【正文】 ....................................................................................24 串行通信程序設計 .....................................................................................................25 步進電機位置控制程序設計 .................................................................................................26 中斷程序設計 ......................................................................................................................28 6 總結與討論 .................................................................................................................................29 7 致謝 ............................................................................................................................................30 參考文獻 ..........................................................................................................................................31 附錄 控制系統(tǒng)的程序清單 ................................................................................................................32 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 4 1 前言 選題的背景及意義 近幾年來，我國奶業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，飼養(yǎng)規(guī)模不斷擴大，加工能力明顯增強，奶類產品持續(xù)增長，乳品消費穩(wěn)步提高，對豐富城鄉(xiāng)市場、優(yōu)化農業(yè)結構、增加農民收入做出了重要貢獻。 奶牛業(yè)是畜牧業(yè)的重要組成部分，是世界公認的節(jié)糧、經濟、高效型產業(yè)。而且對整個牛場中南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 5 所有奶牛投喂需要相當長的時間，采用人工放料的方式必然會使工人疲勞，體力消耗也很大，對于 規(guī)模較大 的牛場，這樣的喂養(yǎng)方法不利于高效迅捷的管理。建設目標具體如下 ： 實現(xiàn)了整個生產過程的高度自動化控制 自動供料 : 整個系統(tǒng)采用自動下料 +自動識別的自動飼喂裝置，實現(xiàn)了完全的自動供料。 (2)采用公司 MIFARE 的 MF1 IC S50 射頻芯片，設計了基于 51 單片機的 的射頻讀寫器，對讀寫器作了重點研究。數據發(fā)送速度和范圍將根據使用的頻率、天線尺寸、功率輸出和干擾的不同而異。讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場時產生感應電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息，被讀寫器讀取并解碼后送至電腦主機進行有關處理。當然，這與標簽的制作材質、尺寸、性能有直接的關系。 從數據的安全性來考慮，它的每個設備都具有唯一的序列號，在出廠前就已經固化，從而保證了設備的可靠性，并且各種數據加密和算法保護，使得保密性大大增強，保障了數據的安全可靠。如世界各國正在開展的電子護照，我國的第二代身份證，學生證等證件?？傮w設計應該是全面考慮系統(tǒng)的總體目標，進行硬件初步選型，然后確定一個系統(tǒng)的草案，同時考慮軟硬件實現(xiàn)的可行性。 (3) 實現(xiàn)系統(tǒng)對控制設備的運行狀態(tài)、測定狀況、奶牛異常情況進行全面監(jiān)視 。 （ 3）低成本。 本系統(tǒng)選擇美國 Microchip 公司生產的 PIC 單片機作為主控芯片，哈佛總線結構、指令單字節(jié)化、 尋址方式簡單、驅動能力強、 RISC 技術和運行速度快使得它在 8 位單片機領域里大放異彩。 圖 PIC 單片機內部結構 (2)“單字節(jié)化”：因為數據總線和指令總線是分離的，并且采用了不同的寬度，所以程序存貯器 ROM 和數據存貯器 RAM 的尋址空間（即地址編碼空間）是互相獨立的，而且兩種存貯器寬度也不同，這樣設計不僅可以確保數據的安全性，還能提高運行速度和實現(xiàn)全部指令的“單字節(jié)化”。 (7)功耗低： PIC 系列單片機的功率消耗極低，是目前世界上最低的單片機品種之一。該 引 腳 為漏極驅 動，可以以別的漏極開路的設備直接連接； AT24C64 設備的運行條件： 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 15 （ 1） 時鐘和數據傳輸： SDA 腳通常被拉高在接外部設備時；數據只有在 SCL 時鐘上的信號變成低電平時改變才是有效的；在 SCL 高電平，數據線變化形成開始和結束信號； （ 2） 開始時序： SCL 變成高電平， SDA 產生一個高低變化的信號，這個就是開始信號，開始信號是對卡進行其他一切操作的必須條件； （ 3） 停止時序：在 SCL 高電平時， SDA 產生一個 由 低變到高的信號，這個形成結束命令信號；停止命令必須發(fā)生在 EEPROM 在標準電壓工作的條件下； （ 4） 應 答信號（ ACKNOWLEDGE）：所有的地址和數據字被串行輸入輸出 EEPROM（即每傳輸了 8 位數據）， EEPROM 在第九個時鐘周期就發(fā)一個 ‘0’ 信號，作為應答已經接受了每個字（即 8 為數據）； 顯示與人工設定模塊設計 HD7279A 芯片選擇 在 顯示與人工設定 模塊中既有對鍵盤的信息讀入， 又有對數碼管的顯示控制。 