1、 目錄TOC o 1-5 h z緒論5 HYPERLINK l bookmark4 引言61雞舍光強測控系統整體描述71.1燈光控制總體思想71.2燈光控制方案分析8 HYPERLINK l bookmark8 2硬件電路設計92.1控制核心模塊92.2雞舍光照強度檢測模塊92.2.1光敏電阻功能簡述92.2.2AD轉換模塊12繼電器燈控模擬模塊13復位電路和晶振模塊132.61602顯示模塊14 HYPERLINK l bookmark16 3系統主程序流程圖17 HYPERLINK l bookmark18 結論18參考文獻18插圖索引TOC o 1-5 h z圖1半開放式雞舍燈光圖6圖2

2、設計方案流程圖7圖3系統方框設計圖8圖4主控制系統圖9圖5光敏電阻的結構圖10圖6光電導體嚴密封裝在帶有玻璃的殼體.10圖7伏安特性10圖8光照特性11圖9響應時間和頻率特性11圖10光敏電阻11圖11暗電流11圖12A/D電路設計12圖13ADC0804引腳圖12圖14光采集電路圖13圖15繼電器燈控模擬圖13圖16復位電路14圖17晶振電路14圖18顯示模塊14圖19系統主程序流程圖17摘要雞舍光照強度對雞的生長、發育、產蛋量、蛋的大小和蛋殼厚度都有影響。為此,針對開放式蛋雞舍結構的特點,設計開發了開放式蛋雞舍光照控制系統。該系統以單片機AT89C51為微控制器，選用光敏電阻進行光采集，通

3、過繼電器控制雞舍光源，同時將光敏電阻采集的光強數據經過AD轉換傳送到單片機進行數據比較分析。該系統根據光采集電路采集的光強數據,通過一定算法能夠實現雞舍內的光照度按照設定值自動調控。試驗結果表明:對開放式蛋雞舍試用的光照度調控系統進行光照調控,既可以保證蛋雞的光照要求,又可以節約電能,具有推廣價值。關鍵詞：光照控制；蛋雞舍；AT89C51；光敏電阻；繼電器；ADC0804AbstractThehenhouselightintensitytothechickengrowth,development,producesthesizeofanegg,andshellthicknessarehaving

4、animpact.Therefore,toopenupthecharacteristicsofthestructurefactor,designinganddevelopingtheopenuplayersuponcontrolsystem.ThesystemonthesinglechipcomputerAT89C51formicrocontroller,choosephotoconductiveresistancetolightacquisition,throughtherelaycontrolshedslightsource,andthelightofthecollectionwillph

5、otoconductiveresistancestrongdataafterADtransformMCUissenttothedatacomparisonanalysis.Thesystemaccordingtolightthelightintensityacquisitioncircuitgatheringdata,throughsomealgorithm,canrealizethehenhouseaccordingtothelightwithinthesetvaluetobeautomaticcontrol.Thetestresultsshowthat:toopenupthelightco

6、ntrolfactortrialsystemforlightregulation,whichcanensurethelayersuponrequest,andcansaveelectricenergy,hasthepromotionvalue.：lightcontrol;Givelayers;AT89C51;Photoconductiveresistance;Relay;ADC0804引言光照對蛋雞的生長、發育和產蛋量有直接影響,合理的光照能刺激蛋雞排卵，增加蛋雞產蛋量。生產中應從蛋雞20周齡開始，每周增加光照時間30min,直到每天達到16h為止，以后每天光照16h,直到產蛋雞淘汰前4周，再

7、把光照時間逐漸增加到17h,直至蛋雞淘汰。對于封閉式雞舍，完全采用人工光照方式；而對開放式或半開放式的雞舍，可以采用自然光照和人工補充光照相結合的方式。當自然光照時間充足時，無需人工光照；只有當自然光照時間不足時，才采用人工光照補充。這樣既可以節省開支，又能滿足雞舍光照強度的要求。人工控制光照度、光照時間和明暗變化，可提高家畜生產力、繁殖力和產蛋品質，消除或改變家畜生產的季節性。產蛋雞每天需要光照10-14h,光照度為10lx,可采用天黑后補充、天亮前補充或天黑后天亮前兩次補充等3種方式。其中，以每天早晨天亮前補充光照效果最好，它符合雞的生理特點，還能使雞每天的產蛋時間提前。缺點是要隨著白天自

