深圳市組創(chuàng)微電子有限公司
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03-30
2021
單片機系統(tǒng)設(shè)計流程
一、單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計過程1.1單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計要求對單片機應(yīng)用系統(tǒng)進行設(shè)計的時侯，首先選用可靠性高的元器件，以免系統(tǒng)的可靠運行被損壞，同時要排除電路中的不穩(wěn)定因素。其次，在設(shè)計的過程中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要模塊化、規(guī)范化，控制開關(guān)不能太復(fù)雜，太多，要便于查找故障和排除故障。最后，要優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，簡化外圍硬件電路，使系統(tǒng)的操作順序簡單明了，必要的時候考慮軟件是否要設(shè)置加密功能，使固化到單片機內(nèi)的用戶程序不被非法復(fù)制。1.2單片機應(yīng)用系統(tǒng)組成硬件和軟件構(gòu)成了單片機應(yīng)用系統(tǒng)兩大基本組成部分。CPU、存儲區(qū)、若干I／O接口及外圍設(shè)備等組成了硬件部分。其中，單片機是整個系統(tǒng)的核心部件，能運行程序和處理數(shù)據(jù)。存儲器用于存儲單片機程序及數(shù)據(jù)，I／O接口是單片機與外部被控對象的信息交換通道。具體電路圖如下所示。實時軟件和開發(fā)軟件構(gòu)成了單片機系統(tǒng)的軟件。針對不同單片機控制系統(tǒng)功能所編寫的軟件為實時軟件，在開發(fā)、調(diào)試控制系統(tǒng)時使用的軟件稱為開發(fā)軟件，如匯編軟件、編譯軟件、仿真和調(diào)試軟件、編程下載軟件等。1.3單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一般可分為五個階段，第一階段的任務(wù)是確定總體設(shè)計方案，需要完成用戶需求分析與方案的調(diào)研，目的是通過對市場及用的了解明確應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計目標機技術(shù)指標。根據(jù)需求分析與方案調(diào)研進行可行性分析。可行性分析的目的是對系統(tǒng)開發(fā)研制的必要性及可行性做出明確的判斷并決定開發(fā)工作是否繼續(xù)。然后為整個系統(tǒng)設(shè)計監(jiān)理一個邏輯模型，其中包括進行必要的理論分析和計算、選擇機型、劃分系統(tǒng)軟、硬件的功能，合理搭配軟、硬件比重，確定系統(tǒng)軟件功能模塊的劃分及各功能模塊的程序?qū)崿F(xiàn)方法，并畫出流程圖。第二階段的主要任務(wù)是系統(tǒng)的詳細設(shè)計與制作，主要包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計需求，設(shè)計系統(tǒng)的硬件電路原理圖，并初步設(shè)計印制電路板等。硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合軟件考慮，盡可能用軟件代替硬件，簡化硬件結(jié)構(gòu)，并適當考慮CPU的總線驅(qū)動能力，注意可靠性及抗干擾設(shè)計。軟件設(shè)計的任務(wù)是在總體設(shè)計和硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上確定程序結(jié)構(gòu)，分配內(nèi)部結(jié)構(gòu)存儲器資源，劃分功能模塊，進行主程序及各模塊程序的設(shè)計，最終完成整個系統(tǒng)的控制程序。第三階段是仿真調(diào)試，分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)三個過程。硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)基本測試儀器(萬用表、示波器等)，通過執(zhí)行開發(fā)系統(tǒng)有關(guān)命令或測試程序，檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。軟件調(diào)試時通過對用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)是指讓用戶系統(tǒng)的軟件在其硬件上實際運行，并進行軟、硬聯(lián)合調(diào)試。第四階段的任務(wù)是程序固化及獨立運行。第五階段的任務(wù)是文件編制階段，文件應(yīng)包括任務(wù)描述；設(shè)計的指導(dǎo)思想及設(shè)計方案論證；性能測定及現(xiàn)場試用報告與說明；試用指南；軟件資料(流程圖、子程序使用說明、地址分配、程序清單)；硬件資料(電路原理圖、元件布置及接線圖、接插件引腳圖、印制電路板圖、注意事項等)。二、單片機的選型2.1單片機的性能指標目前的單片機有4位機、8位機、16位機及32位機等幾種。單片機的位數(shù)是由其內(nèi)核CPU的位數(shù)決定的。位數(shù)越多，單片機處理數(shù)據(jù)的能力就越強。單片機的運行速度取決于外部晶振或外部時鐘信號的頻率。如89C51的外部時鐘頻率可達24MHz。單片機運行速度高則執(zhí)行速度塊，但功耗也會相應(yīng)地增加。單片機的程序存儲器結(jié)構(gòu)類型主要有ROM和RAM。一般的單片機均帶有數(shù)據(jù)存儲器RAM，但其容量均不大。當需要存儲大量數(shù)據(jù)時，應(yīng)考慮外接用戶RAM。單片機具有較強的中斷處理能力，51單片機一般有五個中斷源，分別是外部中斷0、外部中斷1、定時計數(shù)器0、定時計數(shù)器1及串行口的中斷。在一些自動監(jiān)測儀表及電池供電的產(chǎn)品中，低功耗是主要的技術(shù)指標，通常采用HC—MOS工藝的單片機在低電壓下工作單片機的封裝一般有DIP、QFP、PLCC等類型，應(yīng)從印制板的尺寸、加工手段、購買途徑及成本等方面綜合考慮。2.2單片機的選型原則單片機的選型一般有三個原則，一是單片機的系統(tǒng)適應(yīng)性，它是指能否用這個單片機完成應(yīng)用系統(tǒng)的控制任務(wù)。主要考慮的因素有：是否有合適的計算處理能力?是否有所需的外圍端口部件?是否有所需的中斷源及定時器?是否有所需的I／O端口數(shù)?二是單片機的可開發(fā)性，開發(fā)工具的使用時單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的必須手段，是選擇單片機的一個重要依據(jù)。主要考慮的因素有：開發(fā)環(huán)境、調(diào)試工具、在線BBS服務(wù)及應(yīng)用支持。三是制造商歷史及可購買性，要考慮產(chǎn)品的性價比是否可靠?是否停產(chǎn)?功耗量是否充足穩(wěn)定?所以，依據(jù)這三個原則，應(yīng)該可以選擇出最適用于具體應(yīng)用系統(tǒng)的單片機。三、單片機的抗干擾技術(shù)3.1干擾的來源用信號外的噪聲或造成惡劣影響的變化部分的總稱為干擾。在進行單片機應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們經(jīng)常碰到一個很棘手的問題，即在實驗室環(huán)境下系統(tǒng)運行的正常，但小批量生產(chǎn)并安裝在工作現(xiàn)場后，卻出現(xiàn)一些不太規(guī)律、不太正常的現(xiàn)象。究其原因主要是系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計不全面，導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)的工作不可靠。引起單片機控制系統(tǒng)干擾的主要原因有三類，分別是供電系統(tǒng)的干擾、過程通道的干擾和空間電磁波的干擾。電源開關(guān)的通斷、電機和大的用電設(shè)備的啟停都會使供電電網(wǎng)發(fā)生波動，受這些因素的影響，電網(wǎng)上常常出現(xiàn)幾百伏甚至幾千伏的尖峰脈沖干擾。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入、輸出和模擬量輸人、輸出通道是必不可少的。這些通道不可避免地會使各種干擾直接進入單片機系統(tǒng)?？臻g干擾主要來自太陽及其他天體輻射電磁波、廣播電臺或通信發(fā)射臺發(fā)出的電磁波及各種周圍電氣設(shè)備發(fā)射的電磁干擾等。因此，針對以上出現(xiàn)的問題，我們必須采用有效措施以提高單片機應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾能力3.2硬件抗干擾技術(shù)常用的硬件抗干擾技術(shù)主要有隔離技術(shù)、接地技術(shù)、去耦技術(shù)、濾波技術(shù)及屏蔽技術(shù)。在單片機系統(tǒng)中，為了提高供電系統(tǒng)的質(zhì)量，防止竄人干擾，建議采用單片機輸人電源與強電設(shè)備動力電源分開，采用具有靜電屏蔽和抗電磁干擾的隔離電源變壓器，采用獨立功能塊單獨供電，并用集成穩(wěn)壓塊實現(xiàn)兩級穩(wěn)壓。盡量提高接口器件的電源電壓，提高接口的抗干擾能力。過程通道時系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機之間進行信息傳輸?shù)穆窂?。由于輸人輸出對象與單片機之間連接線長，容易竄入干擾，必須抑制。一般采用雙絞線傳輸減少電磁感應(yīng)，抑制噪聲干擾，采用濾波電路、單穩(wěn)電路、觸發(fā)器電路及施密特電路抑制機械觸電的抖動，從而抑制噪聲干擾。在單片機系統(tǒng)中，印制電路板設(shè)計的好壞對抗干擾能力影響很大。印制電路板是用來支撐電路元件，并提供電路元件和器件之間電氣連接的重要組件。為了減少干擾，經(jīng)常采用大小適中、布局合理的印刷電路板，并且合理配置去耦電容，正確設(shè)計電源線和底線。3.3軟件抗干擾技術(shù)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾性不可能完全依靠硬件解決，軟件抗干擾設(shè)計也是防止和消除應(yīng)用系統(tǒng)故障的重要途徑。一旦單片機因干擾而使得程序計數(shù)器PC偏離了原定的值，程序便脫離正常運行軌道，出現(xiàn)操作數(shù)數(shù)值改變或?qū)⒉僮鲾?shù)當作操作碼的“跑飛”現(xiàn)象。此時，可采用軟件陷阱和“看門狗”技術(shù)使程序恢復(fù)到正常狀態(tài)。所謂軟件陷阱，是指可以使混亂的程序恢復(fù)正常運行或使“跑飛”的程序恢復(fù)到初始狀態(tài)的一系列指令。如NOP指令、LIMP指令等。程序運行監(jiān)視系統(tǒng)又稱“看門狗”。“看門狗”就是一個劍士跟蹤定時器，應(yīng)用“看門狗”技術(shù)可以使單片機從死循環(huán)中恢復(fù)到正常狀態(tài)?！翱撮T狗”可以用硬件電路實現(xiàn)，也可采用軟件技術(shù)通過內(nèi)部定時／計數(shù)器實現(xiàn)。目前，大多數(shù)單片機內(nèi)部都集成有程序運行監(jiān)視系統(tǒng)。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)流程。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)松翰與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-29
2021
智能加濕器系統(tǒng)設(shè)計
基于51單片機的智能加濕器系統(tǒng)設(shè)計智能家居是當今社會的一個熱點，智能加濕器可以自動調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，去除靜電。北方氣候干燥，尤其是冬季，加濕器可以改善濕度，從而給人們創(chuàng)造一個健康的生活環(huán)境。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)加濕器仍然需要人工來操作，通過手動控制開關(guān)來實現(xiàn)室內(nèi)加濕器的工作和停止，不但無法實時檢測室內(nèi)環(huán)境的濕度值，而且價格較高，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也比較單一，這種加濕器的使用存在相當大的安全隱患，例如發(fā)生過度加濕或者干燒等情況。因此開發(fā)設(shè)計出一款能根據(jù)用戶實際情況和需求進行靈活設(shè)置加濕器濕度值上下限、實用性及安全性于一體、價格低、品質(zhì)佳的加濕器，顯得尤為重要。一、智能加濕器系統(tǒng)總體設(shè)計該系統(tǒng)主要由以下幾個模塊構(gòu)成:濕度信號采集電路、按鍵控制及復(fù)位電路、數(shù)碼管顯示電路、霧化模塊加濕電路等，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過溫濕度傳感器測量出空氣濕度信號是模擬信號，需經(jīng)過AD模數(shù)轉(zhuǎn)換后才能發(fā)送給單片機進行處理。單片機對接收到的信號進行分析和處理后，輸出控制信號給P3管腳，控制繼電器的閉合狀態(tài)，霧化模塊開始工作，從而實現(xiàn)了按需加濕的系統(tǒng)功能。如圖1所示，當空氣濕度值低于系統(tǒng)預(yù)設(shè)濕度值(40%ＲH)時，傳感器會檢測到濕度信號，并發(fā)送給單片機，此時數(shù)碼管顯示電路會顯示當前室內(nèi)濕度值，LED指示電路的指示燈會發(fā)光，同時霧化控制電路會啟動，處于工作狀態(tài)，給室內(nèi)加濕。當室內(nèi)空氣濕度值達到系統(tǒng)設(shè)置上限濕度值(60%ＲH)時，霧化控制電路就會停止工作，LED指示電路的指示燈滅掉。二、智能加濕器系統(tǒng)硬件電路設(shè)計本系統(tǒng)設(shè)計簡單，處理器采用51單片機即可完成功能，故選用STC89C52型號的單片機來滿足軟硬件設(shè)計要求。2.1單片機的晶振電路設(shè)計在STC89C52單片機芯片內(nèi)部，有一個以XTAL2與XTAL1為輸出輸入端的振蕩器，同時在XTAL1與XTAL2引腳上連接定時器件，其內(nèi)部振蕩電路是能夠?qū)崿F(xiàn)自激振蕩的。定時器件一般是由石英晶體與電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振回路。系統(tǒng)采用的晶振片為12MHz，電容C2和C3的電容值大小為20 pF。2.2單片機的復(fù)位電路設(shè)計本設(shè)計采用的按鍵復(fù)位電路，系統(tǒng)不僅可以上電復(fù)位，而且在運行過程中需要復(fù)位時，只需按下S1按鍵，此時電源Vcc在ＲST端產(chǎn)生一個復(fù)位的高電平。