【正文】 開始初始化N是否有工作命令？Y發(fā)出超聲波啟動(dòng)定時(shí)器延時(shí)開中斷N是否有返回的波？Y讀時(shí)間讀數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)束 超聲波測(cè)量流程單片機(jī)將傳送回來(lái)的數(shù)據(jù)處理程序如下void timer0(void) interrupt 1{ TH0=0x00。脈沖的產(chǎn)生與超聲波發(fā)射，超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 } }　雪深的軟件設(shè)計(jì)本模塊采用時(shí)間差測(cè)距法。 return。 t_count=TH0*256+TL0。 TR0=1。amp。 while(1) { state_new=F_in。 TH0=0。 unsigned char temp_flag=0。將風(fēng)速信號(hào)通過(guò)RC濾波和整形后接到定時(shí)計(jì)數(shù)器0的外部輸入端T0，通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)（由定時(shí)計(jì)數(shù)器1完成準(zhǔn)確定時(shí)1S）計(jì)數(shù)器的值，即可完成風(fēng)速測(cè)量。 return gray。 gray ^= (grayamp。 while(mask!=0x0001){ u16 mask=0x8000。*/} 風(fēng)向測(cè)量的軟件設(shè)計(jì)開始初始化讀取格雷碼轉(zhuǎn)換格雷碼返回 風(fēng)向測(cè)量流程在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，只須將7位格雷碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制既可被單片機(jī)使用，其法則是保留格雷碼的最高位作為自然二進(jìn)制碼的最高位，而次高位自然二進(jìn)制碼為高位自然二進(jìn)制碼與次高位格雷碼相異或。啟動(dòng)AD574進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換,result=AD574()。result。uintmain(void)返回12位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果0x0f))。amp。((uint)(ADHI4)+*//**//*ADCOM=0。w=0。產(chǎn)生CE=1*//*{*/uint/*adbusy=P1^0。WRw=P3^6。RDr=P3^7。unsigneduintCS=0使R/C=1,XBYTE[0xff7d]ADHICS=0使R/C=1,XBYTE[0xff7f]ADLOCS=0使A0=0,XBYTE[0xff7c]sbincludeinclude definedb }　氣壓測(cè)量的軟件設(shè)計(jì)由于本模塊采用AD574連接，所以直接將AD574傳來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)信號(hào)既可。*(p_nalue+1)=s_read_byte(ack)。If(data)reeor+=1。i65535。break。Break。S_transstart()。初始化傳輸開始Y通訊中斷？復(fù)位發(fā)送測(cè)量命令NSHT11完成？成？Y重新啟動(dòng)SKC傳送數(shù)據(jù)和校驗(yàn)和返回 SHT11測(cè)量和傳送流程下式為濕度度讀取程序Char smeasure(unsigned char*pvalue,unsigned char *p_checksum,unsigned char mode) {Unsigned char error=0。通訊在確認(rèn)CRC數(shù)據(jù)位后停止。為表明測(cè)量完成，SHT11會(huì)使數(shù)據(jù)線為低，此時(shí)控制器必須重新啟動(dòng)SKC，然后傳送兩字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)與1字節(jié)CRC校驗(yàn)和。如果與SHT11傳感器的通訊中斷，下列信號(hào)順序會(huì)使串口復(fù)位：即當(dāng)DATA線處于高電平時(shí)，觸發(fā)SKC9次以上（含9次），此后應(yīng)接著發(fā)一個(gè)“傳輸開始”命令。return(tt)。t=t|a。t=b。 //讀取溫度寄存器等（共可讀9個(gè)寄存器） 前兩個(gè)就是溫度a=ReadOneChar()。WriteOneChar(0xCC)。 // 跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作WriteOneChar(0x44)。