單片機(jī)設(shè)計(jì)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的單片機(jī)設(shè)計(jì)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：單片機(jī)設(shè)計(jì)范文

邁克耳孫干涉儀測(cè)激光波長實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵是要準(zhǔn)確讀出光的干涉條紋的數(shù)量，要求連續(xù)數(shù)幾百個(gè)“冒出”或“縮進(jìn)”的干涉條紋，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)因長時(shí)間用眼緊緊盯住細(xì)小的干涉條紋而感到相當(dāng)吃力，有時(shí)因眼睛疲勞而發(fā)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，導(dǎo)致較大的實(shí)驗(yàn)誤差，甚至要重做，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。因此不少單位不斷探索條紋計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)［1－7］?；谛酒O(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器精度、效率較高，操作也簡便，成本也較低，但是制作后靈活性低，且硬件調(diào)試麻煩，不易更改，出現(xiàn)問題后難以解決［8－9］?；谔摂M儀器與計(jì)算機(jī)采集處理相結(jié)合的計(jì)數(shù)器，雖然處理數(shù)據(jù)比較靈活，但精度一般，且都要求有計(jì)算機(jī)等高級(jí)配置，花費(fèi)比較大，有點(diǎn)得不償失［10－12］。針對(duì)上述的干涉條紋計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)的不足，本設(shè)計(jì)著重探討用單片機(jī)來設(shè)計(jì)邁克耳孫干涉條紋自動(dòng)計(jì)數(shù)電路，實(shí)現(xiàn)了快捷、方便的高精度的條紋計(jì)數(shù)。

1設(shè)計(jì)方案

邁克耳孫計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方法有多種，但基本思路都是通過信號(hào)轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（脈沖信號(hào)），再對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并顯示計(jì)數(shù)結(jié)果。系統(tǒng)框圖如圖1所示，主要分為光電轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)整形模塊、計(jì)數(shù)模塊、顯示模塊。光電轉(zhuǎn)換模塊主要是利用光電二極管在光照下阻值迅速變小的特性［13］，串聯(lián)1個(gè)電位器分壓。電壓信號(hào)的變化反映出明暗條紋的變化情況；信號(hào)整形模塊主要是將不規(guī)則的電壓信號(hào)整形為高低電平，可達(dá)到易于識(shí)別和抗干擾的作用；計(jì)數(shù)模塊主要實(shí)現(xiàn)條紋計(jì)數(shù)，包括清零、控制電路；顯示模塊利用數(shù)碼管顯示出條紋數(shù)。

1．1光電轉(zhuǎn)換模塊要將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)就得借助光電二極管或者光敏電阻。光電二極管正向接、無光時(shí)電阻可達(dá)10kΩ左右，而在有光的條件下，電阻可迅速降到100Ω左右。而且反應(yīng)速度可達(dá)到納秒級(jí)別，選取一個(gè)好的光電轉(zhuǎn)換元件是設(shè)計(jì)的保證。光敏電阻又稱光導(dǎo)管，具有在特定波長的光照射下，其阻值具有迅速減小的特性。入射光變強(qiáng)，光敏電阻阻值減小，入射光變?nèi)酰饷綦娮枳柚翟龃?。在無光條件下光敏電阻阻值在10kΩ～60kΩ之間不等（型號(hào)不同，阻值也不同），有光時(shí)阻值可降到1kΩ左右，反應(yīng)速度在毫秒級(jí)別。光電二極管與光敏電阻相比，阻值變化更明顯，頻率變化更快，可以更方便地實(shí)現(xiàn)光信號(hào)對(duì)電信號(hào)轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)利用光電二極管在強(qiáng)光下電阻迅速變小的特性，來實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，電路實(shí)現(xiàn)方案如下：在外電路上接上負(fù)載電阻（圖2中的R01），并與光電二極管相連，負(fù)載上的電壓信號(hào)隨著二極管的阻值變化而變化，設(shè)計(jì)中選用合適的電位器作負(fù)載，既可以起分壓作用，又可以起調(diào)節(jié)作用。在電位器和光電二極管之間引出一條信號(hào)線，從信號(hào)線上采取電壓值，作為光信號(hào)轉(zhuǎn)換的標(biāo)志，即可達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的。

1．2信號(hào)調(diào)制模塊由光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號(hào)由于光電二極管的阻值不是突變的，所以得到的波形也不是高低電平，單片機(jī)難以識(shí)別。因此，該信號(hào)必須經(jīng)過整形，而整形的好壞關(guān)系到計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確與否。整形電路主要是由施密特圖2光電轉(zhuǎn)換模塊與信號(hào)調(diào)制模塊觸發(fā)器構(gòu)成，施密特觸發(fā)器由555定時(shí)器的2腳和6