同樣，只要保證ＲST端保持高電壓的時間大于兩個機器周期時，系統(tǒng)能自動實現(xiàn)正常復(fù)位。2.3模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計智能加濕器系統(tǒng)需要將溫濕度傳感器的濕度信號傳給CPU，必須先通過A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。本系統(tǒng)選用了8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832，由于它體積小，兼容性強，性價比高而應(yīng)用廣泛。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0～5 V之間。ADC0832與單片機接口的4條數(shù)據(jù)線分別為CS、CLK、DO、DI。電路設(shè)計時將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用，因為DO端與DI端在通信時并未同時有效，而且ADC0832與單片機的接口是雙向的。2.4數(shù)碼管顯示電路本設(shè)計的顯示電路采用了數(shù)碼管而不是LED，因為數(shù)碼管顯示在白天等強光條件下會更加清晰。雖然液晶顯示極其省電，但是在外界光線很明亮的情況下看不清楚并且使用有溫度范圍限制。另外，LED數(shù)碼管的價格與液晶顯示器相比較為低廉，故本次設(shè)計采用LED數(shù)碼管。該設(shè)計選取了數(shù)碼管顯示模塊，其具有內(nèi)置的字節(jié)庫，不具存儲功能，采用并行連接的模式，使用起來相對便捷，用于顯示土壤濕度信息及系統(tǒng)預(yù)設(shè)濕度門限。共選取了四個獨立式的按鍵，其中有復(fù)位按鍵、設(shè)置按鍵、“加”按鍵、“減”按鍵。上電之后，數(shù)碼管顯示空氣當前濕度值，按一下設(shè)置按鍵，數(shù)碼管顯示系統(tǒng)預(yù)設(shè)濕度上限，然后再按“加”或“減”按鍵可以改變加濕器預(yù)設(shè)濕度上限值;按第二下設(shè)置按鍵，數(shù)碼管顯示系統(tǒng)預(yù)設(shè)濕度下限，然后再按“加”或“減”按鍵可以改變加濕器預(yù)設(shè)濕度下限值;按第三下設(shè)置按鍵，數(shù)碼管顯示室內(nèi)當前濕度值，到此為止設(shè)置完成。2.5霧化模塊控制電路霧化模塊加濕控制電路中，三極管的集電極與繼電器的一端相連，發(fā)射極接到+5 V電源V CC上，單片機引腳P3.5經(jīng)過Ｒ6連接到三極管Q5的基極上;電阻Ｒ7同發(fā)光二極管構(gòu)成一個加濕器工作狀態(tài)指示電路，如果繼電器通電吸合，LED將會變亮，由此就可以檢測到繼電器的操作狀態(tài)，顯示霧化模塊是否為工作狀態(tài)，加濕器是否需要給室內(nèi)加濕。三、智能加濕器系統(tǒng)軟件設(shè)計本設(shè)計采用C語言編寫程序，整個系統(tǒng)程序采用模塊化設(shè)計，主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、按鍵控制模塊、復(fù)位模塊、數(shù)碼管顯示模塊、霧化控制模塊。通過對電路原理及功能的分析，已對智能加濕器系統(tǒng)的整體設(shè)計有了充分認識，用C語言編寫好程序后，利用Keil軟件對單片機進行編譯調(diào)試。直到程序滿足設(shè)計要求并沒有出現(xiàn)運行編譯錯誤時，燒錄到51單片機中進行軟硬件調(diào)試，從而實現(xiàn)系統(tǒng)功能?？偨Y(jié)本系統(tǒng)利用51單片機完成了一個簡單的智能加濕器控制系統(tǒng)的設(shè)計，成本低，性價比高，相比于市面上的較多類似產(chǎn)品有一定的優(yōu)勢，但本文還有一些不足之處，如系統(tǒng)設(shè)計集成度有待提高等。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于51單片機的智能加濕器系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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2021
單片機自動化系統(tǒng)
單片機在自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究單片機屬于一種集成化的電路芯片，單片機是一種微型的計算機系統(tǒng)，單片機可以把集成電路技術(shù)和隨機存儲器、只讀存儲器和中央處理器等等全部串聯(lián)在一起，再用方法刻印到硅片上，來完成信息處理任務(wù)。單片機從最初的研制到之后的應(yīng)用，經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的過程，單片機之前是4位、8位制的，現(xiàn)在可達到300M高速。單片機應(yīng)用范圍很廣，它作為嵌入式軟件的一部分，它的作用不可忽視，影響深遠。通過對單片機的利用能夠提高控制系統(tǒng)的開發(fā)效果，降低研發(fā)費用。一、自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，自動控制系統(tǒng)涉及的領(lǐng)域多，有電梯，智能電網(wǎng)，火災(zāi)報警上等。1.1電梯自動控制系統(tǒng)我國城市化發(fā)展的腳步越來越快，很多大型工廠、高層建筑和一些大中型的超市、商場等形式的建筑物在拔地而起，電梯是上下樓最為便捷的運客工具。電梯的組成設(shè)備有很多種，有：電梯開關(guān)門、電梯乘客廂，還有電纜繩、顯示屏和按鍵等，設(shè)備如此多，全部集成在一起后，才能為電梯的整體穩(wěn)定運作提供可行條件。電梯自動控制系統(tǒng)才能真實發(fā)揮出它最本質(zhì)和最強大的功效。電梯自動控制系統(tǒng)的組成中必須摻入單片機，集成電路等一些其他內(nèi)容，這樣才能讓電梯正常運轉(zhuǎn)，不會發(fā)生事故，讓電梯能夠安全上下行、電梯乘客廂開關(guān)門、語音播報等各種各樣的功能，這樣才能保證實現(xiàn)電梯的自動化運行狀態(tài)。1.2火災(zāi)報警控制系統(tǒng)單片機應(yīng)用在火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，它暗含的內(nèi)容廣泛。該控制系統(tǒng)還可以對滅火設(shè)備、通訊設(shè)備來進行計算機上的設(shè)置，進而形成一個非常強大的火災(zāi)報警自動化控制系統(tǒng)。這個系統(tǒng)保障了工作環(huán)境和生活環(huán)境的安全，單片機使用在火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，一旦發(fā)生火情，控制系統(tǒng)工作狀態(tài)立馬發(fā)生變化，它就會自動報警、并在報警后再采取滅火措施、做好人員安全疏散工作等內(nèi)容，一個很完備的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)功能豐富齊全，火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中的某種儀器能夠在無論何時無論何地的情況下監(jiān)控室內(nèi)室外的煙、霧情況、高溫情況還有火光等，這些情況會轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栕尰馂?zāi)報警控制系統(tǒng)發(fā)揮實效。1.3電力自動控制系統(tǒng)電力自動控制系統(tǒng)中內(nèi)含的單片機主要是讓智能電網(wǎng)設(shè)備借助某種儀器運行信息，再讓單片機工作起來，它負責(zé)把這些信息傳送到電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)上。電力自動控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的內(nèi)容，對實時能夠響應(yīng)的速度要求更高，電力自動控制系統(tǒng)在完成信息采集工作的基礎(chǔ)上，還可以做一些信息計算工作。電力自動控制系統(tǒng)通過設(shè)置程序能夠完成各種不同類型的運作控制，還能提高適應(yīng)能力。電力自動控制系統(tǒng)包括的內(nèi)容豐富，通過種種內(nèi)容來最終構(gòu)成一個適應(yīng)人們生活發(fā)展要求的電力設(shè)備控制系統(tǒng)，做好電力設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)控情況，確保有關(guān)控制信號完成信息傳輸工作和響應(yīng)工作。二、單片機技術(shù)分析單片機在自動控制系統(tǒng)的設(shè)計中有很多優(yōu)點，比如：防別的物體干擾、很機動靈活等，自動控制系統(tǒng)內(nèi)部的單片機內(nèi)含各種功能部件，將這些所有的功能部件連接起來，才能在最大程度上簡化單片機結(jié)構(gòu)。自動控制系統(tǒng)插入單片機部件后，應(yīng)用會再通過單片機來控制整個運行的系統(tǒng)，單片機必須準確地被放入到自動控制系統(tǒng)中正確的位置，位置放對，單片機才能充分發(fā)揮它的作用，單片機有具體的使用情況說明，只有嚴格按照自動控制系統(tǒng)的要求，對情況說明做好理解，才能真正地根據(jù)要求去執(zhí)行各種運作指令。這種操作解釋主要是讓單片機能夠防止自動控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種誤差。單片機的發(fā)明和應(yīng)用，大的可以說改變了社會的發(fā)展路徑，小的可以說改變了自動控制系統(tǒng)的設(shè)計狀態(tài)，自動控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出更加便捷簡化的狀態(tài)，讓自動控制系統(tǒng)有更精簡的運行方式，這也間接表明出單片機在自動控制系統(tǒng)設(shè)計中的重要地位，通過合理設(shè)計自動控制系統(tǒng)中的單片機，單片機的優(yōu)點才能最大限度發(fā)揮出來。單片機在自動控制系統(tǒng)中優(yōu)勢明顯，比如：有效節(jié)約計算機編程開發(fā)時間，使用方式便捷靈活，經(jīng)濟效益和社會效益高，還能夠提高社會的自動化水平。單片機是微型的計算機，單片機連接設(shè)備較為靈活，擴展性強。單片機的開發(fā)控制系統(tǒng)沒有復(fù)雜的接線盒拆線操作，設(shè)計過程較為簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)共享。單片機用戶界面的交互性好，節(jié)約設(shè)備資源，能夠減少資金費用。單片機體積小，內(nèi)部采用的結(jié)構(gòu)是模塊設(shè)計結(jié)構(gòu)，對電氣化設(shè)備的運行狀態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化采集，對系統(tǒng)做好控制，對設(shè)備的實時改裝和升級維護具有很高的效率。三、單片機在自動控制系統(tǒng)及其設(shè)計中的應(yīng)用3.1單片機在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用汽車領(lǐng)域、煤礦領(lǐng)域是單片機在自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用較為典型的兩個領(lǐng)域。在汽車領(lǐng)域中，它的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)計環(huán)節(jié)都對測量要求較為嚴格，生產(chǎn)中注重零件部分數(shù)據(jù)。設(shè)計中注重各部分數(shù)據(jù)。在這項基礎(chǔ)上，才能保證安裝速度。在煤礦領(lǐng)域中，單片機主要作用在漏電保護、變電運行控制、井下的安全監(jiān)控等方面上。3.2單片機在自動控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用（1）單片機的結(jié)構(gòu)設(shè)計：單片機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，會直接關(guān)系自動化控制系統(tǒng)實際應(yīng)用。從單片機的軟件結(jié)構(gòu)上來講，它在自動化控制系統(tǒng)中有哪些實踐設(shè)計呢？自動化控制系統(tǒng)的內(nèi)部，單片機有各種不同的工作要求，通過工作要求對單片機的運行參數(shù)進行配置，來分配各種任務(wù)，做好時間上的安排。這樣才能讓自動化控制系統(tǒng)保持平衡的工作狀態(tài)，單片機軟件結(jié)構(gòu)中采用的操作系統(tǒng)會將單片機分成主程序和中斷程序兩部分：主程序主要用來收集在正常運行情況下的自動化控制系統(tǒng)中單片機的各種數(shù)據(jù)；中斷程序主要是負責(zé)故障的預(yù)警和診斷。自動化控制系統(tǒng)下的人機交換模式向大家提供電機自動化控制系統(tǒng)的運行參數(shù)，比如：轉(zhuǎn)速、工作情況等，通過人工操作來調(diào)整自動化控制系統(tǒng)的實際運行，保障自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。（2）單片機的控制設(shè)計：單片機在自動化控制系統(tǒng)中的控制設(shè)計的主要內(nèi)容是人和機器交互的對話模式，這種人和機器交互的對話模式涉及控制系統(tǒng)中各種設(shè)備，不僅如此，它還能夠推進系統(tǒng)的智能化發(fā)展。人們通過研究電機自動化控制系統(tǒng)中的單片機，來對單片機的控制設(shè)計進行探討。單片機里面有很多控制模塊，控制模塊的部分有兩種，一種是LED，另一種就是鍵盤部分，單片機的鍵盤部分輸入一定的數(shù)據(jù)，再進行全方位的掃描，這些數(shù)據(jù)就會被輸入到自動化控制系統(tǒng)的內(nèi)部，確保了電機的安全、平穩(wěn)運行狀態(tài)，還能夠預(yù)防發(fā)生安全事故。單片機通過接口器這種部件連接到通用鍵盤里，來顯示電機自動化控制系統(tǒng)中的各種運行的數(shù)據(jù)，保障好自動化控制系統(tǒng)在電機結(jié)構(gòu)中的可控性。（3）單片機的程序設(shè)計：單片機的程序設(shè)計依據(jù)的是自動控制系統(tǒng)的操作要求，做好程序設(shè)計后，再控制電機進行工作。程序設(shè)計在單片機中的重要作用相當于心臟在人體中的作用。單片機通過記錄具體運行參數(shù)，還有電機的運轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)防止電機會偏離自動控制系統(tǒng)的運行效果。單片機在程序設(shè)計時，可以中斷電機開啟的部位，實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)換，保障電機能夠自行進入自動化的運行模式。