【正文】 rely()。 ////溫度采集子程序 } else displys()。 max_v==0) { ad_tem()。 ET0=0。 TH0=(655361000)/256。 //波特率設(shè)置為 9600 TL1=0xfd。= 0x00?！? speaker=1。 } SDA = 1。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。[3] 楊振江、[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2022.[4] C 語言編程 MCS51 單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2022.[5] 任萬強(qiáng)、劉忠菁。感謝王老師對課程設(shè)計(jì)論文的評審。2. 降低成本的措施方面，在滿足性能的前提下，盡量選擇低成本元件，降低對傳感器的線性的要求等。在實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)的對話方面，除了在下位機(jī)有顯示界面外，還利用 RS232 串口，實(shí)時上傳溫、濕度數(shù)據(jù)到 PC 機(jī)端，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。顯示還有一個問題就是設(shè)置時，相應(yīng)的設(shè)置位閃爍顯示，這個程序使用單片機(jī)的定時中斷來做的，將單片機(jī)的定時器定為 1ms，計(jì)數(shù)一個標(biāo)志位FLAG，當(dāng)這個數(shù)計(jì)數(shù)到 500 時，也就是定時 ，系統(tǒng)就將相應(yīng)的標(biāo)志位 flag1 取反，在顯示程序根據(jù) flag 的值，讓相應(yīng)位半秒中亮，半秒鐘滅，這樣就形成閃爍了。其特點(diǎn)就是成本較低，容易發(fā)現(xiàn)軟件中的一些錯誤。在發(fā)送控制進(jìn)行處理和顯示，在控制部分是通過串口向下發(fā)送一幀控制數(shù)據(jù)（共十個字節(jié)） ，前兩個字節(jié)是控制信號，后八個字節(jié)用于設(shè)置煙霧報(bào)警、光照報(bào)警、濕度報(bào)警和溫度報(bào)警的門限值。和數(shù)據(jù)顯示圖表顯示控件。LabVIEW 相應(yīng)的通信協(xié)議設(shè)置，波特率設(shè)置為 9600，數(shù)據(jù)位 8，校驗(yàn)位 0，停止位 LabVIEW 中的設(shè)置如圖 所示。操作方便、界面美觀、顯示直觀、控制精細(xì)。然后在將 DQ 拉高，為寫下一位做準(zhǔn)備。本實(shí)驗(yàn)沒有考慮溫度小于 0 的情況，為了方便后面程序的編寫，這里乘的是 ，處理時只要在顯示程序中加入小數(shù)點(diǎn)即可。 溫度信號采集及顯示系統(tǒng)的溫度信號是由數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 采集，DS18B20 是一種一線溫度傳感器，它的輸出信號就是數(shù)字信號，不需要經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換。在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理部分，主要是確定頻率與相對濕度值之間的計(jì)算關(guān)系。在有鍵按下后，逐行檢查哪根行線為“0”狀態(tài)，即可查出是哪個按鍵。兩個并行口中，一個輸出掃描碼，使按鍵逐行動態(tài)的接地，另一個并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號共同形成鍵編碼而識別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能。然后周而復(fù)始地進(jìn)行主循環(huán)程序。 主程序軟件流程 初始化程序系統(tǒng)初始化是為了在系統(tǒng)進(jìn)入主程序循環(huán)之前，做好必要的準(zhǔn)備工作。uVision4 是 keil c 的 Windows 集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)包括管理程序和控制程序兩部分，管理程序包括 LED 顯示的動態(tài)刷新、控制指示燈、處理鍵盤的掃描和響應(yīng)。故下位機(jī)選用的 RS232通信芯片為 Maxim 公司的 MAX232BO/EAIM_Sin+outL38 串口通信電路 第 9 頁西華大學(xué)虛擬儀器課程設(shè)計(jì)說明書4 軟件設(shè)計(jì)本章將介紹軟件的總體設(shè)計(jì)。CPU 發(fā)送一個控制信號控制蜂鳴器響。輸出電容 C4 是用來對輸出濾波以及提高環(huán)路的穩(wěn)定的。系統(tǒng)選用了美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的開關(guān)穩(wěn)壓集成電路 LM2576，LM2576 內(nèi)部集成了一個固定的振蕩器，只須極少外圍器件便可構(gòu)成一種高效的穩(wěn)壓電路。采用開關(guān)穩(wěn)壓電源來替代線性穩(wěn)壓電源作為 MCU 電源的另一個優(yōu)勢是：開關(guān)管的高頻通斷特性和串聯(lián)濾波電感的使用對來自于電源的高頻干擾具有較強(qiáng)的抑制作用。而開關(guān)電源調(diào)節(jié)器則是以完全導(dǎo)通或關(guān)斷的方式工作，工作時要么是大電流流過低導(dǎo)通電壓的開關(guān)管，要么是完全截止無電流流過。其中，充放電時間為：T 充電=C(R14+R15)In2 (31)T 放電=CR15In2 (32)因而，輸出的方波頻率為：f=1/(T 充電+T 放電)=1/[C(R14+2R15)In2] (33)通過這種信號轉(zhuǎn)換方式，濕度測量電路就能將濕度信號轉(zhuǎn)換成頻率信號，并將之送入單片機(jī)的計(jì)數(shù)器 T0，計(jì)數(shù)除 1S 的脈沖個數(shù)，即振蕩器的輸出頻率，然后進(jìn)行頻率和相對濕度信號之間的轉(zhuǎn)換，這樣就可以測出環(huán)境的濕度信號。 