【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的實(shí)驗(yàn)大樓光照與通風(fēng)控制系統(tǒng)。要求系統(tǒng)能根據(jù)預(yù)先設(shè)定好。啟或關(guān)閉；根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉通風(fēng)機(jī)電源。六、在軟件平臺(tái)上完成軟件仿真。[1]包長(zhǎng)春，石瑞珍．基于zigBee技術(shù)的農(nóng)業(yè)設(shè)施測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)口[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，20xx，[2]蔣園園，宋良圖．農(nóng)田遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．自動(dòng)化與儀器儀表，20xx：18. [4]武風(fēng)波，強(qiáng)云霄．基于zigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程無(wú)線溫濕度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]．西北大學(xué)學(xué)報(bào)，20xx，[5]楊燁，董惠．基于zigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)[J]，測(cè)控技術(shù)，20xx：141—142．。計(jì)理念，自然通風(fēng)、自然采光已成為智能建筑舒適與健康的標(biāo)志。本系統(tǒng)具有成本低廉，性能可靠，工作穩(wěn)定，便于維護(hù)，便于擴(kuò)充等特點(diǎn)。

　　

【正文】 組成的并聯(lián)諧振回路（如下圖）。晶振頻率可以在 到12MHZ 之間選擇，電容取值為 5pf 到 30pf，電容可以對(duì)頻率起微調(diào)的作用。 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電路，就是利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。為確保微機(jī)系統(tǒng)中 電路 穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電 復(fù)位 。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為 5V177。5% ，即 ～ 。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng) VCC 超過(guò) 低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常工作。 單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從 RST 引腳輸 入 圖 35 51 單片機(jī)復(fù)位電路 到 芯片 內(nèi)的施密特 觸發(fā)器 中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且 振蕩器 穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并 將系統(tǒng)復(fù)位 。 顯示電路設(shè)計(jì) 顯示電路是有六個(gè)八段共陰極數(shù)碼管和兩個(gè) 74hc573 八位鎖存器組成，鎖存器的功能是實(shí)現(xiàn)當(dāng)對(duì)應(yīng)端口需要另作他用時(shí)可以讓數(shù)碼管的顯示不變化。 四川師范大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 36 八段數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì) 光照度傳感電路設(shè)計(jì) 圖 37 光照度傳感電路 RS232 通信電路設(shè)計(jì) 四川師范大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) 16 Max232 芯片能實(shí)現(xiàn)單片機(jī) 5vttl 電平與 pc 機(jī) 12v 串口標(biāo)準(zhǔn)電平的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn) pc 機(jī)串口與單片機(jī)串口 TXD/， RXD/ 之間交換數(shù)據(jù)，如下圖，電容選擇 104 能保 證電路的穩(wěn)定性，兩個(gè)指示燈能直觀的反映數(shù)據(jù)是否傳送。 圖 38 RS232 通信電路 ULN20xx 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) Uln20xx 能提供更大的輸出電流驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 圖 39 ULN20xx 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 硬件總體電路原理圖設(shè)計(jì) 見(jiàn)附錄 四川師范大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) 17 第 4章 系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計(jì) 軟件應(yīng)用簡(jiǎn)介 程序設(shè)計(jì)流程圖 光照度采集程序流程圖 采集程序開(kāi)始運(yùn)行，啟動(dòng) adc0804進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，把數(shù)模轉(zhuǎn)換取得的數(shù)值通過(guò)查表分析得到對(duì)應(yīng)的光照度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將光照度實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)與設(shè)定值相比較，如果實(shí)時(shí)光照小于設(shè)定光照，則開(kāi)啟一個(gè)單位的 led 燈，延時(shí) 1s 等待 led燈完全點(diǎn)亮達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)亮度，繼續(xù)光照采集，比較數(shù)據(jù)，如果實(shí)時(shí)光照還是小于設(shè)定光照則按照上面的過(guò)程繼續(xù)點(diǎn)亮 led 燈，如果實(shí)時(shí)光照大于設(shè)定光照則 圖 45 光照度采集程序流程圖 延時(shí)半個(gè)小時(shí)，半個(gè)小時(shí)后繼續(xù)采集光照度數(shù)據(jù)。 四川師范大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) 18 串口中斷程序流程圖 該系統(tǒng)有兩個(gè)中斷方式可能引起燈的開(kāi)啟狀態(tài)的變化，一種是串口發(fā)來(lái)了數(shù)據(jù)，表示蔬菜的類(lèi)型發(fā)生了變化，第二種是當(dāng)光照達(dá)到一定的值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟 led燈，本流程 圖針對(duì)的就是第一種情況。 