【正文】 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。 不論是自學(xué)能力，還是專業(yè)知識(shí)，都有大幅度的提高?？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。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。 4） LED 顯示驅(qū)動(dòng)和編程。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。此步驟的主程序及中斷程序的程序流程圖如圖 所示。 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。 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。 f) 命令號(hào)：一個(gè)字節(jié)的命令名，具體參見通訊命令表。 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。 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。 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。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 。 為了方便軟件的通用性，本設(shè)計(jì)使用匯編語言。流程圖見 。這種思路對(duì)于可以重復(fù)使用的子程序顯得尤為優(yōu)越，因?yàn)椴粌H程序結(jié)構(gòu)清晰，而且節(jié)約程序空間。 模塊工作原理如下：從 PIC 單片機(jī)控制模塊傳來的電機(jī)輸入脈沖以及方向控制信號(hào)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，由于電機(jī)步數(shù)與料量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)完成之后放料機(jī)構(gòu)便會(huì)放出相應(yīng)重量的飼料，從而實(shí)現(xiàn)了飼料的準(zhǔn)確配給。 米的步進(jìn)電機(jī) 。 （ 2）選型指導(dǎo) 要使系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，選型是比較重要的一環(huán)。 驅(qū)動(dòng)器的供電電壓：驅(qū)動(dòng)器電壓是判斷驅(qū)動(dòng)器升速能力的標(biāo)志。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 步進(jìn)電機(jī)的選擇 飼料投放機(jī)構(gòu)需要用電機(jī)來帶動(dòng)，在直流電機(jī)、交流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)這幾種常用電機(jī)中，我們選用步進(jìn)電機(jī)。 MCLR/VRR 為人工復(fù)位輸入端（低電平有效） /編程電壓輸入端 。 控制模塊對(duì)顯示與人工設(shè)定模塊以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的操作是利用 PIC 單片機(jī)接口的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，進(jìn)入 AT24C64 進(jìn)行查表操作，得出該牛的信息。本系統(tǒng)采用的是兩個(gè) 數(shù)碼管 S05641C（四位七段） ，左邊一側(cè)的數(shù)碼管用于顯示牛號(hào)，從 0001 到 9999，足以滿足大多數(shù)牛場的需要；右邊一側(cè)的數(shù)碼管用于顯示飼料量以及電機(jī)的輸入脈沖數(shù)，當(dāng)在料量顯示狀態(tài)時(shí)以公斤計(jì)，從 1Kg 到 99Kg，并且可以精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。 HD7279A 內(nèi)部具有譯碼器，可直接接受 BCD 碼或 16 進(jìn)制碼，并同時(shí)具有兩種譯碼方式。 （ 引腳圖 及功能 見圖 ） 圖 AT24C64 引腳圖 引腳描述： （ 1） 設(shè)備地址線 A A A0： 作 為設(shè)備地址輸入線 ； （ 2） WP 線：寫保護(hù)輸入，當(dāng)接地時(shí)， 允 許寫操作；接高電平的時(shí)候 VCC，所有的寫操作被抑制；給引腳不接，內(nèi)部把它拉成低電平 GND； （ 3） SCL： SCL 輸入是用于時(shí)鐘信號(hào)，同步數(shù)據(jù)的輸入和輸出 EEPROM； （ 4） SDA： SDA 是一位一位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，形成一個(gè)數(shù)據(jù)串，而不是并行。 (2)定時(shí)器 TMR1 模 塊： 16 位寬的可編程定時(shí)器，也可作為計(jì)數(shù)器，并且可以與捕捉 / 比較 /脈寬調(diào)制 CCP 模塊配合，實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制輸出功能。 (6)運(yùn)行速度高：由于采用了哈佛總線結(jié)構(gòu)，以及指令的讀取和執(zhí) 行采用了流水作業(yè)方式，使得運(yùn)行速度大大提高。 PIC 系列單片機(jī)不僅全部指令均為單字節(jié)指令，而且絕大多數(shù)指令為單周期指令，以利于提高執(zhí)行速度。在一般的單片機(jī)中，指 令總線和數(shù)據(jù)總線是共用的。它 將 PIC 單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)簡單， 指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡練，中斷性能發(fā)達(dá)，低電壓，低功耗在試驗(yàn)中充分得到體現(xiàn)。另外加密程度不高，內(nèi)部無硬件看門狗電路，外部電路更加復(fù)雜 。應(yīng)選用功耗低、電磁兼容性好、可靠性高、保密程度高、內(nèi)置硬件看門狗電路的微控制器。降低功耗，便于 電路順暢，高效率運(yùn)行。 （ 1）模塊化。 (2) 耳標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)對(duì)進(jìn)食的奶牛 進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別 。 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 11 鍵 盤 輸 入 及 L E D 顯 示P I C 單 片 機(jī)E E P R O MM A X 2 3 2步 進(jìn) 電 機(jī)驅(qū) 動(dòng) 器R F I D讀 卡步 進(jìn) 電 機(jī) 圖 31 奶牛自動(dòng)放料系統(tǒng)框圖 ACFCS 基本功能 ASFCS 系統(tǒng)能夠自動(dòng)測定 出奶牛 生長 過程的各項(xiàng)精確數(shù)據(jù)、自動(dòng)生成各種表、自動(dòng)繪制生長性能曲線。 ACFCS 總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 的總體設(shè)計(jì)思路是圍繞著如何實(shí)現(xiàn)低功耗、低成本、高精度展開的。 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 10 3 ACFCS 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 概述 ACFCS 即自動(dòng)喂料控制系統(tǒng)由 奶牛識(shí)別模塊、 PIC 單片機(jī)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和顯 示與人工設(shè)定模塊等四個(gè)控制部分構(gòu)成。 RFID 技術(shù)快速讀取與難以偽造的特性，被廣泛應(yīng)用于身份識(shí)別證件。物流倉儲(chǔ)是 RFID 最有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域之一， UPS， DHL，等國際物流巨頭都在積極試驗(yàn) RFID技術(shù)，使 RFID 技術(shù)能夠大幅提高其物流效率，降低物流成本。 