此種程序設(shè)計方式更能體現(xiàn)出技術(shù)的智能化發(fā)展。（4）電腦PC設(shè)計：PC是指電腦端，PC端部分在單片機自動化控制系統(tǒng)設(shè)計中作用明顯。PC端融入到單片機的設(shè)計里，能夠為自動化控制系統(tǒng)的整體設(shè)計提供人機對話操作，該種系統(tǒng)就是依據(jù)人的指令來進行工作，最后再來整體把握。單片機中的PC部分是需要借助電路來進行傳輸指令的工作，這些指令可以存儲到軟件內(nèi)部，讓自動化控制系統(tǒng)中控制指令不會發(fā)生有矛盾，繼而能夠存儲起來并執(zhí)行操作，當指令發(fā)生沖突后，PC端就會自動中斷，不再運行，實現(xiàn)保護自動化控制系統(tǒng)的目的。單片機通過創(chuàng)造新型通信模式，來完善自動控制系統(tǒng)的通信過程。四、單片機在自動控制系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢4.1縮小甚至微型化單片機的體積會越來越小，就像計算機剛發(fā)明出來時。它占滿了整間房間，但是現(xiàn)在的計算機越來越小，越來越薄，單片機也是如此，它今后會縮小甚至微型化，自動控制系統(tǒng)中的單片機在經(jīng)過很多改進嘗試后能夠?qū)崿F(xiàn)微型化。這種發(fā)展趨勢優(yōu)勢在于減輕單片機的重量，縮小單片機的體積，但是這種發(fā)展趨勢并不能縮短減優(yōu)，微型化的發(fā)展和改進的過程中不能因為體積縮小，重量縮小就破壞單片機的功能，單片機的抗干擾能力和綠色化設(shè)計也要一同注重，同時也要注重降低噪音。單片機為微型化發(fā)展必須要符合自動控制系統(tǒng)的系統(tǒng)要求，要注重按照自動控制系統(tǒng)的需求來改進單片機的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)微型化單片機的實踐效益。4.2智能化自動控制系統(tǒng)在運行過程中隨著時代的發(fā)展變化有了新的發(fā)展要求，即發(fā)展智能化。這直接推進單片機的智能化發(fā)展水平。我國電機的發(fā)展中自動控制系統(tǒng)對單片機的應(yīng)用雖然有進步，但仍然處在初步階段，為了能夠確保單片機更好地應(yīng)用在自動控制系統(tǒng)中，對單片機的使用要求必須要有智能化的要求，只有積極改善單片機的運行現(xiàn)狀，在原先自動化的基礎(chǔ)上對單片機做好智能化操作設(shè)計，才能讓單片機的發(fā)展更加智能化。這樣才能慢慢地減少人力，緩解工作人員的壓力，實現(xiàn)無人操作的自動控制電機運行。4.3市場化市場是調(diào)控經(jīng)濟的“看不見的手”，走向市場是一行長期發(fā)展并不斷上升的必然要求和必然結(jié)果。自動控制系統(tǒng)的單片機必須要適應(yīng)市場化的需求，做好市場挑戰(zhàn)的準備。才能促進各行各業(yè)的發(fā)展。自動控制系統(tǒng)中選擇的單片機，位數(shù)制有8位的等，單片機在未來發(fā)展的情景中也提出了市場化的發(fā)展要求，根據(jù)現(xiàn)有的單片機實際情況，來推出更多種的單片機，以此拓寬單片機廣大市場。單片機的市場化發(fā)展，能夠促使自動控制系統(tǒng)適用于各種電機，我國在單片機的研究上可以充分借鑒國外的先進技術(shù)，圍繞自動控制系統(tǒng)進行設(shè)計，增加自動控制系統(tǒng)中單片機的使用數(shù)量。結(jié)語我國經(jīng)濟在不斷發(fā)展的同時，各種領(lǐng)域也在不斷發(fā)展和擴大，這些領(lǐng)域都離不開單片機的應(yīng)用，通過把高智能的單片機運用到各行各業(yè)中來完善自動化控制系統(tǒng)，將智能設(shè)備集成在一起，來構(gòu)建出一個強大的、先進的控制操作系統(tǒng)，這樣操作系統(tǒng)才能做好各種工作任務(wù)，如此，才能大幅度提高工業(yè)生產(chǎn)生活的準確度和可靠性，把人力資源、財力資源、物力資源做到最合適裝填，做好環(huán)境管理內(nèi)容，提升行業(yè)的經(jīng)濟效益，從本上真正地改善了環(huán)境狀況。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的單片機在自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與技術(shù)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)松翰與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-27
2021
智能溫濕度控制系統(tǒng)
基于單片機技術(shù)的智能溫濕度控制系統(tǒng)在測量的對象領(lǐng)域內(nèi)，溫度和濕度是非常重要的。無論是人類的生存，還是生活環(huán)境，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，軍事，氣象觀測，溫度的測量和控制以及濕度的測量和控制都是很重要的環(huán)節(jié)。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)、傳感器和傳感器材料技術(shù)的進步，溫度和濕度檢測都取得了跨越式發(fā)展。對溫度和濕度的測量與監(jiān)控也是十分有意義的。通過對智能溫濕度傳感器特性的研究,設(shè)計出合理的硬件電路,編寫高效的處理器軟件，顯示溫濕度信息，然后根據(jù)溫濕度信息控制加熱換氣裝置。溫濕度信息由傳感器的敏感元件獲得，其輸出經(jīng)過信號調(diào)理電路放大、線性化、去除干擾等并獲得與A/D轉(zhuǎn)換器相適配的模擬信號，此信號通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為微處理器可接受的數(shù)字信號。以單片機為核心的軟硬件處理電路對采集到的信號進行編程處理后輸出到顯示模塊，實時反映溫濕度值。瑞士Sensiri-on公司生產(chǎn)的SHT11是具有二線串行接口的單片全校準數(shù)字式新型相對溫度和濕度傳感器。它將傳感器技術(shù)與CMOS芯片技術(shù)相融合，可用來測量零點、相對溫度、相對濕度等參數(shù)，具有數(shù)字式輸出、免標定、免外圍電路、免調(diào)試及全互換的特點，最終為開發(fā)高精度、高可靠性、高集成度的溫濕度測控系統(tǒng)提供了解決方案。一、智能溫濕度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計1.1硬件總體設(shè)計本設(shè)計以AT89C52單片機系統(tǒng)為核心，首先通過SHT11溫濕度傳感器采集現(xiàn)場的溫濕度數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過SHT11溫濕度傳感器自身的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼；再通過51單片機利用LCD1602顯示當前現(xiàn)場的溫濕度值,同時設(shè)置上下限；當前溫濕度超過預(yù)設(shè)最高上限時，報警并且燈亮，同時啟動加熱換氣裝置工作；當溫濕度低于預(yù)設(shè)最低下限時，報警并且燈亮，同時啟動加熱換氣裝置工作?？梢愿鶕?jù)不同的要求設(shè)置不同的越限值從而使其寬廣的測溫濕度范圍能夠廣泛地應(yīng)用到溫濕度監(jiān)測當中去。1.2溫濕度采集（1）SHT11簡介：瑞士Scnsirion公司推出的SHT11是一款集溫度傳感器和濕度傳感器于一體的數(shù)字溫濕度傳感器芯片。因此在進行溫濕度實時監(jiān)測的系統(tǒng)采用SHT11傳感器，就具備成本低、體積小、精度高、接口簡單等特點。而且SHT11芯片的抗干擾能力也比同類芯片高，因為該芯片內(nèi)部集成了14位A/D轉(zhuǎn)換器，且采用了數(shù)字信號輸出。（2）SHT11與單片機的接口電路：MCU（單片機）和SHT11傳感器通信采用串行二線接口DATA和SCK,其中DATA為數(shù)據(jù)線，SCK則為時鐘線，然而I2C協(xié)議與該二線串行通信協(xié)議是不兼容的。在程序開始時，MCU需要用一組“啟動傳輸”時序表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?。如圖2-3所示，當SCK時鐘為高電平時，DATA翻轉(zhuǎn)為低電平；緊接著SCK變?yōu)榈碗娖?，隨后又變?yōu)楦唠娖?；在SCK時鐘為高電平時，DATA再次翻轉(zhuǎn)為高電平。如圖2-4所示，為SHT11傳感器與單片機的接口電路。SHT11只有二個引腳，一個數(shù)字串行引腳接單片機P1.0口，SCK引腳接單片機P1.1口。電源與數(shù)字串行引腳間要接一個4K的電阻R2。R2是上拉電阻，因為單片機的P1口驅(qū)動能力有限，目的是為了使傳感器接收的數(shù)據(jù)能夠可靠的進行。二、智能溫濕度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計2.1軟件整體設(shè)計軟件設(shè)計是在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的，良好的軟件設(shè)計是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)能否正常運行，除了硬件的合理設(shè)計外，很大程度上取決于功能完善、算法先進的軟件設(shè)計。本系統(tǒng)是以AT89C52為硬件設(shè)計系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)軟件部分主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、報警模塊，其中數(shù)據(jù)采集模塊包括溫濕度的采集、數(shù)據(jù)處理A/D轉(zhuǎn)換，報警模塊包括報警指示和報警處理。數(shù)據(jù)采集模塊將接收到的傳感器發(fā)出的模擬信號采集到單片機。數(shù)據(jù)處理模塊通過對接收到的采樣信號進行實時處理轉(zhuǎn)換、最后實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、驅(qū)動顯示等，軟件系統(tǒng)框圖如下圖所示：這些程序相互獨立，在主程序中依次被調(diào)用。單片機處理的是數(shù)字信號，對接受的數(shù)據(jù)進行采集即可得到數(shù)字信號；數(shù)據(jù)處理模塊由單片機實現(xiàn)，對采樣信號進行實時控制、數(shù)據(jù)通信、驅(qū)動顯示、驅(qū)動運行等；顯示部分主要用LCD顯示，LCD由單片機驅(qū)動。2.2軟件設(shè)計程序流程圖（1）主程序流程圖：主程序是設(shè)計的主體，是由功能不同的子程序組成。本系統(tǒng)主程序的運行如下操作：串口初始化，完成初始化操作后，循環(huán)掃描鍵盤，當有相應(yīng)按鍵時對應(yīng)不同的功能，SHT11開始采集溫濕度數(shù)據(jù)，經(jīng)LCD1602數(shù)碼管顯示讀數(shù)，判斷溫濕度是否超出設(shè)定范圍，如若超出則報警，并且報警指示燈亮，蜂鳴器報警，同時啟動加熱換氣電路。主程序流程圖如圖3-2所示。（2）報警電路程序流程圖：報警模塊具備兩項功能，即為報警燈和聲音報警。聲音報警是從聽覺上提醒用戶，而報警燈則是從視覺上提醒用戶。當讀取的溫度值超過上下限時，紅燈亮并且報警，當濕度值超過上下限時，黃燈亮并且報警。流程圖如圖3-3所示。（3）SHT11讀取溫濕度程序流程圖：單片機與SHT11進行通信是采用的二線串行數(shù)字接口，需要用單片機的I/0口模擬通信時序，因為該通信協(xié)議與通用的I2C總線協(xié)議是不兼容的。對于SHT11的控制，MCU是通過5個六位命令代碼實現(xiàn)的，命令代碼的含義分別是：00101：測量濕度；00011：測量溫度；00110：寫內(nèi)部狀態(tài)寄存器；00111：讀內(nèi)部狀態(tài)寄存器；11110：復(fù)位命令，使內(nèi)部狀態(tài)寄存器恢復(fù)默認值；其他的來設(shè)置分辨率。程序開始首先對溫濕度傳感器SHT11進行初始化，檢測是否正常工作，然后單片機發(fā)出指令與SHT11連接測量溫濕度，接著溫濕度傳感器SHT11進行溫濕度計算以及A/D轉(zhuǎn)換，再發(fā)送給主機，并反復(fù)調(diào)用復(fù)位、寫入及讀取數(shù)據(jù)子程序，之后再經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，由數(shù)碼管顯示出來，不斷循環(huán)。程序首先對LCD1602初始化，檢查是否忙碌，如果不忙碌則主機發(fā)送模式設(shè)置指令或顯示指令寫入LCD1602中，然后指定字符顯示的實際地址，將數(shù)據(jù)寫入LCD1602中，顯示溫濕度。三、智能溫濕度控制系統(tǒng)仿真調(diào)試本設(shè)計的硬件仿真由Protues軟件實現(xiàn)，軟件調(diào)試由KeilC51軟件實現(xiàn)，通過軟硬件的結(jié)合實現(xiàn)總體設(shè)計的仿真。總結(jié)由于該系統(tǒng)采用的核心是高效單片機，主要的采集與測量系統(tǒng)是集溫度傳感器和濕度傳感器于一體的SHT11，自帶A/D轉(zhuǎn)換器，從而該溫濕度控制儀具有體積小、成本低、精度高、接口簡單及良好抗干擾能力等優(yōu)點，再加上優(yōu)化程序，一定意義上本系統(tǒng)具有了很高的實用性。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機技術(shù)的智能溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計流程。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。注：部分圖片內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
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03-26
2021
智能澆花系統(tǒng)設(shè)計
