【正文】 行處理,最后進行顯示并輸出控制信號。在Keil工程中編寫程序的時候,為了讓整個工程看起來條理清晰,要按照各個模塊分別新建C文件寫子程序。某個C文件要調(diào)用其它C文件中的函數(shù)時,要在當(dāng)前C語言文件中先進行聲明,然后再調(diào)用,其他C文件要調(diào)用該函數(shù)時要在前面加上include *.h,將頭文件包括進來。對于變量也是如此,如果某個變量也在其他C文件中使用,那么要在一個C文件總將它定義為全局變量,即在函數(shù)外面定義。其他C文件要使用該變量時,要先使用extern將全局變量的作用域擴展到本C語言文件。 主要模塊的設(shè)計流程框圖 主程序流程圖 主程序流程圖 SHT10子程序流程圖 SHT10子程序流程圖溫濕度傳感器SHT10使用類似于I2C總線的時序與單片機通信,由于51單片機沒有I2C接口,所以需要編寫程序,用單片機的某兩個I/O口管腳模擬I2C總線的時序,從而與SHT10通信。SHT10有4種時序:啟動傳輸時序、寫字節(jié)時序、讀字節(jié)時序及復(fù)位時序。復(fù)位時序和啟動傳輸時序可通過依次拉低或拉高時鐘線和數(shù)據(jù)線,因而實現(xiàn)起來比較簡單。而寫時序和讀時序就比較復(fù)雜。寫時序用來發(fā)送控制字,即發(fā)送命令,測量結(jié)束后,發(fā)出讀時序讀回測量數(shù)據(jù)。向SHT10的8個數(shù)據(jù)位的寫入,于第9個時鐘周期之后,讀取應(yīng)答位,應(yīng)答位為0時,表示SHT10正確接收。SHT10讀寫數(shù)據(jù)的規(guī)則是:在時鐘線的下降沿之后數(shù)據(jù)線改變狀態(tài),并在時鐘線的上升沿有效。 LCD1602子程序流程圖 LCD1602子程序流程圖 輸出控制子程序流程圖 輸出控制子程序 鍵盤掃描子程序流程圖 鍵盤掃描子程序為了防止抖動,按鍵電路中都要消抖的措施,本設(shè)計中是采用的軟件消抖,在單片機檢測到某個鍵按下后,延時10ms再監(jiān)測,如果仍然按下,才視為按下了該鍵。S0、SSS按下S0,進入溫度上限的設(shè)置,再按一次進入溫度下線的設(shè)置。按下S1,進入濕度上限的設(shè)置,再按一下進入溫度下線的設(shè)置。在每個設(shè)置里面,按S2增加限值,按S3減小限值。設(shè)置好以后,按S4退出設(shè)置。 軟件設(shè)計所用工具 Keil uVision4本次設(shè)計采用Keil uVision4來編寫C語言程序,通過它的編譯器進行編譯、連接,最后將生成的機器碼下載到單片機上。Keil編譯器是目前最流行的單片機開發(fā)的軟件,它是美國Keil Software公司開發(fā)的C語言開發(fā)系統(tǒng)。它提供了一個完整的開發(fā)方案,包括宏匯編、C編譯器、庫管理、連接器和一個功能強大的仿真調(diào)試器等,通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些部份組合在一起。Keil C51整合了豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具。此外,Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常高,這一點從生成的匯編語言就可以看出,大多生成的匯編語句很緊湊,容易理解。 ProteusProteus用來對電路進行仿真,它的功能強大,包括單片機在內(nèi)的眾多元器件都可以仿真。把Keil編譯、連接后生成的hex文件導(dǎo)入Proteus單片機中即可對單片機進行仿真。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件,它不僅具有其它EDA軟件的仿真功能,還可以對單片機及其外圍器件進行仿真,是目前在這方面做得最好的EDA工具軟件。Proteus在國內(nèi)已受到眾多單片機開發(fā)者的喜愛。Proteus實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計,可以實現(xiàn)從原理圖繪制和代碼調(diào)試到單片機與其外圍電路仿真,一鍵切換到印刷電路板的設(shè)計。目前世界上只有Proteus做到了將電路仿真、印刷電路板設(shè)計和虛擬模型仿真整合到一個設(shè)計平臺,其處理器模型支持805HC1AVR、ARM、8086和MSP4PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33等,2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器,并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。5 系統(tǒng)調(diào)試 用Proteus搭建仿真總圖 打開Proteus ISIS,在 Proteus ISIS 編輯窗口中單擊元件列表之上的“P”按鈕 ,添加元件及放置元件。選好元器件后,要對元器件進行一個重新的布局,使之看起來很清晰,并且所占面積較小。若想移動某個元件或多個,單擊其元件,待其顏色變紅后,在按下鼠標(biāo)左鍵不放,即可拖動元件。 