摘 要：利用STC89C52单片机操作DS18B20对芽菜生长环境中是温度进行实时测量与控制，通过时钟芯片DS1302给单片机提供时间基准，现实定时淋水控制，从而实现豆芽生长环境的精确控制，同时为方便用户监控系统运行状态采用数码管实时显示各项参数。
　　关键词：STC89C52单片机；DS1302；温控；豆芽生长控制器
　　生产豆芽时需工人控制豆芽的生长温度、并定时进行淋水，费时、费力。为减轻豆芽生长过程中的劳动投入，研发了一种全自动豆芽机控制器，实现豆芽生长过程中淋水温度、环境温度的精确控制与定时淋水功能，同时提高豆芽的生长质量。
　　一、硬件结构设计
　　为使操作者实时监控豆芽机生长控制器的工作状态，采用七个三段八位数码管实时显示各项系统运行的参数，数码管的驱动过程中将占据大量系统资源，单个STC89C52难以满足系统需要，故本系统采用两个STC89C52作為逻辑运算控制器。图1为豆芽生长控制器硬件总体结构简图，单片机一通过DS18B20获取水箱及豆芽生长环境的实时温度，当检测温度低于设定温度时自动启动电加热管进行加热，控制一个水箱的水温、两个生长箱的环境温度及温度参数的显示，单片机二通过DS1302实现计时功能，依据分别设定的淋水间隔、淋水时间实现两个生长箱的定时淋水功能。为保证豆芽生长过程的环境质量，系统在水箱或生长箱温度低于或超过预设范围时会禁止淋水并报警。为避免短时间断电造成的数据丢失，系统采用两片AT24C02保存各类系统运行参数。
　　二、功能实现方法及运行流程
　　芽菜生长控制器在运行过程中，主要是控制水箱水温与豆芽生长箱体的环境温度及豆芽的定时淋水功能。通过启停加热管及水泵实现对被控对象的控制，使被控对象稳定在预设的合理范围内，进而创造适宜豆芽快速生长的环境。同时为了增强操作者的可控性，面板上设有手动淋水按键，以方便用户随时淋水。
　　用户输入模块共有14个用户按键，两个手动淋水按键L1、L2，三个暂停键/启动Z1、Z2、Z3，一个温度设置键S1，两个温度参数设置键C1+、C1-，两个淋水时间设置键S2、S3，及其对应的四个淋水参数设置键C2+、C2-、C3+、C3-。L1、L2分别直接控制两个豆芽生长箱的淋水水泵，按下淋水键后相对应的水泵工作，对应的豆芽生长箱淋水，手动淋水键不影响定时淋水时间参数、独立工作。Z1、Z2用来分别暂停/启动两个生长箱的淋水功能，Z3对两个生长箱淋水功能同时暂停/启动。在系统正常工作状态及监控界面下长按S1持续1s以上，系统进入温度参数设置状态，此时轻按S1可循环选择如图2所示的各项参数，按C1+、C1-可对当前参数进行增减更改，在设置状态下长按S1持续1s以上，系统返回监控界面，所设参数生效。因在豆芽生长过程中淋水时间须多次调整，因此令S2、S3分别为生长箱1、生长箱2淋水时间及淋水间隔时间的设置键，其用法与S1一致。在参数设置状态下如30s内无操作，系统自动返回监控界面。
　　温度控制模块利用DS18B20实时检测水箱与芽菜生长箱的环境温度，当检测到温度低于设置温度下限时，开启加热管对水箱或豆芽生长箱进行加热，直至达到设置温度上限。若检测到温度高于设置温度上限与温度上偏差之和，或小于设置温度下限与温度下偏差之差时，系统发出报警，蜂鸣器长鸣直至温度恢复正常。
　　淋水控制模块利用DS1302向单片机提供时间基准，由单片机根据该时间基准进行相应的处理。系统中设置了淋水时间及个淋水间隔时间，在淋水时间内，水泵电源导通，将水箱内的水通过喷头均匀的喷洒在豆芽上，为豆芽的生长提供水分，淋水时间间隔内，水泵停止工作，等待下一次淋水。通过两个时间的相互切换的工作，为豆芽的生长提供合适的水分。为了避免过热或过冷的水对豆芽的生长产生不利影响，系统在超温报警的状态下会强制停止水泵的工作，等水温降到合适的范围内再恢复水泵正常工作。
　　为实现上述功能本系统的运行流程简图如图3所示。
　　三、样机的制作
　　根据硬件结构采用protel绘制豆芽控制器的电气原理图4（a），进而绘制出电路的PCB板，采用热转印法制作PCB板后将各个元件焊接到PCB板上制作了如图4（b）所示的样机，采用C语言编程实现了系统的各项功能，经现场生产验证，所研发的豆芽生长控制器能满足豆芽生长的各项需要。
　　参考文献
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　　[2]郑超男.市场“及时雨”智能无公害豆芽机[J].大众投资指南，2011，（10）.
　　[3]郭天翔.51单片机c语言教程[M].电子工业出版社，2009.