基于單片機的魚缸控制器設計畢業設計-資料下載頁

【導讀】本論文就是基于這一現狀，分析和研究目前大多數的魚缸的控制。位檢測、氧含量控制、燈光照明等，真正做到了自動化控制。整個控制系統分為。示、處理和存儲等。二是輸入輸出部分，主要是采集系統所要求的各種參數和檢。結構簡單等特點，可以廣泛的應用于家庭類的觀賞性魚缸。

　　

【正文】 身的抗干擾能力較低；工作環境的影響較大；期間的功率不足；沒有屏蔽保護的功能等。 電路的抗干擾設計 針對于實際電路的抗干擾，主要有以下三個注意方面： （ 1）接地。該設計主要是實現保護接地，即連接 大地，可以有效的提高系統的抗干擾能力。 （ 2）濾波。顧名思義指的是將采集到的各種信號加以分類，通過其不洛陽理工學院畢業設計（論文） 25同的頻率特性控制其方向。一般用的濾波器有高通濾波器、低通濾波器和帶通濾波器。比如將低通濾波器連接到交流電源上，便可以讓系統所需要的交流電得以通過，阻止其它的高頻干擾信號進入并將其導入大地。 （ 3）制作電路板時的布線和工藝。將電路板合理的劃分區域，使其不會再布線上產生干擾；時鐘要盡可能的遠離 I/O 線，盡量與之垂直；電源線和接地線要較粗，過孔盡可能的少等等。 軟件電路的抗干擾 軟件電路所產生的干擾 主要是由于干擾信號侵入了系統的輸入通道，并且與所需的信號相疊加，造成信號的弱化甚至錯誤的動作，最終導致系統無法正常工作。而針對于軟件電路上的抗干擾設計不僅能夠在可靠性上使得系統有很大的提升，而且使得硬件的成本有效的降低，使得系統具有自我診斷并恢復的能力。 在實際的操作中，軟件電路的抗干擾設計主要由以下幾個方面：減少或者消除輸入信號的噪音、改正輸入過程中的干擾或者錯誤的信號和將運行混亂的程序重新進入正軌等。 數據采集軟件的抗干擾 在單片機控制系統中，往往在數據采集的過程中會發生誤差，其主要原因是 由于干擾信號進入了輸入通道中，使得信號發生了較大的偏差，以至于會造成控制的異常。 針對于以上情況，在此抗干擾的設計中，主要是采用濾波算法，避免了硬件設備的添加，而且其可靠性和靈活性很高。本次采用常用的程序判斷濾波法，可以有效的減少程序編寫后運行出現的干擾。 輸出通道的抗干擾 輸出通道中所產生的干擾是由于在外圍器件工作時時常產生的電磁脈沖，該電磁脈沖會影響輸出信號的狀態。比如，由于系統產生的靜電干擾會使得單片機控制系統輸出的低電平轉變為高電平，造成錯誤的控制。 洛陽理工學院畢業設計（論文） 26對于此類干擾，可通過重復的寫控制命 令的方式來解決。上文中提到該類干擾一般是靜態的脈沖干擾，比如當單片機輸出一個正確的信號時，由于干擾信號的原因會使得接收設備得到一個錯誤的信號，這樣一來會造成設備的錯誤動作，為了避免這種情況，有效的方法便是讓單片機多次重復的輸出一個正確的信號，并要保證其輸出周期盡可能的短，這樣就可以保證在干擾信號沒有干擾之前便可以得到一個正確的信號，從而保證設備的正確動作。 程序執行過程的抗干擾 在該設計中主要采用兩種方法來進行對程序執行過程中產生的干擾的解決，即指令冗余和軟件陷阱。 （ 1）指令冗余 我們 知道，一般 CPU 在取指令時是先取操作碼再取操作數。而單片機控制系統有時會發生“跑飛”的狀況，即系統在遇到異常情況或者受到干擾時，程序的運行會發生錯誤，可能會執行到別的程序。當系統發生此種情況并“跑飛”到某個雙字節時，可能會先取走操作數，這樣便造成了程序出錯。而當“跑飛”到了三字節的指令上時，由于字節數的增加會使得上述情況更易發生。而為了避免這種情況發生，通常采用指令冗余的方法，即在較為關鍵的地方插入一些重寫的單字節指令，對于雙字節指令和三字節指令，解決辦法是插入兩個以上字節的 NOP 指令。這樣一來，即使發生了 上述“跑飛”的情況，但由于存在空的操作指令 NOP，便避免了“跑飛”的狀況，使得系統可以自行的進入正軌。但要注意的是，為了提高程序的執行效率，在編寫一個程序時，盡可能的使用少量的指令冗余。 （ 2） 軟件陷阱 上文中所述的“跑飛”狀況還有一個特殊情況，即當進入了非程序區時，指令冗余便起不到任何作用，這時我們可以設置一個軟件陷阱。