基于单片机控制的孵蛋器设计与实现(附件)【字数：9479】
本文以孵蛋器作为论文研究对象，对该设备进行了操作上的设计。在研究中，根据用户的需求对产品的操作方式作出了调整，使其更方便用户在多场合下的运用。通过对不同型号的硬件作对比，最终选择PLC单片机作为控制核心，完成了定时关闭，自动检测启闭等功能的加装。经实际检验后，基本能满足用户在特定场合下的性能需求。
目录
引言 1
一、孵蛋器基本操作 2
二、设备硬件选用及电路设计 2
（1）设备控制系统选用 2
（2）温度传感元件选用 4
三、程序设计 9
（1）主程序设计 9
（2）系统程序流程图 9
（3）程序原理图 10
（4）孵蛋器程序图 11
总结 14
谢辞 15
参考文献 16
引言
随着改革开放的发展，我们国家科学技术在不断的提升，随着而来，人们的生活水平和生活质量的需求也逐渐增加，对饲养的要求也越来越严格，为了能更多的满足大众需求，各种各样的孵化设备也从单纯的理论变为人人可用的现实产品，潜移默化进入到大众家庭。孵蛋器因为饲养需求得到提高在各种环境都更加需要。
本产品采用了单片机作为控制系统，通过程序实现各种特定环境特定场景下的孵化，如农场孵化培养鸡鸭幼崽，花鸟鱼虫店孵化鸟类幼崽，个人爱好者孵化使用，各种昆虫、小动物的孵化以及保温。
一、孵蛋器基本操作
打开右下注水口，向注水口内注水，蛋类孵化需保持一定湿度，孵化器内水不得超过孵化拦板，注完水后关闭注水口。打开自动控制按钮,设备就会启动,按下或+控制按钮可以设置整个孵化器内整体温度控制上限,按下或自动按钮可以设置整个孵化器内整体温度控制下限,温控系统自动调整温度在设定范围内。若一定时间内温度仍未达到设定值则孵蛋器自动报警，使用者手动检查调整问题。在孵化一个星期之后，则可打开透灯，将已孵化一个星期的蛋放置在透灯上观察受精软是否受精，若没有受精则及时更换蛋。
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图11孵蛋器模型图
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图12孵蛋器控制面板图
二、设备硬件选用及电路设计
（1）设备控制系统选用
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1、51系列的单片机
我们知道，虽然51单片机有很多的优点和缺点，但是依然不妨碍我们对他的频繁使用情况。查阅相关的资料后我们知道，他的寄存器功能是比较少的，在连接其他外部设备的时候都需要进行外部接口的拓展工作，加上他的并行I/O口总体的输出功耗不高，所以他在工作的时候运行的速度很慢，防止外界产生的抗干能力也差，产生的操作功耗比较高，并且还没有在线编程的功能。但是我们还是喜欢使用51单片机来实现相关的功能设计，因为他的电路结构是比较简单的，对于新手来说比较好上手，因为他小巧而具备强大的功能，所以他在工业领域中的应用非常广泛。
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图21 51单片机
2、AVR系列的单片机
AVR类型的单片机是一个8位的单片机系统，与51比，它的内部命令进行赋值的时候会很简单，结构更精简，所以在真正执行程序的时候整体的会更加的快，能够实现的功能更加强大。我们同时还发现它的驱动比51的驱动要强，而且产生的功耗低，应对外界的干扰产生的效果也更加明显，单片机里面还有非常厉害的Flash存储功能，在我们进行下载程序的时候会更加的方便和快捷。
AVR单片机有三种系列：
Tiny AVR，这个类型的单片机是在设计时对操作性能的要求高，而且提供的效率是比较低的情况下进行使用。
Mega AVR，这个类型的则需要进行外界，因为本身功能的限制，所以想要实现某种特殊的功能需要外接电路来实现，而且它具有很强的可编程能力。
Xmega AVR，这个类型的电路主要是使用在一些集成度高的产品当中。
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图22 AVR系列单片机
3、STM32系列单片机
