧继电器温度继电器等
继电器选择注意事项：环境输入信号输入参量负载情况等针鱼缸水中环境现状鱼缸电压电流输入输出等情况选常光电隔离器作安全保护装置具体积寿命长工作温度范围宽抗干扰性强．触点输入输出电气完全隔离等特点
综述次系统选型号SRS05VDCSL继电器触点负载中功率触电形式常开型
24 总体方案
次设计单片机89C52核心基础应模块温度显示模块动供水模块动报警模块键输入模块等应传感器技术感应系统系统完美结合起性化调试时境改变参数设定实现现代化鱼缸动控制
总体硬件结构方案图：
系统硬件结构框图
中控制部分包括：
中心控制模块：单片机控制核心功AD转换器送数字信号进行处理种设备发出种控制信号
时钟控制电路模块：步控制系统相时钟绝时钟定时检测种环境参数项控制器开关
机交互键控制模块：实现键写入功设置相应LED显示便达良机交互功1）通LED数码实时显示参数值2）通键盘写入种参数3）发生异常时通LED蜂鸣器报警
数存储复位模块：够存储种参数实时监测存储系统工作程遇异常情况时够复位重启
数码显示模块：够实时显示系统工作状态时间前温度控制程中参数变化
中输入输出控制部分包括：
种信号输入模块：够鱼缸中检测种信号准确输入温度监测水位高低监测含氧量监测等模块传感器放器路开关AD转换器等组成完成数采集中传感器作感应鱼缸种环境参数变化然转化电信号放器作系统接收微信号放便接收系统快接收利面执行路开关作接收电信号传AD转换器样便单片机接收识数字信号
种子系统输出控制模块：种输出控制设备组成根系统检测种参数信号控制相应子系统进行工作子系统互相干扰协调工作时显示种输出作核心单片机设定值采集值进行较发出控制信号传输相应设备实现合适参数调节
第3章 系统硬件设计
章容介绍动化鱼缸控制硬件结构设计包括设计机电路模块时钟电路模块键盘控制显示模块温度控制模块数存储电路模块等文中详细阐述电路设计中芯片选型求根部组成性参数功特点等设计出具体硬件电路综合电路元件性前提保证设计电路间协调工作系统控制调试达方便快捷效果实现硬件部分高效执行性系统动化控制
31 硬件总体结构
硬件设计软件设计次文两重方面章写该系统硬件电路设计设计程中遵循点原：
（1）硬件电路设计软件电路设计相辅相成软件电路功实现硬件电路执行硬件电路实现软件电路命令软件实现硬件功占CPU时间时间更长点方面软件电路实现功话仅硬件电路简化样降低成时避免异常情况发生提高硬件电路性次系统设计程中满足行性系统求前提软件实现硬件功
（2）保证性抗干扰性根性设计理设计系统时芯片越少系统出现障机会越少时电路板址数总线受干扰越少单片机控制系统设计满足功求情况少量芯片线路幅度改善组件数电路板空间抗干扰性功耗系统成
（3）确保灵活功升级系统扩展开始完全考虑系统方面续设计中需断完善系统补充功时设计程中应考虑应说应该系统设计需做变动情况修改少量软件硬件甚修改情况实现系统求中功扩展系统影响
系统求点硬件设计原次系统设计单片机AT89C52核心结合传感器技术温度控制数码显示信号输入输出等单元电路组成面电路设计做详细介绍
32 机电路设计
实现鱼缸动化控制达方便快捷目设计程中控制部分放置效率化资源化系统控制部分输入输出控制部分功板分放鱼缸位置样进步提高系统控制稳定性设计控制作机设计输入输出控制器作机分应设计电路中控制电路输入输出控制电路
控制电路中AT89C52作控制芯片实现控制中心时钟控制电路模块数存储复位模块数码显示模块机键控制模块相互协调运行保证系统完善输入输出控制电路工作够准确时输出鱼缸中检测种环境参数路控制信号综合述情况两电路够正常工作前提两者结合起实现系统动化控制
三部分电路设计中细节考虑间工作模式特点综合性工作状态减少必消耗损失够基础更加方便灵活实现终系统求动化控制
作机电路电路结构图：
述系统硬件结构图两部分组成控制部分输入输出控制部分两者间进行通信实现两部分信息传递
中控制部分电路组成：时钟电路功实时显示系统日期统时间选单片机芯片实现更加方便简捷显示时间数存储复位电路存储系统检测种环境参数信息够发生异常情况时动作复位防止发生必损失指示灯接口电路实时显示系统种参数调试程信号数字化8路输出指示灯住CPUP20~P27连接组成LED显示芯片键盘接口电路完成键盘输入显示连接
输入输出部分输出指示温度检测水位高低检测参数检测组成中温度检测选芯片DS18B20DQ端P04连接组成电路水位高低检测碳棒实现
33 模块硬件设计
331 时钟电路模块设计
次硬件设计中时钟电路模块选核心芯片AT89C52完成系统中实时时钟显示设置
中实时时钟日历电路提供详细时间日期性化选择12者24时格式月天数动调整减少手动麻烦
该时钟电路完成三功时间显示相时钟时间处理中相时钟控制鱼缸种操作实现温度控制氧气含量时间调整时间处理设置闹钟事件提醒作备忘录
332 键盘显示模块设计
该模块设计直接选键盘输入通单片机AT89C52进行写入采LED进行显示结果程该模块灵敏度高性耗费价格低廉够准确达系统求实现输入显示综合统
模块核心设计键盘显示电路实现复位LED显示键盘输入功功分复位电路8位LED显示电路键盘输入控制电路实现更实现参数设定控制调试
333 温度控制模块设计
设计温度控制模块程中选DALLAS公司生产芯片DS18B20作核心芯片种线式数字温度传感器四部分组成：温度传感器配置寄存器64位ROM非挥发温度报警触发器温度测量范围55~+125摄氏度3引脚T092体积封装形式温度测量精确程度达00625摄氏度912位AD转换精度测量温度扩展16位数字量通串行方式输出工作电源两种方式远端直接引入二通寄生电源产生
DS18B20部结构图：
中VDD外接供电电源GND接DQ数字信号输入输出端
单片机P04口芯片DS18B20引脚2相连组成温度检测电路外部5 伏电源供电连接47K欧姆拉电阻样保证效时钟周期提供足够电流
电路图示：
334 数存储电路设计
电路设计时采ATMEL爱特梅尔公司生产芯片AT24C02NSU27 D作存储器导电类型双极型工作温度40~85摄氏度价格低廉性较高灵敏度强芯片该电路中实现系统设定参数工作程中数变化存储单片机相连组成完善电路写入存储单片机程序指令
第4章 系统软件设计
41 设计容方法
411 设计容
软件设计次文中动化鱼缸控制容重点根设计系统功求已选系统硬件基础进行系统软件设计达系统功明确完善操作简便性强特点般采结构化程序设计方法该程序设计方法分三方面：设计模块化编程结构化编程外需加强软件抗干扰性实现程序性
单片机系统程序设计采C语言进行开发 整单片机系统程序分三模块程序模块温度检测模块温度显示模块模块定功作中包括子程序相互独立相互联系低级模块高级模块调实现协调统
412 设计方法
次设计基动化鱼缸设计采模块化设计实现控制模块化设计软件系统求实现种功划分较简单相独立相关模块中实现模块化设计程中定注意分解信息隐藏模块独立性等方面
分解日常生活中遇复杂问题时常解决方法问题求解量实验表明复杂问题分解较较简单问题够明显降低解决问题难度复杂度针次软件系统设计组成模块相互联系避免系统划分模块样模块相互间联系越少减少出错连锁反应模块接口工作量减少软件成划分区范围系统划分合适模块数工作量设计难度保持
信息隐藏指需解某数程模块隐藏起设计程序系统时会需特定情况会信息信息出现会影响模块间信息交换办法隐藏起发生特定情况允许信息交流思想目提高模块独立性避免隐藏信息时扩展模块风险样模块功较单容易发生模块享信息情况应思想系统易测试联调
维护
模块独立性系统分模块时遵守必准模块划分合理必须坚持模块独立性独立性指模块身结构块间联系前者指模块部组成部分相互协调工作实现功者指模块间相互联系相互独立相互联系保证模块独立性高块组成部分联系越强时摸块间联系越弱避免异常情况传染
开发软件时注意软件开发中文档建立开发软件程中会量信息时会产生信息时建立软件文档提高软件程中见度记录开发程软件文档编制开发员阶段工作进行全面思考便减少返工机会开发早期发现错误方快解决问题避免续麻烦便系统软件升级维护
次系统述软件设计思想指导采Kei1 C51集成环境开发软件部分Kei1 C51美国Kei1 Software公司出品51系列兼容单片机C语言软件开发系统汇编相C语言功更加完善强维护性结构性更高易读写Kei1 C51软件提供全Windows界面编程时调丰富库函数进行集成开发调试时编译生成汇编代码更加紧凑容易理解Kei1 C51生成目标代码效率提高
次文设计系统软件部分包括：程序初始化子程序中断服务程序温度检测程序温度显示程序工作状态控制程序
42 程序设计
系统软件程序检测鱼缸种环境参数实现环境参数设定改变设计程中仿硬件电路设计办法系统实现功合理划分系统通编写应子程序
子程序相互联系实现系统求温度含氧量水位等设计应模块化设计仅设计思路更加清晰更加方便程序编写调试
系统程序工作流程图：
43 中断服务子程序设计
程序中种信息数处理两种途径通显示间隙中完成二通中断服务子程序完成T0中断服务子程序完成定时数传送键处理键消抖等计数器T1产生波特率会中断
定时器中断服务子程序流程图：
次系统利定时器计数器工作方式1进行20mS定时接着通设计T0中断服务子程序实现时分计时该程序提供时间基准时采样数提供基计时信息
该系统晶振设置110592M时定时器T0设置20mS装入TH0TL0初值分B8H00H进行20mS计数初值时计算：
（1）机器周期TF12*（1110592）us
（2）定时器计数值T0TP20000*（11059212）18432
（3）装入定时器初值X216T*f12655361843247104
（4）X表示二进制形式：X1011100000000000B定时器工作方式选择1（TH0）B8H（TL0）00H中断服务程序中循环5完成100mS定时控制
44 时间显示温度读取程序设计
441 显示时间设计
次系统方便控制应简捷针时间显示芯片AT89C52实现通汇编语言完成程序编写芯片读取LED显示
详细程序见附录
442 温度读取设计
利芯片DS18B20读取温度时首先取芯片DS18B20检测温度值该温度值BC码形式显示然十进制形式输出输出温度值会实际检测温度值十倍会含位显示数
详细程序见附录
第5章 系统抗干扰设计
针工业现场应中干扰问题种者种方式存作单片机控制系统控制系统产生较影响系统实现功达求会导致严重果必须加入必抗干扰设计尤动化鱼缸中鱼类水草植物生活环境监控求必须具备良抗干扰力实现终理想控制
单片机控制系统说抗干扰设计针硬件软件两部分硬件抗干扰应物理器件较少者消干扰程度部分干扰消优点效率较高系统创造良工作环境时会造成成增加硬件体积增软件抗干扰加入控制算法达目通编写者改变程序实现定程度会占CPU样会影响系统工作效率稳定性般选择硬件抗干扰软件抗干扰相互结合协调工作达终抗干扰力强硬件少效果
51 硬件电路抗干扰
511 单片机控制系统出错原
般说造成单片机控制系统受干扰原两方面电路设计二生产身制造问题总说外原：元件身质量较低单片机身抗干扰力较低工作环境影响较期间功率足没屏蔽保护功等
512 电路抗干扰设计
针实际电路抗干扰三注意方面：
（1）接该设计实现保护接连接效提高系统抗干扰力
（2）滤波顾名思义指采集种信号加分类通频率特性控制方般滤波器高通滤波器低通滤波器带通滤波器低通滤波器连接交流电源便系统需交流电通阻止高频干扰信号进入导入
（3）制作电路板时布线工艺电路板合理划分区域会布线产生干扰时钟远离IO线量垂直电源线接线较粗孔少等等
52 软件电路抗干扰
软件电路产生干扰干扰信号侵入系统输入通道需信号相叠加造成信号弱化甚错误动作终导致系统法正常工作针软件电路抗干扰设计仅够性系统提升硬件成效降低系统具诊断恢复力
实际操作中软件电路抗干扰设计方面：减少者消输入信号噪音改正输入程中干扰者错误信号运行混乱程序重新进入正轨等
521 数采集软件抗干扰
单片机控制系统中数采集程中会发生误差原干扰信号进入输入通道中信号发生较偏差会造成控制异常
针情况抗干扰设计中采滤波算法避免硬件设备添加性灵活性高次采常程序判断滤波法效减少程序编写运行出现干扰
522 输出通道抗干扰
输出通道中产生干扰外围器件工作时时常产生电磁脉该电磁脉会影响输出信号状态系统产生静电干扰会单片机控制系统输出低电转变高电造成错误控制
类干扰通重复写控制命令方式解决文中提该类干扰般静态脉干扰单片机输出正确信号时干扰信号原会接收设备错误信号样会造成设备错误动作避免种情况效方法便单片机次重复输出正确信号保证输出周期短样保证干扰信号没干扰前便正确信号保证设备正确动作
523 程序执行程抗干扰
该设计中采两种方法进行程序执行程中产生干扰解决指令冗余软件陷阱
（1）指令冗余
知道般CPU取指令时先取操作码取操作数单片机控制系统时会发生跑飞状况系统遇异常情况者受干扰时程序运行会发生错误会执行程序系统发生种情况跑飞某双字节时会先取走操作数样便造成程序出错跑飞三字节指令时字节数增加会述情况更易发生避免种情况发生通常采指令冗余方法较关键方插入重写单字节指令双字节指令三字节指令解决办法插入两字节NOP指令样发生述跑飞情况存空操作指令NOP便避免跑飞状况系统行进入正轨注意提高程序执行效率编写程序时少量指令冗余
（2） 软件陷阱
