【正文】 } } 第 24 頁 西華大學(xué)虛擬儀器課程 設(shè)計(jì)說明書 附錄 3 實(shí)物照片 。speaker==0) speaker=~speaker。 if(flag1==1amp。 //掃描鍵盤 arm_temp()。 arm_humidity()。amp。 while(1) { Getch()。 TR0=1。 TL0=(655361000)%256。 P1=0x0。 TR1=1。 TH1=0xfd。 // 波特率不倍增 PCON=0x00。 //允許串口中斷 PCON amp。//報(bào)警標(biāo)志 TMOD=0x21。 // 初始化 EEPROM 全部填充 0 ,此子程序只執(zhí)行一次，下一次就必須將其注釋，防止每次上電都被初始化。 SCL = 1。//初始化報(bào)警標(biāo)志 while(1) { speaker=!speaker。北京：北京航空航天出版社， 1990.。 [6] 何立民。單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M]。北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021。 第 21 頁 西華大學(xué)虛擬儀器課程 設(shè)計(jì)說明書 9 參考文獻(xiàn) [1] 胡漢才 .單片機(jī)原理及其接口技術(shù) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2021. [2] 李廣弟等。 謝謝老師給予我悉心的指導(dǎo)，令我獲益頗多且 深受鼓舞 ！ 在此，也衷心感謝 王孝平老師 對(duì)我學(xué)業(yè)上的教導(dǎo)和幫助，給我提供 了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境以及各方面無微不至的關(guān)懷，幫助我很好的完成了設(shè)計(jì) 。措施的綜合運(yùn)用，最大限度地降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。 ① 軟件 的 設(shè)計(jì)融入模塊化、通用化思想，核心的方法就是每個(gè)功能用子程序模塊化，主程序只是對(duì)各個(gè)功能的標(biāo)志位進(jìn)行判斷，依照標(biāo)志位來決定程序的走向，不用的模塊進(jìn)入休息狀態(tài)，以最大新都的降低功耗。除了之外， 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，低成本、模塊化和可擴(kuò)展化是主線。 第 19 頁 西華大學(xué)虛擬儀器課程 設(shè)計(jì)說明書 7 結(jié)論 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)基 功能：一是實(shí)現(xiàn)溫度的連續(xù)監(jiān)測(cè)，并通過數(shù)碼管進(jìn)行監(jiān)顯，如果超限就報(bào)警；二是實(shí)現(xiàn) 濕度 的連續(xù)監(jiān)測(cè)，并通過另一組數(shù)碼管進(jìn)行監(jiān)顯，如果超限就報(bào)警。 系統(tǒng)調(diào)試過程，碰到了很多很多的問題，例如 中英文不同環(huán)境輸入的文字和符號(hào)導(dǎo)致程序在編譯過程中出錯(cuò)，各種各種的錯(cuò)誤。由 于顯示部分要同時(shí)顯示溫度和電壓部分，而系統(tǒng)的顯示又是通過掃描來顯示的，所以完成一次數(shù)碼管的掃描的時(shí)間不能過長，否則數(shù)碼管會(huì)閃爍，數(shù)字顯示不穩(wěn)定，應(yīng)修改延時(shí)子程序，縮短延時(shí)時(shí)間。此次主要采用軟件調(diào)試。而軟件調(diào)試主要是應(yīng)用 keil 軟件進(jìn)行軟件模擬調(diào)試，這種調(diào)試的方法主要適 用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)前期。對(duì)于前兩個(gè)字節(jié)，第一字節(jié)是控制信號(hào)識(shí)別碼（ 01：供暖； 02：通風(fēng)； 03：除濕），后一個(gè)字節(jié)是控制啟動(dòng)或停止（ 01：啟動(dòng)； 02：停止）。然后條用串口讀空間，將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)讀回來，把讀回來的數(shù)據(jù)分成兩路，一路送往顯示控件顯示，另一路拿來與相應(yīng)報(bào)警門限值進(jìn)行比較，如果大于報(bào)警門限值則報(bào)警，反之不報(bào)警。其設(shè)置如圖 所示。 數(shù)據(jù)處理完后就是數(shù)據(jù)顯示，需要完成的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示功能，用到波形圖表顯示控件。 