Init_DS18B20()。uint t=0。開始開始跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作讀取溫度寄存器啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換返回返回 MCS51讀取溫度函數(shù)ReadTemperature(void){uchar a=0。4　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)選用兩片單片機(jī)，所以，每片單片機(jī)都需要有不同的工作開始初始化讀取中斷？讀取溫度數(shù)據(jù)讀取濕度數(shù)據(jù)讀取氣壓數(shù)據(jù)讀取風(fēng)向數(shù)據(jù)讀取風(fēng)速數(shù)據(jù)讀取超聲波數(shù)據(jù)發(fā)送給另一片單片機(jī)返回 從機(jī)工作流程開始初始化接收到從機(jī)的信號(hào)？接收數(shù)據(jù)保存結(jié)束NY 主機(jī)工作流程　數(shù)據(jù)測(cè)量的軟件設(shè)計(jì)　溫度測(cè)量的軟件設(shè)計(jì)根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。根據(jù)單片機(jī)端口內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，這些端口的端口線可以直接相連，從而使兩單片機(jī)之間并行通信接口的實(shí)現(xiàn)不用另外的硬件電路設(shè)備。如果系統(tǒng)要求擴(kuò)充的資源是對(duì)外連接的串口，或?qū)ο嗷ブg的數(shù)據(jù)傳送有一定的速度要求，則單片機(jī)的串口就不能用作系統(tǒng)內(nèi)兩單片機(jī)的通信接口了。一個(gè)AT89C51的單片機(jī)內(nèi)部包含有RAM、FLASHROM、兩個(gè)或者三個(gè)16位的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、一個(gè)通用異步串行通信控制器（UART）等多種資源。由于AT89C51單片機(jī)具有性能穩(wěn)定、工作可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此其應(yīng)用相當(dāng)廣泛。計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)據(jù)就是超聲波所經(jīng)歷的時(shí)間，通過(guò)換算就可以得到傳感器與障礙物（即雪深）之間的距離。試驗(yàn)證明超聲波在空氣中傳輸?shù)淖罴咽褂妙l率為40KHz，故本系統(tǒng)采用型號(hào)為TCT4016T/R壓電式超聲波換能器，并實(shí)現(xiàn)AT89C51對(duì)TCT4016T/R的控制。風(fēng)速單位時(shí)間的計(jì)數(shù)的值，每分鐘采集60次，去掉最大和最小值后多次求平均值，然后用公式V=。定時(shí)計(jì)數(shù)器0工作在16位計(jì)數(shù)方式。前面分析過(guò)，可以通過(guò)計(jì)數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)。伏數(shù)（V）0　風(fēng)速本模塊采用長(zhǎng)春氣象研究所的三杯式風(fēng)杯組件。315176。225176。135176。45176。其結(jié)構(gòu)是一個(gè)具有9管腳的芯片，在連接時(shí)管腳3～～；將風(fēng)向的7位格雷碼通過(guò)RC濾波后經(jīng)史密特整形后接到預(yù)處理電路中，把每位格雷碼和對(duì)應(yīng)的風(fēng)向做成表格，通過(guò)查表法實(shí)現(xiàn)風(fēng)向測(cè)量。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，,應(yīng)按照周期對(duì)氣壓的最低靈敏度出來(lái)確定周期及頻率測(cè)量的分辨率。該傳感器的輸出為：周期（頻率）與氣壓相關(guān)的TTL電平的矩形波信號(hào)和一個(gè)工作溫度呈線性關(guān)心的0～5V的模擬電壓信號(hào)。其濕度值輸出：SHT11可通過(guò)I2C總線直接輸出數(shù)字量濕度值，其相對(duì)濕度數(shù)字輸出特性曲線如圖3所示。 DS18B20與單片機(jī)的連接　濕度本模塊是實(shí)現(xiàn)濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)下位機(jī)（AT89C51）直接控制SHT11，將得到的濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行濕度數(shù)據(jù)的保存，分析處理。