这个系列的单片机是一款性价比比较高的单片机芯片，他的优点是具备了两个12位的ADC接口，能够在UART接口上实现4兆每秒的运算功率,在SPI的接口中实现18兆每秒的计算，还具有18MHz的I/O口，在不工作的时候整体的耗低只产生了2μA的消耗程度。但由于学习困难难以掌握，所以选择过程中排除。
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图23 STM系列单片机
4、MSP430系列单片机
这款单片机是一个16位的应用单片机芯片，它具有很低的操作芯片，在他的内部也有很多的操作命令，所以我们对他进行一些命令和赋值也比较简单，因为它的内部还有很多丰富的内部外设接口，再加上各种不同的定时器、液晶显示屏、数模功能模块和USB接口端控制器等功能端，所以这款单片机产生的运行速度是很快的，对指令的处理也很强。
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图24 MSP430系列单片机
5、PLC
可选Microchip公司的plc芯片，公司生产的plc芯片的产品需求量在同一行业领域能够达到前几的水平，它的运行指令掌握起来也很快。我们选用的Microchip 几种不同位数的芯片，他们都具有强大的功能，在一些SPI，12C，UART,CAN,USB,等接口中被广泛使用。
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图25 PLC单片机
6、最终选择
选择：51单片机
原因：学习容易，适应各种恶劣环境，价格适宜，获取容易
（2）温度传感元件选用
1、热敏电阻
热敏敏感高压电阻温度元件表它是一种内部带有温度传感器的电子设备,它主要是敏感元件的一类,特点主要功能是对特定元件温度敏感,不同的敏感器在温度下对其敏感表现值的显示可给出不同的热敏敏感电阻值,其电阻是其温度的函数。热敏稳压电阻器一般共有二种,其种类根据工作环境中的温度稳压系数不同又分为正或负的温度稳压系数热敏稳压电阻器( ptc )和工作环境中的正或负温度稳压系数热敏稳压电阻器(ntc)。 ptc 热敏整流电阻的稳压电阻随着环境温度不断升高而逐步提高,ntc热敏整流电阻的稳压电阻随环境温度不断上升而逐渐减少,它们同时也属于一种半导体器件,这类不同种类的热敏稳压电阻现在好像已经是最常见的热敏稳压电阻。
目录
引言 1
一、孵蛋器基本操作 2
二、设备硬件选用及电路设计 2
（1）设备控制系统选用 2
（2）温度传感元件选用 4
三、程序设计 9
（1）主程序设计 9
（2）系统程序流程图 9
（3）程序原理图 10
（4）孵蛋器程序图 11
总结 14
谢辞 15
参考文献 16
引言
随着改革开放的发展，我们国家科学技术在不断的提升，随着而来，人们的生活水平和生活质量的需求也逐渐增加，对饲养的要求也越来越严格，为了能更多的满足大众需求，各种各样的孵化设备也从单纯的理论变为人人可用的现实产品，潜移默化进入到大众家庭。孵蛋器因为饲养需求得到提高在各种环境都更加需要。
本产品采用了单片机作为控制系统，通过程序实现各种特定环境特定场景下的孵化，如农场孵化培养鸡鸭幼崽，花鸟鱼虫店孵化鸟类幼崽，个人爱好者孵化使用，各种昆虫、小动物的孵化以及保温。
一、孵蛋器基本操作
打开右下注水口，向注水口内注水，蛋类孵化需保持一定湿度，孵化器内水不得超过孵化拦板，注完水后关闭注水口。打开自动控制按钮,设备就会启动,按下或+控制按钮可以设置整个孵化器内整体温度控制上限,按下或自动按钮可以设置整个孵化器内整体温度控制下限,温控系统自动调整温度在设定范围内。若一定时间内温度仍未达到设定值则孵蛋器自动报警，使用者手动检查调整问题。在孵化一个星期之后，则可打开透灯，将已孵化一个星期的蛋放置在透灯上观察受精软是否受精，若没有受精则及时更换蛋。
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图11孵蛋器模型图
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图12孵蛋器控制面板图
二、设备硬件选用及电路设计
（1）设备控制系统选用
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1、51系列的单片机
