[实用新型]一种环境可控的植物培养箱的控制电路

摘要

本实用新型公开了一种环境可控的植物培养箱的控制电路。本实用新型中LCD液晶屏通过排线连接至MCU最小系统模块，用于实现人机交互；土壤PH值测量接口模块，输入端为土壤PH值传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的AD接口，用于检测培养箱中土壤的PH值；温度测量接口模块，输入端为DS18B20数字温度传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的P2.4端口，用于检测培养箱中土壤的温度值；温度控制接口模块，输入端为加热管，输出端连接至MCU最小系统模块的P6.3端口，用于控制培养箱中加热管的通断。本实用新型实现了严格意义上的环境可控的植物培养箱，即在外界环境变化时，箱内的环境参数依然可控的植物培养箱。

主权项

一种环境可控的植物培养箱的控制电路，包括电源模块、MCU最小系统模块、程序下载模块、按键模块、1602LCD液晶屏显示模块、红色LED灯控制模块、蓝色LED灯控制模块、温度测量接口模块、温度控制接口模块、土壤PH值测量接口模块，其特征在于：电源模块用于给整个系统提供电能；1602LCD液晶屏通过排线连接至MCU最小系统模块，用于实现人机交互；土壤PH值测量接口模块，输入端为土壤PH值传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的AD接口，用于检测培养箱中土壤的PH值；温度测量接口模块，输入端为DS18B20数字温度传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的P2.4端口，用于检测培养箱中土壤的温度值；温度控制接口模块，输入端为加热管，输出端连接至MCU最小系统模块的P6.3端口，用于控制培养箱中加热管的通断；红色LED灯控制模块连接至MCU最小系统模块的P6.0接口，用于控制红色LED灯的开关；蓝色LED灯控制模块连接至MCU最小系统模块的P6.1接口，用于控制蓝色LED灯的开关；程序下载模块用于下载程序到电路板；按键模块用于数据的输入；所述的电源模块提供+3.3V、+5V、12V电压、220VAC；所述的电源模块包括两个稳压芯片U1、U2、一个12V接插口P1、一个单刀单掷开关S1、一个电源指示灯D2、一个防接反二极管D1、一个可恢复保险丝F1、三个钽电容C1、C3、C5、C7、四个瓷片电容C2、C4、C6、C8、三个电阻R1、R2、R3；12V接插口P1一端接单刀单掷开关S1的一端，另一端接地，保险丝F1的一端接单刀单掷开关S1的一端，保险丝F1的另一端接防接反二极管D1的阳极，防接反二极管D1的阴极接钽电容C1的正极、瓷片电容C2的一端、稳压芯片U1的第一引脚，钽电容C1的负极、瓷片电容C2的另一端接地，稳压芯片U1的第二引脚接地，钽电容C3的负极、瓷片电容C4的一端并至地，钽电容C3的正极接瓷片电容C4的另一端并引出一个+5V电压端子，+5V电压端子的另一端接稳压芯片U2的第三引脚，稳压芯片U2的第一引脚接地，钽电容C5的正极接瓷片电容C6的另一端、稳压芯片U2的第二引脚、电阻R1、R3的一端并引出+3.3V模拟电压端子，电阻R1、R3的另一端连接一起并接钽电容C7的正极、瓷片电容C8的一端、电阻R2的一端并引出+3.3V数字电压端子，电阻R2的另一端接电源指示灯D2的阳极，钽电容C7的负极、瓷片电容C8的一端和电源指示灯D2的阴极并至地；所述电源模块U1型号为LM7805V，U2型号为LM1117‑3.3V；220VAC除了给LED灯供电，还通过开关电源转为+12V电压一路给土壤PH传感器供电，另一路用于稳压为+5V作为继电器开启电压，此外将+5V电压稳压为+3.3V电压用于数字电路供电；所述的MCU最小系统模块包括两个直插晶振Y1、Y2、五个瓷片电容C9、C10、C11、C12、C19、一个电阻R4；直插晶振Y1的一端接瓷片电容C10的一端、MCU芯片U1的第五十三引脚，直插晶振Y1的另一端接瓷片电容C12的一端、MCU芯片U1的第五十二引脚，瓷片电容C10的另一端接瓷片电容C12的另一端并至地，电阻R4的一端接+3.3V数字电压端子，电阻R4的另一端接瓷片电容C9的一端、MCU芯片U1的第五十八引脚，瓷片电容C9的另一端接地，瓷片电容C11的一端接+3.3V模拟电压端子、MCU芯片U1的第六十四引脚，瓷片电容C11的另一端接地，瓷片电容C19的一端接+3.3V数字电压端子、MCU芯片U1的第一引脚，瓷片电容C19的另一端接地，直插晶振Y2的一端接MCU芯片U1的第八引脚，直插晶振Y2的另一端接MCU芯片U1的第九引脚；所述的MCU最小系统模块U1型号为MSP430F149；所述的程序下载模块包括一个JTAG接口U4、一个瓷片电容C23；JTAG接口的第一引脚接MCU芯片U1的第五十四引脚，第二引脚接+3.3V数字电压端子、瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23的另一端接地，JTAG接口的第三引脚接MCU芯片U1的第五十五引脚，JTAG接口的第五引脚接MCU芯片U1的第五十六引脚，JTAG接口的第七引脚接MCU芯片U1的第五十七引