1．3控制電路模塊控制電路模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各功能模塊信號(hào)的控制，用一個(gè)單刀雙擲開關(guān)來對(duì)暗條紋或明條紋計(jì)數(shù)的選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)暗條紋進(jìn)行計(jì)數(shù)。本設(shè)計(jì)中選用單片機(jī)（圖3中的SICS9C52）為控制芯片，當(dāng)選擇明條紋計(jì)數(shù)時(shí)，將單刀雙擲開關(guān)撥到低電平位置；選擇暗條紋計(jì)數(shù)時(shí)，將開光撥到高電平位置。若以邁克耳孫干涉儀毛玻璃上的中心條紋為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則調(diào)零后對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位清零，若計(jì)數(shù)器顯示為零，則可以直接開始計(jì)數(shù)；若顯示為1，那么撥動(dòng)單刀雙擲開光（高電平撥到低電平，低電平撥到高電平），復(fù)位清零后，即可開始計(jì)數(shù)。具體電路如圖計(jì)數(shù)器顯示為0，則可以沿調(diào)零的方向旋轉(zhuǎn)邁克耳孫干涉儀的微調(diào)旋鈕開始計(jì)數(shù)；如果顯示為1，則撥動(dòng)控制鍵，再按復(fù)位按鈕，顯示為0，則按照“調(diào)零”時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，始終往一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪，觀察屏上的干涉條紋中心處會(huì)有一個(gè)個(gè)圓環(huán)“冒出”（或“縮進(jìn)”）。干涉圓環(huán)每“冒出”（或“縮進(jìn)”）50、100、150、500條條紋，記錄移動(dòng)鏡M1相應(yīng)位置的讀數(shù)，每種情況連續(xù)測(cè)量10組數(shù)據(jù)，用逐差法計(jì)算M1位置變化值，各得到5組位置變化值Δd后，求出其平均值為Δd，由λ＝2Δd／k（k為移動(dòng)條紋數(shù)）計(jì)算波長值λ，并與標(biāo)準(zhǔn)值（632．8nm）相比，計(jì)算相對(duì)誤差Er。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1，表1為每次條紋變化500條時(shí)的記錄的原始數(shù)據(jù)。

1．4電源模塊5V電源模塊采用三端集成穩(wěn)壓芯片LM7805，輸入端和輸出端均加濾波電容。為防止電源反接，輸出電路使用1個(gè)發(fā)光二極管和1個(gè)1kΩ限流電阻顯示電源狀態(tài)，如果發(fā)光二極管亮說明電源正常。

1．5顯示模塊數(shù)碼管采用四段八位的共陰極數(shù)碼管，共陰極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極的數(shù)碼管。顯示方式采用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃“a、b、c、d、e、f、g、dp”的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I／O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I／O端口，而且功耗更低。單片機(jī)的P2．0—P2．3為數(shù)碼管片選，接三極管（9013）作為片選開關(guān)，P0口為數(shù)碼管段選，串聯(lián)1kΩ電阻，并聯(lián)1個(gè)4．7kΩ排阻來拉高電壓。P1．0口為信號(hào)輸入端，從信號(hào)調(diào)制模塊得到的脈沖從此送入單片機(jī)；將P1．1作為信號(hào)控制端，由1個(gè)單刀雙擲開關(guān)來控制，其一端接地，一端串聯(lián)1個(gè)1kΩ電阻接高電平，由此來實(shí)現(xiàn)高低電平的輸入，并控制單片機(jī)是對(duì)高電平計(jì)數(shù)還是對(duì)低電平計(jì)數(shù)（高低電平對(duì)應(yīng)于邁克耳孫干涉儀上的明暗條紋）。

1．6軟件設(shè)計(jì)根據(jù)硬件的制作情況，單片機(jī)的P0．0為信號(hào)端，P0．1為信號(hào)控制端。計(jì)數(shù)時(shí)，若控制端P0．1撥到高電平位置，且邁克耳孫干涉儀上毛玻璃的中心條紋為暗紋，則從信號(hào)端P0．0輸出的電平為高電平，計(jì)數(shù)加1；若邁克耳孫干涉儀毛玻璃上為明條紋，則對(duì)應(yīng)的信號(hào)端P0．0為低電平，則程序等待，直到邁克耳孫干涉儀上的中心條紋變?yōu)榘禇l紋，信號(hào)端P0．0從低電平變?yōu)楦唠娖?，?jì)數(shù)加1。反之，若控制端P0．1在低電平時(shí)，若邁克耳孫干涉毛玻璃上的中心條紋為明條紋，信號(hào)端P0．0為低電平，計(jì)數(shù)加1，若中心條紋為暗條紋，則程序等待，直到下一個(gè)明條紋到來，使信號(hào)端P0．0從高電平變?yōu)榈碗娖剑来搜h(huán)。程序流程如圖4所示。

第2篇：單片機(jī)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī) 控制系統(tǒng)

步進(jìn)電機(jī)能將輸入的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出軸的角位移或直線位移，這種電機(jī)每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，輸出軸便轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度或前進(jìn)一步，因此又被稱作脈沖電機(jī)或步級(jí)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)輸出軸的角位移量與輸入脈沖數(shù)成正比，不受電壓以及環(huán)境溫度的影響，也沒有累積的定位誤差，因此控制輸入的數(shù)字脈沖數(shù)即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精確定位；而步進(jìn)電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速與輸入的脈沖頻率成正比，控制輸入的脈沖頻率就能準(zhǔn)確的控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以實(shí)現(xiàn)在寬廣的范圍內(nèi)精確調(diào)速。