我们知道，虽然51单片机有很多的优点和缺点，但是依然不妨碍我们对他的频繁使用情况。查阅相关的资料后我们知道，他的寄存器功能是比较少的，在连接其他外部设备的时候都需要进行外部接口的拓展工作，加上他的并行I/O口总体的输出功耗不高，所以他在工作的时候运行的速度很慢，防止外界产生的抗干能力也差，产生的操作功耗比较高，并且还没有在线编程的功能。但是我们还是喜欢使用51单片机来实现相关的功能设计，因为他的电路结构是比较简单的，对于新手来说比较好上手，因为他小巧而具备强大的功能，所以他在工业领域中的应用非常广泛。
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图21 51单片机
2、AVR系列的单片机
AVR类型的单片机是一个8位的单片机系统，与51比，它的内部命令进行赋值的时候会很简单，结构更精简，所以在真正执行程序的时候整体的会更加的快，能够实现的功能更加强大。我们同时还发现它的驱动比51的驱动要强，而且产生的功耗低，应对外界的干扰产生的效果也更加明显，单片机里面还有非常厉害的Flash存储功能，在我们进行下载程序的时候会更加的方便和快捷。
AVR单片机有三种系列：
Tiny AVR，这个类型的单片机是在设计时对操作性能的要求高，而且提供的效率是比较低的情况下进行使用。
Mega AVR，这个类型的则需要进行外界，因为本身功能的限制，所以想要实现某种特殊的功能需要外接电路来实现，而且它具有很强的可编程能力。
Xmega AVR，这个类型的电路主要是使用在一些集成度高的产品当中。
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图22 AVR系列单片机
3、STM32系列单片机
这个系列的单片机是一款性价比比较高的单片机芯片，他的优点是具备了两个12位的ADC接口，能够在UART接口上实现4兆每秒的运算功率,在SPI的接口中实现18兆每秒的计算，还具有18MHz的I/O口，在不工作的时候整体的耗低只产生了2μA的消耗程度。但由于学习困难难以掌握，所以选择过程中排除。
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图23 STM系列单片机
4、MSP430系列单片机
这款单片机是一个16位的应用单片机芯片，它具有很低的操作芯片，在他的内部也有很多的操作命令，所以我们对他进行一些命令和赋值也比较简单，因为它的内部还有很多丰富的内部外设接口，再加上各种不同的定时器、液晶显示屏、数模功能模块和USB接口端控制器等功能端，所以这款单片机产生的运行速度是很快的，对指令的处理也很强。
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图24 MSP430系列单片机
5、PLC
可选Microchip公司的plc芯片，公司生产的plc芯片的产品需求量在同一行业领域能够达到前几的水平，它的运行指令掌握起来也很快。我们选用的Microchip 几种不同位数的芯片，他们都具有强大的功能，在一些SPI，12C，UART,CAN,USB,等接口中被广泛使用。
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图25 PLC单片机
6、最终选择
选择：51单片机
原因：学习容易，适应各种恶劣环境，价格适宜，获取容易
（2）温度传感元件选用
1、热敏电阻
热敏敏感高压电阻温度元件表它是一种内部带有温度传感器的电子设备,它主要是敏感元件的一类,特点主要功能是对特定元件温度敏感,不同的敏感器在温度下对其敏感表现值的显示可给出不同的热敏敏感电阻值,其电阻是其温度的函数。热敏稳压电阻器一般共有二种,其种类根据工作环境中的温度稳压系数不同又分为正或负的温度稳压系数热敏稳压电阻器( ptc )和工作环境中的正或负温度稳压系数热敏稳压电阻器(ntc)。 ptc 热敏整流电阻的稳压电阻随着环境温度不断升高而逐步提高,ntc热敏整流电阻的稳压电阻随环境温度不断上升而逐渐减少,它们同时也属于一种半导体器件,这类不同种类的热敏稳压电阻现在好像已经是最常见的热敏稳压电阻。
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