基于單片機的智能澆花系統(tǒng)設(shè)計現(xiàn)如今，高品質(zhì)生活的理念已經(jīng)滲透到生活的方方面面，因此無論是在家中還是在工作學(xué)習(xí)場所，都會看到一些盆栽植物，這不僅能夠改善空氣質(zhì)量，而且能夠提高生活品味。但是生活中常常因工作繁忙，花草得不到及時的澆水，就會干枯死去，從而帶來經(jīng)濟上的損失和精神上的不愉快?，F(xiàn)有的智能澆花產(chǎn)品造價高、實用性差，銷量低。本作品從智能家居的角度出發(fā)，基于AT89C51芯片，利用三極管、繼電器、濕度傳感器等一些簡單元器件，設(shè)計了此智能澆花系統(tǒng)，簡便合理、費用低、實用性高且耗電量小，并能夠長時間工作，具有較好的應(yīng)用前景。一、智能澆花系統(tǒng)組成及工作原理智能檢測土壤濕度澆花系統(tǒng)主要包括主控模塊、傳感模塊、電源模塊、輸入模塊，抽水動作模塊和顯示模塊。主控模塊是以AT89C51芯片為核心，配合復(fù)位電路和時鐘電路組成單片機最小系統(tǒng)；傳感模塊主要由土壤濕度傳感器構(gòu)成，該傳感器可以實時監(jiān)測土壤濕度并具有很高的準確性；電源模塊是通過5V電源接口實現(xiàn)對系統(tǒng)的供電；顯示模塊通過LCD1602液晶屏顯示土壤濕度和所在模式，輸入模塊是用按鍵輸入實現(xiàn)自動澆灌、手動澆灌模式的選擇并進行濕度上下閾值的設(shè)置；動作模塊是由抽水電機和有源蜂鳴器組成。本系統(tǒng)能夠?qū)崟r檢測土壤濕度，并且有兩種模式選擇—手動模式和自動模式，手動模式通過按鍵可以實現(xiàn)人為澆水功能；當系統(tǒng)處在自動模式時，如果濕度在設(shè)定的上下限范圍內(nèi)時，抽水電機不動作，蜂鳴器不報警，當?shù)陀谠O(shè)定下限時，蜂鳴器報警，同時抽水電機就會進行抽水灌溉，直至濕度達到設(shè)定上限，系統(tǒng)自動實現(xiàn)停止灌溉功能，同時蜂鳴器報警解除。見圖1。二、智能澆花系統(tǒng)硬件設(shè)計（一）單片機控制模塊：AT89C51是由Atmel生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機，同時AT89C51有著便宜的價格，而且它和MCS-51系列有這很好的兼容性。因此在這個系統(tǒng)中采用AT89C51作為控制芯片。AT89S51主要性能參數(shù)與MCS—51系列徹底兼容。（二）土壤濕度傳感器模塊：本作品采用了YL-69濕度傳感器模塊。YL-69是一個簡單的土壤濕度傳感器，其原理為濕敏電容，當環(huán)境的濕度發(fā)生改變時，會使得濕敏電容存在的環(huán)境中的介質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致濕敏電容中的電容數(shù)值產(chǎn)生變化，電容的數(shù)值正比于濕度值。由于濕敏電容有這很高的靈敏度、響應(yīng)速度快、滯后量小的特點，所以濕敏電容很容易小型化和集成化。在系統(tǒng)中，土壤濕度數(shù)據(jù)的采集是有YL-69完成的。（三）按鍵輸入模塊：S1位復(fù)位鍵、S2位設(shè)置濕度值的按鍵、S3濕度值調(diào)整加鍵、S4濕度值調(diào)整減鍵。（四）液晶LCD1620顯示模塊：液晶顯示器LCD1602的顯示是通過液晶的物理特性原理來實現(xiàn)的，使用電壓能夠控制顯示區(qū)域，當有電的時候，液晶就能夠顯示圖像。三、智能澆花系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件部分主要是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計思路，明確運行邏輯，利用keil進行編程。系統(tǒng)軟件設(shè)計包括土壤濕度檢測程序、對采集到的數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的程序、設(shè)置濕度上下限的程序、顯示程序、蜂鳴器程序等。該土壤濕度檢測裝置的整個程序的思路是：土壤濕度傳感器收集信號，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機讀取濕度的數(shù)值，經(jīng)處理，然后將濕度值送至液晶顯示器中進行顯示，當數(shù)值小于最小值時水泵開啟，大于最小值時水泵關(guān)閉。在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還可以增加溫度控制、光照控制、遠程操控澆水、無線控制等功能，進一步對植物進行養(yǎng)護，這些可以進行后續(xù)的拓展研究。四、智能澆花系統(tǒng)測試（一）測試條件：在室內(nèi)室溫條件下，將系統(tǒng)上電，設(shè)置好土壤濕度合適的上下限閾值，將土壤濕度傳感器置于盆栽植物土壤中，此時，觀察LCD顯示屏上土壤濕度的當前值。設(shè)置模式為手動模式，按下按鍵，則電機抽水，抽水一段時間后再按下按鍵，停止抽水，實現(xiàn)手動啟停功能。設(shè)置模式為自動模式，三種情況。若當前土壤濕度在設(shè)置的上下限范圍內(nèi)，則抽水電機和蜂鳴器不動作；若低于設(shè)定的下限，則蜂鳴器報警，抽水電機抽水直至土壤濕度到達設(shè)定的上限；若當前土壤濕度高于設(shè)定的上限，則蜂鳴器報警。（二）測試結(jié)果：設(shè)置上限閾值為60%，下限閾值為30%，分別測試不同土壤濕度下系統(tǒng)的響應(yīng)情況。經(jīng)過在手動模式和自動模式下的多次測試，系統(tǒng)動作零誤差，證明本系統(tǒng)可以正常工作，且可靠性高，實用性強。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機的智能澆花系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。注：部分圖片內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
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03-25
2021
單片機C語言開發(fā)
C語言在單片機開發(fā)中的應(yīng)用隨著當今計算機應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，在單片機的作用下當今社會逐漸步入了智能化發(fā)展時代，單片機的研發(fā)受到了社會各領(lǐng)域的高度重視，成為了新時期評判社會現(xiàn)代化發(fā)展程度的重要標志。在以往的單片機開發(fā)中多借助簡單方便的匯編語言來進行，而面對如今社會各領(lǐng)域?qū)纹瑱C各項功能的迫切需求，單片機急需在多語言的作用下，來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、功能的優(yōu)化。由此，C語言憑借自身較強的可移植性以及高級語言等特征出現(xiàn)在了單片機的開發(fā)中，對單片機未來的良好發(fā)展構(gòu)成了極大的促進作用。可以說C語言在單片機開發(fā)中的應(yīng)用已經(jīng)成為了一種大勢所趨，對于單片機開發(fā)的長遠發(fā)展而言意義重大。為此，作為一名普通的單片機研究人員我們有必要結(jié)合當前社會科技發(fā)展形式的分析，來就C語言在單片機開發(fā)中的應(yīng)用展開一番深入的解析與探討，以此來促進C語言各方面優(yōu)勢作用的充分發(fā)揮，為高質(zhì)量、多功能單片機的開發(fā)提供更多的可借鑒意見和建議。一、C語言與單片機相關(guān)概念解析1.1C語言簡介C語言是一種常用的計算機編程語言，主要被用于網(wǎng)絡(luò)基端以及系統(tǒng)后臺的底層軟件開發(fā)，因此其在對低級軟件開發(fā)問題的處理上表現(xiàn)出了良好的功能。C語言被開發(fā)之初主要目標是為了有效提升計算機編程工作實效性，以一種最為簡易的編譯方式來有效應(yīng)對低級存儲器編程問題，同時在盡可能減少機器碼產(chǎn)生的情況下，賦予C語言良好的跨平臺適應(yīng)能力，使其即便在缺少運行環(huán)境支持的情況下易能夠運行自如。與C語言與一般常見的C++、Java等各類語言的差別之處還在于，其編程任務(wù)主要是面向過程，而非對象。C語言的基本特點主要包括：首先，C語言擁有高級語言屬性。完美的融合了高級語言基本結(jié)構(gòu)特點以及低級語言實用性特點；其次，C語言屬于結(jié)構(gòu)式語言。借助函數(shù)形式為用戶提供可循環(huán)且便于調(diào)用的程序語句，以此來將數(shù)據(jù)與代碼分隔開來，保證程序結(jié)構(gòu)清晰的同時使各部分擁有良好的程序獨立性；最后，C語言代碼級別可實現(xiàn)跨平臺運行。C語言在Windows、UNIX、DOS等操作系統(tǒng)中都可運行自如，其對于語言運行的硬件環(huán)境要求較低，因此相比較其他語言來講C語言在運用上更加靈活方便。1.2單片機簡介單片機又稱之為單片控制器，其作用面不在于單項邏輯問題的解決，而是包含了整個計算機系統(tǒng)的各項功能。尤其是單片機可以在超大規(guī)模集成電路技術(shù)的作用下將CPU、RAM、ROM、A/D轉(zhuǎn)換器、中斷系統(tǒng)、脈寬調(diào)制電路等，多種功能集成到小型硅片上而形成一個功能完備的微型計算機系統(tǒng)。因此，我們可以將單片機這種集成電路芯片，看做一種特殊的微型計算機，且與真實的計算機相比雖然它缺少了I/O設(shè)備，但它卻在價格、質(zhì)量、體積等方面有著得天獨厚的優(yōu)勢，這為其各項功能的開發(fā)以及在多領(lǐng)域的應(yīng)用提供了極大的便利性。如今，隨著我國計算機技術(shù)的不斷發(fā)展以及對單片機研究力度的加深，當前單片機在社會各領(lǐng)域中均表現(xiàn)良好，有著極為廣泛的應(yīng)用市場，小到我們?nèi)粘Ｉ钪械膶?dǎo)航系統(tǒng)、家用電器、通訊設(shè)備、智能IC卡、智能玩具，大到實施工控、智能儀表、數(shù)據(jù)傳輸、機器人研發(fā)、醫(yī)療器械等都是在單片機作用的發(fā)揮下才實現(xiàn)了新時代產(chǎn)品的智能化升級。二、C語言在單片機開發(fā)中所發(fā)揮的優(yōu)勢2.1有助于開發(fā)人員工作效率的提升在單片機開發(fā)中雖然匯編語言在程序執(zhí)行效率、占用資源等方面有著諸多的優(yōu)點，但在程序語言的可移植性等方面它還是與C語言存在著較大的差距。這也是C語言當前逐漸替代匯編語言被廣泛應(yīng)用于單片機開發(fā)中的一個重要原因。良好的程序移植性以及環(huán)境適應(yīng)性，使得C語言可以在任何情況下都能夠被程序設(shè)計人員讀取并用于解決各種程序設(shè)計問題，這極大的節(jié)約了程序設(shè)計人員的工作效率，減少了因多種語言變化使用的繁雜性。與此同時，C語言在程序結(jié)構(gòu)的完整性等方面也有著很好的優(yōu)勢，在編譯效率、運算速度等方面均表現(xiàn)良好，這使得程序設(shè)計人員不必在為一些程序設(shè)計中的瑣碎問題而煩惱，極大的提升了程序開發(fā)人員的工作效率。2.2有助于單片機開發(fā)質(zhì)量的提升隨著當今社會智能化的發(fā)展，上至高精尖產(chǎn)品的研發(fā)，下至人們?nèi)粘Ｉ罡黝愲娖?、電子產(chǎn)品都需要借助單片機作用的發(fā)揮來賦予這些產(chǎn)品獨特的功能，進而來滿足人們對便捷化、智能化生活的需求。但面對變革速度較快的計算機信息技術(shù)來講，人們在了解到更多計算機信息技術(shù)知識的同時對于智能化生活的期望也越來越高，這就要求我們對于單片機的開發(fā)也必須始終處于不斷革新當中，以根據(jù)社會需要在功能、質(zhì)量等方面做出一定的完善。C語言由于兼顧高、低級語言兩方面的優(yōu)勢，在應(yīng)用過程中可以直接對各類硬件予以訪問，更是支持由頂端向下所開展的程序化設(shè)計，為單片機功能的創(chuàng)新提供了可能，有助于單片機開發(fā)質(zhì)量的提升。2.3有助于單片機開發(fā)程序的優(yōu)化在文章的概述中我們也已經(jīng)提到過，C語言其中的一個重要特點就是其具有結(jié)構(gòu)式語言的特性，即各個程序之間在數(shù)據(jù)、代碼等方面相互分隔，除保有信息交流外彼此之間相互獨立且層次分明。將C語言應(yīng)用于單片機的開發(fā)中，可以在C語言的這一特性的作用下，促進單片機各個程序的模塊化演變，進而在使用、調(diào)試、維護等階段實現(xiàn)分段化問題解決，使問題的處理更加清晰化、高效化，促進單片機開發(fā)程序的優(yōu)化。三、C語言在單片機開發(fā)中的具體應(yīng)用步驟3.1開發(fā)工具下載C語言開發(fā)工具的下載，是C語言在單片機開發(fā)中得以順利應(yīng)用的首要環(huán)節(jié)，為此，我們可以到各類軟件下載網(wǎng)站上下載自己所需要的C語言開發(fā)工具。如，TC2.0、VC++6.0、visualstudio、codeblock、VisualStudioCode等，這些工具在功能、難易度等方面各異，我們可以根據(jù)具體的單片機設(shè)計來合理選擇。在下載任務(wù)完成后需要對安裝包進行系統(tǒng)解壓安裝，并在接受正版詢問的同時輸入正確的序列號，進而在軟件安裝提示的引導(dǎo)下逐步完成安裝工作。3.2建立C源文件首先，我們需要在下載的工具中建立一個全新的項目，之后在所創(chuàng)建項目中建立新文件亦或是將以往程序文件內(nèi)容添加到項目當中。之后需要再創(chuàng)建一個全新的語言程序文件，并在文字編輯窗口中利用void、signed、intint、void、restrict、return、continue等C語言基本語言結(jié)構(gòu)對所需要的單片機程序進行逐步編寫，并在編寫任務(wù)完成后保存文件生成最終的的C語言文件。3.3調(diào)試編譯程序調(diào)試編譯程序是C語言在單片機開發(fā)中進行應(yīng)用的重要中間環(huán)節(jié)，起到對以編寫程序進行檢查、完善的目的，在調(diào)試的作用下能夠有效找出源文件中的錯誤進而予以及時的修正。為此，在這一階段首先要求設(shè)計人員將軟件調(diào)整至調(diào)試模式，之后于源程序的一級借助仿真器開展調(diào)試任務(wù)，在這一過程中設(shè)計人員要對所建立源文件內(nèi)容的正確與否進行悉心觀察，并對源程序進行完善編譯，并在編輯器的作用下生成目標模塊。在調(diào)試結(jié)束后，需要將編譯好的各個目標模塊進行連接，以此來生成一個完整的文件。3.4生成HEX文件C語言程序在編譯完成后借助各類不同的編譯器可以通過生成格式文件HEX而被單片機所獲取和執(zhí)行，因此可以將HEX格式文件的生成看作是C語言在單片機設(shè)計中應(yīng)用的最后環(huán)節(jié)，HEX格式文件生成任務(wù)的順利執(zhí)行與否將對于單片機開發(fā)水平、效率、性能、功率的高低等有著極為重要的現(xiàn)實意義。為此，首先，我們需要將任務(wù)對象對準任務(wù)文件，通過將其生成HEX文件來充分發(fā)揮出其燒寫芯片的功能。同時還需要在編輯器的作用下，將單片機HEX格式文件寫入到存儲器當中，并在仿真器的作用下對所設(shè)計出來的單片機的性能予以調(diào)試。四、C語言在單片機開發(fā)中應(yīng)用的注意事項4.1關(guān)注編程代碼效率的提升當前在單片機研究工作不斷拓展的背景下，C語言已經(jīng)成為了單片機設(shè)計中一種極為重要的程序語言，對單片機功能的創(chuàng)新、性能的強化等起到了及其重要的作用。但我們也必須認識到C語言在單片機中的運用時間尚短，因此在程序編寫過程中不可避免的會產(chǎn)生各種問題，進而延緩了單片機研發(fā)工作。因此，將C語言運用于單片機開發(fā)中，我們首先需要關(guān)注的一個重要問題就是C語言編程代碼效率的提升。為此，在對C語言單片機程序進行編寫之前，我們有必要先對所運用以及接觸到的各類C語言編輯器進行充分的了解，以結(jié)合工作實際對所使用的編輯器做出合理的選擇。同時，還需要對單片機程序編寫中出現(xiàn)頻率較高的C語言程序進行匯總，并對其所對應(yīng)的匯編語言行數(shù)進行總結(jié)，以此來對各條語言的編譯效率在頭腦中做出一個清晰的認識。進而在今后的工作中通過對編譯器的靈活運用、對高效率編譯語言的準確選擇來切實提高C語言編程代碼的編譯、執(zhí)行效率。4.2變量類型的定義要明確受程序編寫習(xí)慣的影響，一些程序設(shè)計人員在不考慮函數(shù)內(nèi)外的情況下，習(xí)慣于在程序的初始位置直接定義新的變量，雖然此種做法并不構(gòu)成原則上的程序編寫錯誤，但此種做法容易對程序的后續(xù)執(zhí)行構(gòu)成一定的影響，因此是不可取的。為此，我們要注重變量類型定義的明確化，并依據(jù)編譯器版本的不同，對變量放置位置進行合理選擇。如，一般來講在C90版本的編譯器中，全局變量屬于函數(shù)外只可以放置于引用之前，而在最新的C99版本中局部變量則可以被靈活的放置于任何位置?？偨Y(jié)總之，通過上述研究與探討，我們對于C語言在單片機中應(yīng)用的各方面優(yōu)勢作用有了一個更為清晰的認識，也看到了C語言應(yīng)用于單片機設(shè)計中的社會重要發(fā)展趨勢。為有效提升C語言各方面優(yōu)勢作用在單片機設(shè)計中的發(fā)揮，我們在今后的工作中要繼續(xù)加大對于單片機以及C語言的研究工作，努力探尋設(shè)計閃光點，為我國新時期單片機研發(fā)事業(yè)的不斷發(fā)展做出努力。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的C語言在單片機開發(fā)中的應(yīng)用詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)松翰與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-24