文中述跑飞状况特殊情况进入非程序区时指令冗余便起作时设置软件陷阱软件陷阱跑飞程序强制拉入入口址专门处理错误程序设定处理错误程序入口址ERR面软件陷阱实现：
NOP
NOP
LJMP ERR
般EPROM中非程序区加入样软件陷阱该软件陷阱通常设定正常程序执行方会影响程序执行效率EPROM容量足够情况设置软件陷阱
结
次文课题针市场现代化鱼缸欠缺做出研究改善单片机应结合传感器技术分进行硬件软件设计相互独立协调工作实现动化控制文中详细阐述鱼缸中种参数分析鱼缸中鱼植物影响出适合参数设定提出系统设计方案便实现鱼缸动化设计实际模块运行结果系统实现时间时时更新显示读取温度检测水位等参数正保证鱼植物健康生长缺素
设计系统性操作程度提高性系统工作起相灵活动换水测温减少操作真正意义解放必麻烦省时间样仅实现鱼缸动化控制避免操作会带影响
次设计然达系统求定程度实现鱼缸控制器动化控制时间限制身知识水欠缺设计存足方统筹兼顾次设计动手操作觉现代化鱼缸进步发展完全力解放出利高新科技实现远程控制巧妙触摸屏鱼缸操作面板结合起操作更加方便灵活省时间外鱼缸控制参数太检测设定保持需繁琐算法种设备控制希发明更加方便控制
通次设计学东西深层次解单片机工作程结构组成种性接触种新技术应芯片时软件块兴趣提升收货学编程程中遇困难调整克服结合动手制作电路学理知识运实践中学掌握更加透彻锻炼动手力提高工作奠定定基础
谢 辞
次文完成中特感谢导师XX帮助里致予诚挚谢意尊敬文选题资料搜集编写XX老师莫帮助细心指导XX老师讲复杂专业知识灵活易懂讲解态度非常严谨认真实事求朴实真诚启发受益匪浅
感谢XX老师课题选择设计文方案等方面予帮助周步指导文情况帮助解决技术理难题外编写程序制作实物调试程中感谢学吴刚私帮助制作更加清晰认识学东西文利完成
次予帮助支持老师学百忙中评阅文知道答辩老师致予真诚谢意
参考文献
1 王兆安电力电子技术第五版（第五版）机械工业出版社2009
2 李青单片机原理接口技术北京航空航天学出版社2009
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5 李维祥单片机原理应天津学出版社2001
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7 陈治明电力电子器件基础北京机械工业出版社1992
8 师黎等反馈控制系统导北京科学出版社2005
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10余孟尝数字电子技术高等教育出版社1994
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12郑国钦夏哲磊集成传感器入门浙江科学技术出版社20024
13周航慈单片机应程序设计技术北京航空航天学出版社200211
14赵海兰朱剑赵祥伟DS1302实时显示时间原理应电子科学技术出版社2004
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17马忠梅籍心单片机C语言应程序设计（第三版）北京航空航天学出版社200311
18毕复昭功水族箱实验教学仪器1994
19彭国邓洪波梁振权水族箱动控制装置设计广东动化信息工程1999
附 录
时钟显示程序
#include
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit dula P2^6
sbit wela P2^7
sbit rw P1^1
sbit RS P1^0
sbit beepP2^3
sbit LCDEN P2^5
sbit relay P2^1
sbit P2_0 P2^0
uchar code table1[]15610 000000
uchar counts1num
char miaoshifen
typedef unsigned char U8 * defined for unsigned 8bits integer variable 符号8位整型变量 *
typedef unsigned int U16 * defined for unsigned 16bits integer variable 符号16位整型变量 *
U8 U8FLAGk
U8 U8countU8temp
U8 U8T_data_HU8T_data_LU8RH_data_HU8RH_data_LU8checkdata
U8 U8T_data_H_tempU8T_data_L_tempU8RH_data_H_tempU8RH_data_L_tempU8checkdata_temp
U8 U8comdata
U8 outdata[5] 定义发送字节数
U8 indata[5]
U8 count count_r0
U8 str[5]{RS232}
U16 U16temp1U16temp2
U8 num
void delay(uint z)
{
uint xy
for(xzx>0x)
for(y110y>0y)
}
void delayUs()
{
_nop_()
}
void write_com(uchar com)
{
RS0
LCDEN0
P0com
delay(5)
LCDEN1
delay(5)
LCDEN0
}
void delayMs(uint a)
{
uint i j
for(i a i > 0 i)
for(j 100 j > 0 j)
}
void writeComm(uchar comm)
{
RS 0
P0 comm
LCDEN 1
delayUs()
LCDEN 0
delayMs(1)
}
写数RS1 RW0
void writeData(uchar dat)
{
RS 1
P0 dat
LCDEN 1
delayUs()
LCDEN 0
delayMs(1)
}
void init()
{
rw 0
dula wela 0
writeComm(0x38)
writeComm(0x0c)
writeComm(0x06)
writeComm(0x01)
}
void writeString(uchar * str uchar length)
{
uchar i
for(i 0 i < length i++)
{
writeData(str[i])
}
}
void write_date(uchar date)
{
RS1
LCDEN0
P0date
delay(5)
LCDEN1
delay(5)
LCDEN0
}
温度读取程序
void write_sfm(uchar adduchar date)
{
uchar shige
shidate10
gedate10
write_com(0x80+add)
write_date(0x30+shi)
write_date(0x30+ge)
}
void COM(void)
{
U8 i
for(i0i<8i++)
{
U8FLAG2
while((P2_0)&&U8FLAG++)
Delay_10us()
Delay_10us()
Delay_10us()
U8temp0
if(P2_0)U8temp1
U8FLAG2
while((P2_0)&&U8FLAG++)
超时跳出for循环
if(U8FLAG1)break
判断数位01
果高电高预定0高电值数位 1
U8comdata<<1
U8comdata|U8temp 0
}rof
}
void inerDelay_us(unsigned char n)
{
for(n>0n)
_nop_()
}
void Delay(U16 j)
{ U8 i
for(j>0j)
{
for(i0i<27i++)
}
}
void RH(void)
{
机拉低18ms
P2_00
Delay(180)
P2_01
总线拉电阻拉高 机延时20us
Delay_10us()
Delay_10us()
Delay_10us()
Delay_10us()
机设输入 判断机响应信号
P2_01
判断机否低电响应信号 响应跳出响应运行
if(P2_0) T
{
U8FLAG2
判断机否发出 80us 低电响应信号否结束
while((P2_0)&&U8FLAG++)
U8FLAG2
判断机否发出 80us 高电发出进入数接收状态
while((P2_0)&&U8FLAG++)
数接收状态
COM()
U8RH_data_H_tempU8comdata
COM()
U8RH_data_L_tempU8comdata
COM()
U8T_data_H_tempU8comdata
COM()
U8T_data_L_tempU8comdata
COM()
U8checkdata_tempU8comdata
P2_01
数校验
U8temp(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data_H_temp+U8RH_data_L_temp)
if(U8tempU8checkdata_temp)
{
U8RH_data_HU8RH_data_H_temp
U8RH_data_LU8RH_data_L_temp
U8T_data_HU8T_data_H_temp
U8T_data_LU8T_data_L_temp
U8checkdataU8checkdata_temp
}fi
}fi
}
void main()
{ uchar num
uchar table[] xianzaiwendu
sendChangeCmd()
inerDelay_us(100)
调温湿度读取子程序
RH()
init()
writeComm(0x80)
writeString(table 16)
write_com(0x80)
for(num0num<16num++)
{
write_date(table1[num])
}
delay(5)
TMOD0x01
TH0(6553650000)256
TL0(6553650000)256
EA1
ET01
TR01
while(1)
{
delayMs(1000) 温度转换时间需750ms
writeComm(0xc0)
}
}
void timer0() interrupt 1
{
TH0(6553650000)256
TL0(6553650000)256
count++
if(count18)
{
count0
miao++
if(miao60)
{
miao0
fen++
if(fen60)
{
fen0
shi++
if(shi24)
{
shi0
}
write_sfm(8shi)
}
write_sfm(11fen)
}
write_sfm(14miao)
}
}
外文资料翻译
With the substantial increase in China's economic development and people's living standards changes in consumption concept of a great people and the level of consumer grade are improving Increasing people's quality of life personalized environment environmental protection more and more people's attention associated with leisure home decoration and other industries accordingly increasingly booming trend Living and working in reinforced concrete jungle in the city who suffer all kinds of pressure heart lost all desire that tranquility and harmony of natural living and a vibrant verdant grass aquarium fish can not only give the band to very loose and comfortable sense of beauty better regulation of indoor environment people finder that returning to the green fresh fish let the beauty of nature around her forever Aquarium It is in this industry demand emerged
