【導(dǎo)讀】控，因而得到了廣泛使用。示與人工設(shè)定模塊等四個(gè)控制部分構(gòu)成。奶牛識(shí)別模塊是基于MF1ICS50的高頻讀寫器，用于讀寫電子耳標(biāo)信息，識(shí)別奶牛的身份?？刂颇K是通過pic16F873單片機(jī)輸出的脈沖。數(shù)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而達(dá)到準(zhǔn)確投料的目的。本文主要從這幾個(gè)模塊著手，簡要介紹它們的。主要特點(diǎn)和工作原理，全面闡述了該技術(shù)在今后的奶牛養(yǎng)殖中方便之處和發(fā)展趨勢。試驗(yàn)結(jié)果表明：MF1ICS50射頻讀寫器靈敏度高，識(shí)別時(shí)間短，識(shí)別距離達(dá)到6cm,軟、硬件系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行，具有較高的使用價(jià)值。

　　

【正文】 行系統(tǒng)的軟件開發(fā)時(shí)，本課題使用 PICMATE20xx 軟件來編寫、調(diào)試、編譯程序。 PICMATE20xx 是一套用來開發(fā)PIC16F87X 系列及大部分中級(jí) PIC 單片機(jī)的低價(jià)開發(fā)工具。 為了方便軟件的通用性，本設(shè)計(jì)使用匯編語言。 PIC 指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡練，絕大部分是單字節(jié)指令，是最容易學(xué)、最容易運(yùn)用的單片機(jī)品種之一。 RS232 串行通信 通信協(xié)議 射頻卡（ RFID）開發(fā)板采用 RS232 串口與 PIC 單片機(jī)進(jìn)行通信，為了能正常的進(jìn)行通信，必須建立起一種互相遵循的通信協(xié)議。 UART 協(xié)議的所有命令的發(fā)送和接受均采用數(shù)據(jù)包的方式。數(shù)據(jù)包的格式如下： 1） 發(fā)送格式（單片機(jī) → RFID） 包頭 長度字節(jié) 命令字節(jié) 數(shù)據(jù)內(nèi)容 校驗(yàn)字節(jié) 包尾 格式說明 0X02 包長度 命令號(hào) n 字節(jié)的內(nèi)容 包校驗(yàn) 0X03 字節(jié) 數(shù) 1 1 1 n 1 1 表 a) 異步半雙工， 1 位起始位 +8 位數(shù)據(jù)位 +1 位停止位 。 b) 波特率： 19200。 c) 從包頭 到 包尾之間數(shù)據(jù)，不包括包頭和包尾，若出現(xiàn) 0X02,在之前補(bǔ)0X10,且長度直接不包括填補(bǔ)值 0X1O。 d) 包頭：固定為 0X02。 e) 長度字節(jié)：從長度字節(jié)本身到校驗(yàn)字節(jié)（包括校驗(yàn)字節(jié)）的字節(jié)數(shù)量。即不包括包頭 到 包尾的字節(jié)數(shù)。 f) 命令號(hào)：一個(gè)字節(jié)的命令名，具體參見通訊命令表。 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 25 g) 數(shù)據(jù)內(nèi)容：通訊過程中，命令所帶的參數(shù)或內(nèi)容。 h) 校驗(yàn)字節(jié)：從 長度字節(jié)到數(shù)據(jù)最后一個(gè)字節(jié)異或值，但是不包括額外增加的 0X10。 i) 包尾：固定為 0X03。 2） 應(yīng)答格式（ RFID→單片機(jī)） 包頭 長度字節(jié) 狀態(tài)字節(jié) 數(shù)據(jù)內(nèi)容 校驗(yàn)字節(jié) 包尾 格式說明 0X02 包長度 0X00:成功 0XFF:失敗 n 字節(jié)的內(nèi)容 包校驗(yàn) 0X03 字節(jié)數(shù) 1 1 1 n 1 1 表 a) 異步半雙工， 1 位起始位 +8 位數(shù)據(jù)位 +1 位停止位 。 b) 波特率： 19200。 c) 從包頭 到 包尾之間數(shù)據(jù)，不包括包頭和包尾，若出現(xiàn) 0X02,在之前補(bǔ)0X10,且長度直接不包括填補(bǔ)值 0X1O。 d) 包頭：固定為 0X02。 e) 長度字節(jié)：從長度字節(jié)本身到校驗(yàn)字節(jié)（包括校驗(yàn)字節(jié)）的字節(jié)數(shù)量。即不包括包頭 到 包尾的字節(jié)數(shù)。 f) 命令號(hào)：一個(gè)字節(jié)的命令名，具體參見通訊命令表。 g) 狀態(tài)字節(jié)：表示命令執(zhí)行的狀態(tài)。 0X00 為命令執(zhí)行成功， 0XFF 為命令執(zhí)行失敗。 h) 數(shù)據(jù)內(nèi)容：通訊過程中，命令所帶的參數(shù)或內(nèi)容。 i) 校驗(yàn)字節(jié)：從長度字節(jié)到數(shù)據(jù)最后一個(gè)字節(jié)異或值，但是不包括額外增加的 0X10。 j) 包尾：固定為 0X03。 串行通信程序設(shè)計(jì) 使用查詢方式完成簡易 的 RS232 通信程序，程序流程圖如圖 所示。