【正文】 利用溫度 /濕 度傳感器對糧倉監(jiān)測點(diǎn)的溫濕度進(jìn)行采集和存儲和系統(tǒng)能夠預(yù)設(shè)監(jiān)測點(diǎn)溫濕度的上下限值，并通過顯示電路將測得的溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對不同監(jiān)測點(diǎn)最適合溫濕度預(yù)設(shè)值的調(diào)整和修改。對于溫濕度多點(diǎn)采集，在這里會采集兩個(gè)點(diǎn)，通過采用兩個(gè)溫濕度傳感器 DHT11 來實(shí)現(xiàn)獲取該溫濕度值。 最后，通過硬件調(diào)試使得硬件電路的各部分正常工作，達(dá)到了調(diào)試的目的。開始檢測溫濕度值并進(jìn)行設(shè)置，可 是怎么設(shè)置都一直報(bào)警，以為電路板無緣無故的壞掉了。所以可以判斷是復(fù)位按鈕壞了或者是連接錯(cuò)誤，經(jīng)過檢查復(fù)位按鈕連錯(cuò)了。用萬用表檢查的結(jié)果是單片機(jī)出現(xiàn)了短路，去掉短路線后，單片機(jī)能正常工作。需要注意的是，在加電狀態(tài)下，不能拔插任何集成電路芯片，以免損壞芯片。把有錯(cuò)誤的地方則重新焊接，接著繼續(xù)接上電源。在通電過程中時(shí)刻觀察電路元器件是否有異常情況，如果某些芯片有發(fā)燙等異常情況就馬上斷開電源。根據(jù)硬件邏輯電路圖，使用萬用表的歐姆檔檢查每個(gè)點(diǎn)的鏈接情況，如果有漏焊、虛焊和錯(cuò)焊的節(jié)點(diǎn)的則重新焊接好。硬件系統(tǒng)調(diào)試主要是對照原理圖用萬用表對各個(gè)管腳進(jìn)行導(dǎo)通測試，在測試過程中發(fā)現(xiàn)個(gè)別管腳不導(dǎo)通，經(jīng)過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)個(gè)別地方走線有虛線。 調(diào)試步驟 硬件電路設(shè)計(jì)使用的是手工焊制電路板，手工制作電路板并檢測具體分為以下幾步： （ 1）首先是硬件電路設(shè)計(jì)，選用需要的元器件并插至電路板上； （ 2）將所用的芯片的功能管腳圖打印出來； （ 3）根據(jù)需要焊接的電路點(diǎn)，對照芯片功能管腳圖進(jìn)行焊接工程； （ 4）完成電路焊接部分后先檢測芯片各個(gè)管腳是否正常工作； （ 5）根據(jù)任務(wù)要求檢測整個(gè)系統(tǒng)功能是否實(shí)現(xiàn)。 硬件測試 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的多點(diǎn)糧庫監(jiān)測系統(tǒng)，能自動簡單的測量糧庫一點(diǎn)的溫濕度并且具有溫濕度超過規(guī)定指標(biāo)進(jìn)行警報(bào)的功 能。 軟件調(diào)試與仿真結(jié)果 在對軟件仿真調(diào)試完成后，系統(tǒng)工作正常，測試結(jié)果基本達(dá)到任務(wù)書要求。第一次按下 此時(shí)調(diào)節(jié)的是溫度值，當(dāng)再次按下中間鍵時(shí)，調(diào)節(jié)的是濕度值， 這樣關(guān)于利用溫度 /濕度傳感器對糧倉監(jiān)測點(diǎn)的溫濕度進(jìn)行采集和存 儲和系統(tǒng)能夠預(yù)設(shè)監(jiān)測點(diǎn)溫濕度的上下限值，并通過顯示電路將測得的溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對不同監(jiān)測點(diǎn)最適合溫濕度預(yù)設(shè)值的調(diào)整和修改。 圖 軟件仿真圖 CL KSTE O COEST1234567887654321OECL KSTE O C30 31 32303132X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X / S S2P 1 .2 /E C I3P 1 .3 /C E X 04P 1 .4 /C E X 15P 1 .5 /CE X 2 /M I S O6P 1 .6 /CE X 3 / S C K7P 1 .7 /CE X 4 /M O S I8P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427R P 2A T 8 9 C51 RC 2R P 3CR Y S T A LR P 43 3 p FR P 53 3 p FS C K6S D A5WP7A01A12A23R P 62 4 C02 C3 0 . 