Aquarium also known as aquarium aquarium term originated in Britain still in use today has more than 150 years Then define just a raising of animals and plants of the water container and as technological level of progress as well as people grow ornamental fish breeding and increasing levels of aquatic plants the aquarium is not only considered to be a container of plants and animals to raise and was considered to be a microcosm of the natural domain it is a relatively complete ecosystem Early on the aquarium more popular exhibition spaces and parks for everyone to enjoy with the improvement of living standards science and technology and the rapid development of aquatic breeding industry Aquarium has become a common household interiors In recent years this in plants mainly goldfish aquarium called miniature water garden fish grass loved by the people but because people lack the skills or the conservation is not timely due to time conservation reasons often Did not last long the final outcome than a dead fish dead grass For conservation issues of the aquarium the market also has been found in various tank temperature control drainage oxygenation and lighting equipment such as filters heaters improving water quality and oxygen pumps and other equipment However due to many products Function is not uniform but mostly nonintelligent a single temperature control oxygenation or lighting systems If you want to form a complete set of constant temperature oxygenation and lighting features as one of the control system often you need to purchase multiple devices were installed Greater need to invest in cost After assembling a plurality of single system simultaneously mechanization there are some waste of resources This not only increases the cost duplication of investment affect the appearance and function of the use of inflexible inconvenient overall performance can not be promoted Therefore to the daily maintenance of the family background of the aquarium to control the water level in the tank water temperature dissolved oxygen etc for the study of the process of integrated automation of routine maintenance and application of technology to expand research which use hightech development of automation transformation of the original home aquarium and traditional largescale aquaculture industry has great practical significance and research value
With the increasing economic level rise by leaps and bounds decoration industry people living at home even more attention to the pursuit of quality reflected in the economic patterns are significantly associated with booming leisure home decoration and other industries with a potential date Living and working conditions vivid warm and more and more of the human spirit sentiment new life concept closely linked Leisure aquarium industry is also in this human demand emerged and in recent years the rapid development of its situation it has become an emerging economic force concern economic circles and the industry according to the latest data show Aquarium products increasingly rich aquarium market more prosperous Aquarium trade industry annual growth rate of 138 percent scale only Beijing on from the traditional several small markets develop into eight largescale market Speed expand its market space also shows there will be more investment opportunities point in this new economy was born Today is the international aquarium products look Chinese many large foreign companies take aim China's purchases in this market the longterm goals in China
With the rapid development of aquarium products demand huge aquarium market has greatly promoted the various domestic aquarium control equipment R & D and production Traditional aquarium water changes and often need supplemental oxygen often with two devices pumps and air pumps To clean water and supplemental oxygen However these devices work time due to the number of seasons temperature and feed fish and different Stop operations require multiple open every day so continuous operation will shorten the life of the equipment but not conducive to energy conservation
Practice in ornamental fish breeding process show that aquarium available on the market control systems are relatively simple devices function Such as lighting control only artificial switching control short exposure time can not satisfy aquarium fish especially the lighting needs of plants plants over a long time lighting needs is not conducive to the growth of plants and also resulting in a waste of power resources The control temperature control using heating rods heated since the heating rod itself using bimetallic thermostat and hand control of t
he heating rods stops resulting in poor precision temperature control is difficult to achieve constant results Because the water of dissolved oxygen characteristics of the decision when the dissolved oxygen in the water reaches a certain level or density of fish in the fish tank is not too large even in the summer and unnecessary been oxygenated and oxygenation can change the interval water otherwise the oxygenation are superfluous are bound to waste a lot of electricity Therefore some of the circuit is simple reliable work and automatic intermittent control unit also will produce Extended to control other parameters within the tank The market has been found in the tank associated with the control device Intermittent oxygenation timer as aquarium fish tank thermostat automatic tank water cycle control automatic feeder fish tank aquarium lighting automatic controller Because these devices are working independently individually controlled