【正文】 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。印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)者所需要的功能。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。PCB布線是制作電路很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，當(dāng)原理圖確保無(wú)誤而各個(gè)元器件布局布線不當(dāng)時(shí)，PCB上形成的干擾信號(hào)可能串入電路，從而導(dǎo)致電路工作不穩(wěn)定，甚至可能無(wú)法正常工作。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。地線、電源線、信號(hào)線之間的寬度關(guān)系是：地線電源線信號(hào)線。(2) 應(yīng)避免地環(huán)路，在PCB上不能形成地環(huán)路。(3) 應(yīng)避免大電流和小電流在電路上互串。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。 糧倉(cāng)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)PCB板29 3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹編程軟件采用的是Keil uVision4軟件。程序采用C語(yǔ)言編程。Keil C51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境，同時(shí)保留了匯編代碼高效、快速的特點(diǎn)。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。C51已被完全集成到uVision4的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。uVision4可為它們提供單一而靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境。 Keil uVision4主界面KEIL C51編譯器在遵循ANSI標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，為8051微控制器系列特別設(shè)計(jì)。語(yǔ)言上的擴(kuò)展能讓用戶使用應(yīng)用中的所有資源。(1) 存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器的存取 C51 編譯器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)8051系列所有資源的操作。SFR的存取由sfr和sbit兩個(gè)關(guān)鍵字來(lái)提供。變量可旋轉(zhuǎn)到任一個(gè)地址空間。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。連接定位器支持的代碼區(qū)可達(dá)32個(gè)，這就允許用戶在原有64K ROM 的8015基礎(chǔ)上擴(kuò)展程序。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]。 (2) 中斷功能 C51允許用戶使用C語(yǔ)言編寫中斷服務(wù)程序，快速進(jìn)、出代碼和寄存器區(qū)的轉(zhuǎn)換功能使 C 語(yǔ)言中斷功能更加高效。(3) 靈活的指針 C51提供了靈活高效的指針。通用指針用3個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)存儲(chǔ)器類型及目標(biāo)地址，可在8051的任意存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)存取任何變量。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。由于地址的存儲(chǔ)只需1~2字節(jié)，因此指針存取非常迅速。軟件設(shè)計(jì)是糧倉(cāng)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)。軟件編制的好壞對(duì)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性等性能也有很大的影響。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。軟件部分經(jīng)調(diào)試可以運(yùn)行，能夠正確顯示結(jié)果。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。 H文件如下所示： ；（8051的相關(guān)參數(shù)初始化）；（使用其中定義的宏來(lái)訪問(wèn)絕對(duì)地址）；（偽本征函數(shù)） ；（數(shù)學(xué)公式函數(shù)） ；（12864液晶顯示函數(shù)） ；（1604液晶顯示函數(shù)） ；（實(shí)時(shí)時(shí)間/日期產(chǎn)生函數(shù)） ；（溫濕度采集計(jì)算函數(shù)） ；（限額報(bào)警函數(shù)） 主程序流程設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主程序流程由單片機(jī)開(kāi)機(jī)初始化，LCD初始化，DS1302初始化，SHT11初始化，DS1302運(yùn)行確定時(shí)間/周期，SHT11運(yùn)行進(jìn)行溫度濕度采集與測(cè)量，LCD顯示實(shí)時(shí)溫度濕度，檢測(cè)溫度濕度是否改變幾部分組成。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。 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。 溫濕度采集及處理流程圖 LCD顯示流程設(shè)計(jì)LCD顯示流程主要包括初始化LCD，設(shè)置顯示位置，顯示字符三部分。 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。當(dāng)溫度大于50℃時(shí)，蜂鳴器響起，發(fā)光二級(jí)管D2亮燈，溫度小于10℃時(shí)，蜂鳴器響起，D3亮燈；當(dāng)濕度大于80%時(shí)，蜂鳴器響起，D4亮燈，濕度小于20%時(shí)，蜂鳴器響起，D5亮燈。 超限處理流程圖4 仿真與調(diào)試 仿真軟件介紹Proteus軟件是來(lái)自英國(guó)Labcenter electronics公司的EDA工具軟件。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(kāi)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。 Proteus組合了高級(jí)原理布圖、混合模式SPICE仿真，PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于15年來(lái)的持續(xù)開(kāi)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”。Proteus產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的VSM技術(shù)，用戶可以對(duì)基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周圍電子器件一起仿真。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(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。 其功能模塊包含—個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的ISIS原理布圖工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真；ARES PCB設(shè)計(jì)。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。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動(dòng)態(tài)的鍵盤，開(kāi)關(guān)，按鈕，LEDs甚至LCD顯示CPU模型。 (1) 支持許多通用的微控制器，如PIC，AVR，HC11以及8051。 (2) 交互的裝置模型包括：LED和LCD顯示，RS232終端，通用鍵盤。 (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。 (4) IAR CSPY和Keil uVision4等開(kāi)發(fā)工具的源層調(diào)試。 (5) 應(yīng)用特殊模型的DLL界面，提供有關(guān)元件庫(kù)的全部文件。最新版支持非常豐富仿真元件共7000多種，還有很多第三方模型。如MMC卡，以太網(wǎng)卡，ATA 硬盤，麥克風(fēng)，等等。 系統(tǒng)的調(diào)試先在Keil C51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下將編好的程序進(jìn)行編譯、調(diào)試，具體過(guò)程如下： 建一個(gè)項(xiàng)目文件，然后新建一個(gè)C語(yǔ)言程序，并把新建的C語(yǔ)言程序加到項(xiàng)目中，然后編譯項(xiàng)目，編譯的目的就是把我們能看懂的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為上面的機(jī)器語(yǔ)言。 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(cāng)溫濕度監(jiān)控”，“保存”，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(kāi)此項(xiàng)目。 (2) 選擇所要的單片機(jī)，這里采用 Ateml 公司的 AT89C51。 (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(cāng)溫濕度監(jiān)控”的主函數(shù)程序。 (4) 點(diǎn)擊FileSave 或快捷鍵 Ctrl+S 進(jìn)行保存。我們把第一個(gè)程序命名為“”，保存在項(xiàng)目所在的目錄中（，詳見(jiàn)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(shuō)明KEIL的語(yǔ)法檢查生效了。鼠標(biāo)在屏幕左側(cè)的 Source Group1文件夾圖標(biāo)上右擊彈出菜單，在這里可以進(jìn)行在項(xiàng)目中增加減少文件等操作。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。這時(shí)在 Source Group1 文件夾圖標(biāo)左邊出現(xiàn)了小+號(hào)說(shuō)明，文件組中有了文件，點(diǎn)擊它可以展開(kāi)查看。 (5) C程序主函數(shù)已被我們加到了項(xiàng)目中，下面就開(kāi)始編譯運(yùn)行了，默認(rèn)情況下，還不能產(chǎn)生我們需要的“”，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。接著點(diǎn)擊ProjectBuild target，如果最后出現(xiàn)“creating hex file from‘糧倉(cāng)溫濕度監(jiān)控’...0 Error(s)，0 Warning(s)”，表示編譯已經(jīng)順利通過(guò)，在項(xiàng)目所在的目錄中，已經(jīng)生成了“”文件。在proteus軟件中測(cè)試一下，運(yùn)行PROTEUS模擬仿真軟件，打開(kāi)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，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)。LCD12864分為兩頁(yè)，第一頁(yè)顯示“溫度和濕度的控制和測(cè)量”，第二頁(yè)顯