【正文】 真有所欠缺，故不加以說明。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個基本類型。因此，軟件設(shè)計在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。它是目標(biāo)明確的智力活動。在濕度檢測時，通過濕度傳感器感應(yīng)當(dāng)前空氣環(huán)境濕度，采用PID運算進(jìn)行設(shè)計，從而實現(xiàn)濕度的檢測與調(diào)節(jié)，以驅(qū)動風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的改變，由于該模塊在仿真中不易檢測，故在該軟件設(shè)計中主要闡述危險氣體檢測程序、溫度檢測程序等子程序。該系統(tǒng)軟件按部分主要實現(xiàn)3個部分：第一是核心控制程序，要求電機(jī)的PWM調(diào)速控制；第二是有害氣體檢測程序；第三是DS18B20和DHT11的室內(nèi)溫濕度檢測程序。l 鍵盤控制模塊：本部分作用主要是設(shè)定溫度閥值，通過鍵盤輸入操作，將檢測出來的當(dāng)前溫度與閥值作比，由差值的變化控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的大小。l 溫濕度檢測電路模塊：設(shè)計分別采用傳感器DS18B20 、DHT11檢測實時溫度和濕度?，F(xiàn)逐一介紹如下：l 電機(jī)驅(qū)動電路模塊：本設(shè)計采用目前市場上較容易買到的L298N直流或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片，它采用單片集成塑裝，是一個高電壓、大電流全雙橋驅(qū)動器，由標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平控制。系統(tǒng)總體框架圖如下圖1所示。通過鍵盤，用戶能執(zhí)行基本的控制，而LCD能把溫度，濕度，轉(zhuǎn)速等基本信息反饋給用戶。2系統(tǒng)總體設(shè)計智能排氣扇以微控制器為核心，通過檢測傳感器來判斷排氣扇的工作狀態(tài)和獲取必要數(shù)據(jù)，進(jìn)而控制電機(jī)的工作。該研究項目是智能排氣扇控制系統(tǒng)，以單片機(jī)AT89C51為微控制器,對室內(nèi)空氣的成分，溫濕度等進(jìn)行檢測,采用直流電機(jī)的PWM調(diào)速，有危險氣體報警時，通過紅外遙控功能實現(xiàn)對排氣扇的電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。目前，國外對智能排氣扇的總體的研究方向是提出質(zhì)量更高的算法和調(diào)速方案，以及在考慮成本要求的前提下選擇適合這種算法的核心控制器。就控制算法來說，國內(nèi)主要采用的PI控制，精度要求比較高的話采用PID算法控制。因此，遙控加智能的技術(shù)研究、應(yīng)用都是非常有意義而且有很高的市場價值的。 智能排氣扇在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀我國對智能排氣扇的研究開始于“八五”期間，在“九五”期間各方面技術(shù)得到了進(jìn)一步的提高。本文研究的基于AT89C51單片機(jī)的智能排風(fēng)扇就是根據(jù)上述情況進(jìn)行研制的。當(dāng)受到較劇烈的震動、撞擊、摩擦或接觸火源、熱源、雨淋水浸變化的影響，以及接觸性質(zhì)相抵觸的物品時，就會引起爆炸、燃燒、人身傷亡等災(zāi)害，使人們的社會生活受到了嚴(yán)重的影響。所謂的智能化，其目的在于增加人與機(jī)器的互動，降低能耗，提高效率，盡量達(dá)到以人為本的目的。