為了使仿真圖看起來更整潔,我們部分電路連線選擇連線標(biāo)簽?zāi)Ｊ?以單片機19引腳為例,將其用線引出,在窗口中輸入X1得到此效果 若要對某個元件或一部分電路做出說明,則單擊任務(wù)欄中的Text Script ,在界面中輸入文字即可。 按照正確的方法將元器件進行合理的排布及連線后, 用Keil對程序進行調(diào)試、編譯先打開keil uvision4 這款軟件,新建工程,點擊菜單欄里的 new uvision project ,然后對工程進行保存。再新建文件,點擊菜單欄中File 下的 new 新建文件,進行保存。最后把新建的文件添加到工程文件里,右鍵點擊project視圖窗口里的Source Group1,選擇Add files to group “source group1”,如圖所示: 添加文件到工程 這樣,剛才新建的文件便添加到了Source Group1中?，F(xiàn)在開始在右邊的主界面編寫C語言程序,編寫完成后為了把程序燒錄到單片機上,還需要把它轉(zhuǎn)換成機器碼,生成hex文件:右擊工程視圖窗口中的Target1,選擇Options for Target “target1”把Output選項卡里面的Create HEX File 前面的勾打上,這樣編譯后會生成機器碼,如圖所示。 生成機器碼6 結(jié)論 系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)能測量溫室大棚內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù),將其顯示在液晶屏上。如果溫濕度超出了設(shè)定的上下限,將進行報警,并啟動溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。溫度回到限定值內(nèi)后,停止報警。當(dāng)溫度不僅回到上下限以內(nèi),而且留有一定裕量后,停止溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。如果需要修改溫濕度上下限,可以通過按鍵進行修改。 系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù)系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù)完成情況如下表所示: 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)表實現(xiàn)功能 結(jié)果 完成程度測量溫度范圍 40~℃ 完成測量溫度誤差 177。% 完成測量濕度范圍 0~100%RH 完成測量適度誤差 177。% 完成液晶屏顯示 用LCD1602顯示 完成超限報警 用蜂鳴器報警 完成修改上下限 通過獨立式鍵盤修改 完成輸出控制 通過光耦、繼電器控制 完成 系統(tǒng)功能分析該大棚溫濕度自動控制系統(tǒng)能通過獨立式鍵盤設(shè)置溫濕度上下限,通過LCD1602顯示溫濕度,并在超限的情況下報警、啟動調(diào)節(jié)設(shè)備。其中輸出控制和通過鍵盤設(shè)置上下限都是通過調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)的。鍵盤的工作方式分兩種,一種是查詢方式,一種是中斷方式。中斷方式比較節(jié)省系統(tǒng)資源,只有當(dāng)有按鍵按下時才會進入鍵盤中斷子程序,進一步掃描是那些鍵被按下。而查詢方式則是在主程序中調(diào)用鍵盤掃描子程序,不管有沒有鍵按下,每次程序循環(huán)中都要一一判斷每個鍵是否按下,故這種方式占用的單片機的處理時間更多。但是由于本次設(shè)計用到的按鍵不多,只有五個,功能比較簡單,而且單片機工作比較空閑,因此使用的是查詢方式來處理鍵盤的輸入。此外,還應(yīng)注意到的是,當(dāng)溫濕度超限后,要報警并啟動溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。當(dāng)溫濕度回到規(guī)定范圍內(nèi)時,只是停止報警,而溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備應(yīng)該繼續(xù)保持工作,直到溫濕度留有一定裕量時才停止。本設(shè)計中的輸出控制子程序中設(shè)置了溫度5℃和濕度5%RH的裕量,這樣當(dāng)溫度上限是30度時,如果超出上限,那么溫度回到30度時停止報警,當(dāng)溫度降到25度以下時才停止制冷設(shè)備的運行。這樣可以避免溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備反復(fù)不停地通斷,以致影響使用壽命。7 總結(jié)與體會這次畢業(yè)設(shè)計使我收獲良多,以前偏重于理論知識的學(xué)習(xí),但是做了畢業(yè)設(shè)計才發(fā)現(xiàn)在動手實踐上的不足,無論是畫電路原理圖、做仿真、做實物都牽涉到很多自己以前沒有接觸過的內(nèi)容。通過這次畢業(yè)設(shè)計,我感覺我實際應(yīng)用知識的能力有了很大提高。尤其讓我感受頗多的是使用萬能板焊接實物。這個看似簡單的事情花了我三天的時間,而且板子還有很多問題。以前焊過PCB