8、然光照時數的變化及時調整開關燈時間，操作較麻煩，飼養人員也要早起，比較辛苦。本系統可以根據生產需求自動調整或者手動調整光照時間和光照強度，減少了人工參與，同時又能在滿足要求的前提下節約用電量。在安裝燈具時要注意以下幾點：1、燈具：節能燈或白熾燈，同時安裝傘形燈罩；燈泡的布局應使燈光照到料槽，特別注意下層籠的光照強度。（白熾燈：5.01ux/m2.1w）2、高度：一般安裝高度為1.8-2.4米（超過頂層籠0.3-0.5米）3、位置：安裝在雞舍過道中央；兩排以上的燈泡應交錯排列；前7天60w燈泡（20-301ux）或9w節能燈；7天后改用45w（10-201ux）或7w節能燈。4、間距：間距為安裝

9、高度的1.5倍左右。電線采用封閉式線路。圖1半開放式雞舍燈光圖1雞舍燈光自動控制整體描述燈光控制總體思想該系統以AT89C51單片機作為控制裝置的智能部件，采用光敏電阻構成的電路檢測環境光的強度；根據雞舍環境和蛋雞需要的光照條件，系統通過對環境光信號的識別和智能判斷，完成對雞舍照明回路的智能控制。整體系統由光敏電阻采集光強，再送入單片機進行處理，再由單片機控制控制雞舍燈光。同時將環境亮度檢測、人工定時控制、液晶顯示等功能加入到系統中。系統設計流程圖如下：圖2設計方案流程圖燈光控制方案分析本電路具有對雞舍內的光照情況進行鑒定的功能，并對燈光進行實時控制，達到方便和節約能源的目的。系統框圖如下：圖

10、3系統方框設計圖2硬件電路設計2.1控制核心模塊本系統采用AT89C51單片機作為微處理器，AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓、高性能CMOS8位單片機，片內含4Kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元。主控制器系統的外圍接口電路由鍵盤、液晶顯示、晶振、復位電路、繼電器控制電路等幾部分組成主控制器系統的硬件電路原理圖如圖4所示：U2CSVCCRDDB0(LSB)WRDB1CLKINDB2

11、INTRDB3AGNDDB4DGNDDB5VREF/2DB6CLKRDB7(MSB)VIN+VTN1?AD0,17AD1.16AD2,15AD3,14AD413AD5.12AD6,11AD7ADC0804XTAL1P0.0/AD0XTAL2P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3RSTP0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9PSENP2.2/A10P2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P1.0P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP1.1P3.1ZIXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1

12、P1.4P3.4ZIDP1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP3.7/RD_D56D67LCD126P2-427E28RS39AD0235AD4634AD5733AD6832AD7933pFX111.0592MHZX233pF12CSAD1314t16WR17RD+5vRL1JWD-171-25152207-0385圖4主控制系統圖雞舍光強檢測模塊2.2.1光敏電阻功能簡述1）.光敏電阻的工作原理及結構當無光照時，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流很小；電當有工照時及光敏電阻值（亮電阻）急劇減少，電流迅速增加。光JW/,f、f/一電極1電源光敏電阻的結構光敏電阻值光敏電阻值圖5光敏電阻

13、的結構圖（暗電阻）很大，電路中電流很小（亮電阻）急劇減少，電流迅速增加由于光敏電阻的靈敏度易受潮濕的影響，因此要將光電導體嚴密封裝在帶有玻璃的殼體中。如圖6：4561.玻璃2光電導層3電極4絕緣襯底5金屬殼6黑色絕緣玻璃7引線影響,EE阻圖6光電導體嚴密封裝在帶有玻璃的殼體中殼體一定時間測量的電阻值，稱為暗電阻。此時流過的電流，稱為暗電流。（2）亮電阻光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻，此時流過的電流稱為亮電流。（3）光電流亮電流與暗電流之差，稱為光電流。（4）伏安特性在一定照度下，光敏電阻兩端所加的電壓與光電流之間的關系且呢闿罷羽嶄職圖7伏安特性在給定的偏壓情況下，光照度越大，

14、光電流也就越大；在一定光照度下，加的電壓越大，光電流越大,沒有飽和現象。光敏電阻的最高工作電壓是由耗散功率決定的，耗散功率又和面積以及散熱條件等因素有關。（5）光照特性光敏電阻的光電流與光強之間的關系 圖11暗電流0.36.().0.66.呂】鵜申駅00.6L2U；圖8光照特性響應時間和頻率特性光電導的弛豫現象：光電流的變化對于光的變化，在時間上有一個滯后。通常用響應時間t表示。3)圖9響應時間和頻率特性()資請瞧衩廷I圖10光電阻當光敏電阻受到光照時，光生電子一空穴對增加，阻值減小，電流增大。5F：、w廣機摘工業出版社1hsTEH.:npr：fk:mA暗電流(越小越好)4)光照強度的測定照度