脚，JTAG接口的第九引脚接地，JTAG接口的第十一引脚接MCU芯片U1的第五十八引脚；所述的红色LED灯控制模块包括两个接插口RED‑P1和RED‑P2，三个电阻R17、R20和R23，一个继电器K1，一个三极管Q3、一个防接反二极管D4；接插口RED‑P1和RED‑P2的第一引脚接火线，接插口RED‑P1和RED‑P2的第二引脚接继电器K2的第一引脚，继电器K2的第三引脚接零线，继电器K2的第四引脚接+5V电压端子和防接反二极管D4的阴极，防接反二极管D4的阳极接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接三极管Q3的第三引脚，三极管Q3的第二引脚接电阻R20的一端和电阻R23的一端，三极管Q3的第一引脚接电阻R23的另一端和接地，电阻R20的另一端接MCU芯片U1的第五十九引脚；所述的蓝色LED灯控制模块包括两个接插口BLUE‑P1和BLUE‑P2，三个电阻R18、R21和R24，一个继电器K3，一个三极管Q4、一个防接反二极管D5；接插口BLUE‑P1和BLUE‑P2的第一引脚接火线，接插口BLUE‑P1和BLUE‑P2的第二引脚接继电器K3的第一引脚，继电器K3的第三引脚接零线，继电器K3的第四引脚接+5V电压端子和防接反二极管D5的阴极，防接反二极管D5的阳极接电阻R18的一端，电阻R18的另一端接三极管Q4的第三引脚，三极管Q4的第二引脚接电阻R21的一端和电阻R24的一端，三极管Q3的第一引脚接电阻R24的另一端和接地，电阻R21的另一端接MCU芯片U1的第六十引脚；所述的温度测量接口模块包括一个接插口P3、一个电阻R14、一个瓷片电容C21；电阻R14一端接+3.3V数字电压端子、瓷片电容C21的一端，瓷片电容C21的另一端接地，电阻R14的另一端接接插口P3的第二引脚、MCU芯片U1的第二十四引脚，插口P3的第三引脚接地；所述的温度控制接口模块包括一个接插口HEAT‑P1，三个电阻R16、R19和R22，一个继电器K1，一个三极管Q2、一个防接反二极管D3；接插口HEAT‑P1的第一引脚接火线，接插口HEAT‑P1的第二引脚接继电器K1的第一引脚，继电器K1的第三引脚接零线，继电器K1的第四引脚接+5V电压端子和防接反二极管D3的阴极，防接反二极管D3的阳极接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接三极管Q2的第三引脚，三极管Q2的第二引脚接电阻R19的一端和电阻R22的一端，三极管Q2的第一引脚接电阻R22的另一端和接地，电阻R19的另一端接MCU芯片U1的第二引脚；所述的土壤PH值测量接口模块包括一个接插口J1、两个瓷片电容C20、C22、两个电阻R13、R15；接插口J1的第一引脚接地，接插口J1的第二引脚接电阻R13的一端，电阻R13的另一端和电阻R15、瓷片电容C22的一端并接到MCU芯片U1的第六十一引脚，电阻R15、瓷片电容C22的另一端并至地，接插口J1的第三引脚接瓷片电容C20的一端、12V电源，瓷片电容C20的另一端接地；所述的按键模块包括五个瓷片电容C13、C14、C15、C16、C17、五个电阻R5、R6、R7、R8、R9、六个按键S2、S3、S4、S5、S6、S7；按键S2的一端接电阻R5的一端、瓷片电容C13的一端、MCU芯片U1的第十二引脚，按键S2的另一端接瓷片电容C13的另一端并至地，按键S3的一端接电阻R6的一端、瓷片电容C14的一端、MCU芯片U1的第十三引脚，按键S3的另一端接瓷片电容C14的另一端并至地，按键S4的一端接电阻R7的一端、瓷片电容C15的一端、MCU芯片U1的第十四引脚，按键S4的另一端接瓷片电容C15的另一端并至地，按键S5的一端接电阻R8的一端、瓷片电容C16的一端、MCU芯片U1的第十五引脚，按键S5的另一端接瓷片电容C16的另一端并至地，按键S6的一端接电阻R9的一端、瓷片电容C17的一端、MCU芯片U1的第十六引脚，按键S6的另一端接瓷片电容C17的另一端并至地，电阻R5、R6、R7、R8、R9的另一端均接+3.3V数字电压端子，按键S7的一端接地，按键S7的另一端接MCU芯片U1的第五十八引脚；所述的1602LCD液晶屏显示接口模块包括一个16针的接插口P2、一个瓷片电容C18、一个滑动变阻器R10、两个电阻R11、R12、一个三极管Q1；接插口P2第一引脚接地和瓷片电容C18的一端，接插口P2第二引脚接瓷片电容C18的另一端、+5V电压端子，接插口P2第三引脚接滑动变阻器R10的第二引脚，滑动变阻器R10的第一引脚接地，滑动变阻器R10的第三引脚接+5V电压端子，接插口P2第四、第五、第六引脚分别接MCU芯片U1的第三十一、第三十四、第三十五引脚，接插口P2的第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四引脚分别接MCU芯片U1的第三十六、第三十七、第三十八、第三十九、第四十引脚、第四十一引脚、第四十二引脚、第四十三引脚，接插口P2的第十五引脚接+5V电压端子，接插口P2的第十六引脚接三极管Q1的第三引脚，三极管Q1的第一引脚接地和电阻R12的一端，电阻R12的另一端接三极管Q1的第二引脚和电阻R11的一端，电阻R11的另一端接MCU芯片U1的第三十引脚。