從數(shù)據(jù)容量來看，它 的 標(biāo)簽 中存儲(chǔ)器一般在 1K 以上，并且 可以根據(jù)用戶的需 求進(jìn)行 擴(kuò)充 ，完全可以滿足客戶的要求。 本系統(tǒng)采用了公司 MIFARE 標(biāo)準(zhǔn) IC 卡 MF1 IC S50 作為牛耳標(biāo)的射頻芯片，同時(shí)采 用Philips CL RC632 作讀卡芯片。目前 RFI 標(biāo)簽的成本低頻一般在 3塊錢以下，高頻一般在 4元以下，而超高頻標(biāo)簽一般在元以上。 工作原理如下圖 21 所示 : 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 8 圖 21 RFID 系統(tǒng)的工作原理 RFID 系統(tǒng)方案選型 不同的 RFID 系統(tǒng)決定了其應(yīng)用場合的不同。 RFID 系統(tǒng)的原理 RFID 系統(tǒng)的工作原理 :標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，如果接收到讀寫 器發(fā) 出的特殊射 頻信號(hào)，就能憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息 (即 passive tag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽 )，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào) (即 active tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽 )，讀寫器可無接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的。讀寫器還提供相當(dāng)復(fù)雜的信號(hào)狀態(tài)控制、奇偶錯(cuò)誤校驗(yàn)與更正等功能。電子標(biāo)識(shí)芯片有的比米粒還小，有的則像磚塊一樣大。 (5)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)作了模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性。 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 6 研究內(nèi)容 本文以射頻識(shí)別技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用為背景，以奶牛 自動(dòng)飼喂控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為例，闡述了使用一種 Philips 公司生產(chǎn)的工作于 的典型的射頻 CL RC632 IC 卡進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的方法，所做的工作主要有以下幾方面 : (1)系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，研究 奶牛 自動(dòng)識(shí)別的實(shí)現(xiàn)原理，確定系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)過程與工藝流程，完成硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的檢測，完成硬件各部分元器件的選擇，選取軟件語言等。 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理的高度智能化 系統(tǒng)可以自動(dòng)完成 奶牛 的自動(dòng)識(shí)別， 并能實(shí)時(shí)顯示奶牛的飼料量，從而了解奶牛的成長情況。第 二，徹底實(shí)現(xiàn)奶牛個(gè)性化管理 。但因其成本高，初期投入巨大，目前國內(nèi)采用這種工藝的牛場較少，一般都是存欄量在數(shù)千頭以上的大型牛場。但是由于飼料的重量是靠人工把握的，不可避免會(huì)出現(xiàn)誤差，當(dāng)料量偏少時(shí)奶牛吃不飽，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)奶量減少，當(dāng)料量偏多時(shí)奶牛長膘過多，也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)奶量減少，使奶農(nóng)遭受經(jīng)濟(jì)損失。 從 20xx 年三聚氰胺事件中也看出規(guī)?；?、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖奶牛的重要性，由于眾多乳品加工企業(yè)為節(jié)約成本，忽視奶源建設(shè)的重要性，在產(chǎn)業(yè)鏈上游，拋開奶牛這項(xiàng)低投資回報(bào)率的重資產(chǎn)， 把控制力和波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁給奶站 ，從而導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。通過發(fā)展規(guī)?；膛鎏岣咭?guī)模養(yǎng)殖的比重。 國內(nèi)外實(shí)踐證明 ，奶牛養(yǎng)殖規(guī)模化、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化是發(fā)展現(xiàn)代奶牛養(yǎng)殖業(yè)的必由之路。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。 奶牛識(shí)別模塊是基于 MF1 IC S50 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。南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 1 摘要 RFID (Radio Frequency Identification， 射頻識(shí)別 )是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，在動(dòng)物的飼養(yǎng)、運(yùn)輸、屠宰及產(chǎn)品的加工和流通等環(huán)節(jié)可以實(shí)施全過程、全位的有序管理和監(jiān)控，因而得到了廣泛使用。控制模塊是通過 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。 關(guān)鍵詞： RFID PIC 單片機(jī) 控制 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 南京林業(yè)大學(xué) 20xx 年畢業(yè)論文 2 ABSTRACT RFID (Radio Frequency Identification) is an untouched automatic identification technique, which was widely used because it can manage monitor efficiently in the whole process of breeding, transportation and slaughtering of animals and the manufacture and circulation. RFID technique was selected to implement of cow identification according to the parison of several automated identification techniques. An intact automated cow feeding control system (ACFCS) applied in the scale cow was proposed in this study. Automatic Cow Feeding System is posed of four parts， such as cow identification module , PIC MCU control module, the motordriving module and display and artific