1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理

按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及材料的不同,步進(jìn)電機(jī)分為反應(yīng)式、永磁式和混合式三類。其中,反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)因其性價(jià)比高,應(yīng)用非常廣泛,在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用較多。步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)數(shù)字/角度轉(zhuǎn)換器。步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁繞組可以制成各種相數(shù),常見的有單相、三相、四相和五相等多種。電機(jī)分為轉(zhuǎn)子和定子兩部分。定子由電工硅鋼片疊壓而成,有6個(gè)等分的磁極:U、U'、V、V'、W和W'。相對(duì)的兩個(gè)磁極組成一對(duì),共有三對(duì)。每對(duì)磁極上都繞有同一繞組,也就形成了一相。這樣,三對(duì)磁極有三個(gè)繞組,形成三相。類似地,四相步進(jìn)電機(jī)有四對(duì)磁極、四個(gè)繞組,以此類推。每個(gè)磁極的內(nèi)表面分布著大小相同、間距相同的多個(gè)小齒。轉(zhuǎn)子圓周表面也均勻分布著與定子小齒形狀相似、齒間距相同的小齒。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來自于電磁力。當(dāng)某一相定子繞組通電時(shí),其對(duì)應(yīng)的磁極就產(chǎn)生了磁場(chǎng),并與轉(zhuǎn)子形成磁路。

2 步進(jìn)電機(jī)的控制方式

為了控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),使其實(shí)現(xiàn)數(shù)字到角度的轉(zhuǎn)換,可以由單片機(jī)按順給電機(jī)繞組施加有序的脈沖電流。轉(zhuǎn)過的角度數(shù)正比于脈沖個(gè)數(shù),轉(zhuǎn)動(dòng)的速度正比于脈沖頻率,轉(zhuǎn)動(dòng)的方向則與脈沖順序有關(guān)。對(duì)三相步進(jìn)電機(jī)施加電流脈沖可有如下三種方式:①單相三拍:按單相繞組順序施加電流脈沖,一周期加電3次,順序如下:正轉(zhuǎn):UVW(U);反轉(zhuǎn):UWV(U)②雙相三拍:雙相即每次對(duì)兩相繞組同時(shí)通電。按雙相繞組順序施加電流脈沖,一周期加電3次,順序如下: 正轉(zhuǎn):UVVWWU(UV);反轉(zhuǎn):UWWVVU(UW)③單雙相六拍:按單相繞組與雙相繞組交替方式施加電流脈沖,一周期加電6次(單相3次、雙相3次),順序如下:正轉(zhuǎn):UUVVVWWWU(U);反轉(zhuǎn):UUWWWVVVU(U)。單相三拍或雙相三拍兩種方式,每拍步進(jìn)角均為3°,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角(9°)要用三拍;單雙相六拍方式每拍步進(jìn)角均為1.5°,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角(9°)要用六拍。六拍方式比三拍方式運(yùn)行平穩(wěn),但六拍驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率需要提高一倍,要求驅(qū)動(dòng)開關(guān)管有更好的開關(guān)特性。另外雙相與單相相比,每一拍中,雙相方式都有兩相通電,每一相通電時(shí)間都持續(xù)兩拍。因此,雙相三拍比單相三拍消耗的電功率大,當(dāng)然獲得的電磁轉(zhuǎn)矩也大。

3 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 加減速曲線的分析與實(shí)現(xiàn)。其實(shí)所謂的加減速就是速度變化的過渡過，在起動(dòng)階段，控制頻率以特定的規(guī)律慢慢增加，從而速度可以平穩(wěn)的升至預(yù)定值；而停止時(shí)控制頻率再以相應(yīng)的規(guī)律慢慢減小，從而速度平穩(wěn)的降低直至完全停止。一般加減速算法有梯形曲線和指數(shù)曲線以及S曲線三種，其中S曲線算法加減速平穩(wěn)，而且有較好的快速性及柔性，因此在數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。本文采用S曲線算法。單片機(jī)中有三個(gè)定時(shí)器，其中兩個(gè)需要分別控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，而剩下的一個(gè)則用于實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示加工時(shí)間。所以在設(shè)計(jì)程序的過程中，只需把采樣周期T轉(zhuǎn)換為N，即在一個(gè)采樣周期內(nèi)，其脈沖個(gè)數(shù)只需要對(duì)定時(shí)器的溢出次數(shù)加以控制，就可以控制采樣周期T。因此只需將最大速度及最大加速度兩個(gè)參數(shù)給定，就可以實(shí)現(xiàn)S加減速。

3.2 換向控制。本系統(tǒng)中工作臺(tái)移動(dòng)方向的控制是利用行程開關(guān)與單片機(jī)相結(jié)合的辦法來實(shí)現(xiàn)的，其具體步驟如下：當(dāng)工作臺(tái)開始加速至預(yù)定值時(shí)進(jìn)行勻速動(dòng)動(dòng)，一旦行程開關(guān)被擋塊觸動(dòng)，單片機(jī)就開始換向，即按照S曲線對(duì)電機(jī)的加減速過程加以控制。這種換向方法不但可以防止機(jī)械系統(tǒng)換向時(shí)的沖擊，而且工作臺(tái)不會(huì)由于單片機(jī)的程序錯(cuò)誤而發(fā)生故障。

3.3 轉(zhuǎn)速控制及顯示。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)采用數(shù)組的形式給出了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，利用鍵盤按鈕進(jìn)行選擇即可，所以系統(tǒng)中需要設(shè)置相應(yīng)的按鍵以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制，即“選擇-輸入”鍵、“確定-啟動(dòng)”鍵等。其中設(shè)備所需的轉(zhuǎn)速可以通過“輸入-選擇”鍵先進(jìn)行選擇，再利用“輸入-啟動(dòng)”鍵加以確定。再分別另設(shè)一個(gè)“急停”鍵及“停止”鍵。本系統(tǒng)的顯示采用LCD來實(shí)現(xiàn)，其型號(hào)為1602，這種型號(hào)的LCD可以顯示兩行字符，每行共有16個(gè)，可以滿足系統(tǒng)的顯示要求。1602利用8位數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，剛好占用單片機(jī)的一個(gè)端口；共有三個(gè)控制信號(hào)，即寄存器選擇、讀寫控制以及起用。顯示的主要內(nèi)容包括顯示系統(tǒng)工作的狀態(tài)、提示輸入以及確定轉(zhuǎn)速等。