corresponding environmental parameters so you need to configure a fish tank in several separate control device and these prices independently control devices are generally in the 100 to 200 yuan If installed for the entire control equipment the price is probably between 1000 and 1500 therefore the development of functional aquarium controller has also been a concern of many manufacturers it has been found in a variety of optimization for the aquarium industry making function controller These instruments set temperature lighting oxygenation filtration alarm and other control functions in one The pursuit of stable performance and reliable functional design installation commissioning and maintenance In addition these controllers can not only widely used in the family fish tank maintenance and management but also for aquatic breeding industry especially hotels restaurants showrooms home and other requirements for water systems and economic high ornamental aquatic conservation
With respect to the current market's strong demand aquarium industry tank controller is still in the preliminary period of research and development production the corresponding products are in short supply stage Therefore this study based on the current development of domestic and international aquarium industry com
bined with the conservation needs of the aquarium and analyzes product development and aquarium industry control equipment characteristics summarize independent design and development of low cost simple operation energy environmental protection set the thermostat control automatic oxygenation automatic level control automatic lighting and automatic feeding and other functions and one of the aquarium intelligent control system
中文翻译
着中国济发展民生活水幅提高改变伟消费观念消费级水正改善提高生活品质性化环境环保越越受关注休闲家居装饰等行业日益相应蓬勃发展态势关生活谁遭受种压力城市钢筋水泥丛林工作心脏失渴然生活安宁谐充满活力嫩绿草观赏鱼仅乐队非常宽松舒适美感更调节室环境寻久违绿色新鲜鱼然美丽撒手寰 水族馆正样行业需求应运生
水族馆称鱼缸水族馆词起源英国已超150年然定义动物水容器植物进步技术水仅提高种植观赏鱼养殖水生植物水断提高水族馆仅认植物动物容器提高认然域缩影相完整生态系统早期水族馆更受欢迎展览空间公园供家欣赏着生活水提高科学技术水产养殖业快速发展提高水族馆已成种常见家饰年植物谓金鱼鱼缸微缩水景花园鱼草受喜爱缺乏技养护时时间原养护常景长死鱼死草结局水族箱保护问题市场直种水箱温度控制排水充氧明设备中滤器加热器改善水质氧气泵等设备然许产品功统非智单温度控制氧合明系统果想形成套完整恒温充氧明功体控制系统时候需购买安装台设备更加需投资成组装单系统时机械化资源浪费仅增加成重复投资影响灵活方便整体性促进外观功日常维护家族背景水族馆控制罐中水温水位溶解氧等日常维护应技术扩研究集成动化程研究原家水族馆
动化改造传统型水产养殖业高科技发展具重现实意义研究价值
着越越济水提高突飞猛进装饰行业更关注家里追求品质体现济模式蓬勃发展休闲家居装饰等行业具潜日期显著关联生活工作条件生动温馨越越精神情绪新生活理念紧密相连休闲水族行业正种需求出现年形势快速发展已成新兴济力量关心济界产业根新数显示：水族产品日益丰富水族市场更加繁荣 138％规模水族业年增长率北京传统市场发展8家型市场速度拓展市场空间表明更投资机会指新济诞生天国际水族产品中国国外公司盯准中国采购市场中国长期目标
着水族产品快速发展需求巨水族市场极推动国种水族控制设备研发生产传统水族箱水变化需补充氧气常两设备：泵空气泵清洁水补充氧气然装置工作时间季节温度饲料鱼数量停止操作需开放天连续运行会缩短设备寿命更利节
观赏鱼养殖程中实践表明：水族市场现控制系统相简单设备功灯光控制工切换控制曝光时间短满足观赏鱼植物特明需求长段时间明需植物利植物生长造成浪费电力资源该控制温度控制加热棒加热加热棒身采双金属温控器加热棒手控停导致精度差温度控制难达效果变决定溶解氧水达定程度鱼密度鱼缸溶解氧特征水太夏季必氧化充氧改变区间水否氧合余必然浪费量电力
电路简单工作动间歇控制单元产生延伸控制箱中参数市场已控制设备相关联罐发现间歇充氧定时器水族鱼缸恒温动水箱循环控制动料机鱼缸鱼缸灯动控制器设备独立工作独立控制相应环境参数需配置鱼缸独立控制装置价格独立控制设备般100元200元果安装整控制设备价格概10001500间功水族控制器发展受众厂商关注问题已种优化水族行业发现功控制器仪器设定温度光氧化滤报警等控制功体追求性稳定功设计安装调试维护外控制器仅广泛应家庭鱼缸维护理：时水产养殖业尤酒店餐厅展示厅家居等求供水系统济高观赏鱼养护
前市场强劲需求水族行业坦克控制器处研发生产初步时期相应产品供应求阶段研究基国外水族行业发展现状结合水族馆养护需求分析产品开发水族行业控制设备特点总结设计低成开发操作简单节环保设置恒温控制动增氧动电控制动明动料等功水族馆智控制系统
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摘
文基单片机鱼缸控制器设计目前市场种样观赏类鱼缸进入应场合家庭宾馆商场等等现鱼缸般需操作水温检测水循环鱼喂食液位控制等带便文基现状分析研究目前数鱼缸控制设备现状提出种新型基单片机控制动化鱼缸控制器该控制器单片机核心结合传感器技术实现种功包括温度控制水位检测氧含量控制灯光明等真正做动化控制整控制系统分两部分单片机AT89C52核心实现种控制参数设置显示处理存储等二输入输出部分采集系统求种参数检测信号核心芯片传输信号进行执行设计出硬件电路软件电路综合实现鱼缸控制集中理
通设计系统进行较长时间运行测试结果表明设计系统实现求具系统运行稳定操作简单设计灵活成低廉结构简单等特点广泛应家庭类观赏性鱼缸
关键字：单片机动化鱼缸控制系统
The Designer of MCUbased tank
ABSTRACT
This 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 MCUautomationfish tankcontrol system
目 录
前 言 1
第1章 概述 2
11 研究意义 2
111 动化鱼缸 2
112 动化鱼缸应情况意义 2
12 现状 3
121 功分类 3
122 单片机应 3
123 控制系统特点 4
13 文工作 4
131 设计务 5
132 设计方案 5
第2章 控制方案 6
21 动化鱼缸控制原理分析 6
211 应方 6
212 控制原理 6
213 控制求 7
22 控制参数性指标 7
221 温度 7
222 水位 8
223 光氧气 8
23 设备造型 8
231 IO点分析 8
232 单片机选型 9
233 电源选择 9
234 继电器选择 10
24 总体方案 10
第3章 系统硬件设计 13
31 硬件总体结构 13
32 机电路设计 14
33 模块硬件设计 15
331 时钟电路模块设计 16
332 键盘显示模块设计 16
333 温度控制模块设计 16
334 数存储电路设计 18
第4章 系统软件设计 19
41 设计容方法 19
411 设计容 19
412 设计方法 19
42 程序设计 21
43 中断服务子程序设计 22
44 时间显示温度读取程序设计 23
441 显示时间设计 23
442 温度读取设计 23
第5章 系统抗干扰设计 24
51 硬件电路抗干扰 24
511 单片机控制系统出错原 24
512 电路抗干扰设计 24
52 软件电路抗干扰 25
521 数采集软件抗干扰 25
522 输出通道抗干扰 25
523 程序执行程抗干扰 26
结 28
谢 辞 29
参考文献 30
附 录 31
外文资料翻译 41
前 言
次课题完成基单片机鱼缸控制器设计针目前市场鱼缸情况程度需操作次文工作目便通单片机传感器技术相结合操作解放出实现鱼缸动化控制控制更加稳定灵活方便该设计求控制器实现鱼缸动调温动换水动垢等功
着国民济发展生活水提高相应生活质量明显求休闲水族产业出现程度提高然享受追求目前水族业蓬勃发展恰恰说明点目前市场鱼缸欠缺正处初步发展阶段达众需求次文针现状提出单片机鱼缸相结合想法应传感器技术实现硬件软件统协调工作实现传统鱼缸实现动控制解决时间原时养护鱼缸困难系统设定参数够行运作减少操作
次设计先针目前鱼缸市场现状提出新型控制方案确定设计目实现求明确设计象中控制参数阐述应技术原理设计程中工作分两部分硬件选设计针设计需种设备性求选择设计出稳定硬件电路二软件设计程程序设计编写设计硬件电路前提编写程序写入芯片中控制系统达命令硬件部分快速准确执行外硬件软件设计程中会出现种问题终执行结果会出现偏差系统工作程中会出现信号干扰导致系统误动作定抗干扰设计保证系统发出信号接收信号执行动作时候会出错够准确实现系统求功
第1章 概述
11 研究意义
111 动化鱼缸
动化鱼缸利先进技术真正做节环保方便实养鱼者方便选择改变原手工操作换水氧气含量控制水质等问题应动化鱼缸解决问题鱼提供良环境提高养鱼爱者乐趣进行换水外出时担心鱼料系统设计安全措施效降低异常情况发生等等真正做动化控制时间解放类养鱼爱者节省时间省必麻烦全动鱼缸式样款式型号根场合选合适实鱼缸
动化鱼缸节环保方便控制解决系列问题换水难水中矿物质缺乏耗时料等系统控制会动进行定时然根鱼缸中水量情况进行加水排水保证鱼缸中水量适度动清鱼粪便水中杂质免清洗滤棉鱼带伤害水质污染样仅鱼缸变更加方便美化环境养鱼成赏心悦目事花费太时间劳力程度解放出真正实现休闲动化控制
112 动化鱼缸应情况意义
着国济发展民生活水改善生活品位相应越越高相关休闲养生类等行业日渐蓬勃发展势工作生活城市里少承受着方面压力心里渴着回然宁静谐样生机盎然苍翠欲滴鱼草水族箱便作美化居室环境距离接触然更绿色充满活力量天欣赏然绿色美景时心理满足静种需求水族行业便发展优势鱼缸家称水族箱起源英国现已超150年历史鱼缸市场发展早期时候水族箱作展览
酒店展览会等众化场观赏着生活水提高科技加入水族业快速良发展水族箱更逐渐成普通家庭室装饰现水草金鱼鱼缸称作水中微缩鱼草园林休闲普遍选择工作繁忙者专业养护导致没结果结局水草枯萎鱼死亡针现状市场陆续出现种动化控制鱼缸完成水温控制保证氧含量动排水动明等
通目前数水族箱控制设备应现状分析研究提出种集中功体动化鱼缸控制器该控制系统单片机控制中心传感器技术相结合终集种功体实现动调温动喂食动明动换水动垢等功
12 现状
121 功分类
场合动化鱼缸具功特点总体说具基求：温度控制光充足水位控制动喂食水质监测等时具节环保特点应场合时便需相应功矿厂公司水族馆观赏池展览会酒店家庭等工矿场合良噪效果系统反应更加灵敏具净化空气效果养殖户类必须方便理处理突发状况水族馆观赏池等等定满足基条件做美观赏心悦目带音乐灯光效果