0DQ2V C C3G ND1R P 7DS 1 8 B 2 0O UT 121A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT6O UT 58E O C7OE9CLO C K10O UT 220O UT 714O UT 615O UT 817O UT 418O UT 319I N228I N127I N026A L E22R P 1A DC 0 8 0 8D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3R P 9L M 0 1 6 L71%D 1 01k234567891R P 8RE S P A C K 8R11 0 kL S 1S P E A K E RQ1NP NR21 0 kD1L E D B L U ER31kD2L E D B L U EQ2NP NL S 2S P E A K E RR51 0 kR64 7 0D3L E D B L U ER46 8 0陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 共 41 頁 根據(jù)圖 ，可以知道是否滿足任務(wù)要求，所設(shè)計(jì)的該系統(tǒng)是否能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 41 頁 圖 電源設(shè)置 設(shè)置電源為 5V。 圖 單片機(jī)屬性設(shè)置圖 其中是需要導(dǎo)入由 KEIL軟件生成的 *.hex文件，再是時(shí)鐘頻率為 12MHZ。 電路仿真調(diào)試 在 Proutes 中的仿真非常易于實(shí)現(xiàn)，將需要的電路圖用元器件搭建好，然后單擊左下角 play鍵便可實(shí)現(xiàn)電路仿真。在這種情況下，單擊提示框中的“確定”按鈕，再單擊“ Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對話框。這時(shí)工程管理窗口的文件選項(xiàng)卡中子目錄“ Source Group 1”下出現(xiàn)一個(gè)匯編語言源文件 [18]。文件加入以后，加入文件對話框并不消失，更多的文件也可以利用它加入工程。在這個(gè)對話框的“查找范圍（ I）”下拉列表框中選擇存儲匯編語言源文件的文件夾，在“文件類型（ T）” 下拉列表框選擇“ Asm Source file（ *.a*； *.src）”，這時(shí)存儲的匯編語言源文件將顯示出來。選擇工程管理器窗口的子目“ Source Group 1”，再單擊鼠標(biāo)右鍵打開快捷菜單。在完成文件的第一次存儲以后，當(dāng)對匯編語言源文件又進(jìn)行了修改，再次存儲文件則應(yīng)該選擇菜單“ File→Save”、單擊對應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵 Ctrl +S 實(shí)現(xiàn)文件的保存。 然后在集成開發(fā)環(huán)境中選擇菜單“ File→ Save As”可以完成文件的第一次存儲。 （ 2）匯編，調(diào)試系統(tǒng)程序 Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個(gè)文本編輯器，用該文本編輯器可以 編輯源程序。建立新文件并增加到組。 圖 keil 軟件應(yīng)用圖 （ 1）點(diǎn)擊 project，設(shè)置一些軟件目標(biāo)選項(xiàng)，如圖 。 軟件仿真 在 硬件電路檢查 之前 ， 要考慮之后的硬件電路功能是否可以完全實(shí)現(xiàn) ， 所以需要先對系統(tǒng)的軟件仿真部分進(jìn)行必要的測試。 開始調(diào)全列置零掃描子程序某行有鍵按下延時(shí) 10 毫秒確有鍵按下逐列掃描是否有鍵按下定位調(diào)全列置零掃描子程序按鍵釋放結(jié)束否否否否是是是是陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 41 頁 5 系統(tǒng)調(diào)試及分析 系統(tǒng)調(diào)試 是設(shè)計(jì)過程中最主要的部分，系統(tǒng)調(diào)試主要包括軟件調(diào)試和硬件調(diào)試。 圖 按鍵設(shè)置子程序流程圖 當(dāng)按下設(shè)置開關(guān)后，系統(tǒng)通過延時(shí)時(shí)間來判斷是否有鍵按下， 逐列掃描后確認(rèn)某行有鍵按下，然后定位并響應(yīng)，當(dāng)按鍵釋放后該程序結(jié)束。 按鍵設(shè)置 通過掃描和延時(shí)來確定是否有按下按鍵，并開始確定是否需要執(zhí)行相應(yīng)功能。將芯片的回應(yīng)讀到變量 x，用 以判斷復(fù)位是否成功。再延時(shí)一段時(shí)間，至少 480us，使總線為高電平。 開 始P 1 . 0 清 0延 時(shí) 5 3 7 u sP 1 . 0 置 15 0 u s 是 否 有 低 電 平 ？P 1 . 0 置 1有 2 3 4 u s 低 電 平 ？標(biāo) 志 位 置 1標(biāo) 志 位 置 1結(jié) 束YNYN 圖 復(fù)位子程序流程圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 41 頁 啟動復(fù)位芯片的函數(shù)，使總線為高電平。 復(fù)位 51單片機(jī)發(fā)出復(fù)位脈沖后，總線上的所有 DS18B20芯片都復(fù)位。 