軟件陷阱是將“跑飛”的程序強制的拉入一個入口地址，它是專門處理錯誤的程序，比如所設定的處理錯誤的程序入口地址為 ERR，那么可以用下面的軟件陷阱來實現： NOP 洛陽理工學院畢業設計（論文） 27 NOP LJMP ERR 一般在 EPROM 中非程序區加入這樣的軟件陷阱，該軟件陷阱通常設定在正常程序不能執行到的地方，因此不會影響程序執行效率。在 EPROM 容量足夠大的情況下，最好多設置一些軟件陷阱。 洛陽理工學院畢業設計（論文） 28 結 論 本次論文的課題是針對于市場上現代化魚缸的欠缺，做出一些研究和改善，將單片機應用其上，并結合傳感器技術，分別進行硬件和軟件的設計，使其可以既相互獨立有能協調工作，共同實現其自動化的控制。論文中詳細了闡述了魚缸中的各種參數 ，分析其對魚缸中魚兒和植物的影響，并得出最適合的參數設定，并提出了系統的設計方案以便實現魚缸的自動化設計。從實際模塊的運行結果來看，系統可以實現時間的時時更新和顯示，還可以讀取溫度，檢測水位等，而這些參數正是保證魚兒和植物健康生長的不可或缺的因素。 所設計的系統在性能和操作上有了很大程度的提高，性能可靠，系統工作起來相當靈活，可以自動換水和測溫，大大的減少了人為的操作，在真正意義上解放了不必要的麻煩，省去了很多時間。這樣一來，不僅實現的魚缸的自動化控制，而且避免了由于人為操作可能會帶來的不好影響。 本次設計 雖然達到了系統的要求，在一定程度上實現了魚缸控制器的自動化控制，但由于時間的限制以及自己本身知識和水平的欠缺，此設計還存在一些不足，有的地方不能統籌兼顧。經過這次的設計和動手操作，覺得現代化的魚缸還可以再進一步的發展，比如可以完全將人力解放出來，利用高新的科技可以實現遠程控制，還可以巧妙的將觸摸屏與魚缸的操作面板結合起來，使得其操作更加方便靈活，可以省去大把的時間。另外由于魚缸內的控制參數太多，它們的檢測、設定以及保持都需要繁瑣的算法以及各種設備來控制，希望將來可以發明更加方便的控制。 通過這次的設計，我學 到了很多東西，深層次的了解了單片機的工作過程、結構組成和各種性能，并且接觸了多種新的技術。在應用多個芯片的同時，讓我對軟件這一塊的興趣提升了，并有很大的收貨。在學習編程的過程中遇到了很多的困難，不過經過調整都一一克服，并結合動手制作電路，讓我將所學到的理論知識運用到了實踐當中，使得對所學掌握的更加透徹，很好了鍛煉了自己，讓自己的動手能力得到了很大的提高，也為今后的工作奠定了一定的基礎。 洛陽理工學院畢業設計論文 29謝 辭 在這次的論文完成中，我要特別感謝導師羅尚民的幫助，在這里致予我最誠摯的謝意和尊敬。在論文的選題 和資料的搜集以及編寫，羅老師給了我莫大的幫助和細心的指導。羅老師講復雜的專業知識靈活易懂的講解給我，態度非常嚴謹認真，并且實事求是，為人也樸實真誠，這些對我有很大的啟發，讓我受益匪淺。 感謝葛運旺老師在課題的選擇和設計論文的方案等方面給予了我很大的幫助。每一周都同步指導論文的情況，幫助我解決了很多技術和理論上的難題。另外，在編寫程序和制作實物以及調試的過程中，我要感謝同學吳小剛的無私幫助，讓我對制作有了更加清晰的認識，學到了很多東西，使得我的論文可以順利的完成。 最后，再次向所有給予我幫助、支持的老師和同學 們以及在百忙中評閱 論 文 和 知 道 答 辯 的 老 師 們 致 予 我 最 真 誠 的 謝 意 。洛陽理工學院畢業設計論文 30參考文獻 【 1】 王兆安，電力電子技術第五版（第五版），機械工業出版社，2020 【 2】 李朝青，單片機原理及接口技術，北京航空航天大學出版社，2020 【 3】 劉國榮，計算機控制技術（第二版），北京機械工業出版社，2020 【 4】 胡壽松，自動控制原理（第五版），科學出版社， 2020 【 5】 李維祥，單片機原理及應用，天津大學出版社， 2020 【 6】 林渭勛，現代電力電子技術，北京機械工業出版社， 2020 【 7】 陳治明，電力電子器件基礎，北 京機械工業出版社， 1992 【 8】 師黎，等，反饋控制系統導論，北京科學出版社， 2020 【 9】 楊素行，模擬電子技術，高等教育出版社， 2020 【 10】 余孟嘗，數字電子技術，高等教育出版社， 1994 