2021
單片機物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
單片機技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用分析現(xiàn)如今，電子科技已成為推動工業(yè)社會發(fā)展以及計算機信息社會建立的不可或缺的動力，也徹底改變了人類的生活方式。從生活娛樂到交流通信，從工業(yè)控制到自動技術(shù)，給人們帶來聲、光、電等身臨其境的感官享受，在工業(yè)控制的施工作業(yè)中，其精確的自動控制以及管理系統(tǒng)，不僅大大節(jié)省了人工管理成本，也提高了管理精度和效率，電子設(shè)備從各方面影響著整個世界的進程，而這一切都依賴于電子產(chǎn)品控制系統(tǒng)，即單片機技術(shù)的發(fā)展。一、單片機的原理與概念單片機的產(chǎn)生與發(fā)展，離不開計算機科技的發(fā)展。早期的電子產(chǎn)品設(shè)備只能依靠簡單的電流效應(yīng)來控制傳感器或機械部件實現(xiàn)控制功能，這種控制方法功能單一，且功能執(zhí)行率低。隨著計算機科技的發(fā)展，直到20世紀80年代超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，才標志著單片機技術(shù)正式走上舞臺。大型工業(yè)行業(yè)的電子控制設(shè)備既復(fù)雜且笨重，不易于部署，然而隨著電子娛樂設(shè)備走人千家萬戶，以及機械小型化、智能化和集成化的發(fā)展，要對其實現(xiàn)控制功能，龐大的電子控制系統(tǒng)，很顯然無法應(yīng)用于流通及普通商業(yè)領(lǐng)域。因此，需要借助于集成電路的優(yōu)勢，將所有控制、反饋、運算以及存儲等眾多功能的小型計算機操作系統(tǒng)集成到一枚芯片上，實現(xiàn)普通計算機系統(tǒng)的所有功能，這一切功能只需要在一片小小的芯片上執(zhí)行，由于其相對于傳統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)來說功能齊全且體積小，因此，被廣泛應(yīng)用于家庭娛樂、工業(yè)控制、航空航天等各個方面。二、單片機的發(fā)展歷史（1）概念提出：單片機從誕生之初，就是為了解決工業(yè)設(shè)備以及電子設(shè)備的控制問題，與傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)采用桌面式控制方式的概念相反，單片機的設(shè)計初衷就是為了解決工業(yè)控制系統(tǒng)以及流通電子設(shè)備內(nèi)部空間狹小、結(jié)構(gòu)緊湊的問題，因此，對其結(jié)構(gòu)以及集成方式的設(shè)計，成為最開始就需要確定的標準，成為單片機的設(shè)計標準一直沿用至今。（2）功能擴展：由于電子設(shè)備功能的日趨多樣與復(fù)雜化，對于單片機設(shè)計來說，這一階段的主要任務(wù)就是根據(jù)具體服務(wù)對象，了解各種電子設(shè)備需要實現(xiàn)的功能，促進單片機設(shè)計不斷滿足各行各業(yè)的發(fā)展需求。（3）系統(tǒng)形成：隨著單片機在社會經(jīng)濟生活中的應(yīng)用范圍越來越大，各行業(yè)接口電路的完善，帶動了其設(shè)計功能不斷完善和發(fā)展，單片機的功能設(shè)計已逐步成熟，在微電子技術(shù)的推動作用下，現(xiàn)在的單片機已能完全集中整個電子控制行為，并進行系統(tǒng)式的分析處理，正式邁入了系統(tǒng)化控制方案的范疇。三、單片機技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)電子設(shè)備中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)核心，就是應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)指令向電子設(shè)備中的控制系統(tǒng)下達命令，完成各種功能的操作，相對于傳統(tǒng)的人力操作方式來說，消除了地點的阻礙，使得人們在遠距離外也可以控制電子產(chǎn)品，可以隨時掌握如工業(yè)設(shè)備、飛行器具或電子設(shè)備的運行情況，極大地提高了工作效率，降低了人力成本。同時，由于其可以遠距離進行操作，因此，對于危險環(huán)境或者人工難以到達的區(qū)域，都能實現(xiàn)有效的管理。因此，對于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)來說，單片機是促使物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的重要因素。3.1單片機在電子監(jiān)控行業(yè)的應(yīng)用單片機技術(shù)徹底改變了電子監(jiān)控以及門禁安全監(jiān)控的工作方式。隨著生活水平的提高、物質(zhì)生活的改善，人們對于安全監(jiān)控的要求提高。傳統(tǒng)的電纜式閉路監(jiān)視設(shè)備，只能通過電視光纜連接監(jiān)視器與錄像機，其改造投入大，且需要安全人員全天24h不間斷觀察監(jiān)控探頭，才能及時發(fā)現(xiàn)異常情況，當人們外出時，對于異常情況根本無法及時做出應(yīng)對措施，同時，暴露的監(jiān)控設(shè)備還容易被蓄意破壞。普通家庭根本無法投入如此大的人力與物力，因此長久以來，電子監(jiān)控只在公務(wù)事業(yè)機關(guān)以及大型企業(yè)普及，無法走入普通家庭。而利用了單片機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)控設(shè)備，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無線網(wǎng)絡(luò)的普及，不僅可以通過物聯(lián)網(wǎng)控制手段，隨時遠程控制監(jiān)控設(shè)備的鏡頭拉伸、旋轉(zhuǎn)、報警以及取證操作，同時，由于可以利用無線傳輸，因此，在部署監(jiān)控設(shè)備時不需要考慮監(jiān)控電纜的架設(shè)，同時，還可以做到不管身在何處都能實時查看監(jiān)控畫面，對于各種異常情況都能及時作出反應(yīng)，保障居家安全和工業(yè)設(shè)備等設(shè)施的安全運行。3.2單片機在工業(yè)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用由于行業(yè)本身的特性，工業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)的工作環(huán)境一般為高溫、高熱、高壓的極端環(huán)境，甚至不可避免地會產(chǎn)生有毒氣體以及輻射污染，這種極端環(huán)境的管理工作人力不可勝任，因此，只能采取機械控制手段進行監(jiān)控及管理工作。傳統(tǒng)的單一式控制設(shè)備只具有控制功能，而不具備數(shù)據(jù)分析以及工作環(huán)境監(jiān)控等功能，因此，危機反應(yīng)意識差，往往只能等到安全事故發(fā)生時才能做出應(yīng)對措施，而由于現(xiàn)場的環(huán)境惡劣，通常還需要做好事故現(xiàn)場的安全排查工作才能夠允許施工人員進入，在此之前只能束手無策。利用單片機嵌入式系統(tǒng)的高度集成化特點，對于人力無法到達的區(qū)域，可以在現(xiàn)場隨時控制、監(jiān)督及評估各種工業(yè)儀器及設(shè)備的運行運轉(zhuǎn)情況，對于可能發(fā)生的工業(yè)事故可以作出風(fēng)險預(yù)估，隨時掌握工業(yè)生產(chǎn)動態(tài)。而且通過在多個關(guān)鍵設(shè)施及通道安裝控制器，可以在危機發(fā)生時迅速切斷蔓延通道，將損失降到最低，提高企業(yè)風(fēng)險自査及自救能力。3.3單片機在航空導(dǎo)航、飛行安全及定位中的應(yīng)用人類社會所有科技的發(fā)展，都有著千絲萬縷的聯(lián)系，它們互相推進又互相作用。人類的航空發(fā)展史，便是結(jié)合了航空產(chǎn)業(yè)、電子科技、無線電通信技術(shù)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、計算機導(dǎo)航設(shè)備、自動駕駛系統(tǒng)等各方面高科技。自20世紀初葉飛機被發(fā)明以來，飛行員只能通過目視或陀螺儀來確定飛行方位和高度，這些方法均會受到天氣因素的干擾，因此，嚴重制約了航空業(yè)的發(fā)展。但是隨著高科技電子設(shè)備的應(yīng)用，航空飛行逐步擺脫了人力導(dǎo)航限制，自動導(dǎo)航技術(shù)已成為主要的技術(shù)方式，有效地降低了飛行員的工作量，而且其具有精確的航線控制能力，同時，通過物聯(lián)網(wǎng)分析技術(shù)，導(dǎo)航中心可以隨時對飛行過程中各主要部件的飛行狀態(tài)進行指導(dǎo)及安全監(jiān)管，必要時可以通過電子設(shè)備控制程序接管飛行控制系統(tǒng)，保證飛行安全。微軟公司在2016年宣布，將與羅羅公司合作，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對航空發(fā)動機的飛行狀態(tài)進行全方位的監(jiān)測，以提高航空發(fā)動機的工作穩(wěn)定性和安全性。結(jié)語單片機技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的應(yīng)用只是一部分，其在人類生活娛樂、通信電子、基建行業(yè)以及國防建設(shè)等各個行業(yè)都已得到應(yīng)用，在信息化社會以及人工智能科技逐步繁榮的今天，其在人機交流、語音控制等方面的發(fā)展更是值得期待，不管是在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)還是在其他行業(yè)，必須全面推行單片機控制領(lǐng)域的研發(fā)和教育工作，跟隨信息時代的全球化經(jīng)濟發(fā)展步伐。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的單片機技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用分析。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)松翰與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-22
2021
單片機C語言技術(shù)
雖然單片機有自己的編程語言，如果，我們用單片機的編程語言要做出實際的東西，那是非常不容易的。比如，你做一個除法，十六位的，你要編幾十條語句，如果沒有專門的研究單片機的經(jīng)歷，相信很難勝任。但你用C語言，一句就行了，而且編寫的程序精簡，容易查出錯來，調(diào)試比較簡單。只要你對單片機有一些硬件的了解，你就可以用C編些比較復(fù)雜的程序。現(xiàn)在單片機的執(zhí)行速度很快了，時針頻率有的可以達到40MHz，不存在C語言的效率不高而影響你的程序運行。另外，C語言作為一種高級編程語言，具有良好的結(jié)構(gòu)性和移植性，在單片機中引入C語言，可以極大地方便單片機的編程和開發(fā)。一、單片機系統(tǒng)概述（1）單片機的定義：單片機的英文全稱為single chip microcomputer，翻譯為單片微型計算機，主要將CPU、半導(dǎo)體存儲器、I/O接口、中斷系統(tǒng)和定時器等各種元器件集成到一塊半導(dǎo)體芯片上，由此軟硬件構(gòu)成的整個數(shù)字電子計算機就叫做單片機，也稱為MCU(Micro controller Unit)。（2）單片機的系統(tǒng)組成：單片機系統(tǒng)通常包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。硬件系統(tǒng)主要是指單片機芯片上集成的各種元器件以及被控對象。軟件系統(tǒng)通常有很多主程序或者子程序組成，利用匯編語言或者C語言編寫完成，具有對系統(tǒng)監(jiān)控等功能。（3）單片機的功能特點：單片機作為一種微型電子計算機，具有許多功能特點。第一，單片機的元器件集成度高，適合制作大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，可靠性和抗干擾能力都較強。第二，由于集成度高，單片機的價格相對較低廉，性價比較高。第三，單片機的指令較為豐富，擁有強大的控制功能。第四，很多單片機只需要2.2V甚至更低的電壓就可以運行，所以其工作電壓低，功耗低。第五，單片機的體積小，攜帶方便。（4）單片機的應(yīng)用范圍：單片機強大的功能特點決定了具有廣泛的應(yīng)用范圍。在國防、軍農(nóng)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面，單片機都有所發(fā)揮它的用處。概括起來，主要是在家用電器、機電一體化中、智能儀器儀表、實時過程控制、分布式多機系統(tǒng)等方面較多。