3.4 顯示加工時(shí)間。本系統(tǒng)加工時(shí)間的動(dòng)態(tài)顯示是利用數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)的，通過單片機(jī)中的2號(hào)定時(shí)器控制加工時(shí)間。數(shù)碼管時(shí)鐘顯示的原理為動(dòng)態(tài)顯示，這種顯示方法一次只顯示一個(gè)數(shù)碼管，每位數(shù)碼管顯示時(shí)間約為1～2 ms，不過受數(shù)碼管余暉效應(yīng)以及人的視覺暫留的影響，通過肉眼看過去每位數(shù)碼管均是亮的。這種動(dòng)態(tài)顯示的方法解決了顯示變化以及端口不足的問題。

4 結(jié)論

完成本系統(tǒng)的研制后可以得出以下結(jié)論：第一，基于單片機(jī)控制器的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后，體現(xiàn)了單片機(jī)在數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性以及簡捷性，其作為應(yīng)用最廣泛的微控制器的一種，是小型控制系統(tǒng)開發(fā)研制的首選；第二，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)所產(chǎn)生的沖擊問題，可以通過S曲線加減速模型解決，從而保證了設(shè)備動(dòng)運(yùn)的平穩(wěn)性及準(zhǔn)確性；第三，系統(tǒng)的快速性要求可以通過S曲線參數(shù)的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

第3篇：單片機(jī)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 溫濕度 檢測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）12-0148-01

溫濕度是重要的環(huán)境指標(biāo)，溫濕度監(jiān)測(cè)被廣泛用于倉儲(chǔ)保管、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、智能家居控制等領(lǐng)域。近年來，智能技術(shù)飛速發(fā)展，溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也越來越追求自動(dòng)化、智能化。本次研究基于單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)，以供借鑒。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 模塊選擇

本次研究方案是為了滿足倉儲(chǔ)環(huán)境溫濕度監(jiān)控需求，溫濕度傳感器大小、監(jiān)測(cè)靈敏度等都需要符合基本需求，本次研究采用SHT10單片數(shù)字溫度傳感器，可靠性強(qiáng)，其主要由一個(gè)聚合體電容式濕敏元件、1個(gè)能隙式材料溫敏元件、1個(gè)數(shù)字接口以及內(nèi)痔14位A/D 轉(zhuǎn)化區(qū)構(gòu)成，靈敏度高、低功耗、反應(yīng)快、抗干擾，適應(yīng)溫度-40℃～123.8℃，量程0%RH～100%RH，溫度精度25℃±0.5℃，精度范圍±4.5%RH，適用于各個(gè)環(huán)境下的倉儲(chǔ)環(huán)境溫濕度監(jiān)控。中央控制模塊，采用單片機(jī)，即微，其數(shù)量可能比人類還要多，本次研究采用STC89C52單片機(jī)，可編程、功耗低、性能高，其主要功能以及元件包括32位I/0口線、定時(shí)器、8k字節(jié)閃存和512字節(jié)的隨機(jī)存儲(chǔ)、可支持省電模式、4個(gè)外部中斷等，工作電壓5.5V～3.3V，也可選擇3V單片機(jī)，工作頻率48MHz。

1.2 需求分析

倉儲(chǔ)溫濕度的檢測(cè)以及控制，需完全替代人工檢測(cè)，具體功能模塊需包括：①溫度、濕度采集模塊，能夠采集溫濕度指標(biāo)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給中央控制模塊；②中央控制模塊，接收傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)閾值決定是否需要發(fā)送報(bào)警信號(hào)，若需要發(fā)送，則經(jīng)報(bào)警模塊發(fā)送相應(yīng)的指令。若需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，則需要為適度控制系統(tǒng)，進(jìn)行溫濕度調(diào)節(jié)。

1.3 設(shè)計(jì)方案

電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡單，為保障穩(wěn)定的供電，SHT10溫濕度傳感器采用220vAC變壓后12V交流輸入，采用普通的橋式整流電路將低壓整流為脈動(dòng)、諧波成為的直流電，經(jīng)濾波電容將交流成分濾掉變成直流電，為提高穩(wěn)定性，采用三端穩(wěn)壓管LN7805實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，穩(wěn)壓后的電源再向傳感器、單片機(jī)等供電。單片機(jī)STC89C52有4個(gè)雙向8位并行I/0端口，內(nèi)部有設(shè)計(jì)成熟的最小系統(tǒng)電路，采用腳本引入即可。STC89C52單片機(jī)采用RESET引角為未付段，當(dāng)該引腳輸出連續(xù)2個(gè)醫(yī)師的單片機(jī)時(shí)鐘周期高電平時(shí)，單片機(jī)會(huì)復(fù)位。溫濕度采集模塊采用SHTO溫濕度傳感器，兩線制串行通信接口設(shè)計(jì)，在DATA線上添加1個(gè)KΩ上拉電阻將信號(hào)拉到高電平，再與單片機(jī)端口相連，SHT10傳感器經(jīng)內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換模塊，直接采集模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳入到單片機(jī)中。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到溫濕度異常，經(jīng)報(bào)警器發(fā)送警報(bào)消息，本次研究采用TC35i芯片接收發(fā)送消息，其支持AT指令，采用DXDO引腳、TXD0引腳、IGT引腳，可與STC89C52單片機(jī)直接串口連接。