第 16 頁 西華大學(xué)虛擬儀器課程 設(shè)計(jì)說明書 圖 通信協(xié)議設(shè)置 數(shù)據(jù)處理過程，下位機(jī)傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)，在總線中傳輸?shù)氖窍鄳?yīng)書記的 ASCII 碼，我們需要在 LabVIEW 中把接收到的 ASCII 碼轉(zhuǎn)換為其原始數(shù)值，其數(shù)據(jù)傳輸過程是： VISA讀 字節(jié)數(shù)到字節(jié)數(shù)組 索引數(shù)組 — 數(shù)據(jù)處理，其在 LabVIEW中設(shè)置情況如圖 。 圖 界面前面板 當(dāng)上位機(jī)和下位機(jī)連接好后，按下啟動(dòng)按鈕，“啟動(dòng) /停止”指示燈亮，代表系統(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)，通信指示燈亮代表通信正常，煙霧報(bào)警指示燈亮代表現(xiàn)場(chǎng)煙霧濃度已經(jīng)超過設(shè)置的門限值。 LabVIEW 界面設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 界面設(shè)置了四個(gè)可獨(dú)立顯示機(jī)庫環(huán)境因子變化的波形圖表，分別是溫度波形圖表、濕度波形圖表、煙霧濃度波形圖表、光照強(qiáng)度波形圖表。 提供包括數(shù)據(jù)采集， GPIB，串口控制，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等函數(shù)庫。如此循環(huán) 8 次就將一個(gè)字節(jié)寫入存儲(chǔ)器 內(nèi)。 寫字節(jié)子程序： void write_byte(uchar date)； 寫一個(gè)字節(jié) : 數(shù)據(jù)線從高電平到低電平產(chǎn)生寫起始信號(hào) ,15ms 之后將所需寫的位送到數(shù)據(jù)線在延時(shí) 45us，使數(shù)據(jù)穩(wěn)定的寫人器件 內(nèi)。 S t = 1D Q = 1D Q 從 0 到 1D Q = = 1 ?S t = 1S t = 0 復(fù) 位 成 功延 時(shí)S t = = 1 ?YNYN開 始返 回 圖 44 復(fù)位子程序 讀字節(jié)子程序： uchar read_byte()； 讀一個(gè)字節(jié) :數(shù)據(jù)線先從高拉到低電平 1us 以上 ,再使數(shù)據(jù)線升為高電平 ,從而產(chǎn)生讀信號(hào) ,而來自 DS18B20的輸出數(shù)據(jù)在讀時(shí)間片下降之后 15微妙有效。例如 +125℃的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃的數(shù)字輸出為 0191H， ℃的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃的數(shù)字輸出為 FC90H 。 溫度采集子程序： void get_tem()； 功能：讀出 和轉(zhuǎn)化 DS18B20 采集的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)和顯示這些數(shù)據(jù)。頻率 6667HZ 與 6409HZ 將該曲線分為 3 段近似直線，使單片機(jī)在不同的頻率范圍進(jìn)行 不同的線性變換。系統(tǒng)的 555振蕩電路的輸出端 OUTPUT 與 STC89C52 的 T0 相連，系統(tǒng)用定時(shí)器 T2 定時(shí) 1S，用于控制 T0 的計(jì)數(shù)，從而 計(jì)數(shù)出 振蕩電路 1S 內(nèi) 的脈沖個(gè)數(shù)，即振蕩器的振蕩頻率，然后進(jìn)行頻率 信號(hào) 與濕度 信號(hào) 之間的轉(zhuǎn)換。 濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端直接和單片機(jī)的 相連 ， 即單片機(jī)計(jì)數(shù)器的外部信號(hào)輸入端， 系統(tǒng)計(jì)數(shù)器 用 T0 去測(cè)量振蕩電路的振蕩頻率，從而獲得系統(tǒng)的濕度信號(hào)。 濕度信號(hào)采集 及顯示程序 系統(tǒng)將濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換成 頻 率信號(hào) ，并通過 HS1100 的頻率和濕度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將之轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的濕度信號(hào)，并顯示出來。先讓列線全部為低電平“ 0”，如 果沒有鍵按下，行線全部為高電平“ 1”狀態(tài)， 若有任何一個(gè)鍵按下，行線上為非全“１”狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)選用 、 、 、 作行線，、 作列線。 按鍵電路 程序流程圖如圖 42 所示： 開 始判 斷 按 鍵是 否 按下 ？