122 单片机应
单片机家称单片微控制器仅仅完成某逻辑功芯片身便实现部分集成功形象称单片机台微型计算机拥体积质量轻价格低廉等特点方便家学应开发时通学单片机更解计算机原理结构单片机部电脑功相似模块样CPU存行总线硬盘作相存储器件单片机器件性相电脑说弱价钱时低般会超10元做控制电器工作种控制计算机工作线式实时谓线式现场控制求较强抗干扰力较低成离线式计算机区
单片机程序控制硬件实现种功求具修改性通程序实现相应功尤针特殊功耗费量力时间甚难实现相说较简单功美国50年代开发74系列者60年代CD4000系列实现话电路定PCB板果应美国70年代成功投放市场新型单片机便会差通单片机编写程序实现性高智高效率
123 控制系统特点
控制系统单片机AT89C52控制核心结合传感器技术集种控制功体包括温度控制灯光明水位监测氧含量控制等整系统分四部分：第部分单片机AT89C52核心温度控制部分第二部分单片机扬声器SPEAKER功模块第三部分LED灯光模块第四部分动手动换水动手动喂食等功该控制系统具运行稳定操作简单方便等优点时该系统具结构简单设计灵活成低廉等特点易规模化生产广泛家庭宾馆等
13 文工作
131 设计务
文针动化鱼缸设计单片机基础结合传感器技术设计出动化控制集成电路集种功体实现鱼缸动化控制
次设计输入输出控制部分组成输入输出部分完成系统种参数监测设定调试等控制部分完成复位数存储显示时钟温度键种输入输出指示等
132 设计方案
（1）总体设计
首先该系统原理进行分析明白终运行结果求指示结合设备造型查阅资料确定采合适控制系统提交总体设计方案
（2）硬件设计
分设计数采集电路控制电路通讯电路等集成显示运行应CAD软件画出电气控制原理图
（3）软件设计
程序编写子程序模块做系统结合应单片机集成显示
（4）通信联调
第2章 控制方案
21 动化鱼缸控制原理分析
211 应方
场合鱼缸求相次设计动化鱼缸应家庭观赏类鱼缸功美观相型高档类鱼缸稍欠缺应操作方面会量达市场求长度减少操作设计系统检测鱼缸中含氧量温度水垢等做出相应反应水位探测功应碳棒时探测水位补充水量外应动化系统时时显示鱼缸数带报警系统真正做方便快捷
212 控制原理
次文设计基单片机动化控制单片机应鱼缸系统中达动化控制更快捷方便控制
单片机基础扩展接口进行数模转换数字显示键盘写入输出控制等加入相关应软件组成完整单片机系统
针单片机性高灵活性强特点应鱼缸控制中结合传感器感应器技术等实现动化控制实现动化控制中分控制方：温度水位含氧量等带紧急情况报警系统防突发情况发生中种参数设定调试根天气周围环境变化做出相应改变终目鱼提供良生活环境
次系统结构采分块模式控制部分输入输出部分协调完成系统功中控制部分完成复位数存储显示温度时钟键种输入输出等输入输出部分完成系统种控制参数设定系统通信等结合述点实现安全动化控制前提争取实现系统方便灵活安全统
213 控制求
针鱼缸动化控制次设计系统做求：
1) 实时监测鱼缸环境参数：鱼缸种鱼水草等需相稳定良生活环境保证鱼缸种参数稳定中包括含氧量温度光水位等种参数控制者调整合适范围保证鱼良成长
2) 够实时显示温度系统参数设定前工作状态系统时间
3) 报警系统鱼缸环境参数超设定值时系统够时发出报警信号做出反应动作保证环境参数稳定
4) 适应需求系统动手动模式切换
22 控制参数性指标
次设计控制象鱼缸控制目动调节鱼类提供合适生活环境设计程中注意水温水位氧含量等参数求该系统动检测显示鱼缸温度氧含量等做出时补充利碳棒检测水位高低应单片机控制水泵进行供水协调工作达功完善动控制系统
221 温度
鱼类冷血动物说需周边环境吸取热量供身新陈代谢鱼类水中断鳃滤水进行呼吸导致新陈代谢产生热量会快消散水中体温周围水温相似
鱼类数喜欢生活温度255~288摄氏度水中温度热量影响鱼类新陈代谢重素果温度高鱼类体酶停止工作果温度低鱼类体酶结构会破坏外果水温低热带鱼会丧失意识鱼类体寄生虫细菌会伺机侵害鱼类健康着水温升高氧气溶解度会降低鱼类恰恰需氧气进行生存样便会导致鱼类缺氧死定鱼类合适水温
综述根系统设定温度范围控制加热器启动停止提供合适水温
222 水位
水位检测控制鱼缸水量通水泵水箱中水抽鱼缸中应碳棒时时检测水位检测水位达求时立通单片机控制水泵停止加水
223 光氧气
鱼缸中仅仅鱼类时生活植物光植物健康生长必素适宜光条件更加利植物生长时利鱼生活绿色植物唯产生氧气植物植物良生长时补充鱼缸氧气动化系统配合更加方便控制鱼缸含氧量鱼创造良环境
23 设备造型
231 IO点分析
次设计动化鱼缸基单片机动化应参考中控制参数利传感器等技术实现动化控制需加入作输入3*4键盘设置温度含氧量参数中设置温度标准氧气含量等均通键盘手动输入时根周围环境变化调控参数标准鱼提供更生活环境
通传感器作输出实时温度含氧量作输出点考虑需传感器单片机基础桥接LED显示模块方便显示需控制参数改变者重新设置中水位控制通碳棒实现需作输出点
232 单片机选型
单片机分1位4位8位16位32位机等中1位机4位机成低结构简单指令丰富编程复杂运简单控制相说16位机32位机然性优越集成密度高价格较高广泛应8位单片机体积较指令广价格低廉产品应占部分单片机市场会成系统控制流机型
ATMELNXPSTCSST等公司生产高性8位89C52S51单片机优势丰富系统资源特部增加存储器Flash ROM高速改写方便单片机开发应89C5280C31+373+2732价格低廉市场相应性
综合考虑次文选AT89C52型单片机作动化鱼缸控制芯片AT89C52种低功耗低电压高性8位单片机采CMOS工艺具高密度非易失性输出引脚指令系统较强稳定性片Flash ROM系统允许改编程序具功强灵活性高价格合理等特点
40引脚32外部双输入输出端口时含2外中断口2全双工串行通信口316位编程定时计数器2读写口常规方法进行编程线编程外通微处理器Flash存储器巧妙结合起尤反复擦写Flash存储器应效降低开发成
选AT89C52单片机部片资源丰富8K字节闪烁存储器次系统设计单片机C语言编写样编译生成代码仅较简短效率较高样余程序存储空间避免外部扩展效简化系统电路降低系统成
233 电源选择
基家庭动化鱼缸考虑方便操作问题直接选220伏常电源仅方便鱼缸接线问题省中间升降压麻烦单片机电源选择针选单片机类型结合种参数考虑中间加种应模块次设计选89C52单片机直接选5伏直流电源作单片机电源供
234 继电器选择
继电器种输入量变化达规定求时电气输出电路中控量发生预定阶跃变化种电器原理通改变输入线圈电压改变电磁场进控制电路开关工作原理结构特征继电器分类：电磁继电器固态继电器时间继电器舌簧继电器温度继电器等
继电器选择注意事项：环境输入信号输入参量负载情况等针鱼缸水中环境现状鱼缸电压电流输入输出等情况选常光电隔离器作安全保护装置具体积寿命长工作温度范围宽抗干扰性强．触点输入输出电气完全隔离等特点
综述次系统选型号SRS05VDCSL继电器触点负载中功率触电形式常开型
24 总体方案
次设计单片机89C52核心基础应模块温度显示模块动供水模块动报警模块键输入模块等应传感器技术感应系统系统完美结合起性化调试时境改变参数设定实现现代化鱼缸动控制
总体硬件结构方案图：
系统硬件结构框图
中控制部分包括：
中心控制模块：单片机控制核心功AD转换器送数字信号进行处理种设备发出种控制信号
时钟控制电路模块：步控制系统相时钟绝时钟定时检测种环境参数项控制器开关
机交互键控制模块：实现键写入功设置相应LED显示便达良机交互功1）通LED数码实时显示参数值2）通键盘写入种参数3）发生异常时通LED蜂鸣器报警
数存储复位模块：够存储种参数实时监测存储系统工作程遇异常情况时够复位重启
数码显示模块：够实时显示系统工作状态时间前温度控制程中参数变化
中输入输出控制部分包括：
种信号输入模块：够鱼缸中检测种信号准确输入温度监测水位高低监测含氧量监测等模块传感器放器路开关AD转换器等组成完成数采集中传感器作感应鱼缸种环境参数变化然转化电信号放器作系统接收微信号放便接收系统快接收利面执行路开关作接收电信号传AD转换器样便单片机接收识数字信号
种子系统输出控制模块：种输出控制设备组成根系统检测种参数信号控制相应子系统进行工作子系统互相干扰协调工作时显示种输出作核心单片机设定值采集值进行较发出控制信号传输相应设备实现合适参数调节
第3章 系统硬件设计
章容介绍动化鱼缸控制硬件结构设计包括设计机电路模块时钟电路模块键盘控制显示模块温度控制模块数存储电路模块等文中详细阐述电路设计中芯片选型求根部组成性参数功特点等设计出具体硬件电路综合电路元件性前提保证设计电路间协调工作系统控制调试达方便快捷效果实现硬件部分高效执行性系统动化控制
31 硬件总体结构
硬件设计软件设计次文两重方面章写该系统硬件电路设计设计程中遵循点原：
（1）硬件电路设计软件电路设计相辅相成软件电路功实现硬件电路执行硬件电路实现软件电路命令软件实现硬件功占CPU时间时间更长点方面软件电路实现功话仅硬件电路简化样降低成时避免异常情况发生提高硬件电路性次系统设计程中满足行性系统求前提软件实现硬件功
（2）保证性抗干扰性根性设计理设计系统时芯片越少系统出现障机会越少时电路板址数总线受干扰越少单片机控制系统设计满足功求情况少量芯片线路幅度改善组件数电路板空间抗干扰性功耗系统成
（3）确保灵活功升级系统扩展开始完全考虑系统方面续设计中需断完善系统补充功时设计程中应考虑应说应该系统设计需做变动情况修改少量软件硬件甚修改情况实现系统求中功扩展系统影响
系统求点硬件设计原次系统设计单片机AT89C52核心结合传感器技术温度控制数码显示信号输入输出等单元电路组成面电路设计做详细介绍
32 机电路设计
实现鱼缸动化控制达方便快捷目设计程中控制部分放置效率化资源化系统控制部分输入输出控制部分功板分放鱼缸位置样进步提高系统控制稳定性设计控制作机设计输入输出控制器作机分应设计电路中控制电路输入输出控制电路
控制电路中AT89C52作控制芯片实现控制中心时钟控制电路模块数存储复位模块数码显示模块机键控制模块相互协调运行保证系统完善输入输出控制电路工作够准确时输出鱼缸中检测种环境参数路控制信号综合述情况两电路够正常工作前提两者结合起实现系统动化控制
三部分电路设计中细节考虑间工作模式特点综合性工作状态减少必消耗损失够基础更加方便灵活实现终系统求动化控制
作机电路电路结构图：
述系统硬件结构图两部分组成控制部分输入输出控制部分两者间进行通信实现两部分信息传递
中控制部分电路组成：时钟电路功实时显示系统日期统时间选单片机芯片实现更加方便简捷显示时间数存储复位电路存储系统检测种环境参数信息够发生异常情况时动作复位防止发生必损失指示灯接口电路实时显示系统种参数调试程信号数字化8路输出指示灯住CPUP20~P27连接组成LED显示芯片键盘接口电路完成键盘输入显示连接
输入输出部分输出指示温度检测水位高低检测参数检测组成中温度检测选芯片DS18B20DQ端P04连接组成电路水位高低检测碳棒实现
33 模块硬件设计
331 时钟电路模块设计
次硬件设计中时钟电路模块选核心芯片AT89C52完成系统中实时时钟显示设置
中实时时钟日历电路提供详细时间日期性化选择12者24时格式月天数动调整减少手动麻烦
该时钟电路完成三功时间显示相时钟时间处理中相时钟控制鱼缸种操作实现温度控制氧气含量时间调整时间处理设置闹钟事件提醒作备忘录
332 键盘显示模块设计
该模块设计直接选键盘输入通单片机AT89C52进行写入采LED进行显示结果程该模块灵敏度高性耗费价格低廉够准确达系统求实现输入显示综合统
模块核心设计键盘显示电路实现复位LED显示键盘输入功功分复位电路8位LED显示电路键盘输入控制电路实现更实现参数设定控制调试
333 温度控制模块设计
设计温度控制模块程中选DALLAS公司生产芯片DS18B20作核心芯片种线式数字温度传感器四部分组成：温度传感器配置寄存器64位ROM非挥发温度报警触发器温度测量范围55~+125摄氏度3引脚T092体积封装形式温度测量精确程度达00625摄氏度912位AD转换精度测量温度扩展16位数字量通串行方式输出工作电源两种方式远端直接引入二通寄生电源产生
DS18B20部结构图：
中VDD外接供电电源GND接DQ数字信号输入输出端
单片机P04口芯片DS18B20引脚2相连组成温度检测电路外部5 伏电源供电连接47K欧姆拉电阻样保证效时钟周期提供足够电流
电路图示：
334 数存储电路设计
电路设计时采ATMEL爱特梅尔公司生产芯片AT24C02NSU27 D作存储器导电类型双极型工作温度40~85摄氏度价格低廉性较高灵敏度强芯片该电路中实现系统设定参数工作程中数变化存储单片机相连组成完善电路写入存储单片机程序指令
第4章 系统软件设计
41 设计容方法
411 设计容
软件设计次文中动化鱼缸控制容重点根设计系统功求已选系统硬件基础进行系统软件设计达系统功明确完善操作简便性强特点般采结构化程序设计方法该程序设计方法分三方面：设计模块化编程结构化编程外需加强软件抗干扰性实现程序性
