【正文】 蜂鳴器YMD12065。聲音報(bào)警電路的原理圖如下圖所示。 報(bào)警電路設(shè)計(jì)4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)思想軟件設(shè)計(jì)從工程角度講一般分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)主要目的是概括回答軟件系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)，所以概要設(shè)計(jì)有時(shí)又被稱為初步設(shè)計(jì)或者總體設(shè)計(jì)，在這個(gè)階段將劃分出組成系統(tǒng)的物理元素—文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、程序、人工過(guò)程和文檔等，每個(gè)物理元素具體還不明確，具體內(nèi)容會(huì)在以后再仔細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)最重要就是要確立軟件的總體結(jié)構(gòu)，即確定組成軟件系統(tǒng)的子系統(tǒng)或模塊以及它們之間的相互聯(lián)系；詳細(xì)設(shè)計(jì)主要是對(duì)概要設(shè)計(jì)結(jié)果的進(jìn)一步細(xì)化，它的主要任務(wù)是確定確定軟件各組成成分內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和算法過(guò)程，詳細(xì)設(shè)計(jì)一般方法有結(jié)構(gòu)化方法和面向?qū)ο蠓椒?。我們首先要根?jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)設(shè)計(jì)一份合理的系統(tǒng)流程圖，然后為這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，確定測(cè)試要求并制定測(cè)試計(jì)劃。本系統(tǒng)使用C語(yǔ)言編程，proteus進(jìn)行仿真，CAD繪圖軟件進(jìn)行相關(guān)圖的繪制，主程序主要包括五部分，系統(tǒng)通電后先進(jìn)行初始化，依次完成溫度和氣體濃度采集、溫度和氣體濃度處理、數(shù)據(jù)顯示、鍵盤處理等四項(xiàng)功能。溫度和氣體濃度采集部分主要完成溫度和濃度測(cè)試段的溫度和氣體濃度數(shù)據(jù)采集任務(wù)；溫度和氣體濃度處理部分主要是將采集到的溫度和濃度數(shù)據(jù)與本設(shè)計(jì)設(shè)定的各點(diǎn)上限溫度和氣體濃度值進(jìn)行比較處理，并判斷是否超出設(shè)定上限值，如果超出那么蜂鳴器便會(huì)發(fā)出聲音報(bào)警；數(shù)據(jù)顯示部分主要實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的顯示，顯示方式根據(jù)設(shè)計(jì)要求支持14個(gè)溫度測(cè)試點(diǎn)的輪流循環(huán)顯示和固定顯示兩種方式；鍵盤處理部分主要實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，結(jié)合顯示部分，實(shí)現(xiàn)用戶與系統(tǒng)之間的人機(jī)接口。 主程序設(shè)計(jì)流程圖系統(tǒng)主控機(jī)的設(shè)計(jì)包括油煙溫度檢測(cè)程序、油煙和煤氣濃度檢測(cè)程序、中斷鍵盤掃描程序、LED顯示程序、中斷報(bào)警服務(wù)程序，主要任務(wù)是選擇從機(jī)設(shè)備號(hào)并發(fā)送命令，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并顯示。運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志位f=0時(shí)，系統(tǒng)受手動(dòng)開(kāi)/關(guān)S1的控制；運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志位f=1時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)運(yùn)行。主要流程是：首先是對(duì)單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)初始化設(shè)置， 接著顯示開(kāi)機(jī)界面。當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志位f=1時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)運(yùn)行，電機(jī)啟動(dòng)開(kāi)始抽油煙，抽油煙工作時(shí)間設(shè)定為120s，然后程序返回從頭執(zhí)行；，電機(jī)關(guān)閉，程序返回從頭執(zhí)行。