軟件設(shè)計(jì)是單片機(jī)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，采用C語言作為編程語言。主程序流程：①初始化；②讀取溫度；③是否超過閾值，若為否繼續(xù)讀取溫度，再次問詢是否超過閾值；④若為是，則發(fā)送報(bào)警信息。溫濕度采集通過調(diào)用SHT10實(shí)現(xiàn)，步驟為開始啟動(dòng)傳輸輸出測(cè)量溫濕度命令？，否則復(fù)位再次進(jìn)入啟動(dòng)傳輸前命令，若為是則等待讀取數(shù)值右鍵讀取溫濕度高字節(jié)讀取溫濕度低字節(jié)結(jié)束。

2 仿真測(cè)試

采用Proteus軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真訓(xùn)練。假設(shè)溫度為15～30℃，濕度在30%～50%，設(shè)置禁止外部中斷并啟動(dòng)外部事件計(jì)數(shù)器，每隔一段時(shí)間便采用溫度脈沖數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，間隔時(shí)間采用軟件延時(shí)方法實(shí)現(xiàn)，若溫濕度超過測(cè)量的范圍，便會(huì)出現(xiàn)中斷。仿真訓(xùn)練顯示，將溫度控制在20℃左右，測(cè)試溫度采集模塊，運(yùn)轉(zhuǎn)正常，溫度顯示正常，溫度調(diào)節(jié)到32℃，不久傳感器LED-Green二極管發(fā)亮，提示溫度傳感器已向單片機(jī)傳遞數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語

基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)并不復(fù)雜，特別適用于普通環(huán)境下的溫濕度傳感器、單片機(jī)已較成熟，可供選擇的引腳、接口多樣化，這些元件標(biāo)準(zhǔn)化水平明顯提高。但溫濕度檢測(cè)已經(jīng)不僅僅需要在普通環(huán)境下應(yīng)用，還被廣泛應(yīng)用其它領(lǐng)域，同時(shí)隨著智能化水平的提高，人們開始要求將溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)與報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析等融合，特殊場(chǎng)合如科研對(duì)溫濕度檢測(cè)靈敏度要求更高，這時(shí)可供選擇的傳感器、單片機(jī)非常少，這就要求設(shè)計(jì)者們熟悉元件的性能，合理的進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，做好計(jì)算機(jī)編程，減少運(yùn)算量。

參考文獻(xiàn)

[1]魏玲.基于DS18B20的巫芟卟馕孿低成杓[J].黑龍江冶金，2007（2）：42-43.

第4篇：單片機(jī)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：嵌入式；架構(gòu)；單片機(jī)；系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）32-7230-02

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在不同領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，人們根據(jù)不同領(lǐng)域的實(shí)際需求，針對(duì)性的開發(fā)了具有相應(yīng)功能的軟件，從而提高實(shí)際的工作效率，但是在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的早期，受到其體積和性能上的限制，其應(yīng)用的范圍很小，隨著晶體管和集成電路的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)的體積和性能得到了極大的提升，從計(jì)算機(jī)的發(fā)展可以看出，每次技術(shù)的更新，都是為了減小其體積，同時(shí)提高其性能。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是革命性的，由于其能夠自行的處理任務(wù)，如果應(yīng)用在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，就能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，這也是近些年計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展的方向，但是通過實(shí)際的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)在應(yīng)用的過程中，雖然經(jīng)過了多年的發(fā)展，出現(xiàn)了筆記本電腦，在體積上得到了極大的控制，但是在工業(yè)控制領(lǐng)域中，這樣的體積依然很龐大，在這種背景下，人們發(fā)明了單片機(jī)這種微型計(jì)算機(jī)，并在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。

1 嵌入式架構(gòu)簡述

1.1 嵌入式架構(gòu)的概念

嵌入式架構(gòu)是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，逐漸形成的一門學(xué)科，現(xiàn)在很多高校中，都開設(shè)了這門課程，為社會(huì)培養(yǎng)大量的相關(guān)人才，學(xué)生在畢業(yè)后，能夠掌握到充足的嵌入式架構(gòu)知識(shí)，從而能進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我國受到特殊的歷史因素影響，經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的起步較晚，與西方發(fā)達(dá)國家相比，存在較大的差距，尤其是在電子信息領(lǐng)域。雖然近年來隨著國家的重視，出臺(tái)了很多優(yōu)惠的政策法規(guī)，鼓勵(lì)和扶持我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，經(jīng)過了多年的發(fā)展，現(xiàn)在我國嵌入式架構(gòu)的研究，已經(jīng)得到了很大的提高，但是通過實(shí)際的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，嵌入式架構(gòu)使用的單片機(jī)等設(shè)備，目前還都是國外的公司生產(chǎn)的，我國技術(shù)人員在完成系統(tǒng)的開發(fā)后，都需要采用國外的設(shè)備，由于我國一直受到西方國家的技術(shù)封鎖，很多先進(jìn)的設(shè)備都無法進(jìn)口，在很大程度上影響了我國嵌入式架構(gòu)的發(fā)展。對(duì)于嵌入式架構(gòu)的概念，國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)給出了具體的解釋，是控制、監(jiān)視等輔助設(shè)備工作的系統(tǒng)，目前對(duì)于嵌入式架構(gòu)的理解，主要基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，一般情況下，可以把帶有控制程序的處理器，看成是一個(gè)嵌入式架構(gòu)，在不同的時(shí)期，人們對(duì)于嵌入式架構(gòu)概念的理解，也存在一定的差異，但是從根本上來說，都是為了更好的使用嵌入式系統(tǒng)。