智能排氣扇系統(tǒng)軟件設(shè)計智能排氣扇系統(tǒng)軟件畢業(yè)設(shè)計目 錄1 引言 1 課題背景 1 智能排氣扇在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 課題研究的任務(wù)及意義 12系統(tǒng)總體設(shè)計 2 2 2 33 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 4 4 4 5 6 6 7 液晶顯示子程序設(shè)計 10 LMO16L工作原理 11 12 13 13 模糊控制程序設(shè)計 13 15 15 15 164 仿真分析及結(jié)論 17 17 19結(jié)束語 20參考文獻(xiàn) 21附錄 22致謝 30301 引言 課題背景隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，智能化漸漸步入普通百姓的家?，F(xiàn)在市場上的各類智能化產(chǎn)品可謂層出不窮，最常見的有只能電飯煲，智能電冰箱和智能洗衣機(jī)等。而在各類化工產(chǎn)品的貯存過程中，特別是化工原料、農(nóng)藥、化肥、醫(yī)藥用品、化學(xué)試劑等，它們具有不同程度的爆炸、易燃、助燃、毒害、腐蝕等危險特性。據(jù)國家衛(wèi)生局統(tǒng)計，每年因有毒有害氣體泄漏而引起的中毒、火災(zāi)、爆炸奪走近50萬人的生命，造成的損失超過數(shù)億元。針對危險氣體的檢測和排放以及溫濕度檢測等問題，提出了一種新型的智能化方案，能夠精確檢測當(dāng)前環(huán)境情況并且進(jìn)行實時監(jiān)控，在實時、精度、成本、體積和通用性上都有相應(yīng)的優(yōu)勢。隨著人工智能技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制技術(shù)必將得到更進(jìn)一步的發(fā)展，并且傳感器在其中所發(fā)揮的作用也日益重要。在國內(nèi)，小功率的排氣扇多采用PWM調(diào)速的直流電機(jī)驅(qū)動控制，大功率的多采用變頻器控制交流電動機(jī)。1937年，世界第一臺家用排氣扇在英國的Vent－Axia御風(fēng)公司誕生，隨著國際市場的開拓，排氣扇逐漸趨于智能化，科學(xué)技術(shù)水平的提高必將引導(dǎo)智能化的高速發(fā)展。 課題研究的任務(wù)及意義根據(jù)題目的要求，設(shè)計中應(yīng)注意的原則：實時精確、降低功耗、提升效率[1]。智能排氣扇有極為廣泛的應(yīng)用前景，結(jié)合傳感器技術(shù)和紅外遙控技術(shù)可以實現(xiàn)排氣扇的自適應(yīng)檢測和電機(jī)的實時調(diào)速的功能，工業(yè)應(yīng)用上，由于生產(chǎn)要求，需要在倉庫上安裝可以檢測有毒氣體及能夠根據(jù)溫度和濕度自動無級調(diào)速，結(jié)合紅外遙控技術(shù)進(jìn)而大大提高生產(chǎn)安全性。排氣扇的人機(jī)交互由鍵盤和LCD來完成。該系統(tǒng)上還設(shè)計到紅外遙控模塊以及聲光報警模塊，當(dāng)遇到有害氣體時，PWM驅(qū)動模塊以最大的電壓輸出占空比驅(qū)動直流電風(fēng)扇以最大速度轉(zhuǎn)動，同時發(fā)光二極管導(dǎo)通，報警蜂鳴器作用，提醒工作人員。圖1 總體系統(tǒng)框圖該智能排氣扇系統(tǒng)模塊主要涉及到電機(jī)驅(qū)動電路模塊、液晶顯示模塊、溫濕度檢測模塊、危險氣體檢測模塊、鍵盤控制模塊、紅外遙控模塊等。l LCD顯示電路與單片機(jī)的接口電路模塊：1602字符型LCD，能時顯示16x02即32個字符，實時顯示當(dāng)前溫濕度，便于工作人員及時調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。l 有毒氣體報警檢測電路：設(shè)計采用的氣體傳感器為CO氣體傳感器檢測空氣中危險氣體成分，同時采用蜂鳴器和發(fā)光二級管，通過聲光報警告知工作人員，采取相應(yīng)措施，改善環(huán)境。l 紅外遙控模塊：通過紅外技術(shù)，可以設(shè)定鍵盤輸入初始值以及可以在遙控上設(shè)計8個按鍵，不同的按鍵代表不同的事件，其中5個設(shè)定不同級的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，三個設(shè)置為初始閥值的加減和確認(rèn)鍵。