15、是反映光照強度的一種單位，其物理意義是照射到單位面積上的光通量，照度的單位是每平方米的流明(Lm)數，也叫做勒克斯(Lux)：lLux=lLm/平方米上式中，Lm是光通量的單位，其定義是純鉑在熔化溫度(約1770C)時，其1/60平方米的表面面積于1球面度的立體角內所輻射的光量。1LUX大約等于1燭光在1米距離的照度，夏日陽光下為100，OOOLUX；陰天室外為10000LUX；室內日光燈為100LUX；距60W臺燈60CM桌面為300LUX；黃昏室內為10LUX；夜間路燈為0.1LUX。2.2.2光采集和AD轉換模塊CS一120VccRD219CLKRWR318DB0CLKIN417DB1I

16、NTR516DB2VIN(+)615DB3VIN(-)714DB4AGND813DB5Vref/2912DB6DGND1011DB7ADC0804引腳圖1)AD模數轉換模塊：所謂模擬信號轉換成為數字A/D1、引腳圖.(3)狀態：INTR轉換結束輸出低電平。.(4)讀數據：RDCS打開三態門讀取數據，同時清狀態。電D)路轉換的就是模擬/數字轉換器(AnalogtoDigitalConverter簡稱ADC)是將輸入的NDC08Q1的規格及口|卿圖;域s1-111/cs;.LiJr選抒信號7REF：輔助參考電壓.:/WR：用來啟動轉換的控制當/WR自H1變為LQ時，轉換黠被清除；為丿WR冋到田時，

17、轉換正式啟動；/RD：外部讀取轉換結果的控池腳輸小信號;DBDE7：S位數字輸山;/INTR：中斷請求信號輸出，低電平功AGNBnDGhD：模擬信號以及數，估號按地；CLKIX-CLKR：時鐘輸入或接振蒸無件心C).亠;(二)典型ADC芯片ADC0804，頻:VTX(4-,71V：-)；壬胡披擬：二爪輸人輸人單嘉F:電壓時+VIN接她；圖12A/D電路的設計2)典型ADC芯片ADC0804信號：.(1)DB7DB0:數據線，三態，輸出，可直接接總線。.(2)啟動：WRCS啟動ADC，同時清狀態INTR.圖13ADC0804引腳圖3)光信號取樣電路如圖14所示，圖中主要由光信號采集電路和A/D模

18、數轉換電路組成，其中模數轉換是電路的核心。信號經過采集送入A/D轉換電路，通過單片機處理后，最終作為系統應用程序進行開關燈判斷的依據。圖14光采集電路圖2.3繼電器燈控模擬模塊繼電器的電流由三極管Q1來提供，當單片機D6口給三極管B極送低電平，三極管Q1導通，繼電器有電流通過，繼電器吸合，D2亮，J1口控制燈亮；當B極送高電平時，三極管截止，繼電器無電流,繼電器斷開，D2滅，J1口控制燈滅。2.4復位電路和晶振模塊電路1）簡單的復位電路，按下按鍵即可復位。如圖16。2）晶振電路如圖17。圖18顯示模塊圖 pgC133pFX1C233pF圖17晶振電路圖16復位電路2.51602顯示模塊LM01

19、6LDdDddDDdEWRCSEE4C3-Bcm-BQIB92d8右4CSyo+ 1).1602LCD主要技術參數：顯示容量：16X2個字符芯片工作電壓：4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓：5.0V字符尺寸:2.95X4.35(WXH)mm引腳功能說明，如下表：(1602LCD采用標準的14腳(無背光)或16腳(帶背光)接口，各引腳接口說明如圖19所示.)編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2DataI/O2VDD電源正極10D3DataI/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4DataI/O4RS數據/命令選擇端(H/L)12D5DataI/O5R/W讀/

20、寫選擇端(H/L)13D6DataI/O6E使能信號14D7DataI/O7D0DataI/O15BLA背光源正極8D1DataI/O16BLK背光源負極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當R

21、S為高電平R/W為低電平時可以寫入數據。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。第714腳：DOD7為8位雙向數據線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。16O2LCD的指令說明及時序，16O2液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如下表所示一序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發生存貯器地址0001字符發生存貯器地址8置數據存貯器地址

22、001顯示數據存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數器地址10寫數到CGRAM或DDRAM）10要寫的數據內容11從CGRAM或DDRAM讀數11讀出的數據內容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標復位到地址00H位置。指令2：光標復位，光標返回到地址00H。指令3：光標和顯示模式設置I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關控制。D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位S/C:高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。指令6：功能設置命令DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示F:低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。指令7：字符發生器RAM地址設置。指令8：DDRAM地址設置。指令9：讀忙信號和光標地址BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數據，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數據。指令11：讀數據。3系統主程序流程圖系統軟件設計主要完成采集光強度的信號和根