系統(tǒng)程序分傳感器控制程序和儲(chǔ)存兩部分，傳感器控制程序是按照DS18B20的通信協(xié)議編制?！∠到y(tǒng)測(cè)量電路的硬件設(shè)計(jì)　溫度：溫度傳感器DS18B20將被測(cè)環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成帶符號(hào)的數(shù)字信號(hào)（以十六位補(bǔ)碼形式，占兩個(gè)字節(jié)），輸出腳I/，傳感器采用寄生電源供電。該接口使用了一個(gè)8位端口（P3）和4根控制信號(hào)線。主從并行通信接口的特點(diǎn)是兩單片機(jī)之間能夠通過(guò)并行通信接口將數(shù)據(jù)發(fā)送到對(duì)方，這種方法要求有單片機(jī)A（負(fù)責(zé)接收和處理數(shù)據(jù)的單片機(jī)）處在主機(jī)狀態(tài)，單片機(jī)B（負(fù)責(zé)收集和發(fā)送的單片機(jī)）處在從機(jī)狀態(tài)。其中，一個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送，另一個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接受和處理。（7）由于單片機(jī)管腳個(gè)數(shù)的限制，～，在傳送數(shù)據(jù)的時(shí)候需要先中斷壓力傳感器的數(shù)據(jù)的采集，對(duì)壓力數(shù)據(jù)采集的時(shí)候再關(guān)閉通信的中斷信號(hào)。（6）由于本系統(tǒng)采用振筒式壓力傳感器，需要將頻率轉(zhuǎn)換成電壓值，所以需要在二者之間連接一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2，這就是所謂的時(shí)間差測(cè)距法。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。電器方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。 AT89C51與AD574的接口電路 為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多超聲波發(fā)生器。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)后，先將轉(zhuǎn)換后的12位A/D數(shù)據(jù)的高8位讀進(jìn)8051，然后再將低4位讀進(jìn)8051。，其中還使用了三態(tài)鎖存器74LS373和74LS00與非門電路，邏輯控制信號(hào)由(CS、R/C和A0)8051的數(shù)據(jù)口P0發(fā)出，并由三態(tài)鎖存器74LS373鎖存到輸出端Q0、Q1和Q2上，用于控制AD574的工作過(guò)程。CECSR/C12/8A0工作狀態(tài)0XXXX禁止X1XXX禁止100X0啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換器100X1啟動(dòng)8位轉(zhuǎn)換器101+5VX12位并行輸出有效1010V0高8位并行輸出有效1010V1低4位并行輸出有效如果需AD574工作于單一模式，只需將CE端接至+5V電源端，和A0接至0V，僅用端來(lái)控制A/D轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)和數(shù)據(jù)輸出。當(dāng)12/8=1時(shí)，數(shù)據(jù)以12位并行輸出，當(dāng)12/8=0時(shí)，數(shù)據(jù)以8位分兩次輸出。當(dāng)A0=1時(shí)，按8位A/D轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行。12/8和A0端用來(lái)控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。本系統(tǒng)采用AD574作為模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)間的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換功能器件。為滿足不同的檢測(cè)和控制任務(wù)的需求，大量結(jié)構(gòu)不同、性能各異的A/D轉(zhuǎn)換電路應(yīng)運(yùn)而生，在精度、價(jià)格和速度方面也千差萬(wàn)別。本模塊采用定時(shí)計(jì)數(shù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。測(cè)出頻率就可以計(jì)算出風(fēng)速，V=：0～60M/S；分辨率：。 