延 時(shí) 消 抖確 認(rèn) 按 鍵按 下 ？等 待 按 鍵 釋 放返 回 按 鍵 值結(jié) 束YYNN 圖 42 按鍵掃描程序 鍵盤處理 程序的任務(wù)是：確定有無鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么，還要削除按鍵在閉合或斷開時(shí)的抖動(dòng)。主程序見附錄，程序框圖如圖 41 所示： 第 10 頁 西華大學(xué)虛擬儀器課程 設(shè)計(jì)說明書 開 始初 始 化1 2 8 6 4 顯 示 基本 信 息按 鍵 掃 描供 暖 鍵 按下 ？通 風(fēng) 鍵 按下除 濕 健 按下無 按 鍵 按下N N N開 始 供 暖 通 風(fēng) 除 濕標(biāo) 志 位 清 零 ，關(guān) 閉 通 風(fēng)采 集 溫 度 數(shù) 據(jù)YYYY溫 度 數(shù) 據(jù) 處 理顯 示采 集 煙 霧 傳 感器 數(shù) 據(jù)是 否 有 超過 閥 值報(bào) 警Y采 集 光 照 強(qiáng) 度數(shù) 據(jù)N光 照 數(shù) 據(jù) 處 理顯 示判 讀 是 否濕 度 數(shù) 據(jù)得 到 ?濕 度 數(shù) 據(jù) 處 理顯 示Y發(fā) 送 采 集 數(shù) 據(jù)清 除 緩 存 區(qū)N 圖 41 主程序流程框圖 第 11 頁 西華大學(xué)虛擬儀器課程 設(shè)計(jì)說明書 按鍵掃描程序 每個(gè)按鍵有它的行值和列值，行 值和列值的組合就是識(shí)別這個(gè)按鍵的編碼。 主程序 在系統(tǒng)進(jìn)行 初 始化之后，程序進(jìn)入主循環(huán)，主循環(huán)中包括了 鍵盤掃描、溫濕度信號(hào)的采集、 LED 顯示 循環(huán)、按鍵檢測(cè) 、數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 、報(bào)警和 極限值的 設(shè)置。在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，用到了單片機(jī) 的 3 個(gè) 基本功能模塊：時(shí)鐘模塊、串口通信模塊和普通 I/O 模塊。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS) ABS 文件由OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編 輯 C 或匯編源文件 。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì) 。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具， Windows 界面。下位機(jī)程序主要包括主程序、 溫濕度信號(hào)采集 轉(zhuǎn)換程序、 存儲(chǔ)程序、 鍵盤掃描程序、顯示程序和串口通信程序，這些程序主要由 Keil C51 實(shí)現(xiàn)?？刂瞥绦蚴菍?duì)被控對(duì)象進(jìn)行采樣、數(shù)據(jù)處理、根據(jù)控制 、 算法進(jìn)行計(jì)算和輸出等。這種思路對(duì) 于可 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，而節(jié)約程序存儲(chǔ)空間。 系統(tǒng) 采用 了 功能 模塊化的軟件實(shí)現(xiàn)方法， 這樣 軟件的總體設(shè)計(jì)就變得清晰了。系統(tǒng)中下位機(jī)的串口信號(hào)是 TTL 電平，因此需外加電平轉(zhuǎn)換電路。其原理圖如 圖 314 所示 煙霧報(bào)警T19012R381KVCC1GND溫度報(bào)警T59012R471KVCC2GND濕度報(bào)警T79012VCC3光照?qǐng)?bào)警T69012R481K4GNDGNDR491KRXDT0T1 圖 37 報(bào)警電路 系統(tǒng)通過串口將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)上傳到 PC 機(jī)，以達(dá)到上位機(jī)監(jiān) 測(cè)的目的。 第 7 頁 西華大學(xué)虛擬儀器課程 設(shè)計(jì)說明書 R 2 21KV C CJ D Q 2J D Q T 7 1D51 N 4 1 4 8123J6繼電器輸出R 1 41KV C CJ D Q 1J D Q T 7 1D41 N 4 1 4 8123J5繼電器輸出R 2 31KV C CJ D Q 3J D Q T 7 1D61 N 4 1 4 8123J7繼電器輸出R 2 61KV C CJ D Q 4J D Q T 7 1D71 N 4 1 4 8123J9繼電器輸出P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3繼 電 器 控 制 模 塊T99 0 1 3T 1 09 0 1 3T 1 19 0 1 3T 1 29 0 1 3 圖 35 繼電器控制電路 LCD12864 顯示電路 GNDVCCR3710KW3103VCCGND G