1.2 嵌入式架構(gòu)的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)相比，嵌入式架構(gòu)具有鮮明的特點(diǎn)，首先就是體積更小，在嵌入式架構(gòu)出現(xiàn)的早期，主要是在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)，但是隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式架構(gòu)自身有了很大的進(jìn)步，尤其是單片機(jī)等微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得其應(yīng)用的范圍更加廣泛，從某種意義上來說，單片機(jī)的出現(xiàn)，就是由于嵌入式架構(gòu)應(yīng)用的需要。其次嵌入式架構(gòu)具有控制的特點(diǎn)，隨著電子信息化的發(fā)展，很多機(jī)械設(shè)備都采用了智能芯片，通過這些芯片的使用，可以寫入特定的控制程序，從而達(dá)到相應(yīng)的控制目的，近幾年軟件技術(shù)有了很大的發(fā)展，尤其是在人工專家模塊出現(xiàn)后，計(jì)算機(jī)軟件可以實(shí)現(xiàn)一定的智能化，在遇到一些問題時(shí)，可以通過檢索以前的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)問題自行進(jìn)行處理，如果將這個(gè)技術(shù)應(yīng)用到嵌入式架構(gòu)中，就可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制。從根本上來說，工業(yè)的自動(dòng)化控制技術(shù)，就是在單片機(jī)等微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，而單片機(jī)的使用，大多都是在嵌入式架構(gòu)，通過硬件和軟件的針對(duì)性設(shè)計(jì)，可以最大程度的提高單片機(jī)應(yīng)用的效率。

2 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

2.1 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展

單片機(jī)的出現(xiàn)，主要是由于實(shí)際應(yīng)用的需要，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)受到體積上的限制，雖然在很多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，但是在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，要想對(duì)生產(chǎn)過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，必須將所有的環(huán)節(jié)通過特定的方式連接起來，然后設(shè)置一個(gè)中央服務(wù)器，通過硬件和軟件等方式，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，只有這樣才能夠最大程度提高生產(chǎn)的效率。由此可以看出，單片機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展，可以分成硬件和軟件兩個(gè)部分，而這兩個(gè)部分都受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響，尤其是軟件方面，在初期使用機(jī)器語言進(jìn)行編程時(shí)，還沒有單片機(jī)的出現(xiàn)，而匯編等低級(jí)語言使用，單片機(jī)程序的編寫，也采用這些低級(jí)語言，隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，逐漸的出現(xiàn)了C語言等高級(jí)語言，相應(yīng)的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也開始使用這些高級(jí)語言，極大的提高了軟件編寫的效率。單片機(jī)系統(tǒng)硬件的發(fā)展，由于其出現(xiàn)和發(fā)展都在西方發(fā)達(dá)國家，而且由于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的體制不同，這些國家對(duì)我國一直存在技術(shù)上的封鎖，因此我國很難接觸到先進(jìn)的單片機(jī)系統(tǒng)知識(shí)，在很大程度上影響了我國單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前使用的單片機(jī)設(shè)備，都是國外公司生產(chǎn)的，而且一些最新的單片機(jī)，對(duì)我國還存在進(jìn)口的限制。

2.2 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題

單片機(jī)從出現(xiàn)開始，到現(xiàn)在已經(jīng)使用了多年，在應(yīng)用的過程中，其自身的理論在不斷的完善，通過單片機(jī)系統(tǒng)的使用，可以輕松的實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化，進(jìn)而提高生產(chǎn)的效率，正是由于單片機(jī)系統(tǒng)的這個(gè)特點(diǎn)，使得每個(gè)企業(yè)都希望能夠通過這樣的方式，來提高自身的生產(chǎn)效率，但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中，不同公司加工的產(chǎn)品不同，生產(chǎn)設(shè)備也存在一定的差異，如果使用同樣的單片機(jī)系統(tǒng)，顯然無法最大程度的提高生產(chǎn)效率。因此現(xiàn)在單片機(jī)系統(tǒng)的使用，都會(huì)根據(jù)實(shí)際的需求，對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的功能，進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，但是通過實(shí)際的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還存在著一些問題，使得設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不是很完善，在實(shí)際使用的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些漏洞，影響產(chǎn)品的加工效率，由于單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以分成軟件和硬件兩個(gè)部分，因此對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的問題，也可以從這兩個(gè)方面進(jìn)行分析。首先就是硬件性能不合格，在設(shè)計(jì)完實(shí)際的電路后，對(duì)各個(gè)元器件的性能，都有具體的要求，如果這些器件的性能達(dá)不到相應(yīng)的指標(biāo)，那么電路顯然就無法正常的運(yùn)行，其次就是軟件設(shè)計(jì)的不完善，由于軟件自身的特殊性，無法編寫出完美的程序，程序自身越復(fù)雜，存在的漏洞也就越多，如果在程序編寫完成之后，沒有經(jīng)過科學(xué)的測(cè)試，那么在應(yīng)用時(shí)，就可能會(huì)出現(xiàn)問題。