報(bào)警 當(dāng)溫濕度超過限值或者設(shè)備故障，會啟動相應(yīng)的報(bào)警程序，報(bào)警子程序流程圖如圖 。當(dāng)進(jìn)行溫濕度采樣后，接著將溫濕度值送顯示，通過指針取設(shè)定值，與已經(jīng)設(shè)定好的設(shè)定值進(jìn)行比較，采用控制算法。 中斷 根據(jù)單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，軟件的中斷流程圖如圖 。其功能實(shí)現(xiàn)過程如圖 。 液晶顯示 1602A 是一種字符型液晶模塊。 子程序設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)主要分為 1602 顯示模塊程序，中斷模塊程序，按鍵設(shè)置模塊程序，報(bào)警電路程序等。 開始LCD 初始化設(shè)置溫濕度上下限讀取溫濕度值顯示溫濕度設(shè)備是否壞 ？判斷溫濕度是否超限 ?報(bào)警 1結(jié)束YNY有人按下 ？YN報(bào)警并啟動設(shè)備溫濕度正常 ？NNY 圖 主程序設(shè)計(jì)流程圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 41 頁 主程序先設(shè)置堆棧，堆棧完后清標(biāo)志，清除暫時(shí)存儲的數(shù)據(jù)，最后再清顯示的數(shù)字，然后進(jìn)行T0 初始化，再進(jìn)行串行口初始化及 CPU 開中斷，掃描鍵盤之后進(jìn)行溫濕度采樣，最后顯示采集所得到的溫濕度數(shù)據(jù)。每個(gè)子程序都有各自獨(dú)立的功能， 這里將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。模塊化編程提高了程序的可讀性，有利于對程序進(jìn)行修改。所以選用蜂鳴器作為報(bào)警系統(tǒng)的主要元件，蜂鳴器控制端口通過三極管和電阻接到單片機(jī) ， 是一個(gè)簡單的使用三極管驅(qū)動的峰鳴音報(bào)警電路。 圖 三極管驅(qū)動的峰鳴音報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)是對糧倉溫濕度的檢測， 當(dāng)糧倉溫度過高時(shí)報(bào)警裝置起作用由單片機(jī)送信號給值班室的人，方便在事故發(fā)生時(shí)人們采取一些緊急的措施。當(dāng) 輸出高電平“ 1”時(shí)，晶體管導(dǎo)通 ，蜂鳴器兩端獲得約 +5V 電壓而鳴叫；當(dāng) 輸出低電平“ 0”時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。 由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的 I/O 口是無法直接驅(qū)動的，所以要利用放大電路 來驅(qū)動，一般使用三極管來放大電流就可以了。 （ 2）蜂鳴器的分類：蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種。其方法是將傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換后，與給定的上限和下限值的參數(shù)進(jìn)行比較，若高于上限或低于下限值報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。指令表如表 。 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙 [14]。 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示。 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)。高電平表示有效，低電平時(shí)無效；指令 4：顯示開關(guān)控制。 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移。 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的，模塊內(nèi)部的控制器有 11 條控制指令。電源地（ VSS） 0V， LCD 驅(qū)動電壓（ Vop） — +。液晶顯示屏如圖 。第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令 [13]。第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平時(shí)讀操作，低電平時(shí)寫操作。第 3腳： VEE 為液晶顯示器對比度調(diào)整端。 表 模塊接口說明 管腳序 名稱 電平 功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC 電源輸入 3 V0 — LCD 驅(qū)動電壓輸入 4 RS H/L RS=H,表示 DB0DB7 為顯示數(shù)據(jù)RS=L，表示 DB