運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志位f=0時(shí)，系統(tǒng)受手動(dòng)開(kāi)/關(guān)S1的控制；當(dāng)S1按下，電機(jī)啟動(dòng)，開(kāi)始抽油煙。 油煙溫度檢測(cè)程序設(shè)計(jì)DS18B20采用單總線技術(shù)，即一條信號(hào)線，既可傳輸時(shí)鐘信號(hào)，又可傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)的傳輸是雙向進(jìn)行的。 溫度檢測(cè)程序流程圖DS18B20讀數(shù)據(jù)時(shí)序可分為控制器讀“0”時(shí)間隙和讀“1”時(shí)間隙，主機(jī)把單總線拉低之后，必須在15m之內(nèi)釋放單總線，從單總線得到一個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。DS18B20完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程至少要60us的時(shí)間。通過(guò)按鍵來(lái)設(shè)定電路的報(bào)警溫度，按鍵一旦按下則報(bào)警溫度上升，用不斷循環(huán)來(lái)使得報(bào)警溫度能時(shí)時(shí)隨著使用者的心意改變。溫度采集模塊的作用是測(cè)量環(huán)境的溫度，再將數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示器。 溫度設(shè)定模塊流程圖 溫度采集模塊流程圖 油煙和煤氣濃度檢測(cè)程序設(shè)計(jì)首先需要給傳感器預(yù)熱3分鐘，因?yàn)镸Q2型傳感器在不通電放置一段時(shí)間后，當(dāng)它再次上電情況下不能夠立即正常采集油煙和煤氣的信息，需要幾分鐘預(yù)熱時(shí)間。程序開(kāi)始執(zhí)行后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。然后通過(guò)對(duì)傳感器檢測(cè)的油煙和氣體濃度信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將濃度值與報(bào)警限設(shè)定值相比較，如果環(huán)境內(nèi)天然氣濃度超出安全設(shè)定值就進(jìn)行啟動(dòng)抽油煙和報(bào)警，否則繼續(xù)檢測(cè)。 顯示、按鍵和報(bào)警程序設(shè)計(jì) LED顯示子程序流程圖主要流程是：基本的一個(gè)線程監(jiān)視并接受數(shù)據(jù)，然后再調(diào)用顯示程序。當(dāng)程序啟動(dòng)后，等待接收數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理后從P2口送出選段碼，從P0口輸出位選碼，延時(shí)10ms，若顯示完成則返回等待接收數(shù)據(jù)一步，若沒(méi)有顯示完成，則返回讀取數(shù)據(jù)一步。 中斷鍵盤掃描流程主要流程是：當(dāng)程序開(kāi)始執(zhí)行后，開(kāi)始調(diào)用顯示程序，等待10ms，若此時(shí)有按鍵按下，根據(jù)P1口的鍵值執(zhí)行BUFF宏命令，調(diào)用查找功能鍵程序，程序調(diào)用完畢后返回等待鍵盤輸入，若在之前沒(méi)有按鍵按下，程序仍然返回到等待鍵盤輸入一步。 中斷報(bào)警服務(wù)程序流程中斷報(bào)警的模塊可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排煙，并能根據(jù)油煙的情況智能調(diào)整工作狀態(tài)，自動(dòng)增加或者減小抽油煙機(jī)的功率，當(dāng)油煙濃度持續(xù)過(guò)高時(shí)，會(huì)提示報(bào)警。對(duì)于抽油煙，則是程序啟動(dòng)后，會(huì)有一個(gè)線程一直監(jiān)控油煙濃度，并計(jì)算濃度，最后調(diào)用啟動(dòng)或關(guān)閉抽油煙機(jī)。5 系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)上述系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)可以得出該系統(tǒng)應(yīng)該由硬件調(diào)試部分和軟件調(diào)試部分兩大塊組成。單片機(jī)系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不可以分開(kāi)的，許多硬件方面的錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)并改正的，一般情況下是先把比較明顯的硬件方面故障排除，再與軟件調(diào)試相結(jié)合進(jìn)行排除其他方面的錯(cuò)誤。