3 基于嵌入式架構(gòu)的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

3.1 基于嵌入式架構(gòu)的單片機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在單片機(jī)出現(xiàn)的早期，由于還沒有形成嵌入式架構(gòu)的概念，因此在實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，而且單片機(jī)系統(tǒng)的使用，都是對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)線進(jìn)行改進(jìn)，通過在生產(chǎn)設(shè)備上增加一些線路，然后用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制，在這種模式下，硬件設(shè)備的選擇，主要是根據(jù)環(huán)境來進(jìn)行，對(duì)硬件設(shè)備的體積要求比較嚴(yán)格。隨著硬件設(shè)備的發(fā)展，現(xiàn)在生產(chǎn)單片機(jī)的公司有很多，可以實(shí)現(xiàn)同樣功能的元器件有很多，而自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)，使得生產(chǎn)線在設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)根據(jù)控制的需求，進(jìn)行相應(yīng)的變化，這種單片機(jī)系統(tǒng)使用方式上的轉(zhuǎn)變，極大的促進(jìn)了其應(yīng)用的發(fā)展，為了達(dá)到更高的控制效率，人們將單片機(jī)放到生產(chǎn)線的每個(gè)環(huán)節(jié)中，然后將這些單片機(jī)連接到一個(gè)服務(wù)器上，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的全面控制。現(xiàn)在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先進(jìn)行的就是硬件上的設(shè)計(jì)，通常情況下，會(huì)根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，對(duì)控制的功能進(jìn)行需求分析，單片機(jī)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，會(huì)和生產(chǎn)線的硬件設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，如果控制系統(tǒng)的硬件出現(xiàn)問題，可以根據(jù)需要，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行一定的修改。

3.2 基于嵌入式架構(gòu)的單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

嵌入式系統(tǒng)與傳統(tǒng)的應(yīng)用方式相比，最明顯的特點(diǎn)就是多了輔助設(shè)備，如以往應(yīng)用計(jì)算機(jī)的過程中，都是計(jì)算機(jī)的單獨(dú)使用，人們直接利用計(jì)算機(jī)來處理一些問題，或者利用計(jì)算機(jī)來控制某些設(shè)備的工作，沒有任何的輔助設(shè)備，而嵌入式架構(gòu)下，需要借助單片機(jī)等設(shè)備，如一條生產(chǎn)線通常包括多個(gè)加工工藝，如果采用計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制，就無法實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的單獨(dú)控制，而利用單片機(jī)系統(tǒng)，在每個(gè)加工環(huán)節(jié)中，都嵌入一個(gè)單片機(jī)，然后將這些單片機(jī)連接到一個(gè)計(jì)算機(jī)服務(wù)器中，就可以實(shí)現(xiàn)局部的控制。而要想完成這個(gè)過程，就要通過相應(yīng)的軟件功能，對(duì)于同樣的單片機(jī)系統(tǒng)，如果根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，設(shè)計(jì)不同的程序，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的控制功能，由此可以看出，軟件設(shè)計(jì)是單片機(jī)系統(tǒng)工作的核心。

4 結(jié)束語

作為以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的技術(shù)，嵌入式架構(gòu)的發(fā)展，很大程度上受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響，如在計(jì)算機(jī)剛出現(xiàn)時(shí)，由于其性能比較，甚至還不如現(xiàn)在的電子計(jì)算器，因此實(shí)際的應(yīng)用很少，只是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行科研使用，但是人們從計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)能夠看出，隨著技術(shù)的進(jìn)步，將來計(jì)算機(jī)一定會(huì)得到普及應(yīng)用。在這種背景下，很多專家和學(xué)者對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了研究，通過大量的實(shí)踐，極大的推動(dòng)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展，于是計(jì)算機(jī)越來越多的用來處理實(shí)際問題，為了提高控制的效率，人們對(duì)程序進(jìn)行了完善，經(jīng)過全文的分析可以知道，嵌入式架構(gòu)和單片機(jī)的出現(xiàn)，都是由于實(shí)際應(yīng)用的需要，而單片機(jī)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還存在很多問題，如果能夠采用嵌入式架構(gòu)，那么就能夠極大的提高單片機(jī)系統(tǒng)的使用效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 金玉濤，馬軍勇.基于80C52的三相可控整流電路觸發(fā)脈沖的實(shí)現(xiàn)[J].河南教育學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007（3）：37-39.

[2] 何兵.基于MCS-51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制實(shí)現(xiàn)[J].瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（1）：56-59.

[3] 吳恒玉，唐民麗，何玲等.基于89S51單片機(jī)的數(shù)控直流穩(wěn)壓源的設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2010（1）：95-96.

第5篇：單片機(jī)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；煙霧報(bào)警器；煙霧傳感器

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）35-0276-02

火氖峭脅人身、財(cái)產(chǎn)等安全的主要災(zāi)害之一，因此預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生、減少災(zāi)害具有重要的意義和價(jià)值[1]。文中設(shè)計(jì)了一種煙霧檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)以STC89C52RC單片機(jī)為控制器，采用煙霧傳感器MQ-2檢測(cè)煙霧濃度，采用雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832將煙霧傳感器采集的煙霧濃度轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送給單片機(jī)，采用發(fā)光二極管、蜂鳴器設(shè)計(jì)聲光報(bào)警電路，單片機(jī)將采集到的數(shù)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，若采集值大于設(shè)定值，則發(fā)出聲光報(bào)警。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 煙霧檢測(cè)與轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

