【正文】 中文名稱為 印制電路板 ，又稱 印刷電路板 、 印刷線路板 ，蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 是重要的電子部件，是 電子元器件 的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，通過 Protel 軟 件設(shè)計(jì)硬件 PCB 板 圖 ，在設(shè)計(jì)過程中對(duì)布線規(guī)則進(jìn)行修改，使得電源線和接地線寬度相對(duì)較寬，同時(shí)將電源線的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為最高，這樣可以有效提高電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小電路之間的相互干擾。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì)，需要考慮外部連接的布局、內(nèi)部 電子元件 的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護(hù)、熱耗散等各種因素。在設(shè)計(jì) PCB 布線時(shí)，需要注意如下基本事項(xiàng)： (1) PCB 上的接地連接如要考慮走線時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量加寬電源，尤其是大電流流經(jīng)回路。 (2) 應(yīng)避免地環(huán)路，在 PCB 上不能形成地環(huán)路。 本次設(shè)計(jì)的 PCB 板圖 采用兩層板，兩液晶顯示器分別留有外部接口，其 他元器件對(duì)應(yīng)封裝尺寸 分別 留有焊接 式 接口 ，如圖 所示。 程序采用 C 語言編程。 C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)，使你可以更加貼近 CPU本身及其它的衍生產(chǎn)品。 uVision4 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。語言上的擴(kuò)展能讓用戶使用應(yīng)用中的所有資源。 SFR 的存取由 sfr 和 sbit 兩個(gè)關(guān)鍵字來提供。用關(guān)鍵字－ at－還能把變量放入固定的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)模式。在 V2 的編譯器和許多高性能仿真器中，可以支持應(yīng)用程序的調(diào)試 [8]。 (3) 靈活的指針 C51 提供了靈活高效的指針。特殊指針在聲明的同時(shí)已指定了存儲(chǔ)器類型，指向某一特定的存儲(chǔ)區(qū)域。 軟件設(shè)計(jì)是糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，只有對(duì)硬件進(jìn)行合理有效的編程，才能實(shí)現(xiàn)溫濕度的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。本設(shè)計(jì)使用模塊化編程，各部分相對(duì)獨(dú)立，為日后的軟件更新提供了便利。具體模塊由一個(gè) C()主函數(shù)文件和 9 個(gè) h 文件構(gòu)成。當(dāng) SHT11 采集到的溫度不變時(shí)， LCD保持顯示當(dāng)前溫度；當(dāng) SHT11 采集的溫度發(fā)生變化時(shí)，其值返回給 LCD 顯示程序， LCD屏幕顯示也相應(yīng)改變。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 開 始 單 片 機(jī) 開 機(jī) 初 始 化L C D 初 始 化D S 1 3 0 2 初 始 化S H T 1 1 初 始 化D S 1 3 0 2 運(yùn) 行確 定 時(shí) 間 /周 期S H T 1 1 運(yùn) 行進(jìn) 行 溫 度 濕 度采 集 與 測(cè) 量L C D 顯 示實(shí) 時(shí) 溫 度 濕 度 檢 測(cè) 溫 度 濕 度 是 否 改 變結(jié) 束是否 圖 主程序 流程圖 溫濕度采集及處理 流程 設(shè)計(jì) 溫度采集 及處理流程 主要由 SHT11 初始化，啟動(dòng) SHT11，等待主機(jī)發(fā)送指令測(cè)量溫度濕度，溫度濕度計(jì)算，浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換并發(fā)送至主機(jī) 幾部分 組成，其流程圖如圖 所示。 開 始初 始 化 LCD 設(shè) 置 顯 示 位 置 顯 示 字 符結(jié) 束 圖 LCD 顯示 流程圖 超限處理流程設(shè)計(jì) 溫濕度 值 的 判斷及相應(yīng)的報(bào)警 是 超限處理流程 的核心 。如圖 所示。 C 　判 斷 溫 度 值是 否 超 限判 斷 濕 度 值是 否 超 限溫 度 值 大 于 5 0 176。 Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖、 PCB自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是， 它 的電路仿真是互動(dòng)的，針對(duì)微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運(yùn)行后輸入 輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器 ， 如示波器、邏輯分析儀等，您不需要?jiǎng)e的， Proteus 為您建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境 ！ 尤其重要的是 Proteus Lite 可以完全免費(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊(cè)達(dá)到更好的效果；功能最強(qiáng)的 Proteus 專業(yè)版也非常便宜，人人用得起，對(duì)高校還有更多優(yōu)惠。此系統(tǒng)受益于 15 年來的持續(xù)開發(fā) ， 被 《 電子世界》在其對(duì) PCB 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的比較文章中評(píng)為最好產(chǎn)品 ： “ The Route to PCB CAD”。