单片机系统程序设计采C语言进行开发 整单片机系统程序分三模块程序模块温度检测模块温度显示模块模块定功作中包括子程序相互独立相互联系低级模块高级模块调实现协调统
412 设计方法
次设计基动化鱼缸设计采模块化设计实现控制模块化设计软件系统求实现种功划分较简单相独立相关模块中实现模块化设计程中定注意分解信息隐藏模块独立性等方面
分解日常生活中遇复杂问题时常解决方法问题求解量实验表明复杂问题分解较较简单问题够明显降低解决问题难度复杂度针次软件系统设计组成模块相互联系避免系统划分模块样模块相互间联系越少减少出错连锁反应模块接口工作量减少软件成划分区范围系统划分合适模块数工作量设计难度保持
信息隐藏指需解某数程模块隐藏起设计程序系统时会需特定情况会信息信息出现会影响模块间信息交换办法隐藏起发生特定情况允许信息交流思想目提高模块独立性避免隐藏信息时扩展模块风险样模块功较单容易发生模块享信息情况应思想系统易测试联调
维护
模块独立性系统分模块时遵守必准模块划分合理必须坚持模块独立性独立性指模块身结构块间联系前者指模块部组成部分相互协调工作实现功者指模块间相互联系相互独立相互联系保证模块独立性高块组成部分联系越强时摸块间联系越弱避免异常情况传染
开发软件时注意软件开发中文档建立开发软件程中会量信息时会产生信息时建立软件文档提高软件程中见度记录开发程软件文档编制开发员阶段工作进行全面思考便减少返工机会开发早期发现错误方快解决问题避免续麻烦便系统软件升级维护
次系统述软件设计思想指导采Kei1 C51集成环境开发软件部分Kei1 C51美国Kei1 Software公司出品51系列兼容单片机C语言软件开发系统汇编相C语言功更加完善强维护性结构性更高易读写Kei1 C51软件提供全Windows界面编程时调丰富库函数进行集成开发调试时编译生成汇编代码更加紧凑容易理解Kei1 C51生成目标代码效率提高
次文设计系统软件部分包括：程序初始化子程序中断服务程序温度检测程序温度显示程序工作状态控制程序
42 程序设计
系统软件程序检测鱼缸种环境参数实现环境参数设定改变设计程中仿硬件电路设计办法系统实现功合理划分系统通编写应子程序
子程序相互联系实现系统求温度含氧量水位等设计应模块化设计仅设计思路更加清晰更加方便程序编写调试
系统程序工作流程图：
43 中断服务子程序设计
程序中种信息数处理两种途径通显示间隙中完成二通中断服务子程序完成T0中断服务子程序完成定时数传送键处理键消抖等计数器T1产生波特率会中断
定时器中断服务子程序流程图：
次系统利定时器计数器工作方式1进行20mS定时接着通设计T0中断服务子程序实现时分计时该程序提供时间基准时采样数提供基计时信息
该系统晶振设置110592M时定时器T0设置20mS装入TH0TL0初值分B8H00H进行20mS计数初值时计算：
（1）机器周期TF12*（1110592）us
（2）定时器计数值T0TP20000*（11059212）18432
（3）装入定时器初值X216T*f12655361843247104
（4）X表示二进制形式：X1011100000000000B定时器工作方式选择1（TH0）B8H（TL0）00H中断服务程序中循环5完成100mS定时控制
44 时间显示温度读取程序设计
441 显示时间设计
次系统方便控制应简捷针时间显示芯片AT89C52实现通汇编语言完成程序编写芯片读取LED显示
详细程序见附录
442 温度读取设计
利芯片DS18B20读取温度时首先取芯片DS18B20检测温度值该温度值BC码形式显示然十进制形式输出输出温度值会实际检测温度值十倍会含位显示数
详细程序见附录
第5章 系统抗干扰设计
针工业现场应中干扰问题种者种方式存作单片机控制系统控制系统产生较影响系统实现功达求会导致严重果必须加入必抗干扰设计尤动化鱼缸中鱼类水草植物生活环境监控求必须具备良抗干扰力实现终理想控制
单片机控制系统说抗干扰设计针硬件软件两部分硬件抗干扰应物理器件较少者消干扰程度部分干扰消优点效率较高系统创造良工作环境时会造成成增加硬件体积增软件抗干扰加入控制算法达目通编写者改变程序实现定程度会占CPU样会影响系统工作效率稳定性般选择硬件抗干扰软件抗干扰相互结合协调工作达终抗干扰力强硬件少效果
51 硬件电路抗干扰
511 单片机控制系统出错原
般说造成单片机控制系统受干扰原两方面电路设计二生产身制造问题总说外原：元件身质量较低单片机身抗干扰力较低工作环境影响较期间功率足没屏蔽保护功等
512 电路抗干扰设计
针实际电路抗干扰三注意方面：
（1）接该设计实现保护接连接效提高系统抗干扰力
（2）滤波顾名思义指采集种信号加分类通频率特性控制方般滤波器高通滤波器低通滤波器带通滤波器低通滤波器连接交流电源便系统需交流电通阻止高频干扰信号进入导入
（3）制作电路板时布线工艺电路板合理划分区域会布线产生干扰时钟远离IO线量垂直电源线接线较粗孔少等等
52 软件电路抗干扰
软件电路产生干扰干扰信号侵入系统输入通道需信号相叠加造成信号弱化甚错误动作终导致系统法正常工作针软件电路抗干扰设计仅够性系统提升硬件成效降低系统具诊断恢复力
实际操作中软件电路抗干扰设计方面：减少者消输入信号噪音改正输入程中干扰者错误信号运行混乱程序重新进入正轨等
521 数采集软件抗干扰
单片机控制系统中数采集程中会发生误差原干扰信号进入输入通道中信号发生较偏差会造成控制异常
针情况抗干扰设计中采滤波算法避免硬件设备添加性灵活性高次采常程序判断滤波法效减少程序编写运行出现干扰
522 输出通道抗干扰
输出通道中产生干扰外围器件工作时时常产生电磁脉该电磁脉会影响输出信号状态系统产生静电干扰会单片机控制系统输出低电转变高电造成错误控制
类干扰通重复写控制命令方式解决文中提该类干扰般静态脉干扰单片机输出正确信号时干扰信号原会接收设备错误信号样会造成设备错误动作避免种情况效方法便单片机次重复输出正确信号保证输出周期短样保证干扰信号没干扰前便正确信号保证设备正确动作
523 程序执行程抗干扰
该设计中采两种方法进行程序执行程中产生干扰解决指令冗余软件陷阱
（1）指令冗余
知道般CPU取指令时先取操作码取操作数单片机控制系统时会发生跑飞状况系统遇异常情况者受干扰时程序运行会发生错误会执行程序系统发生种情况跑飞某双字节时会先取走操作数样便造成程序出错跑飞三字节指令时字节数增加会述情况更易发生避免种情况发生通常采指令冗余方法较关键方插入重写单字节指令双字节指令三字节指令解决办法插入两字节NOP指令样发生述跑飞情况存空操作指令NOP便避免跑飞状况系统行进入正轨注意提高程序执行效率编写程序时少量指令冗余
（2） 软件陷阱
文中述跑飞状况特殊情况进入非程序区时指令冗余便起作时设置软件陷阱软件陷阱跑飞程序强制拉入入口址专门处理错误程序设定处理错误程序入口址ERR面软件陷阱实现：
NOP
NOP
LJMP ERR
般EPROM中非程序区加入样软件陷阱该软件陷阱通常设定正常程序执行方会影响程序执行效率EPROM容量足够情况设置软件陷阱
结
次文课题针市场现代化鱼缸欠缺做出研究改善单片机应结合传感器技术分进行硬件软件设计相互独立协调工作实现动化控制文中详细阐述鱼缸中种参数分析鱼缸中鱼植物影响出适合参数设定提出系统设计方案便实现鱼缸动化设计实际模块运行结果系统实现时间时时更新显示读取温度检测水位等参数正保证鱼植物健康生长缺素
设计系统性操作程度提高性系统工作起相灵活动换水测温减少操作真正意义解放必麻烦省时间样仅实现鱼缸动化控制避免操作会带影响
次设计然达系统求定程度实现鱼缸控制器动化控制时间限制身知识水欠缺设计存足方统筹兼顾次设计动手操作觉现代化鱼缸进步发展完全力解放出利高新科技实现远程控制巧妙触摸屏鱼缸操作面板结合起操作更加方便灵活省时间外鱼缸控制参数太检测设定保持需繁琐算法种设备控制希发明更加方便控制
通次设计学东西深层次解单片机工作程结构组成种性接触种新技术应芯片时软件块兴趣提升收货学编程程中遇困难调整克服结合动手制作电路学理知识运实践中学掌握更加透彻锻炼动手力提高工作奠定定基础
谢 辞
次文完成中特感谢导师XX帮助里致予诚挚谢意尊敬文选题资料搜集编写XX老师莫帮助细心指导XX老师讲复杂专业知识灵活易懂讲解态度非常严谨认真实事求朴实真诚启发受益匪浅
感谢XX老师课题选择设计文方案等方面予帮助周步指导文情况帮助解决技术理难题外编写程序制作实物调试程中感谢学吴刚私帮助制作更加清晰认识学东西文利完成
次予帮助支持老师学百忙中评阅文知道答辩老师致予真诚谢意
参考文献
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2 李青单片机原理接口技术北京航空航天学出版社2009
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19彭国邓洪波梁振权水族箱动控制装置设计广东动化信息工程1999
附 录
时钟显示程序
#include
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit dula P2^6
sbit wela P2^7
sbit rw P1^1
sbit RS P1^0
sbit beepP2^3
sbit LCDEN P2^5
sbit relay P2^1
sbit P2_0 P2^0
uchar code table1[]15610 000000
uchar counts1num
char miaoshifen
typedef unsigned char U8 * defined for unsigned 8bits integer variable 符号8位整型变量 *
typedef unsigned int U16 * defined for unsigned 16bits integer variable 符号16位整型变量 *
U8 U8FLAGk
U8 U8countU8temp
U8 U8T_data_HU8T_data_LU8RH_data_HU8RH_data_LU8checkdata
U8 U8T_data_H_tempU8T_data_L_tempU8RH_data_H_tempU8RH_data_L_tempU8checkdata_temp
U8 U8comdata
U8 outdata[5] 定义发送字节数
U8 indata[5]
U8 count count_r0
U8 str[5]{RS232}
U16 U16temp1U16temp2
U8 num
void delay(uint z)
{
uint xy
for(xzx>0x)
for(y110y>0y)
}
void delayUs()
{
_nop_()
}
void write_com(uchar com)
{
RS0
LCDEN0
P0com
delay(5)
LCDEN1
delay(5)
LCDEN0
}
void delayMs(uint a)
{
uint i j
for(i a i > 0 i)
for(j 100 j > 0 j)
}
void writeComm(uchar comm)
{
RS 0
P0 comm
LCDEN 1
delayUs()
LCDEN 0
delayMs(1)
}
写数RS1 RW0
void writeData(uchar dat)
{
RS 1
P0 dat
LCDEN 1
delayUs()
LCDEN 0
delayMs(1)
}
void init()
{
rw 0
dula wela 0
writeComm(0x38)
writeComm(0x0c)
writeComm(0x06)
writeComm(0x01)
}
void writeString(uchar * str uchar length)
{
uchar i
for(i 0 i < length i++)
{
writeData(str[i])
}
}
void write_date(uchar date)
{
RS1
LCDEN0
P0date
delay(5)
LCDEN1
delay(5)
LCDEN0
}
温度读取程序
void write_sfm(uchar adduchar date)
{
uchar shige
shidate10
gedate10
write_com(0x80+add)
write_date(0x30+shi)
write_date(0x30+ge)
}
void COM(void)
{
U8 i
for(i0i<8i++)
{
U8FLAG2
while((P2_0)&&U8FLAG++)
Delay_10us()
Delay_10us()
Delay_10us()
U8temp0
if(P2_0)U8temp1
U8FLAG2
while((P2_0)&&U8FLAG++)
超时跳出for循环
if(U8FLAG1)break
判断数位01
果高电高预定0高电值数位 1
U8comdata<<1
U8comdata|U8temp 0
}rof
}
void inerDelay_us(unsigned char n)