圖 46 串口中斷程序流程圖 圖 48 led 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)流程圖 led 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)流程圖 當(dāng)單片機(jī)發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)光照小于設(shè)定值需要點(diǎn)亮 led 燈補(bǔ)充光照時(shí)，先解鎖行鎖存器，輸入行數(shù)據(jù)，鎖存行鎖存器，解除列鎖存器鎖存，輸入列數(shù)據(jù)，鎖存列鎖存器，延時(shí) 1s等待 led 完全點(diǎn)亮?xí)r繼續(xù)比較實(shí)時(shí)光照和設(shè)定值，繼續(xù)按照上面的步驟知道實(shí)時(shí)光照大于設(shè)定值一定的誤差范圍內(nèi)。 這樣做的目的是有效節(jié)約了單片機(jī)有效的 I/O 口，這樣只需要 10 個(gè) I/O 口四川師范大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) 19 就可以完成 8*8=64 個(gè)單位 led 燈的控制，如果采用 74ls595 串如并出芯片，可以更大程度的 節(jié)約有限的單口，為以后的功能擴(kuò)充提供很大的方便。 下位機(jī)界面設(shè)計(jì)（ vb） 上位機(jī)控制界面設(shè)計(jì)（ vb） 第 5 章 總結(jié) 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們運(yùn)用能力的一次全面考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為以后的學(xué)習(xí)工作打下良好的基礎(chǔ)。 通過(guò)這次無(wú) 實(shí)驗(yàn)大樓 光照 通風(fēng) 監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，基本上完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，能夠控制 實(shí)驗(yàn)大樓 內(nèi)部的光源。完成了 pc 與 pc直接互聯(lián)網(wǎng)的通訊， pc與單片機(jī)之間的 rs232 通信，單片機(jī)的開(kāi)環(huán)控制等模塊的 設(shè)計(jì)。 根據(jù)選擇芯片和期間的性能，系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)擁有的主要優(yōu)點(diǎn)是成本低，精度高，維護(hù)簡(jiǎn)單，擴(kuò)充簡(jiǎn)單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰明了。特別是成本低方面的原因，一是因?yàn)樯釛壍袅撕芏嘤绊懖淮蟮沫h(huán)節(jié)，二是選用的硬件都是成本低的，不管是控制器 51 單片機(jī)，無(wú)線模塊 NRF24l01 模塊都是成本不高。 這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了很多，覺(jué)得自己懂得太少了，缺少實(shí)踐的理論是不牢固的，以后我會(huì)更加努力，增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。 展望 由于認(rèn)識(shí)的缺乏，經(jīng)驗(yàn)缺乏，我的實(shí)際還有很多不足之處。 另一個(gè)方面是光照監(jiān)測(cè)電路由于沒(méi)有設(shè)計(jì)好，系 統(tǒng)很是不穩(wěn)定，暫時(shí)不能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 以上問(wèn)題由于時(shí)間和能力的原因，并未過(guò)多考慮，在以后的設(shè)計(jì)匯總，我會(huì)對(duì)其做進(jìn)一步的改善。 四川師范大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) 20 參考文獻(xiàn) [1]包長(zhǎng)春，石瑞珍．基于 zigBee技術(shù)的農(nóng)業(yè)設(shè)施測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)口 [J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 20xx， 23(8)： 160一 161． [2]蔣園園，宋良圖．農(nóng)田遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J]．自動(dòng)化與儀器儀表， 20xx(6)： 18— 19． [3]代媛，何東健，張建鋒．基于 zigBee的農(nóng)業(yè)信息無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)研究與實(shí)現(xiàn)口[J]．傳感器與微系統(tǒng)， 20xx， 29(7)： 15． [4]武風(fēng)波，強(qiáng)云霄．基于 zigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程無(wú)線溫濕度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]．西北大學(xué)學(xué)報(bào)， 20xx， 38(5)： 732— 733． [5]楊燁，董惠．基于 zigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) [J]，測(cè)控技術(shù)，20xx(17)： 141— 142． [6]齊文新，魯涵，孫慶虎 等 ．基于 GPRS技術(shù)的溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)， GREENHOUSE HOUTICULTURE， 38— 39。 [7]張杰，胡世安，龍子夜 等 ．基于 GPRS的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其應(yīng)用探討 [J]，電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)， 20xx， (增刊 )： 154— 157． [8]趙申，蔣鈴鴿．基于 GPRS的無(wú)線數(shù)據(jù)采集與傳輸終端叨．通信與計(jì)算機(jī)， 20xx，(8)： 130— 132． 致謝 歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫(xiě)完，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師 冷紅英 老師， 他 對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。 另外，在校圖書(shū)館查找資料的時(shí)候，圖書(shū)館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師表示最中心的感謝！ 感謝 這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒(méi)有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫(xiě)作。 感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫(xiě)論文的過(guò)程中給予我了很多你問(wèn)素材，還在論文的撰寫(xiě)和排版燈過(guò)程中提供熱情的幫助。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫(xiě)論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正！ 四川師范大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) 21