二、C語言在單片機開發(fā)中的特點C語言作為一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計語言，具有很強大的功能性、結(jié)構(gòu)性、可移植性。使用C語言開發(fā)單片機系統(tǒng)，可以讓編程人員在不懂得單片機指令集的情況下，也能夠?qū)懗鐾昝赖膯纬绦颉Ｔ诨贑語言的單機片系統(tǒng)，可以對數(shù)據(jù)進行專業(yè)化處理，能夠避免運行中非異步的破壞。在所有的計算機語言中，C語言的運用最為廣泛。在單片機的開發(fā)中，使用C語言會表現(xiàn)出以下優(yōu)勢。（1）庫函數(shù)豐富，移植性好：C語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，它的運算速度快、編譯效率高，擁有齊全的函數(shù)庫，比匯編語言更加具有可讀性。由于它是面向?qū)ο蟮恼Z言，所以其可移植性好。（2）應(yīng)用廣泛，方便開發(fā)相比于匯編語言，C語言更加符合人類的思維方式。很多編程人員都習(xí)慣C語言，使用C語言進行編程可以減少他們在硬件匹配上所花的精力，從而有更多的時間去調(diào)試程序和優(yōu)化算法。（3）程序結(jié)構(gòu)完善，兼容性好：C語言編譯的程序往往具有較為完善的模塊化結(jié)構(gòu)，在后續(xù)的開發(fā)中可以隨時修改和補充。正是由于C語言的程序結(jié)構(gòu)較為完善，也使得它在模塊化設(shè)計方面運用較為廣泛。使用C語言編寫的單片機程序，采用的是自頂向下的結(jié)構(gòu)化程序。對應(yīng)不同的模塊，設(shè)計不同的功能，使整個程序功能模塊化，實現(xiàn)不同的兼容性。這種結(jié)構(gòu)化模塊可以使整個程序結(jié)構(gòu)清楚，方便后續(xù)的調(diào)試和修改。三、基于C語言的單片機開發(fā)技術(shù)3.1基于C語言的單片機開發(fā)環(huán)境在眾多的單片機程序開發(fā)軟件中，KEILC5l是運用最為廣泛的一個軟件，集合了編輯、編譯、仿真等功能，可以支持不同公司生產(chǎn)的MCS51芯片。同時，KEILC51軟件具有友好的操作界面，而且已經(jīng)將C語言集成進去，另外還支持匯編語言，所以具有強大的編程和調(diào)試功能。KEILC51的開發(fā)環(huán)境包括了編譯器、匯編器、實時操作系統(tǒng)、項目管理器、調(diào)試器等部分。而編寫的目標程序的源文件可以構(gòu)成不同的組，利用項目管理器，可以方便地對應(yīng)目標、組或單個文件。利用KEILC51中集成的瀏覽器包含了全局索索的功能，可以幫助用戶快速搜索文件和查找信息。KEILC51軟件中集成了源代碼編輯器，它的操作界面友好，許多特性都為用戶所熟悉。利用源代碼編輯器自然而又方便的編程環(huán)境，編譯人員可以在編輯器內(nèi)隨時編輯和調(diào)試代碼，更能對所寫程序進行快速的檢查錯誤和優(yōu)化代碼。3.2基于C語言的單片機開發(fā)步驟在使用C語言開發(fā)單片機程序時，通常分為：程序代碼的編寫和編譯、目標代碼的連接和轉(zhuǎn)換等過程。在編寫完程序代碼和調(diào)試完程序后，還應(yīng)當將程序編譯為HEX文件，使其能夠移植到單片機上，并能執(zhí)行所編譯的代碼。基于C語言的單片機開發(fā)步驟，主要包括四個過程。第一步，安裝軟件。登錄KEIL的官方網(wǎng)站，下載所需的商業(yè)軟件安裝包到電腦上。下載完成后解壓安裝包，然后雙擊SETUP.EXE文件，同意其協(xié)議條款，根據(jù)提示信息輸入序列號，一步一步完成安裝過程?？梢赃M行完整安裝，并進行對應(yīng)的設(shè)置。第二步，創(chuàng)建源文件。首先，打開軟件建立一個新的項目，或者添加原有的項目，然后建立一個新的空白程序。在新程序的文字編輯窗口，編寫所需代碼，即可生產(chǎn)C語言程序的源文件。第三步，編譯并調(diào)試。這也是單片機開發(fā)過程中的中間階段，開發(fā)人員將軟件轉(zhuǎn)換到調(diào)試模式，然后利用軟件的仿真功能，對源程序代碼進行逐個調(diào)試。檢查并發(fā)現(xiàn)錯誤的代碼，及時改正和完善。利用C51編譯器調(diào)試和編譯源程序，生成目標代碼或模塊1。最后，將各模塊連接在一起，最終生成文件。第四步，生成HEX文件。采用Intel公司提出的十六進制字節(jié)寬度來保存HEX文件，然后將所編譯的目標程序生成HEX文件，最后將該文件通過編譯器燒寫進單片機的芯片中，用于后續(xù)的仿真調(diào)試。結(jié)論綜上所述，基于C語言的單片機技術(shù)具有強大的功能，可以實現(xiàn)硬件指定的作用。單片機的出現(xiàn)極大地推動了計算機技術(shù)的快速發(fā)展，目前已經(jīng)運用到了家用電器、汽車電子等生產(chǎn)生活的各個方面。C語言逐漸代替匯編語言，成為了單片機開發(fā)中最合適的語言，在未來的運用中，基于C語言的單片機技術(shù)將會有更大的發(fā)展空間。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于C語言的單片機技術(shù)詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-21
2021
單片機看門狗技術(shù)
單片機系統(tǒng)中的看門狗技術(shù)實現(xiàn)方法一、單片機與看門狗技術(shù)概述單片機系統(tǒng)在軍事、工業(yè)、民用產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣。它將許多以往硬件實現(xiàn)的功能由軟件來完成，體積小巧、功能豐富、智能化程度高、但由于單片機系統(tǒng)的工作現(xiàn)場比較復(fù)雜，存在來自系統(tǒng)內(nèi)部與外部的各種電氣干擾，除此以外還受到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、制造工藝、元器件的選擇與安裝的影響，這些都是單片機系統(tǒng)的干擾因素，對系統(tǒng)的可靠性方面帶來許多問題。這些干擾會導(dǎo)致單片機程序飛到一個臨時構(gòu)成的死循環(huán)或PC指針落到程序存儲器芯片地址之外。這種情況下冗余指令和軟件陷阱都無法解決，系統(tǒng)將完全癱瘓。在這種情況下，只有復(fù)位。因此看門狗技術(shù)就是一個能發(fā)出復(fù)位信號的定時器電路。設(shè)置看門狗是防止單片機死機、提高單片機系統(tǒng)抗干擾性能的一種重要途徑，看門狗技術(shù)可以分為單時限看門狗、雙時限看門狗，定時復(fù)位看門狗。本文主要介紹看門狗技術(shù)的實現(xiàn)方法及原理。目前最廣泛的看門狗電路實際上是一個特殊的定時器電路?？撮T狗按固定速率計時，計滿預(yù)定時間就發(fā)出溢出脈沖使單片機復(fù)位。如果每次在定時器溢出前強行讓定時器清零，就不會發(fā)出溢出脈沖。清零脈沖由CPU發(fā)出，在單片機中看門狗不會溢出。一旦程序進入一個不含喂狗語句的死循環(huán)。本文稱這種看門狗為典型看門狗，典型看門狗已被集成化，如MAX706，MAX791，X5045等，還有許多單片機本身集成了這種看門狗，如NXP公司的P89C669,P89V51RD2等單片機，具體電路可參閱這些芯片的技術(shù)資料。下面將以X5045為例來介紹單時限及雙時限看門狗實現(xiàn)方式。二、單時限看門狗只使用單個看門狗定時器來控制單片機復(fù)位端的方式稱為單時限看門狗，在電路實現(xiàn)上較為簡單，一般情況下可以有效的控制單片機系統(tǒng)正常工作。圖1給出了以X5045看門狗芯片實現(xiàn)的單時限看門狗硬件電路圖。圖中單片機的P1.0為X5045提供片選信號，P1.1接收X5045的串行數(shù)據(jù)，P1.2提供串行時鐘，P1.3向X5045發(fā)送串行數(shù)據(jù)，X5045的RST引腳與單片機的RST引腳相連，用于復(fù)位單片機。單片機控制程序中，每隔一定的時間間隔放置一條“喂狗”指令，該時間間隔小于X5045預(yù)制的定時時間，以保證程序正常運行時X5045不會溢出；而程序一旦出現(xiàn)異常，X5045將超時溢出，并通過RST引腳送出一個復(fù)位信號是單片機復(fù)位，重新開始運行程序。三、雙時限看門狗有一個錯誤觀點：加了一個看門狗，單片機就不會死機。實際上，看門狗有時會完全失效。當程序進入某個死循環(huán)，而這個死循環(huán)中又包含喂狗語句，這時看門狗始終不會溢出，單片機始終得不到復(fù)位信號，程序也就始終跳不出這個死循環(huán)。針對這一弊端，就需設(shè)計一個雙時限看門狗系統(tǒng)。圖2給出了雙時限看門狗硬件電路。在單時限看門狗的基礎(chǔ)上增加了一路X5045看門狗芯片，兩路看門狗以或門形式接入到單片機的RST引腳。只要有一路X5045超時溢出，則使單片機復(fù)位。雙時限看門狗有兩個定時器：一個為短定時器，一個為長定時器。短定時器定時為T1，長定時器定時為T2，0<T1≤T2；長、短定時器的喂狗是各自獨立的。短定時器像典型看門狗那樣工作，它保證一般情況下看門狗有快的反映速度；長定時器的定時T2大于CPU執(zhí)行一個主循環(huán)程序的時間，并且每一個主循環(huán)才喂狗一次，用來防止看門狗失效。這樣，當程序進入某個死循環(huán)，如果這個死循環(huán)包含短定時器喂狗語句而不包含長定時器喂狗語句。那么長定時器終將溢出，使單片機復(fù)位。巧妙安排長定時器喂狗語句的位置，可保證出現(xiàn)死機的概率極低。目前幾乎所有的看門狗都是依賴于CPU（依賴于CPU喂狗）。這可以比作：一個保險設(shè)備能否起到保險作用還依賴于被它保護的對象的行為。顯然，依賴于CPU的看門狗是不能保證單片機百分之百不死機的。四、定時復(fù)位看門狗定時復(fù)位看門狗的主體也是一個定時器，到預(yù)定時間就發(fā)出溢出脈沖，此溢出脈沖使單片機強行復(fù)位。定時復(fù)位看門狗不需要CPU喂狗。簡言之，定時復(fù)位看門狗就是定時地讓單片機強行復(fù)位。這樣，即使裝置死機，其最大死機時間也不會大于定時器的定時時間。顯然，只有硬件完好，這種看門狗百分之百地保證了單片機不會長時間死機。比較常用的是以555定時器作為看門狗與單片機的RST相連接，如圖3所示，上電時通過電阻R1和R2對C4充電后3腳輸出低電平，單片機上電復(fù)位，開始正常工作。通過調(diào)節(jié)電阻R2的阻值可以調(diào)整555定時器輸出電平的時間T，使之滿足單片機復(fù)位的時間要求，555輸出的時間應(yīng)能夠滿足單片機一次主循環(huán)的工作時間，使單片機能夠能夠完整的工作。結(jié)語本文簡單介紹了比較典型的幾種看門狗工作方式及原理，在具體設(shè)計過程中，應(yīng)考慮實際需求，采用最適合自己的看門狗設(shè)計方案，獲得更好的抗干擾效果。相反設(shè)計不合理的看門狗系統(tǒng)，不但不能提供系統(tǒng)的可靠性，反而會導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作，所以在進行單片機系統(tǒng)設(shè)計時，看門狗設(shè)計作為重要的考慮對象。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的單片機系統(tǒng)中的看門狗技術(shù)實現(xiàn)方法詳情。如果您有智能電子產(chǎn)品的軟硬件功能開發(fā)需求，可以放心交給我們，我們有豐富的電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內(nèi)外芯片代理商：松翰、應(yīng)廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、藍牙IC與模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙wifi開發(fā)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。注：部分圖片內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
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03-20
2021
自動光控窗簾單片機
基于單片機的自動光控窗簾設(shè)計與實現(xiàn)隨著高新技術(shù)及電子器件的發(fā)展，人們的生活環(huán)境得到極大改善，智能家居得以實現(xiàn)。智能窗簾是智能家居的一部分，目前關(guān)于智能窗簾的研究有基于視覺手勢，有基于紅外遙控等多種設(shè)計，好多研究僅停留在方案設(shè)計，或者設(shè)計繁瑣成本高，或者缺乏人性化考慮等。本文提出一種基于單片機控制的自動窗簾系統(tǒng)，既能解決每天手拉窗簾的不便，又顯示出了生活的便捷和檔次，還可以根據(jù)光線的明暗來自動控制窗簾的開關(guān)以調(diào)節(jié)室內(nèi)光線。本設(shè)計為一款基于AT89C52單片機控制的光控窗簾，該系統(tǒng)的硬件部分主要利用光敏傳感器產(chǎn)生的信號作為單片機輸入信號來控制電機；軟件部分采用C語言進行編程。考慮到用戶習(xí)慣和天氣原因，本方案還設(shè)置了選擇開關(guān)，用戶在使用窗簾時可任意選擇自動或手動控制方式。該系統(tǒng)具有設(shè)計人性化、經(jīng)濟實用、可靠性高的特點。一、自動光控窗簾總體設(shè)計方案本設(shè)計實現(xiàn)如框圖1所示，AT89C52單片機是核心控制器件。采用光敏電阻作為光線采集器，光敏電阻采集到光電信號后經(jīng)傳感器PCF8591轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，單片機讀入數(shù)字信號送至電機驅(qū)動芯片ULN2003，驅(qū)動28BYJ48型步進電機進行正反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)光控功能。28BYJ48型步進電機是四相八拍電機，電壓為DC5V～DC12V，當對步進電機按一定順序施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動。每一個脈沖信號使得步進電機的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的角度。當通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。運用光控原理，當光照強度大于130lx時窗簾將自動打開；當光照強度小于50lx時，窗簾將自動關(guān)閉；當光照強度在50lx到130lx之間，窗簾狀態(tài)保持不變。二、自動光控窗簾主要硬件設(shè)計2.1單片機系統(tǒng)AT89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。AT89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供了高靈活、超有效的解決方案。最小系統(tǒng)帶有時鐘電路、單片機、復(fù)位電路、輸入/輸出設(shè)備等。