大棚溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁

　　

【正文】 行處理,最后進(jìn)行顯示并輸出控制信號(hào)。在Keil工程中編寫程序的時(shí)候,為了讓整個(gè)工程看起來?xiàng)l理清晰,要按照各個(gè)模塊分別新建C文件寫子程序。某個(gè)C文件要調(diào)用其它C文件中的函數(shù)時(shí),要在當(dāng)前C語言文件中先進(jìn)行聲明,然后再調(diào)用,其他C文件要調(diào)用該函數(shù)時(shí)要在前面加上include *.h,將頭文件包括進(jìn)來。對(duì)于變量也是如此,如果某個(gè)變量也在其他C文件中使用,那么要在一個(gè)C文件總將它定義為全局變量,即在函數(shù)外面定義。其他C文件要使用該變量時(shí),要先使用extern將全局變量的作用域擴(kuò)展到本C語言文件。 主要模塊的設(shè)計(jì)流程框圖 主程序流程圖 主程序流程圖 SHT10子程序流程圖 SHT10子程序流程圖溫濕度傳感器SHT10使用類似于I2C總線的時(shí)序與單片機(jī)通信,由于51單片機(jī)沒有I2C接口,所以需要編寫程序,用單片機(jī)的某兩個(gè)I/O口管腳模擬I2C總線的時(shí)序,從而與SHT10通信。SHT10有4種時(shí)序:啟動(dòng)傳輸時(shí)序、寫字節(jié)時(shí)序、讀字節(jié)時(shí)序及復(fù)位時(shí)序。復(fù)位時(shí)序和啟動(dòng)傳輸時(shí)序可通過依次拉低或拉高時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線,因而實(shí)現(xiàn)起來比較簡(jiǎn)單。而寫時(shí)序和讀時(shí)序就比較復(fù)雜。寫時(shí)序用來發(fā)送控制字,即發(fā)送命令,測(cè)量結(jié)束后,發(fā)出讀時(shí)序讀回測(cè)量數(shù)據(jù)。向SHT10的8個(gè)數(shù)據(jù)位的寫入,于第9個(gè)時(shí)鐘周期之后,讀取應(yīng)答位,應(yīng)答位為0時(shí),表示SHT10正確接收。SHT10讀寫數(shù)據(jù)的規(guī)則是:在時(shí)鐘線的下降沿之后數(shù)據(jù)線改變狀態(tài),并在時(shí)鐘線的上升沿有效。 LCD1602子程序流程圖 LCD1602子程序流程圖 輸出控制子程序流程圖 輸出控制子程序 鍵盤掃描子程序流程圖 鍵盤掃描子程序?yàn)榱朔乐苟秳?dòng),按鍵電路中都要消抖的措施,本設(shè)計(jì)中是采用的軟件消抖,在單片機(jī)檢測(cè)到某個(gè)鍵按下后,延時(shí)10ms再監(jiān)測(cè),如果仍然按下,才視為按下了該鍵。S0、SSS按下S0,進(jìn)入溫度上限的設(shè)置,再按一次進(jìn)入溫度下線的設(shè)置。按下S1,進(jìn)入濕度上限的設(shè)置,再按一下進(jìn)入溫度下線的設(shè)置。在每個(gè)設(shè)置里面,按S2增加限值,按S3減小限值。設(shè)置好以后,按S4退出設(shè)置。 軟件設(shè)計(jì)所用工具 Keil uVision4本次設(shè)計(jì)采用Keil uVision4來編寫C語言程序,通過它的編譯器進(jìn)行編譯、連接,最后將生成的機(jī)器碼下載到單片機(jī)上。Keil編譯器是目前最流行的單片機(jī)開發(fā)的軟件,它是美國Keil Software公司開發(fā)的C語言開發(fā)系統(tǒng)。它提供了一個(gè)完整的開發(fā)方案,包括宏匯編、C編譯器、庫管理、連接器和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等,通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部份組合在一起。Keil C51整合了豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具。此外,Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常高,這一點(diǎn)從生成的匯編語言就可以看出,大多生成的匯編語句很緊湊,容易理解。 ProteusProteus用來對(duì)電路進(jìn)行仿真,它的功能強(qiáng)大,包括單片機(jī)在內(nèi)的眾多元器件都可以仿真。把Keil編譯、連接后生成的hex文件導(dǎo)入Proteus單片機(jī)中即可對(duì)單片機(jī)進(jìn)行仿真。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件,它不僅具有其它EDA軟件的仿真功能,還可以對(duì)單片機(jī)及其外圍器件進(jìn)行仿真,是目前在這方面做得最好的EDA工具軟件。Proteus在國內(nèi)已受到眾多單片機(jī)開發(fā)者的喜愛。Proteus實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)從原理圖繪制和代碼調(diào)試到單片機(jī)與其外圍電路仿真,一鍵切換到印刷電路板的設(shè)計(jì)。目前世界上只有Proteus做到了將電路仿真、印刷電路板設(shè)計(jì)和虛擬模型仿真整合到一個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái),其處理器模型支持805HC1AVR、ARM、8086和MSP4PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33等,2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器,并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。5 系統(tǒng)調(diào)試 用Proteus搭建仿真總圖 打開Proteus ISIS,在 Proteus ISIS 編輯窗口中單擊元件列表之上的“P”按鈕 ,添加元件及放置元件。選好元器件后,要對(duì)元器件進(jìn)行一個(gè)重新的布局,使之看起來很清晰,并且所占面積較小。若想移動(dòng)某個(gè)元件或多個(gè),單擊其元件,待其顏色變紅后,在按下鼠標(biāo)左鍵不放,即可拖動(dòng)元件。 為了使仿真圖看起來更整潔,我們部分電路連線選擇連線標(biāo)簽?zāi)Ｊ?