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        基于單片機的魚塘水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

        2018-06-04 03:42:12田萬韜楊玥沈陽工學(xué)院王雪國網(wǎng)遼寧省電力有限公司
        數(shù)碼世界 2018年5期
        關(guān)鍵詞:程序功能系統(tǒng)

        田萬韜 楊玥 沈陽工學(xué)院 王雪 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司

        1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計

        整個系統(tǒng)的功能是由硬件電與合軟件配合實現(xiàn)的,當硬件電路設(shè)計定型后,軟件也隨著定型。從軟件的功能上可分為監(jiān)控軟件(主程序)與執(zhí)行軟件(子程序),主程序不僅是整個控制系統(tǒng)的核心程序,還用來分配和協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊之間關(guān)系。子程序是用來完成單獨模塊功能的程序,子程序完成的功能如測量、計算、顯示等,每一個子程序是一個模塊的功能執(zhí)行程序。系統(tǒng)為每一個執(zhí)行模塊進行接口定義和功能定義,主程序?qū)⒚總€子程序進行合理調(diào)度,就可以組成完整的程序了。

        最初要根據(jù)系統(tǒng)的鍵盤設(shè)置總體功能和鍵盤設(shè)置選擇一種最適用的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu),然后根據(jù)實時性的要求,適當?shù)匕才鸥鲌?zhí)行模塊和監(jiān)控軟件之間地調(diào)度關(guān)系。

        2 溫控系統(tǒng)設(shè)計方案

        STC89C52RC單片機是本文的核心控制系統(tǒng),以DS18B20溫度傳感器為溫度檢測元件,以LCD液晶顯示模塊為數(shù)據(jù)觀察窗口,是一個具有一定實用性的溫控系統(tǒng)。系統(tǒng)分為兩個控制模式,分別為超溫報警模式與恒溫保持模式。

        超溫報警模式主要功能:用戶設(shè)定所需要的溫度上限值與溫度下限值,設(shè)定完成后,被測溫度如果超出上下限范圍,系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的提示。超溫報警模式設(shè)計方案框圖,如圖1所示。

        圖1 超溫報警模式設(shè)計方案框圖

        恒溫保持模式主要功能:用戶設(shè)定所需要保持的溫度范圍數(shù)值,設(shè)定完成后,被測溫度會實時的與設(shè)定溫度比較,當被測溫度超出設(shè)定溫度,系統(tǒng)作用繼電器吸合,開啟電器設(shè)備加熱或降溫,當溫度恢復(fù)到設(shè)定溫度時,繼電器斷開。恒溫保持模式設(shè)計方案框圖,如圖2所示。

        圖2 恒溫保持模式設(shè)計方案框圖

        3 系統(tǒng)主程序設(shè)計

        主程序調(diào)用了鍵盤掃描以及按鍵處理程序、LCD顯示程序、溫度檢測程序、LCD顯示程序、延時程序等子程序、中斷控制程序。

        (1)鍵盤掃描電路及按鍵處理程序:實現(xiàn)鍵盤的輸入按鍵的識別及相關(guān)處理。

        (2)溫度檢測程序:對溫度芯片送過來的數(shù)據(jù)進行處理。

        (3)LCD顯示程序:向LCD1602發(fā)送數(shù)據(jù),控制系統(tǒng)的顯示部分。

        (4)中斷控制程序:實現(xiàn)循環(huán)顯示功能。

        把各個功能程序以子程序的形式寫好,當寫主程序的時候,只要需要調(diào)用子程序,然后在寄存器的分配上作一下調(diào)整,消除寄存器沖突和I/O沖突就可以了。調(diào)用指令代替跳轉(zhuǎn)指令盡可能多的被程序適使用,因為跳轉(zhuǎn)指令使得程序難以看懂各程序段之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。但調(diào)用指令不同,調(diào)用指令使得程序結(jié)構(gòu)清晰,無論是維護還是修改都比較方便。系統(tǒng)主程序流程圖,如圖3所示。

        圖3 系統(tǒng)主程序流程圖

        4 總結(jié)

        在硬件與軟件設(shè)計完成后,先對樣機進行安全上電,觀察是否有短路現(xiàn)象,無異常后再打開樣機電源,測試實驗為溫度計對照試驗,具體測試方法是:將本系統(tǒng)與溫度計放置同樣環(huán)境下,通過改變環(huán)境溫度,觀察溫度計與系統(tǒng)顯示的溫度是否相同,并記錄測試數(shù)據(jù),與溫度計數(shù)值比較,得出系統(tǒng)的溫度指標。

        [1]楊丹丹.山西電子技術(shù)[M].山西:山西電子出版社,2014:23-11.

        [2]張毅剛.單片機原理及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2004:25-41.

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