2.2光電傳感器信號采集模塊光電傳感器用于采集光信號，芯片采用PCF8591，它是集成了光敏電阻的一種芯片，光敏電阻采集到光強信號后，PCF8591進行A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號。模塊芯片采用PCF8591集成模塊，它帶電源指示燈，對模塊供電后指示燈會亮，這樣在調(diào)試時便于觀看短路情況。模塊帶DA輸出指示燈，當模塊DA輸出接口電壓達到一定值，會點亮面板。2.3電機驅(qū)動電路ULN2003是高壓、大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。ULN2003體積小，直接焊接在單片機40引腳附近，和單片機的電源連在一起，減少了電源線的連接。在硬件設(shè)計時，驅(qū)動芯片的in1與單片機的p0.0端口連接，in2與p0.1連接，in3與p0.2連接，in4與p0.3連接。同樣根據(jù)電機的位置，直接插導(dǎo)連接出來，放置開關(guān)。電機部分直接用一個直插座和驅(qū)動來接就可以了。天亮?xí)r，光敏傳感器接收到高電平，依程序所設(shè)步進電機正轉(zhuǎn)，順時針轉(zhuǎn)動，窗簾以某一速度被慢慢拉開，走到極限位置時，窗簾碰到右端的行程開關(guān)SW3，開關(guān)閉合使能端關(guān)閉，電機停止轉(zhuǎn)動。反之，光敏傳感器采到的AD值，觸發(fā)輸出低電平，電機逆時針轉(zhuǎn)動，窗簾打開。2.4時鐘電路設(shè)計時鐘電路由兩個陶瓷電容C2、C3和石英晶振組成，C1和C2大小為30pF，石英晶振選用12M晶振。兩個電容C1和C2并聯(lián)，然后與石英晶振進行串聯(lián)，時鐘電路的兩個端口X1，X2分別和單片機的XTAL1，XTAL2引腳相連，內(nèi)部振蕩器便能產(chǎn)生自激振蕩。另外檢測晶振是否起到振蕩效果，可以使用示波器看到XTAL2輸出的正弦波，也可以使用萬用表測量，要把檔位調(diào)到直流檔，在測量的時候就會發(fā)現(xiàn)，不穩(wěn)定的電壓在2V左右。2.5手動復(fù)位按鈕電路連接當人用手按下按鈕時，電源的+5V電平就會直接接送到RST端。由于人動手能力比較緩慢會使按鈕保持接通長達數(shù)十毫秒，人眼具有視覺暫留效應(yīng)，所以，復(fù)位電路完全可以使用手動復(fù)位，滿足復(fù)位所需要的時間要求。復(fù)位電路的S1口與單片機的RST端口相連，RST端口具有復(fù)位功能，當單片機上電后，在該引腳上就會出現(xiàn)兩個機器周期（24個震蕩周期）寬度以上的高電平，使單片機復(fù)位。因此復(fù)位電路與單片機的RST端口相連。2.6正反轉(zhuǎn)按鈕電路設(shè)計由于外界天氣以及平時開閉窗簾的需要，本設(shè)計增加了兩個手動按鈕來控制窗簾的正反轉(zhuǎn)，這樣設(shè)計達到了人性化的要求。當白天需要關(guān)閉窗簾時，只需按下反轉(zhuǎn)按鈕，窗簾就會自動關(guān)閉；反之窗簾就會自動打開。按鈕的p2.0與p2.1分別與單片機的特殊接口p3.2和p3.3相連接，這兩個I/O口的第二功能分別為單片機的外部中斷INT0端口和外部中斷INT1端口，這樣就可以實現(xiàn)手動功能。三、自動光控窗簾的軟件設(shè)計單片機編程語言主要為匯編和C語言。C語言編程軟件帶有比較完善的庫函數(shù)，具有速度快、效率高、可移植、直接對硬件控制等諸多優(yōu)點，因此，本設(shè)計采用C語言來實現(xiàn)。軟件由主程序、顯示子程序、延時子程序、按鍵掃描程序組成。初始化部分包括1602顯示屏的初始化和控制步進電機I/O口的初始化；采集與顯示部分實現(xiàn)在1602顯示屏上要顯示采集到的光敏電阻的電壓值并轉(zhuǎn)換為亮度顯示；中斷部分主要體現(xiàn)在按鍵功能的實現(xiàn)，按鍵部分用到了中斷機制以確保按鍵的實時性。用到了兩個按鍵，一個手動控制窗簾拉開，另一個手動控制窗簾關(guān)上；電機控制部分，根據(jù)環(huán)境的亮度智能控制窗簾開關(guān)?？傊?，自動光控窗簾實現(xiàn)了根據(jù)外面光線的強弱自動開關(guān)的功能。考慮到個人生活習(xí)慣不一樣，進行了人性化設(shè)計，加上了手動開關(guān)，在實現(xiàn)自動開關(guān)的同時，保留了原始窗簾的功能。該設(shè)計整體結(jié)構(gòu)簡單，元器件價格低廉，降低了產(chǎn)品的設(shè)計成本，經(jīng)濟可靠，控制靈活，具有一定的市場應(yīng)用前景。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機的自動光控窗簾設(shè)計與實現(xiàn)詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。注：部分圖片內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
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03-19
2021
單片機氣壓檢測系統(tǒng)
基于單片機的氣壓檢測系統(tǒng)的設(shè)計以前我國都采用國外進口的全靜壓系統(tǒng)原位檢測儀對飛行器進行氣壓檢測。這些檢測儀是７０年代研制的通用設(shè)備，用途單一，不能滿足機上多種儀表及傳感器的檢測，不能定量進行性能檢測。隨著傳感器智能化技術(shù)的發(fā)展，函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ＦＬＡＮＮ）和數(shù)據(jù)融合技術(shù)引入后實現(xiàn)了傳感器的非線性校正和溫度補償。以單片機為核心，構(gòu)建了檢測系統(tǒng)．基于此方法研制的氣壓檢測裝置功能和精度大大提高。一、氣壓檢測系統(tǒng)硬件系統(tǒng)硬件部分框圖如圖１。它是由電源部分、壓力傳感器部分、嵌入式微處理機系統(tǒng)、真空壓力泵單元以及氣路及控制組合開關(guān)等５部分組成，其中嵌入式微處理系統(tǒng)組成，如圖２．當壓力傳感器感受外界壓力，經(jīng)過頻／數(shù)（Ｆ／Ｄ）轉(zhuǎn)換和模／數(shù)（Ａ／Ｄ）轉(zhuǎn)換，其結(jié)果由主微處理器進行采集，經(jīng)過解算、補償修正濾波，其結(jié)果經(jīng)顯示接口交付顯示，同時，通過通訊處理器的同步接口進行數(shù)據(jù)和下傳命令的數(shù)據(jù)同步，對于觸摸鍵盤接口的采集和數(shù)據(jù)的采集也由主處理器進行，使用戶可通過鍵盤來改變顯示內(nèi)容、數(shù)據(jù)解算方式、儀器運行狀態(tài)等。通訊處理器用于實現(xiàn)ＲＳ２３２通訊接口功能，可選的ＩＥＦＥ４８８儀用（ＧＰ１Ｂ）總線接口功能，可選的配置打印機接口功能，它一方面可將數(shù)據(jù)通過接口向上進行傳輸，一方面可接受下傳的信息。１．１處理器單元主處理器選用ＭＣＳ５１單片機系列８０３１構(gòu)成了最小應(yīng)用系統(tǒng)。片外擴展存儲器選用一片２７５１２（６４Ｋ８）ＥＰＲＯＭ和一片６２６４（８Ｋ８）ＲＡＭ作為程序存儲器及數(shù)據(jù)存儲器。采用一片ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴＦ１６Ｖ８ＰＬＤ器件設(shè)計地址譯碼器，實現(xiàn)了傳統(tǒng)設(shè)計方法需多片或多級譯碼才能完成的功能。通訊處理器采用了ＭＣＳ５１單片機系列８７５１，用于實現(xiàn)ＲＳ２３２通訊接口功能、ＩＥＥＥ４８８儀用（ＧＰＩＢ）總線接口功能、打印機打印接口功能。其中ＲＳ２３２接口選用了ＭＡＸＩＭ公司的ＭＡＸ２０２接收／發(fā)送器．打印機接口選用了８２５５，通過并行Ｉ／Ｏ擴展方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的打印工作。在與主處理器進行通訊時，采用ＤＳ１６０９芯片實現(xiàn)主處理器和通訊處理器的批量數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理功能的分離，使它們各司其職，保證了系統(tǒng)的實時性，也有效解決了上位機對下位機的尋址問題。１．２傳感器該儀器所采用的壓力傳感器是高精度（０．０２％～０．００７％ＦＳ）高穩(wěn)定性（年變化量０．０１％ＦＳ）的諧振筒式壓力傳感器。其工作原理如圖３所示：（１）組成：諧振筒是用特殊恒彈性材料制成，壁厚０．０８ｍｍ。外保護筒材料與諧振筒材料類似。壓電陶瓷片是用來激勵和拾取筒的諧振率，在兩筒之間為高真空。（２）原理：在諧振筒內(nèi)部通以被測壓力，使諧振筒受到一個張緊力，壓力不同，張緊力不同，其自身具有的固有頻率也不同。用放大器和激（拾）振元件以及筒體，構(gòu)成一個機電閉合振蕩器（正反饋），它們諧振在諧振最低能級的固有頻率點上并輸出。也就是說，不同的壓力對應(yīng)不同的頻率，測其頻率，便知壓力。由于振筒外部為真空，故所測壓力為絕對壓力。（３）特點：該傳感器的分辨率很高，對應(yīng)１０～１０７０ｈＰａ的壓力范圍，輸出變化３５萬個字，即每個字對應(yīng)０．１Ｐａ，對應(yīng)１０～３４００ｈＰａ輸出變化７０～７５萬字，分辨率均在１～３／百萬。采用恒彈性，并經(jīng)過多道老化工處理，故長期穩(wěn)定性好，短期穩(wěn)定性則更為優(yōu)異。１．３接口技術(shù)（１）Ｆ／Ｄ（頻率／數(shù)字）轉(zhuǎn)換接口：由于傳感器輸出量為頻率量（周期值），故使用頻率量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的專用集成電路芯片（ＦＤＣ９２０１）。ＦＤＣ９２０１輸入輸出口與ＴＴＬ／ＣＭＯＳ兼容；采樣周期根據(jù)輸入高頻時鐘分４檔控制；轉(zhuǎn)換精度視情況在０．１％～０．００１％之間變化；具有Ｆ／Ｄ自檢功能；單一＋５Ｖ電源。ＦＤＣ９２０１有四組獨立的低頻１２位二進制計數(shù)器，一組高頻２０位高速同步計數(shù)器，它們均為循環(huán)計數(shù)器．低頻計數(shù)器通過緩沖器與數(shù)據(jù)總線相連，高頻計數(shù)器以鎖存器與數(shù)據(jù)總線相連．同步控制器是芯片的核心部件，它用于同步計數(shù)控制，并保證鎖存的高頻計數(shù)值為對應(yīng)于被測周期的整數(shù)倍，同時產(chǎn)生一個ＲＤＹ信號，用于通知ＣＰＵ，高低頻數(shù)據(jù)已準備好，可以讀取。另外，還有標準采樣周期控制器，用于產(chǎn)生４個檔次的標準定時周期，并以ＩＮＴＲ作為定時信號通知ＣＰＵ．周期的長短取決于外接時鐘ＣＬＫ。（２）Ａ／Ｄ（模擬／數(shù)字）轉(zhuǎn)換接口：雖然該傳感器的溫度系數(shù)非常小，每度百萬分之一，但對于高精度而言，仍是不可忽視的，故在傳感器內(nèi)部加了溫度傳感器（ＡＤ５９０ＪＨ），該溫度傳感器具有０．１％的線性度，經(jīng)放大器轉(zhuǎn)換為０～５Ｖ的電壓信號，再經(jīng)１２位Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換，由ＣＰＵ對振筒進行溫度補償，在工作溫度范圍內(nèi)（軍品：－５５℃～８５℃，民品０℃～５０℃），儀器不再進行任何修正就可保證前面所提到的精度。（３）鍵盤顯示控制接口：系統(tǒng)選用８２７９芯片作為觸摸鍵盤接口，通過對其編程完成對觸摸鍵盤的掃描工作，用戶可以通過觸摸鍵盤來改變顯示內(nèi)容、數(shù)據(jù)解算方式、儀器運行狀態(tài)等。此外，用戶還可以通過數(shù)據(jù)小鍵盤對當前數(shù)據(jù)進行非線性校正。系統(tǒng)采用了ＶＦＤ熒光數(shù)碼管顯示，可視尺寸１５０×３５ｍｍ，顯示內(nèi)容分為上、下兩排，每排２０個字符，一般均由“參數(shù)符號＋參數(shù)值＋單位”三部分組成，同時顯示三個參數(shù)時，上排為Ｐｔ或Ｐｓ，下排顯示相對的傳感器周期值（μｓ）和溫度電壓值（Ｖ）。二、氣壓檢測系統(tǒng)主要特點（１）能獨立測量和顯示下列參數(shù)：Ｐｓ，Ｐｔ，Ｑｃ，Ｈ，Ｖｉ，Ｖｔ，Ｍ，Ｍｉ，ΔＨ，Ｈ等１０種參數(shù)的組合顯示，如：Ｐｓ＋Ｈ，Ｐｓ＋Ｐｔ，Ｈ＋Ｈ，Ｈ＋Ｍ，Ｑｃ＋Ｍｉ，Ｈ＋Ｖｔ，Ｑｃ＋Ｖｉ等。（２）在檢測飛行器靜壓系統(tǒng)和全壓系統(tǒng)的氣密性時，本儀器給出精確的定時時間和標準測量參數(shù)，其定時時間和測試點，均可由用戶設(shè)定（指定專人密碼保護），并可長期（十年）保存，并可進行聲響提示和參數(shù)顯示，同時顯示出設(shè)定值和定時值。當設(shè)置定時時間到時，時間、壓力變化值或高度變化值停止變化，并發(fā)出聲響提醒。（３）本儀器不僅在原位檢測中用其飛行大氣參數(shù)與飛行器上儀表比對做協(xié)調(diào)一致有效性檢查，而且還可作為內(nèi)場檢測飛行參數(shù)的標準使用。（４）本儀器可用于外場，也可用于內(nèi)場（修理廠），以外場為主．但其技術(shù)參數(shù)指標均達到ＺＨＹ型飛行大氣參數(shù)綜合測試儀和ＧＣＹ１Ａ高精度綜合測試儀的技術(shù)指標。本儀器的氣路控制組合開關(guān)，可對任何飛行氣壓儀表和傳感器的檢測進行控制。（５）傳感器修正功能：任何傳感器均有長期穩(wěn)定問題，為用戶使用方便，特設(shè)此修正功能。只需用戶有壓力標準就可進行。本儀器有兩種修正功能，即線性修正和非線性修正，并有密碼保護。（６）氣壓原位檢測參數(shù)的修改功能：可修正壓力氣密性定時時間、壓力氣密性考查測試壓力、壓力漏氣量最大允許值、真空壓力變化速度最大允許值等參數(shù)。由于不同飛行器上述參數(shù)不同，故允許用戶或有資格者修正，并有密碼保護。（７）具有多種保護功能：電源２７Ｖ，極性接反有保護；升降速度有保護，防止過沖，過沖有告警；空速有保護，防止過壓，過壓有告警；氣密性檢測，漏氣量超差有告警提示；連通開關(guān)Ｋｓｔ，升降速度設(shè)定值開關(guān)Ｐｖ和最大壓力值設(shè)定開關(guān)Ｐｃ，有白色警圈提醒，操作要特別注意，不要隨便操作，報警方式有聲、燈顯示、閃等。（８）自檢功能：上電時自動檢測ＥＰＲＯＭ，ＳＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭ，Ｆ／Ｄ，Ａ／Ｄ，傳感器等，具有故障定位功能。（９）寬幅電源變化適應(yīng)功能：外場２７Ｖ直流電源變化幅度較大，為此本儀器提供較寬的輸入電壓范圍：在２０～３６Ｖ均能正常工作。三、氣壓檢測系統(tǒng)軟件的設(shè)計３．１軟件功能及其框圖在軟件編程上，采用ＰＬＭ匯編語言編寫，它可對硬件進行操作，便于改進和擴充，具有很強的可讀性、可靠性、結(jié)構(gòu)性，能給用戶提供高質(zhì)量的轉(zhuǎn)換代碼。程序從功能上分六個部分：主控程序、初始化程序、數(shù)據(jù)采圖４軟件系統(tǒng)框圖樣及計算程序、鍵盤中斷服務(wù)程序、顯示程序、自檢程序。主控程序是整個程序的主干，系統(tǒng)平時都在主程序循環(huán)運行。當接受到鍵盤中斷信號后轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，進行數(shù)據(jù)采集和壓力轉(zhuǎn)換。此外，主控程序還完成８２７９、定時器等的初始化和自檢任務(wù)．采樣中斷服務(wù)程序具有最高優(yōu)先級，采樣周期為５２．４２８８ｍｓ，在響應(yīng)中斷后，首先完成采樣周期的計算工作，再對周期進行算，由此得出壓力值供各飛行參數(shù)使用。自檢程序?qū)Γ茫校?