以單片機(jī)19引腳為例,將其用線引出,在窗口中輸入X1得到此效果 若要對(duì)某個(gè)元件或一部分電路做出說明,則單擊任務(wù)欄中的Text Script ,在界面中輸入文字即可。 按照正確的方法將元器件進(jìn)行合理的排布及連線后, 用Keil對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試、編譯先打開keil uvision4 這款軟件,新建工程,點(diǎn)擊菜單欄里的 new uvision project ,然后對(duì)工程進(jìn)行保存。再新建文件,點(diǎn)擊菜單欄中File 下的 new 新建文件,進(jìn)行保存。最后把新建的文件添加到工程文件里,右鍵點(diǎn)擊project視圖窗口里的Source Group1,選擇Add files to group “source group1”,如圖所示: 添加文件到工程 這樣,剛才新建的文件便添加到了Source Group1中。現(xiàn)在開始在右邊的主界面編寫C語言程序,編寫完成后為了把程序燒錄到單片機(jī)上,還需要把它轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼,生成hex文件:右擊工程視圖窗口中的Target1,選擇Options for Target “target1”把Output選項(xiàng)卡里面的Create HEX File 前面的勾打上,這樣編譯后會(huì)生成機(jī)器碼,如圖所示。 生成機(jī)器碼6 結(jié)論 系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)能測(cè)量溫室大棚內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù),將其顯示在液晶屏上。如果溫濕度超出了設(shè)定的上下限,將進(jìn)行報(bào)警,并啟動(dòng)溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。溫度回到限定值內(nèi)后,停止報(bào)警。當(dāng)溫度不僅回到上下限以內(nèi),而且留有一定裕量后,停止溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。如果需要修改溫濕度上下限,可以通過按鍵進(jìn)行修改。 系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù)系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù)完成情況如下表所示: 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)表實(shí)現(xiàn)功能 結(jié)果 完成程度測(cè)量溫度范圍 40~℃ 完成測(cè)量溫度誤差 177。% 完成測(cè)量濕度范圍 0~100%RH 完成測(cè)量適度誤差 177。% 完成液晶屏顯示 用LCD1602顯示 完成超限報(bào)警 用蜂鳴器報(bào)警 完成修改上下限 通過獨(dú)立式鍵盤修改 完成輸出控制 通過光耦、繼電器控制 完成 系統(tǒng)功能分析該大棚溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)能通過獨(dú)立式鍵盤設(shè)置溫濕度上下限,通過LCD1602顯示溫濕度,并在超限的情況下報(bào)警、啟動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備。其中輸出控制和通過鍵盤設(shè)置上下限都是通過調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)的。鍵盤的工作方式分兩種,一種是查詢方式,一種是中斷方式。中斷方式比較節(jié)省系統(tǒng)資源,只有當(dāng)有按鍵按下時(shí)才會(huì)進(jìn)入鍵盤中斷子程序,進(jìn)一步掃描是那些鍵被按下。而查詢方式則是在主程序中調(diào)用鍵盤掃描子程序,不管有沒有鍵按下,每次程序循環(huán)中都要一一判斷每個(gè)鍵是否按下,故這種方式占用的單片機(jī)的處理時(shí)間更多。但是由于本次設(shè)計(jì)用到的按鍵不多,只有五個(gè),功能比較簡(jiǎn)單,而且單片機(jī)工作比較空閑,因此使用的是查詢方式來處理鍵盤的輸入。此外,還應(yīng)注意到的是,當(dāng)溫濕度超限后,要報(bào)警并啟動(dòng)溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。當(dāng)溫濕度回到規(guī)定范圍內(nèi)時(shí),只是停止報(bào)警,而溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備應(yīng)該繼續(xù)保持工作,直到溫濕度留有一定裕量時(shí)才停止。本設(shè)計(jì)中的輸出控制子程序中設(shè)置了溫度5℃和濕度5%RH的裕量,這樣當(dāng)溫度上限是30度時(shí),如果超出上限,那么溫度回到30度時(shí)停止報(bào)警,當(dāng)溫度降到25度以下時(shí)才停止制冷設(shè)備的運(yùn)行。這樣可以避免溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備反復(fù)不停地通斷,以致影響使用壽命。7 總結(jié)與體會(huì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收獲良多,以前偏重于理論知識(shí)的學(xué)習(xí),但是做了畢業(yè)設(shè)計(jì)才發(fā)現(xiàn)在動(dòng)手實(shí)踐上的不足,無論是畫電路原理圖、做仿真、做實(shí)物都牽涉到很多自己以前沒有接觸過的內(nèi)容。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我感覺我實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的能力有了很大提高。尤其讓我感受頗多的是使用萬能板焊接實(shí)物。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的事情花了我三天的時(shí)間,而且板子還有很多問題。以前焊過PCB