鍵盤由 17 個鍵構成，包括 0 到 9 的數字鍵、小數點鍵、增加鍵、減少鍵、料量修改鍵、手 動放料鍵、校準鍵和確認鍵。 PIC 單片機 I/0 口多路復用，它對于單片機的外部特性具有選擇作用。步進電機有如下優(yōu)點，它的角位移和輸入脈沖嚴格成正比，具有良好的跟隨性；它的動態(tài)響應快，易于起停；它的速度在相當大的范圍內可以實現(xiàn)平滑調節(jié)， 較 低速 度 下仍能獲得較大轉矩；它簡單易行，成本低。因此可以從電機著手。 原理圖見圖 。 N Y Y 開始 查表得出料量的脈沖數 將脈沖數送電機驅動器 讀入奶牛 RFID編碼？ 驅動步進電機 初始化 判斷脈沖數是否為零 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 24 圖 主程序流程圖 軟件開發(fā)環(huán)境 軟件設計的一個很重要環(huán)節(jié)是確定開發(fā) 工 具和編程語言。 b) 波特率： 19200。 i) 包尾：固定為 0X03。 g) 狀態(tài)字節(jié)：表示命令執(zhí)行的狀態(tài)。 RB0 引腳作為脈沖命令輸出口， RB2 引腳作為運動方向命令輸出端。 N NO N Y 是 Y 圖 鍵盤中斷程序圖 鍵盤中斷 修改放料量 進行校準 輸入放料值 存入寄存器 存入校準脈沖值 查表得脈沖數 將脈沖數送電機驅動器 驅動步進電機 延時 中斷返回 料量修改鍵按下？ 脈沖校準鍵按下？ 手動放料鍵按下？ 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 29 6 總結與討論 本文完成了基于 RFID 技術的奶牛自動喂料系統(tǒng)的詳細設計與實現(xiàn)步驟，在本課題 進行過程 中，主要完成了以下方面的工作： 1） RS232 串行通信協(xié)議的制定。不難相信，在不久的將來奶場將 呈 規(guī)?；?、 集約化、標準化發(fā)展，而本系統(tǒng)就是核心環(huán)節(jié)。我覺得最重要的還是意識上的覺醒，對于專業(yè)知識的掌握還需要更廣泛、更具體、更準確。陸老師給我最大的印象就是治學嚴謹，精通專業(yè)知識。我們可以看到本系統(tǒng)仍然沒有使奶牛喂養(yǎng)過程完全自動化， 這方面還需要進一步設計和規(guī)劃；射頻卡 片 的有效距離太短，會出現(xiàn)通信不順暢的問題 ,還可能 出現(xiàn)重復讀數的問題。 3） 奶牛信息和對應的料量在 EEPROM 中的存儲格式。 1. 步驟一 使用 PIC單片機 Timer1產生一定周期的定時中斷用來作為步進電機脈沖命令的時鐘，并由 B 口的 RB2 引腳輸出脈沖。 h) 數據內容：通訊過程中，命令所帶的參數或內容。 b) 波特率： 19200。 d) 包頭：固定為 0X02。 PICMATE20xx 是一套用來開發(fā)PIC16F87X 系列及大部分中級 PIC 單片機的低價開發(fā)工具。軟件設計中一個重要的思想就是采用模塊化的設計，把整個編程逐步細分，分解成一個個功能模塊，每個模塊都能夠完成一個明確的任務，實現(xiàn)某個具體的功能，這樣編制的程序易于調試修改，可讀性好。在此取 K=,則 T=Tm K= 根據實際情況 ,我們選擇 8 牛 （ 1） 選型原則 驅動器電流：電流是判斷驅動器能力大小的依據，是選擇驅動器的重要指標之一，通常驅動器電流要略大于電機的標稱電流，通常驅動器電流有 、 , 等規(guī)格。 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 19 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eA4D a t e : 1 1 O c t 2 00 8 S he e t o f F i l e : C : \我的文件 \研究生 \項目 \ S D \原理圖 \ P I C .d db D r a w n B y:R A 0 / A N 02R A 1 / A N 13R A 2 / A N 2/ V R E F 4R A 3 / A N 3/ V R E F +5R A 4 / T 0C K I6R A 5 / A N 4/ S S7R B 0 / I N T21RB122RB223R B 3 / P G M24RB425RB526R B 6 / P G C27R B 7 / P G D28R C 0 / T 1O S O / T 1 C K I11R C 1 / T 1O S I / C C P 212R C 2 / C C P 113R C 3 / S C K / S C L14R C 4 / S D I / S D A15R C 5 / S D O16R C 6 / T X / C K17R C 7 / R X / D T18M C L R / V P P1O S C 1/ C L K I N9O S C 2/ C L K O U T10U0P I C 1 6F 8 7 312U5C O N 2R 1 I N13R 2 I N8T 1 I N11T 2 I N10GND15V+2V6VCC16R 1 O U T12R 2 O U T9T 1 O U T14T 2 O U T7C 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5U1M A X 2 32 A162738495U4D B 9A01A12A23GND4S D A5S C L6W P / T E S T7V C C8U2A T 24 C 6 4V C CV C C+ C61 uF+ C71 uF+ C41 uF+C31 uF+C51 uFC L KCSD A T AK E YR15 .1 kR25 .1 kY12 0MC11 0PC22 0PR35 .1 KR4 5 .1 K