、外部ＲＡＭ、Ｆ／Ｄ、傳感器進行檢測，如有故障顯示窗報告故障定位信息，供維修人員排除故障參考，“ＣＰＵＥＲＲ”表示ＣＰＵ故障，“ＲＡＭＥＲＲ”表示外部ＲＡＭ故障，“Ｆ／ＤＥＲＲ”表示Ｆ／Ｄ故障，“ＳＥＮＥＲＲ”表示傳感器故障。當單片機響應(yīng)８２７９鍵盤中斷后，程序首先進行鍵分析，獲取鍵值，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的參數(shù)解算程序，同時不斷接受Ｆ／Ｄ采樣中斷的壓力值，進行飛行參數(shù)解算。所需解算的飛行參數(shù)有：高度（Ｈ）、升降速度（Ｈ′）、馬赫數(shù)（Ｍ）、指示空速（Ｖｉ）、真空速（Ｖｔ）．在存儲器地址分配上，程序存儲器２７５１２為０～３ＦＦＦＨ，數(shù)據(jù)存儲器６２６４為８０００～９ＦＦＦＨ．在中斷分配上，Ｆ／Ｄ采樣中斷優(yōu)先級高，定時器定時中斷優(yōu)先級低，８２７９鍵盤中斷優(yōu)先級低．主要程序流程如圖４所示。３．２數(shù)據(jù)采集及計算程序的編制在數(shù)據(jù)采集及計算程序中，主要實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集存儲，并用基于函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)對數(shù)據(jù)進行線性化處理和溫度補償，其軟件流程如圖５。程序主要包括以下幾個部分：（１）字符串轉(zhuǎn)換．這部分程序包括了數(shù)據(jù)比較、二進制轉(zhuǎn)字符串和字符串轉(zhuǎn)十六進制等功能．在后面的程序中通過調(diào)用此程序?qū)崿F(xiàn)查表、數(shù)據(jù)比較和測量數(shù)據(jù)存儲。（２）數(shù)據(jù)采集．將采集到的周期值進行存儲，調(diào)用壓力計算程序求解壓力，并對計算結(jié)果進行字符串轉(zhuǎn)化后存儲到數(shù)據(jù)存儲器。（３）根據(jù)擬合公式計算壓力．將所得到的周期和溫度值代入公式計算，同時實現(xiàn)對壓力的非線性校正和溫度補償。（４）查表計算溫度．根據(jù)查表法計算測量時的傳感器溫度值。（５）根據(jù)壓力求解高度、馬赫數(shù)、真空數(shù)等．得到壓力值Ｐｔ，然后根據(jù)Ｐｔ值，解出其它大氣參數(shù)：氣壓高度Ｈ、真空速Ｖｔ、指示空速Ｖｉ、馬赫數(shù)Ｍ、指示馬赫數(shù)Ｍｉ和升降速度Ｈ等。（６）傳感器校正．用戶只需有精度高于０．０２％的壓力基準即可對設(shè)備進行定期校驗，設(shè)備提供傳感器線性及非線性修正功能，用戶只要輸入不同溫度下１０，５０，１５０，２００，２５０，３００，３５０，４００，４５０，５００，５５０，６００，６５０，７００，７５０，８００，８５０，９００，９５０，１０２５，１０４５，１０７０共２２個點的壓力值，就可對傳感器進行非線性校正。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機的氣壓檢測系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-18
2021
灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)
基于單片機的遠程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)設(shè)計我國是一個典型的農(nóng)業(yè)大國，對于農(nóng)作物的灌溉大部分采用地面灌溉的方式。此種方式效率較低，并且根據(jù)人工經(jīng)驗來判斷時長和灌溉的程度。傳統(tǒng)的底面灌溉浪費了大量人力和物力，并且灌溉的水資源不能被農(nóng)作物及時的吸收。除此之外，我國的水資源比較緊缺，因此節(jié)水的灌溉技術(shù)更合適發(fā)展的需要。節(jié)水的灌溉技術(shù)在國外已經(jīng)成熟，這主要是由于他們起步早，并且運用比較先進的電子和計算機技術(shù)。如果全部引進國外的灌溉系統(tǒng)，不僅技術(shù)受到國外的控制，而且成本的費用也較高。另外，我國的自然氣候土地狀況也不盡相同?；诖吮疚脑O(shè)計了以單片機STC89C52核心的控制系統(tǒng)，闡述了控制系統(tǒng)的硬件電路，主要包括電源電路、顯示電路、數(shù)據(jù)采集電路和驅(qū)動電路等，并利用開發(fā)軟件Keil設(shè)計程序，主要包括監(jiān)控程序、時鐘程序等。經(jīng)過最終的調(diào)試，該控制系統(tǒng)能很好的實現(xiàn)預(yù)期要求，達到農(nóng)作物合理灌溉的目的，且易于推廣。一、遠程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)工作原理和結(jié)構(gòu)遠程灌溉系統(tǒng)是以單片機為核心的，同時對其它設(shè)備進行控制、處理以及監(jiān)控等，總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。整體的灌溉系統(tǒng)主要包括單片機的控制系統(tǒng)、管道運水系統(tǒng)、濕度傳感器和電源電路等。根據(jù)圖1中的介紹，其工作原理如下所示。(1)灌溉的裝置主要是由水泵、壓力表、流量計等組成，一定的壓強下可以將水和肥料相互融合，此時先將雜質(zhì)過濾出來，然后形成的有用的液體進入管道內(nèi)部。(2)運水的管道系統(tǒng)主要是主干管道、支路管道、毛管等組成。一般情況下，主管和直管的直徑大約為37.5～100mm，毛管的直徑在10mm左右。為了更好的實現(xiàn)水在管道內(nèi)部的順利流通，各個不同的管道之間用二通或者三通的閥連接。(3)滴頭的功能主要是將水流的形狀轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑿〉乃?，進而充分的浸濕土壤。(4)濕度傳感器主要是測量土壤內(nèi)部的濕度，能夠收集控制系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)，進而對灌溉的程度和需求進行及時的評價。(5)單片機是灌溉系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，主要是由中央處理器、存儲器、定時器等組成。灌溉系統(tǒng)中的上位機和單片機是以串行通信ＲS232連接，濕度傳感器根據(jù)A/D接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送和轉(zhuǎn)換，控制系統(tǒng)對接收到的信號進行處理，并運用驅(qū)動電路實現(xiàn)對電磁閥系統(tǒng)的控制，進一步完成農(nóng)作物的灌溉。二、遠程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計整個系統(tǒng)的硬件電路由單片機控制電路、時鐘及復(fù)位電路、人機對話電路、數(shù)據(jù)采集電路、電磁閥驅(qū)動電路和電源模塊等組成。2.1單片機電路設(shè)計單片機STC89C52是由ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能8位控制機，含有8K的只讀存儲器和256K的數(shù)據(jù)存儲器。它有40引腳、32個雙向輸入端口、2個中斷接口、3個16位計數(shù)器和2個串行通信接口等，并且兼容MCS－51指令系統(tǒng)。時鐘頻率為0～24MHz，電源的接入端為－5～+5V。2.2時鐘及復(fù)位電路設(shè)計該單片機采用內(nèi)部振蕩器組成，為高增益反向增大器。XTAL1和XTAL2分別為輸入端和輸出端。當系統(tǒng)工作的時候，如果遇到故障或者復(fù)雜狀態(tài)的時候，需要對系統(tǒng)進行復(fù)位。此單片機的自動復(fù)位功能互主要是通過電容充放電實現(xiàn)的。手動按鍵復(fù)位主要是通過電阻與電源相接通。2.3人機接口電路設(shè)計人機接口電路主要實現(xiàn)人與計算機進行信息、數(shù)據(jù)的交換。目前最常用的輸出和輸入設(shè)備包括顯示器和鍵盤，下顯示接口面對LED的顯示接口電路和鍵盤電路進行設(shè)計。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的簡化，該控制系統(tǒng)采用的是四位一體的數(shù)碼管。它是由8位的共陽極管路組成，并且是動態(tài)顯示的。為了更好地實現(xiàn)系統(tǒng)的控制，采用4位獨立的鍵盤，按鍵的數(shù)量較少并且操作速度較快。整體的結(jié)構(gòu)簡單、成本低。2.4數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計要想精確的實現(xiàn)農(nóng)作物的灌溉，必須選用精確的傳感器。目前土壤的濕度傳感器是FDＲ型。此類型的傳感器簡單、安全、自動測量。根據(jù)實際的情況，選用SWＲ－2傳感器。當傳感器采集后，需要進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，據(jù)此選擇TLC549轉(zhuǎn)換器。它是8位逐漸逼近式串行A/D芯片。當轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)后，就需要對數(shù)據(jù)進行存儲。由于測量的數(shù)據(jù)比較多，根據(jù)要求就選擇AT24C16存儲器。它具有2048個8位字節(jié)，有16K串行存儲器，通過總線進行操作。2.5輸出驅(qū)動電路設(shè)計繼電器是輸出電路的重要組成部分，其作用主要是對電磁閥的驅(qū)動和控制，進而完成噴頭的動作。另外，為了提高整個系統(tǒng)的抗干擾性能，采用光耦隔離作用在繼電器和單片機之間。此供電系統(tǒng)為雙電源供電。三、遠程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計是灌溉系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計所主要采用的方式之一，其結(jié)構(gòu)都有相應(yīng)的模塊程序完成，主要包括不同信號采集模塊、信號的初始化模塊、系統(tǒng)控制模塊、限定時間顯示模塊等。上述各部分模塊，相互配合，能夠在限定時間內(nèi)完成農(nóng)作物的灌溉。控制系統(tǒng)具有通用性強、安全性高、調(diào)試方便等優(yōu)點。當單片機STC89C52上電后，首先進行的是系統(tǒng)程序的初始化，初始化的主要內(nèi)容包括所需芯片接口的初始化以及不同標志位以及變量的初始化。完成這些后，整個系統(tǒng)程序就會進入主程序，單片機根據(jù)采集的土壤濕度信息，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行變換，后與程序中設(shè)定的數(shù)值進行比較，經(jīng)過一定的對比，LED顯器就會顯示實況下土壤的濕度情況。如果得到的數(shù)值比標準值大，軟件程序就會不停的采集程序和數(shù)值的顯示，反之程序就會按照步驟進行，啟動設(shè)計好的子程序，進一步對電磁閥控制和噴頭時間的限定，直到土壤的濕度值和設(shè)定的值相差不大。整個系統(tǒng)也是有時間限定，若超過時間定值，則會重新初始化，并重新開始農(nóng)作物的灌溉。軟件系統(tǒng)的時鐘程序主要完成的是對單片機STC89C52的定時和計時。單片機的接口T0可以通過編程調(diào)整整個系統(tǒng)時間顯示情況以及對象的確定。軟件的鍵盤掃描程序主要針對系統(tǒng)運行中軟件的抖動和按鍵狀態(tài)的測試。整個掃描程序是每隔50ms進行一次掃描。為了更好的防止鍵在操作的過程中發(fā)生沖突，系統(tǒng)只執(zhí)行一次按鍵。LED顯示程序的設(shè)計主要是根據(jù)所采用的共陽極數(shù)碼管情況進行。當整個二極管的陽極為高電平時，此時數(shù)碼管就會點亮。因此，并列的共陽極數(shù)碼管就能清晰的顯示時間的變化。在進行動態(tài)系現(xiàn)實的時候，數(shù)碼管內(nèi)的數(shù)字以一定的格式保存在ＲOM中，通過翻譯過來的不同數(shù)碼，調(diào)用存儲的內(nèi)容，進一步顯示時間的變化。在進行數(shù)模轉(zhuǎn)換的時候，TLC549轉(zhuǎn)換器根據(jù)模式輸入、A/D變換、數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)的存儲主要是AT24C16，此時采用的數(shù)據(jù)總線為I2C。根據(jù)其芯片的不同情況的尋址和應(yīng)答內(nèi)容，及時的寫入不同的字節(jié)。總線的傳送并不影響時鐘線電平的變化，在滿足空閑的情況，數(shù)據(jù)傳送的信號就會啟動。四、遠程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)調(diào)試控制系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計是基于KeilC51開發(fā)的。其仿真調(diào)試也可以由Keil軟件完成。最終生成的目標代碼通過編程器JDT－2008燒入所需的STC89C52單片機中。經(jīng)過驗證，傳感器檢測數(shù)的數(shù)值與實際的數(shù)值相差不大，基本上滿足要求?？偨Y(jié)隨著時代的發(fā)展，我國的水資源日益緊缺，因此對農(nóng)作物的灌溉方式選擇就顯得格外重要。根據(jù)實際需求，本文設(shè)計了基于單片機STC89C52的遠程節(jié)水灌溉系統(tǒng)。首先介紹了國內(nèi)外灌溉系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上，闡述了灌溉系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理。然后，對系統(tǒng)的硬件進行設(shè)計，主要包括單片機電路設(shè)計、時鐘及復(fù)位電路設(shè)計、驅(qū)動電路設(shè)計、人機接口電路設(shè)計和數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計等。完成硬件設(shè)計，就需要對軟件進行程序編寫，軟件程序的設(shè)計主要包括主監(jiān)控程序的設(shè)計、系統(tǒng)時鐘程序設(shè)計、按鍵識別和處理程序設(shè)計和動態(tài)顯示程序設(shè)計等。最后，對設(shè)計的灌溉系統(tǒng)進行調(diào)試和驗證。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，整個系統(tǒng)滿足設(shè)計的要求，設(shè)計成本低、運行可靠、安全性高、操作比較簡單。它不僅克服了設(shè)計傳輸?shù)睦щy，而且為同類系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機的遠程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(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