【 11】付家才，單片機控制工程實踐技術，北京化學工業出版社， 2020,5 【 12】鄭國欽，夏哲磊，集成傳感器入門，浙江科學技術出版社， 2020,4 【 13】周航慈，單片機應用程序設計技術，北京航空航天大學出版社，2020,11 【 14】趙海蘭，朱劍，趙祥偉， DS1302 實時顯示時間的原理和應用，電子科學技術出 版社， 2020 【 15】王幸之，單片機應用系統抗干擾技術，北京航空航天大學出版社， 2020,2 【 16】何立民，單片機應用技術選編（ 2），北京航空航天大學出版社，2020,8 【 17】馬忠梅，籍順心，單片機的 C 語言應用程序設計（第三版），北京航空航天大學出版社 ,2020,11 【 18】畢復昭，多功能水族箱，實驗教學與儀器， 1994 【 19】彭國平，鄧洪波，梁振權，水族箱自動控制裝置的設計，廣東自動化與信息工程， 1999 洛陽理工學院畢業設計論文 31附 錄 時鐘顯示程序 include include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit dula = P2^6。 sbit wela = P2^7。 sbit rw = P1^1。 sbit RS = P1^0。 sbit beep=P2^3。 sbit LCDEN = P2^5。 sbit relay = P2^1。 sbit P2_0 = P2^0 。 uchar code table1[]= 00:00:00。 uchar count,s1num。 char miao,shi,fen。 typedef unsigned char U8。 /* defined for unsigned 8bits integer variable 無符號 8 位整型變量 */ typedef unsigned int U16。 /* defined for unsigned 16bits integer variable 無符號 16 位整型變量 */ U8 U8FLAG,k。 U8 U8count,U8temp。 U8 U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata。 洛陽理工學院畢業設計論文 32U8 U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp。 U8 U8data。 U8 outdata[5]。 //定義發送的字節數 U8 indata[5]。 U8 count, count_r=0。 U8 str[5]={RS232}。 U16 U16temp1,U16temp2。 U8 num。 void delay(uint z) { uint x,y。 for(x=z。x0。x) for(y=110。y0。y)。 } void delayUs() { _nop_()。 } void write_(uchar ) { RS=0。 LCDEN=0。 P0=。 delay(5)。 LCDEN=1。 delay(5)。 LCDEN=0。 } 洛陽理工學院畢業設計論文 33 void delayMs(uint a) { uint i, j。 for(i = a。 i 0。 i) for(j = 100。 j 0。 j)。 } void writeComm(uchar m) { RS = 0。 P0 = m。 LCDEN = 1。 delayUs()。 LCDEN = 0。 delayMs(1)。 } //寫數據 :RS=1, RW=0。 void writeData(uchar dat) { RS = 1。 P0 = dat。 LCDEN = 1。 delayUs()。 LCDEN = 0。 delayMs(1)。 } void init() { rw = 0。 dula = wela = 0。 洛陽理工學院畢業設計論文 34 writeComm(0x38)。 writeComm(0x0c)。 writeComm(0x06)。 writeComm(0x01)。