系統(tǒng)軟件框圖如下圖2所示：圖2 系統(tǒng)軟件框架圖其中在整個軟件設(shè)計過程中，首先進(jìn)行危險氣體的檢測，當(dāng)傳感器檢測到有害氣體時，系統(tǒng)已大功率驅(qū)動風(fēng)扇以最大轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，同時驅(qū)動聲光報警模塊工作，如若沒有檢測到危險氣體時，系統(tǒng)則進(jìn)行溫濕度的檢測，溫度檢測時通過傳感器DS18B20檢測到實時溫度，通過與設(shè)定閥值比較，采用模糊控制算法，對溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計程序設(shè)計(Programming)是指設(shè)計、編制、調(diào)試程序的方法和過程。在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設(shè)計應(yīng)用程序[2]。對于本系統(tǒng)，軟件也占有重要的地位。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由溫度檢測模塊子程序、危險氣體檢測模塊子程序、濕度檢測模塊子程序、紅外遙控模塊子程序、按鍵處理模塊子程序、模糊控制子程序等子程序構(gòu)成。在主程序設(shè)計中，我們遵循程序設(shè)計的基本流程，因為有害氣體在實際生產(chǎn)中，會導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至生命危險，所以在設(shè)計過程中優(yōu)先考慮對危險氣體的檢測。否則，執(zhí)行溫度檢測模塊，通過溫度傳感器檢測到實時溫度，啟動模糊控制算法，系統(tǒng)將根據(jù)不同的溫度差值和溫度值，改變PWM的占空比，同時，電機(jī)驅(qū)動模塊將根據(jù)不同的占空比，以不同的速率轉(zhuǎn)動。同時，在檢測到有害氣體時，PWM以最大占空比驅(qū)動發(fā)光二極管與蜂鳴器工作。圖3 主程序流程圖該智能排氣扇軟件系統(tǒng)采用傳感器QS01檢測空氣質(zhì)量，通過檢測空氣中的危險氣體，使當(dāng)前PWM的占空比達(dá)到最大值，驅(qū)動直流電機(jī)電壓值，從而使風(fēng)扇以最大速率旋轉(zhuǎn)，同時，驅(qū)動發(fā)光二級管和蜂鳴器正常工作，進(jìn)而使聲光報警模塊能夠正常工作，提示當(dāng)前工作人員采取相應(yīng)措施，使當(dāng)前環(huán)境達(dá)到正常狀態(tài)。然而由于在proteus仿真軟件中，有害氣體傳感器沒有在元件庫內(nèi)，故，在設(shè)計本模塊時，采用一個獨立按鍵充當(dāng)危險氣體傳感器，當(dāng)獨立按鍵按下時，則說明有檢測到危險氣體，系統(tǒng)將依照程序執(zhí)行；否則，按鍵處于低電平狀態(tài)，系統(tǒng)執(zhí)行溫度檢測模塊程序。圖4 危害氣體檢測及聲光報警模塊流程圖這里使用的是最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20?！妗＿m合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等[3]。暫存存儲器包含了8個連續(xù)字節(jié)，前兩個字節(jié)是測得的溫度信息，第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個字節(jié)是溫度的高八位。第六、七、八個字節(jié)用于內(nèi)部計算，第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。低五位一直都是1，TM 是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表1所示：（DS18B20出廠時被設(shè)置為12 位）。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。圖6 DS18B20內(nèi)部電路溫度處理子程序流程圖設(shè)計如下圖7所示：開始初始化子程序設(shè)置跳過ROM命令CCH，調(diào)寫命令子程序設(shè)置啟動溫度轉(zhuǎn)換命令44H，調(diào)寫命令子程序延時調(diào)初始化子程序設(shè)置跳過ROM命令CCH，調(diào)寫命令子程序設(shè)置讀數(shù)據(jù)命令BEH，