首先執(zhí)行UART_INIT 完成 UART 的初始化工作，然后以無窮循環(huán)的方式執(zhí)行子程序 GET_DATA 檢查是否接受到數(shù)據(jù)，以及子程序 SEND_DATA 將接受到的數(shù)據(jù)傳送回去。 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 26 圖 RS232 通信程序流程圖 步進(jìn)電機(jī)位置控制程序設(shè)計(jì) 在 本系統(tǒng)中將以軟件方式產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)速度及位置控制的脈沖命令，硬件設(shè)計(jì)如圖 所示。 RB0 引腳作為脈沖命令輸出口， RB2 引腳作為運(yùn)動(dòng)方向命令輸出端。該設(shè)計(jì) 將 分為 2 個(gè)步驟來進(jìn)行。 1. 步驟一 使用 PIC單片機(jī) Timer1產(chǎn)生一定周期的定時(shí)中斷用來作為步進(jìn)電機(jī)脈沖命令的時(shí)鐘，并由 B 口的 RB2 引腳輸出脈沖。此步驟的主程序及中斷程序的程序流程圖如圖 所示。 2. 步驟二 完成子程序，使得上步驟的 RB2 引腳可以輸出步進(jìn)電機(jī)脈沖命令。原理如下：令變量 v 代表速度，平均送出的脈沖數(shù)；變量 ACC 為 8 位的累加器，在每一個(gè) 1ms的 LOOPTIME 累加速度 v， ACC= ACC + v MAINLINE 調(diào)用 UART_INIT 子程序 調(diào)用 GET_DATA 子程序 調(diào)用 SEND_DATA 子程序 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 27 若進(jìn)位 C=1,則輸 出 RC=1。反之輸出 RC=0. 3. 步驟三 完成以梯形速度曲線運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)控制程序。主程序及中斷程序的程序流程圖如圖 . N Y Y N 圖 步驟 1 的主程序及中斷程序的程序流程圖 是 Y Y MAINLINE 調(diào)用 INITIAL 子程序 PC2=1 FLAG=0 FLAG=11 INSERVICEE FLAG=1 PC=0 FLAG=1FLAG 中斷返回 MAINLINE 調(diào)用 INITIAL 子程序 調(diào)用 DDA_MAIN子程序 FLAG=0 FLAG=1 DDA_MAIN N=0 ACC=ACC + v OUTPUT C N=N+1 返回 調(diào)用程序 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 28 中斷程序設(shè)計(jì) 中斷服務(wù)子程序 主要是鍵盤中斷程序， 包 括料量修改中斷、手動(dòng)放料中斷和脈沖校準(zhǔn)中斷，圖 鍵盤 中斷程序流程圖。 N NO N Y 是 Y 圖 鍵盤中斷程序圖 鍵盤中斷 修改放料量 進(jìn)行校準(zhǔn) 輸入放料值 存入寄存器 存入校準(zhǔn)脈沖值 查表得脈沖數(shù) 將脈沖數(shù)送電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī) 延時(shí) 中斷返回 料量修改鍵按下？ 脈沖校準(zhǔn)鍵按下？ 手動(dòng)放料鍵按下？ 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 29 6 總結(jié)與討論 本文完成了基于 RFID 技術(shù)的奶牛自動(dòng)喂料系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)步驟，在本課題 進(jìn)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。 2） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器與 PIC16F873 單片機(jī)的接口 。 3） 奶牛信息和對(duì)應(yīng)的料量在 EEPROM 中的存儲(chǔ)格式。 4） LED 顯示驅(qū)動(dòng)和編程。 5） 給料量和步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的計(jì)算。 基于射頻識(shí)別技術(shù)的奶牛自動(dòng)放料系統(tǒng)，使得 喂料 系統(tǒng)自動(dòng)化程度有了很大提升，特別適用于大中型的奶牛場，這對(duì)于我國的牛奶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 至關(guān)重要。奶業(yè)要發(fā)展，離不開高新技術(shù)對(duì)它的幫助，本系統(tǒng)在未來的奶牛場管理系統(tǒng)中，必將發(fā)揮越來越重要的作用。隨著本系統(tǒng)的推廣，未來的奶牛喂料將節(jié)約大量時(shí)間和成本，大大提高了喂養(yǎng)效率。不難相信，在不久的將來奶場將 呈 規(guī)?；?集約化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，而本系統(tǒng)就是核心環(huán)節(jié)。 