{
for(n>0n)
_nop_()
}
void Delay(U16 j)
{ U8 i
for(j>0j)
{
for(i0i<27i++)
}
}
void RH(void)
{
机拉低18ms
P2_00
Delay(180)
P2_01
总线拉电阻拉高 机延时20us
Delay_10us()
Delay_10us()
Delay_10us()
Delay_10us()
机设输入 判断机响应信号
P2_01
判断机否低电响应信号 响应跳出响应运行
if(P2_0) T
{
U8FLAG2
判断机否发出 80us 低电响应信号否结束
while((P2_0)&&U8FLAG++)
U8FLAG2
判断机否发出 80us 高电发出进入数接收状态
while((P2_0)&&U8FLAG++)
数接收状态
COM()
U8RH_data_H_tempU8comdata
COM()
U8RH_data_L_tempU8comdata
COM()
U8T_data_H_tempU8comdata
COM()
U8T_data_L_tempU8comdata
COM()
U8checkdata_tempU8comdata
P2_01
数校验
U8temp(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data_H_temp+U8RH_data_L_temp)
if(U8tempU8checkdata_temp)
{
U8RH_data_HU8RH_data_H_temp
U8RH_data_LU8RH_data_L_temp
U8T_data_HU8T_data_H_temp
U8T_data_LU8T_data_L_temp
U8checkdataU8checkdata_temp
}fi
}fi
}
void main()
{ uchar num
uchar table[] xianzaiwendu
sendChangeCmd()
inerDelay_us(100)
调温湿度读取子程序
RH()
init()
writeComm(0x80)
writeString(table 16)
write_com(0x80)
for(num0num<16num++)
{
write_date(table1[num])
}
delay(5)
TMOD0x01
TH0(6553650000)256
TL0(6553650000)256
EA1
ET01
TR01
while(1)
{
delayMs(1000) 温度转换时间需750ms
writeComm(0xc0)
}
}
void timer0() interrupt 1
{
TH0(6553650000)256
TL0(6553650000)256
count++
if(count18)
{
count0
miao++
if(miao60)
{
miao0
fen++
if(fen60)
{
fen0
shi++
if(shi24)
{
shi0
}
write_sfm(8shi)
}
write_sfm(11fen)
}
write_sfm(14miao)
}
}
外文资料翻译
With the substantial increase in China's economic development and people's living standards changes in consumption concept of a great people and the level of consumer grade are improving Increasing people's quality of life personalized environment environmental protection more and more people's attention associated with leisure home decoration and other industries accordingly increasingly booming trend Living and working in reinforced concrete jungle in the city who suffer all kinds of pressure heart lost all desire that tranquility and harmony of natural living and a vibrant verdant grass aquarium fish can not only give the band to very loose and comfortable sense of beauty better regulation of indoor environment people finder that returning to the green fresh fish let the beauty of nature around her forever Aquarium It is in this industry demand emerged
Aquarium also known as aquarium aquarium term originated in Britain still in use today has more than 150 years Then define just a raising of animals and plants of the water container and as technological level of progress as well as people grow ornamental fish breeding and increasing levels of aquatic plants the aquarium is not only considered to be a container of plants and animals to raise and was considered to be a microcosm of the natural domain it is a relatively complete ecosystem Early on the aquarium more popular exhibition spaces and parks for everyone to enjoy with the improvement of living standards science and technology and the rapid development of aquatic breeding industry Aquarium has become a common household interiors In recent years this in plants mainly goldfish aquarium called miniature water garden fish grass loved by the people but because people lack the skills or the conservation is not timely due to time conservation reasons often Did not last long the final outcome than a dead fish dead grass For conservation issues of the aquarium the market also has been found in various tank temperature control drainage oxygenation and lighting equipment such as filters heaters improving water quality and oxygen pumps and other equipment However due to many products Function is not uniform but mostly nonintelligent a single temperature control oxygenation or lighting systems If you want to form a complete set of constant temperature oxygenation and lighting features as one of the control system often you need to purchase multiple devices were installed Greater need to invest in cost After assembling a plurality of single system simultaneously mechanization there are some waste of resources This not only increases the cost duplication of investment affect the appearance and function of the use of inflexible inconvenient overall performance can not be promoted Therefore to the daily maintenance of the family background of the aquarium to control the water level in the tank water temperature dissolved oxygen etc for the study of the process of integrated automation of routine maintenance and application of technology to expand research which use hightech development of automation transformation of the original home aquarium and traditional largescale aquaculture industry has great practical significance and research value
With the increasing economic level rise by leaps and bounds decoration industry people living at home even more attention to the pursuit of quality reflected in the economic patterns are significantly associated with booming leisure home decoration and other industries with a potential date Living and working conditions vivid warm and more and more of the human spirit sentiment new life concept closely linked Leisure aquarium industry is also in this human demand emerged and in recent years the rapid development of its situation it has become an emerging economic force concern economic circles and the industry according to the latest data show Aquarium products increasingly rich aquarium market more prosperous Aquarium trade industry annual growth rate of 138 percent scale only Beijing on from the traditional several small markets develop into eight largescale market Speed expand its market space also shows there will be more investment opportunities point in this new economy was born Today is the international aquarium products look Chinese many large foreign companies take aim China's purchases in this market the longterm goals in China