抽油煙機(jī)主要分為電機(jī)方面和照明方面，我們可以先分開(kāi)調(diào)試這兩個(gè)部分，最后才進(jìn)行整體調(diào)試。 硬件調(diào)試對(duì)于硬件調(diào)試方面，首先我們要排除邏輯故障，這類故障一般是由于焊電路板過(guò)程中人為失誤造成的，主要包括開(kāi)路、短路、虛焊、漏焊、錯(cuò)線等。為了排除這類故障，我們首先要做的就是對(duì)照原理圖看看自己有沒(méi)有哪里焊接錯(cuò)誤，先通過(guò)肉眼找出那些明顯的有上述錯(cuò)誤的地方，必要時(shí)用數(shù)字萬(wàn)用表輔助排除上述故障。然后我們要排除元器件方面的故障，這類故障一般來(lái)源于兩個(gè)方面：一個(gè)是在自己獲得元器件之前可能由于某些原因已經(jīng)造成元器件損壞，另一個(gè)是由于自己安裝錯(cuò)誤造成元器件燒壞。遇到這種情況我們首先要檢查所用元器件是否符合設(shè)計(jì)要求，安裝是否正確，若這些都沒(méi)有問(wèn)題，可以使用替換法排除錯(cuò)誤。電路板焊接好后，在接通電源之前一定先要檢測(cè)其電壓和極性，否則容易造成集成模塊損壞。 軟件調(diào)試對(duì)于軟件調(diào)試方面我們采用的仿真軟件是proteus，編程采用的是keilC軟件，由于該設(shè)計(jì)只能用proteus部分仿真，所以只能等實(shí)物做好后將程序燒錄入單片機(jī)，然后再看是否實(shí)現(xiàn)了所要實(shí)現(xiàn)的功能。軟件的調(diào)試是在硬件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，包括主控機(jī)和從機(jī)的調(diào)試。軟件的調(diào)試相比較硬件來(lái)說(shuō)是比較繁瑣和困難的，這方面的調(diào)試主要是編寫(xiě)程序燒錄到單片機(jī)當(dāng)中，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象逐步對(duì)程序進(jìn)行修改。參考文獻(xiàn)[1] [J].微型機(jī)與應(yīng)用. 2012(13) [2] [J].電站系統(tǒng)工程. 2010(05) [3] 徐曉明,葉盛,[J].儀器儀表學(xué)報(bào). 2002(S1) [4] 王進(jìn)賢,王泉,王平,[J].(S1) [5] 王泉,戴劍波,[J].電子測(cè)試. 2009(05) [6] [J].煤炭工程. 2013(S1) [7] 江杰,[J].傳感器與微系 (11) [8] [J].煤氣與熱力. 2010(05) [9] 薛明,孫立亭,[J].儀表技術(shù). 2010(05) [10] 田一平,[J].(07) [11] 姜印平,劉江江,[J].儀器儀表學(xué)報(bào). 2008(05) [12] 蘇維嘉,[J].(23) [13] 陳淼,凌玉華,[J].材料研究與應(yīng)用. 2007(01) [14] 蘇勝?gòu)?qiáng),[J].現(xiàn)代管理科學(xué). 2006(03) [15] 劉立群,孫志毅,[J]. 自動(dòng)化儀表. 2005(04)25附錄25致 謝經(jīng)過(guò)做這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了自己雖然在本專業(yè)學(xué)習(xí)了四年，但是仍然有很多不會(huì)不足的地方，真是學(xué)無(wú)止境，人只有不斷的學(xué)習(xí)才不會(huì)落后于別人。在同學(xué)和老師的幫助下，經(jīng)過(guò)不斷修改和完善，我終于順利完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此我首先要感謝我的指導(dǎo)老師劉老師，是他的悉心指導(dǎo)，讓我慢慢消除了心中的迷茫，從本設(shè)計(jì)最初的選題到方案的設(shè)計(jì)，甚至到系統(tǒng)每個(gè)單元的設(shè)計(jì)，劉老師都給了我很多有用的指導(dǎo)意見(jiàn)，讓我少走了很多彎路。同時(shí)我要感謝我的專業(yè)課老師們，是他們讓我有了一定專業(yè)基礎(chǔ)，才讓我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中少了許多阻礙。感謝我的班主任和輔導(dǎo)員，是他們的關(guān)心，讓我在大學(xué)里快樂(lè)的生活。同時(shí)要感謝我的小伙伴們，是他們的陪伴讓我大學(xué)不再孤單，我們一起建立了深厚的友誼。最后再次感謝在本次設(shè)計(jì)中給了我諸多幫助的老師和同學(xué)們，感謝你們給了我很多中肯的意見(jiàn)。由于個(gè)人水平有限，本次設(shè)計(jì)中必定還存在一些不足之處，敬請(qǐng)大家批評(píng)指正！26