本文 提出的奶牛 自動(dòng)飼喂控制系統(tǒng)硬件電路簡單、控制靈活、可擴(kuò)展性強(qiáng)， 但 在實(shí)際應(yīng)用中 也存在需要改進(jìn)的地方。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(dòng)化， 這方面還需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)和規(guī)劃；射頻卡 片 的有效距離太短，會(huì)出現(xiàn)通信不順暢的問題 ,還可能 出現(xiàn)重復(fù)讀數(shù)的問題?？赡苓€會(huì)有更多具體問題有待于在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決。 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 30 7 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)接近尾聲，意味著大學(xué)四年的生活即將結(jié)束。 在某種意義來講，我們才踏上征程，新的生活將要開始。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這一學(xué)期，我感覺是 大學(xué)中 最充實(shí)，收獲最多的學(xué)期。 不論是自學(xué)能力，還是專業(yè)知識(shí)，都有大幅度的提高。我覺得最重要的還是意識(shí)上的覺醒，對(duì)于專業(yè)知識(shí)的掌握還需要更廣泛、更具體、更準(zhǔn)確。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程，首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師 陸榮鑑 老師 ，他 給我莫大的幫助。陸老師給我最大的印象就是治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，精通專業(yè)知識(shí)。在陸老 師悉心的指導(dǎo)下，我對(duì) PIC 單片機(jī)有了更深層次的認(rèn)識(shí)，在此，謹(jǐn)向陸老師致以誠摯的感謝！ 同時(shí)，還要感謝實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)們，是你們跟我一起度過一段美好的時(shí)光。你們善于鉆研 、百折不饒 的精神 一次次的打動(dòng)了我，對(duì)我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了促進(jìn)作用。 最后，對(duì)所有關(guān)心、指導(dǎo)、支持、鼓勵(lì)和幫助我的人表示深深的感謝和敬意！ 編者 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 31 參考文獻(xiàn) [1] 王有緒． PIC 系列單片機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北京：北京航空航天大學(xué)出 版社， 1999 [2] 竇振中． PIC 系列單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)例．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1999 [3] 竇振中． PIC 系列單片機(jī)原理和程序設(shè)計(jì)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1999 [4] 李學(xué)海． PIC 系列單片機(jī)實(shí)用教程．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1999 [5] 王道憲． PIC 系列單片機(jī)原理、應(yīng)用與開發(fā)．北京：國防工業(yè)出版社， 20xx [6] 竇振中．單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1998 [7] 李學(xué)海． PIC 系列單片實(shí)用教程．北京：北京航空航天大學(xué)出版社 20xx [8] 高 鵬． Protel99 入門與提高．北京：人民郵電出版社編， 20xx [9] 孫承滿、韓廣興 . 復(fù)印機(jī)實(shí)用維修技術(shù) (M). 北京 :中國電力出版社， [9] 侯朝楨，侯任達(dá) .單片機(jī)對(duì)靜電復(fù)印機(jī)綜合控制的研究 (J). 北京 : 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 13卷第 3 期 [10] 李平 . 多功能數(shù)字式復(fù)印機(jī)的研制 (J). 北京 :機(jī)電工程技術(shù) ,20xx 年第 33 卷第 1 期 [11] Konica Business Technologies. 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