With the rapid development of aquarium products demand huge aquarium market has greatly promoted the various domestic aquarium control equipment R & D and production Traditional aquarium water changes and often need supplemental oxygen often with two devices pumps and air pumps To clean water and supplemental oxygen However these devices work time due to the number of seasons temperature and feed fish and different Stop operations require multiple open every day so continuous operation will shorten the life of the equipment but not conducive to energy conservation
Practice in ornamental fish breeding process show that aquarium available on the market control systems are relatively simple devices function Such as lighting control only artificial switching control short exposure time can not satisfy aquarium fish especially the lighting needs of plants plants over a long time lighting needs is not conducive to the growth of plants and also resulting in a waste of power resources The control temperature control using heating rods heated since the heating rod itself using bimetallic thermostat and hand control of t
he heating rods stops resulting in poor precision temperature control is difficult to achieve constant results Because the water of dissolved oxygen characteristics of the decision when the dissolved oxygen in the water reaches a certain level or density of fish in the fish tank is not too large even in the summer and unnecessary been oxygenated and oxygenation can change the interval water otherwise the oxygenation are superfluous are bound to waste a lot of electricity Therefore some of the circuit is simple reliable work and automatic intermittent control unit also will produce Extended to control other parameters within the tank The market has been found in the tank associated with the control device Intermittent oxygenation timer as aquarium fish tank thermostat automatic tank water cycle control automatic feeder fish tank aquarium lighting automatic controller Because these devices are working independently individually controlled corresponding environmental parameters so you need to configure a fish tank in several separate control device and these prices independently control devices are generally in the 100 to 200 yuan If installed for the entire control equipment the price is probably between 1000 and 1500 therefore the development of functional aquarium controller has also been a concern of many manufacturers it has been found in a variety of optimization for the aquarium industry making function controller These instruments set temperature lighting oxygenation filtration alarm and other control functions in one The pursuit of stable performance and reliable functional design installation commissioning and maintenance In addition these controllers can not only widely used in the family fish tank maintenance and management but also for aquatic breeding industry especially hotels restaurants showrooms home and other requirements for water systems and economic high ornamental aquatic conservation
With respect to the current market's strong demand aquarium industry tank controller is still in the preliminary period of research and development production the corresponding products are in short supply stage Therefore this study based on the current development of domestic and international aquarium industry com
bined with the conservation needs of the aquarium and analyzes product development and aquarium industry control equipment characteristics summarize independent design and development of low cost simple operation energy environmental protection set the thermostat control automatic oxygenation automatic level control automatic lighting and automatic feeding and other functions and one of the aquarium intelligent control system
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着中国济发展民生活水幅提高改变伟消费观念消费级水正改善提高生活品质性化环境环保越越受关注休闲家居装饰等行业日益相应蓬勃发展态势关生活谁遭受种压力城市钢筋水泥丛林工作心脏失渴然生活安宁谐充满活力嫩绿草观赏鱼仅乐队非常宽松舒适美感更调节室环境寻久违绿色新鲜鱼然美丽撒手寰 水族馆正样行业需求应运生
水族馆称鱼缸水族馆词起源英国已超150年然定义动物水容器植物进步技术水仅提高种植观赏鱼养殖水生植物水断提高水族馆仅认植物动物容器提高认然域缩影相完整生态系统早期水族馆更受欢迎展览空间公园供家欣赏着生活水提高科学技术水产养殖业快速发展提高水族馆已成种常见家饰年植物谓金鱼鱼缸微缩水景花园鱼草受喜爱缺乏技养护时时间原养护常景长死鱼死草结局水族箱保护问题市场直种水箱温度控制排水充氧明设备中滤器加热器改善水质氧气泵等设备然许产品功统非智单温度控制氧合明系统果想形成套完整恒温充氧明功体控制系统时候需购买安装台设备更加需投资成组装单系统时机械化资源浪费仅增加成重复投资影响灵活方便整体性促进外观功日常维护家族背景水族馆控制罐中水温水位溶解氧等日常维护应技术扩研究集成动化程研究原家水族馆
动化改造传统型水产养殖业高科技发展具重现实意义研究价值
着越越济水提高突飞猛进装饰行业更关注家里追求品质体现济模式蓬勃发展休闲家居装饰等行业具潜日期显著关联生活工作条件生动温馨越越精神情绪新生活理念紧密相连休闲水族行业正种需求出现年形势快速发展已成新兴济力量关心济界产业根新数显示：水族产品日益丰富水族市场更加繁荣 138％规模水族业年增长率北京传统市场发展8家型市场速度拓展市场空间表明更投资机会指新济诞生天国际水族产品中国国外公司盯准中国采购市场中国长期目标
着水族产品快速发展需求巨水族市场极推动国种水族控制设备研发生产传统水族箱水变化需补充氧气常两设备：泵空气泵清洁水补充氧气然装置工作时间季节温度饲料鱼数量停止操作需开放天连续运行会缩短设备寿命更利节
观赏鱼养殖程中实践表明：水族市场现控制系统相简单设备功灯光控制工切换控制曝光时间短满足观赏鱼植物特明需求长段时间明需植物利植物生长造成浪费电力资源该控制温度控制加热棒加热加热棒身采双金属温控器加热棒手控停导致精度差温度控制难达效果变决定溶解氧水达定程度鱼密度鱼缸溶解氧特征水太夏季必氧化充氧改变区间水否氧合余必然浪费量电力
电路简单工作动间歇控制单元产生延伸控制箱中参数市场已控制设备相关联罐发现间歇充氧定时器水族鱼缸恒温动水箱循环控制动料机鱼缸鱼缸灯动控制器设备独立工作独立控制相应环境参数需配置鱼缸独立控制装置价格独立控制设备般100元200元果安装整控制设备价格概10001500间功水族控制器发展受众厂商关注问题已种优化水族行业发现功控制器仪器设定温度光氧化滤报警等控制功体追求性稳定功设计安装调试维护外控制器仅广泛应家庭鱼缸维护理：时水产养殖业尤酒店餐厅展示厅家居等求供水系统济高观赏鱼养护
前市场强劲需求水族行业坦克控制器处研发生产初步时期相应产品供应求阶段研究基国外水族行业发展现状结合水族馆养护需求分析产品开发水族行业控制设备特点总结设计低成开发操作简单节环保设置恒温控制动增氧动电控制动明动料等功水族馆智控制系统
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