用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 LED/LCD、鍵盤、 RS232 終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。 PROSPICE 仿真器的一個(gè)擴(kuò)展 PROTEUS VSM： 便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設(shè)計(jì)的協(xié)同仿真。 (1) 支持許多通用的微控制器，如 PIC， AVR， HC11 以及 8051。 (3) 強(qiáng)大的調(diào)試工具包括 ： 寄存器和存儲(chǔ)器 ， 斷點(diǎn)和單步模式 。 (5) 應(yīng)用特殊模型的 DLL 界面 ， 提供有關(guān)元件庫的全部文件。如 MMC 卡，以太網(wǎng)卡， ATA 硬盤，麥克風(fēng)，等等。 第一步：建立第一個(gè) C 項(xiàng)目 (1) 點(diǎn)擊 Project 菜單，選擇彈出的下拉式菜單中的 New uVision Project，項(xiàng)目名稱用“糧倉 溫濕度監(jiān)控”，“保存”后的文件擴(kuò)展名為 .uvproj，這是 KEIL uVision4 項(xiàng)目文件擴(kuò)展名，以后我們可以直接點(diǎn)擊此文件以打開此項(xiàng)目。 (3) 創(chuàng)建新的程序文件， 點(diǎn)擊 FileNew 或 用 快捷鍵 Ctrl+N ，輸入“糧倉溫濕度監(jiān)控”的主函數(shù)程序。我們把第一個(gè)程序命名為“糧倉溫濕度監(jiān)控 .c”，保存在項(xiàng)目所在的目錄中 （目錄中包含主函數(shù)即將調(diào)用的 .h 文件，詳見附錄 B） ，這時(shí)您會(huì)發(fā)現(xiàn)程序單詞有了不同的顏色，說明 KEIL 的語法檢查生效了。我們選“ Add File to Group ‘ Source Group 1’”彈出文件窗口 ，選擇剛剛保存的文件，按 ADD 按鈕，關(guān)閉文件窗，程序文件已加到項(xiàng)目中了。 (5) C 程序主函數(shù)已被我們加到了項(xiàng)目 中，然后將主函數(shù)要調(diào)用的各個(gè) .h 文件移動(dòng)至項(xiàng)目所在的文件夾中，下面就開始編譯運(yùn)行了，默認(rèn)情況下，還不能產(chǎn)生我們需要的“糧倉溫濕度監(jiān)控 .hex”，我們還需要修改一下相關(guān)參數(shù)，點(diǎn)擊 “ Options for target ‘ target1’”，在“ Output”欄目下的“ Create HEX File”前打勾后點(diǎn)擊“ OK”就可以了。 在 proteus 軟件中測(cè)試一下，運(yùn)行 PROTEUS 模擬仿真軟件，打開已繪制好的仿真電路原理圖，選中單片機(jī) AT89C51， 雙 擊 AT89C51，出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的對(duì)話框，在項(xiàng)目文件夾中找到編譯好的“ *.HEX”文件，然后點(diǎn)擊“ OK”就可以進(jìn)行仿真了，仿真結(jié)果如 圖 所示 ， LCD 液晶顯示四行分別顯示“ Date： *******”、“ Time： ******”、“ Temper：****”、“ Humidi： ****”，其中“ ****”為測(cè)定 的數(shù)據(jù)。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng) 仿真圖蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 結(jié) 論 本文首先介紹了糧倉溫濕度監(jiān)控的背景和意義，國內(nèi)外現(xiàn)狀，以及課題研究的目的和內(nèi)容，然后對(duì)硬件部分各個(gè)模塊分別進(jìn)行 了 介紹，比如控制器模塊，傳感器模塊等。最后又對(duì)本 設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真調(diào)試，這樣一來，系統(tǒng)的檢測(cè)過 程及結(jié)果就很直觀的展現(xiàn)在我們面前了。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)了顯示電路子程序，報(bào)警電路程序，測(cè)量電路程序。這就使系統(tǒng)電路更簡單明了，并且測(cè)量精度也有很大提高 ，使得本系統(tǒng)具有很高的實(shí)用性。 (2) 由于 空氣保持某一定濕度必須 要 達(dá)到 一個(gè) 最低溫度 （露點(diǎn)）， 當(dāng)空氣的溫度低于露點(diǎn)時(shí)，空氣容納不了過多的水分，這些水分會(huì)變成霧、露水或霜。 需進(jìn)一步改進(jìn)的問題： (1) 由于倉庫中各點(diǎn)的溫度并非相等，因此采用倉庫環(huán)境多點(diǎn)溫濕度檢測(cè)才能更準(zhǔn)確的反映出糧倉內(nèi)的實(shí)時(shí)環(huán)境。檢測(cè)精度有待加強(qiáng)。 在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中張老師給我提供了 很大 的幫助，首先在一開始的選題中我便遇到了難題，由于當(dāng)時(shí)選題的時(shí)候過于疏忽大意，沒有認(rèn)真的加以分析，所選 擇的題目并不是自己愛好的方向， 但是 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，張老師不厭其煩 地 為我們講解了畢業(yè)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問題，并為我們提供了完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)模板 ，反而 讓我對(duì)單片機(jī)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣。張老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度讓我倍受感激。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 參考文獻(xiàn) [1] 李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ) [M].北京 :航空航 天大學(xué)出版社 ,1994:104112. 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