第 5 頁西華大學(xué)虛擬儀器課程設(shè)計(jì)說明書如圖 35 所示，集成定時器 555 芯片外界電阻 R1R15 與濕敏電容 RH 構(gòu)成了對 C的充電電路，并將引腳 6 相連引入到片內(nèi)比較器，構(gòu)成一個典型的多些振蕩器，即方波發(fā)生器，這樣就能將環(huán)境濕度的變化轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)頻率的變化。、 、 作 第 4 頁西華大學(xué)虛擬儀器課程設(shè)計(jì)說明書行線，P0 P04 作列線。復(fù)位電路采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。外接的電容值的大小會影響振蕩器頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，其振的快速性。時鐘電路采用的是內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。 本系統(tǒng)能夠獨(dú)立完成對溫度、濕度的采集、檢測、計(jì)算和邏輯處理，并能夠與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以完成測量、監(jiān)控、報(bào)警等功能，具體如下: ① 數(shù)據(jù)采集功能 模擬量采集：即實(shí)時采集室內(nèi)溫度和濕度等模擬信號，作為系統(tǒng)執(zhí)行的判斷依據(jù)。? 現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力并具有存儲、遠(yuǎn)程通信功能。系統(tǒng)在滿足用戶對室內(nèi)的溫、濕度的鍵盤控制需求的基礎(chǔ)上，下位機(jī)還可以根據(jù)用戶設(shè)置的室內(nèi)溫度、濕度極限值值啟停排風(fēng)、進(jìn)風(fēng)等設(shè)備，保證室內(nèi)溫濕度值的相對穩(wěn)定。 第 2 頁西華大學(xué)虛擬儀器課程設(shè)計(jì)說明書2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究開發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容是系統(tǒng)的硬件及軟件系統(tǒng)，其中控制面板和系統(tǒng)軟件為自主設(shè)計(jì)，其它常規(guī)傳感器、輔助設(shè)備等采用集成的方法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榭諝赓|(zhì)量是健康生活的一個重要保障。雖然去除空氣污染，提高空氣質(zhì)量的辦法有多種，可以通過減少污染源，過濾空氣和使用活性炭吸附等辦法，以達(dá)到改善空氣質(zhì)量的目的。各種新型建筑材料、裝修材料、日用化學(xué)品進(jìn)入住宅，成為室內(nèi)空氣的主要污染源。系統(tǒng)以 STC89C52單片機(jī)為核心，分別以 DS18BHS1101 作為溫、濕度信號的測量元件，而繼電器則用來控制通風(fēng)設(shè)備的啟動與停止。在室內(nèi)通風(fēng)控制系統(tǒng)中，不僅要實(shí)現(xiàn)信號的采集、數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示、極限值的存儲、超限報(bào)警等輔助功能，還要實(shí)現(xiàn)上位機(jī) LabVIEW 界 PC 機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)的中心，通過 RS232 總線與單片機(jī)通信，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)，并行顯示。與此同時，空調(diào)的使用和普及使得室內(nèi)通風(fēng)率比以前明顯下降，造成住宅室內(nèi)污染空氣的累積，致使室內(nèi)的空氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化。專家指出，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的最有效的辦法還是通風(fēng)。世界衛(wèi)生組織“健康住宅”標(biāo)準(zhǔn)的 15 條中就有 8 條跟室內(nèi)空氣質(zhì)量有關(guān)，這些都是提高生活品質(zhì)的主要標(biāo)志：節(jié)約能源、建筑節(jié)能等。系統(tǒng)通過各傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，并在 LabVIEW 界面顯示。 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)要完成的設(shè)計(jì)功能如下:? 實(shí)現(xiàn)對房間溫度、濕度參數(shù)的實(shí)時采集。 第 3 頁西華大學(xué)虛擬儀器課程設(shè)計(jì)說明書? 通信系統(tǒng)要具有較高的可靠性、較好的實(shí)時性和較強(qiáng)的抗干擾能力。 ② 人機(jī)對話界面 采用按鍵設(shè)置系統(tǒng)各項(xiàng)極限值值，并通過 LCD 和上位機(jī)顯示系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz,電容選擇電容值約為 22PF 的陶瓷電容。鍵盤電路采用矩陣式鍵盤，鍵盤上的鍵按行列構(gòu)成矩陣，在行列的交點(diǎn)上都有對應(yīng)的一個鍵。其原理設(shè)計(jì)圖如圖 32 所示： EA/圖 31 最小系統(tǒng)框圖 濕度測量電路 濕度測量電路實(shí)現(xiàn)環(huán)境濕度信號與頻率信號的轉(zhuǎn)換，其輸出的頻率信號與相對濕度值相對應(yīng)。另外，R17 是防止輸出短路的保護(hù)電阻，R16 用于平衡溫度系數(shù)。 溫度測量電路 溫度檢測采用基于單總線數(shù)字傳感器 DQ 接 用于溫度的采集和數(shù)據(jù)的輸出其原理圖設(shè)計(jì)如圖 37 所示：圖 33 溫度信號檢測電路 系統(tǒng)電源電路嵌入式控制系統(tǒng)的 MCU 都需要一個穩(wěn)定的工作電壓才能可靠工作。因此，開關(guān)穩(wěn)壓電源的功耗極低，而且其平均工作效率可達(dá) 70%~90%。此外，由于開關(guān)穩(wěn)壓電源“熱損失”的減少，設(shè)計(jì)時還可提高穩(wěn)壓電源的輸入電壓，這有助于提高交流電壓抗跌落干擾的能力。而且 LM2576 的熱損失較小，內(nèi)部還有完善的保護(hù)電路，因此可以