格雷碼與二進(jìn)制碼對(duì)照表十進(jìn)制碼自然二進(jìn)制碼格雷碼十進(jìn)制碼自然二進(jìn)制碼格雷碼000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000風(fēng)速傳感器：采用長(zhǎng)春氣象研究所的三杯式風(fēng)杯組件，信號(hào)變換電路為霍爾集成電路。滿足系統(tǒng)的要求。每組格雷碼有7位代表一個(gè)風(fēng)向。其工作原理是由風(fēng)標(biāo)轉(zhuǎn)軸連接一個(gè)由風(fēng)向標(biāo)帶動(dòng)的7位格雷碼光碼盤組成，碼盤由七個(gè)等分的同心圓組成，由內(nèi)到外分別作0、2222227等分，相鄰每份作透光與不透光處理，通過(guò)位于碼盤兩側(cè)同一半徑上的7對(duì)光電耦合器件輸出相應(yīng)的7位格雷碼，碼盤的上面安裝有一組（7個(gè)）紅外發(fā)光二極管，傳感器的輸出方式為7位格雷碼。拾振線圈拾檢出振動(dòng)筒的頻率變化之后,一方面限幅放大、整形后輸出頻率信號(hào),另一方面正反饋給激振線圈維持振動(dòng)筒的振動(dòng)。振動(dòng)筒可以等效為一個(gè)二階強(qiáng)迫振蕩系統(tǒng)，筒內(nèi)氣體壓力的變化引起了筒的形狀變化，從而改變了筒的振動(dòng)頻率，通過(guò)該頻率的變化可達(dá)到測(cè)量壓力的目的。 氣壓傳感器：氣壓傳感器采用振筒式壓力傳感器，主要由激振線圈、拾振線圈、振動(dòng)筒、外保護(hù)筒及底座等部分組成。濕度傳感器：通過(guò)單片機(jī)（AT89C51）直接控制SHT11傳感器，將得到的濕度數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送到本單片機(jī)，并實(shí)現(xiàn)濕度數(shù)據(jù)的保存、分析和處理。它具有體積小，接口方便，傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。溫度傳感器DS18B20將被測(cè)環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成帶符號(hào)的數(shù)字信號(hào)（以十六位補(bǔ)碼形式，占兩個(gè)字節(jié)），傳感器可置于離裝置150米以內(nèi)的任何地方，輸出腳I/，傳感器采用寄生外部電源供電。本文介紹的單路溫度測(cè)量裝置已研制成產(chǎn)品，產(chǎn)品經(jīng)測(cè)試在－10℃～＋70℃℃，80℃≤T≤105℃℃，當(dāng)T＞105℃時(shí)誤差為增大到1℃左右。溫度傳感器DS18B20：數(shù)字單總線溫度傳感器是目前最新的測(cè)溫器件，它集溫度測(cè)量，A/D轉(zhuǎn)換于一體，具有單總線結(jié)構(gòu)，數(shù)字量輸出，直接與單片機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)?！鞲衅骷夹g(shù)與應(yīng)用本系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)溫度、濕度大氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向和雪深的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。符合本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。此時(shí)MCS51應(yīng)工作在方式方式方式3。由于AT89C51沒有I2C接口，所以通過(guò)軟件模擬實(shí)現(xiàn)I2C通信；與單片機(jī)串口通信部分采用RS232通信模式，采用MAX232接口芯片。在采用I2C總線的系統(tǒng)中，不僅要求所用單片機(jī)內(nèi)部集成有I2C總線接口，而且要求有用外圍器件內(nèi)部也帶有I2C總線接口。從組成和功能上看，它具有微型計(jì)算機(jī)的含義。一個(gè)向穩(wěn)定可靠，小而廉價(jià)的單片機(jī)方向發(fā)展。該系統(tǒng)具有氣象數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、計(jì)算處理和存儲(chǔ)的功能，它可以連續(xù)自動(dòng)地測(cè)量風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓和雪深等氣象指標(biāo)，各種氣象要素經(jīng)過(guò)傳感器將模擬量轉(zhuǎn)化成相應(yīng)數(shù)字量供采集器定時(shí)處理，經(jīng)單片機(jī)處理及傳輸，實(shí)現(xiàn)資料的存盤和查詢。具體設(shè)計(jì)框架見圖11。第四章：根據(jù)第三章的硬件設(shè)計(jì)思路，