采用煙霧傳感器MQ-2檢測(cè)煙霧濃度，MQ-2是鄭州煒盛電子科技有限公司生產(chǎn)的可燃性氣體傳感器。MQ-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫（SnO2）。當(dāng)存在可燃?xì)怏w時(shí)，MQ-2的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大，利用這一點(diǎn)可以獲得煙霧存在的信息。可用于對(duì)一氧化碳、甲烷、酒精、液化氣、煙霧等的探測(cè)。

MQ-2采用6引腳封裝結(jié)構(gòu)（如圖2所示），2腳和5腳是H和H1為加熱引腳；1腳和3腳是A和A1、2腳和6腳是B和B1，是信號(hào)引腳，這兩對(duì)引腳內(nèi)部是相通的，一對(duì)

連接正電源，另一對(duì)作為信號(hào)輸出。

采用雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832將煙霧傳感器采集的煙霧濃度轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送給單片機(jī)。煙霧檢測(cè)與轉(zhuǎn)換電路如圖3所示[2-4]。

MQ-2的1、2、3引腳接VCC，4、6引腳作為信號(hào)輸出引腳與ADC0832的通道1相連，電位器RP用于調(diào)節(jié)煙霧檢測(cè)靈敏度；ADC0832的片選引腳CS與單片機(jī)的P1.0引腳相連，時(shí)鐘引腳CLK與P1.1相連，串行數(shù)據(jù)輸入、輸出引腳DI、DO并聯(lián)后與P1.2引腳相連。

2.2 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)

聲光報(bào)警器電路由發(fā)光二極管和蜂鳴器組成，采用單片機(jī)P2.0和P2.1引腳分別控制蜂鳴器和發(fā)光二極管。其電路設(shè)計(jì)如圖4所示[5]。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)是在硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行程序開發(fā)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。軟件設(shè)計(jì)包括煙霧采集與轉(zhuǎn)換子程序和聲光報(bào)警子程序。

系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心，煙霧傳感器不斷的探測(cè)是否有煙霧，若有則調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)，啟動(dòng)ADC0832將煙霧模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入到單片機(jī)中，并與預(yù)先的設(shè)定值進(jìn)行比較，如果大于設(shè)定值，則單片機(jī)通過P2.0和P2.1引腳輸出聲光報(bào)道信號(hào)控制聲光報(bào)警電路發(fā)出聲光報(bào)警。

系統(tǒng)主程序流程圖如圖5所示。

4 結(jié)束語

設(shè)計(jì)了一種煙霧檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)以STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，采用煙霧傳感器MQ-2探測(cè)煙霧，利用雙通道ADC0832進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將探測(cè)的煙霧值與預(yù)先設(shè)定值進(jìn)行比較，如大于設(shè)定值則發(fā)出聲光報(bào)警。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫巨勇.基于單片機(jī)的煙霧報(bào)警器的設(shè)計(jì)研究[J].電子測(cè)試，2013（5）：56-57.

[2] 史潔，趙裕明，李曉東，等.基于51單片機(jī)的煙霧報(bào)警器的設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2013（32）：74.

[3] 甕嘉民，周成虎，杜大軍，等.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作實(shí)例解析[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014.

第6篇：單片機(jī)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；液晶顯示器；設(shè)計(jì)與分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.205

0 前言

這些年來中國計(jì)算機(jī)無論從硬件應(yīng)用上或是軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)也開發(fā)開上都有了不同程度的進(jìn)步。有力的推進(jìn)了主體為相關(guān)電子元件的銷售行業(yè)。而現(xiàn)今基于單片機(jī)所進(jìn)行的液晶顯示器方面的設(shè)計(jì)，雖然在大環(huán)境影響下有了一定的發(fā)展，但是還是因內(nèi)部資源的相關(guān)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)方面處理的速度有一定的制約性，又因單片機(jī)價(jià)錢便宜而且適用的范圍也很廣泛的的特點(diǎn)也是受到了相關(guān)設(shè)計(jì)者的廣泛使用。而單片機(jī)作為于液晶顯示器設(shè)計(jì)的相關(guān)方式與方法還是有所進(jìn)步的，所以下文主要分析基于單片機(jī)的液晶顯示器設(shè)計(jì)，再根據(jù)相關(guān)的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，針對(duì)液晶顯示和時(shí)鐘以及溫度的采集等等實(shí)際性的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望可以為液晶顯示器的整體提供具有參考價(jià)值的文獻(xiàn)。具體內(nèi)容如下：

1 相關(guān)設(shè)計(jì)硬件所進(jìn)行的分析

基于單片機(jī)的液晶顯示器設(shè)計(jì)在系統(tǒng)硬件的各電路中，主要組成大體上有含單片機(jī)的最小系統(tǒng)以及液晶顯示器內(nèi)部電路和設(shè)置方面的電路以及時(shí)鐘與溫度采集所使用的電路等。

（1）分析單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理。組成單片機(jī)的最小系統(tǒng)一般有外部晶振以及電源與復(fù)位相關(guān)的電路等，在它們共同的作用下才能確保單片機(jī)系統(tǒng)可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而控制整體的系統(tǒng)。分析芯片的相關(guān)溫度數(shù)據(jù)可以看出，在進(jìn)行讀取或者是寫入芯片的數(shù)據(jù)時(shí)，顯示的是日歷以及時(shí)鐘的數(shù)據(jù)等，再使用程序進(jìn)行檢驗(yàn)是否使用按鍵或其他操作。然后就可以在顯示的驅(qū)動(dòng)芯片中進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入，從而液晶顯示器的屏幕就可以把相關(guān)內(nèi)容顯示了。

（2）分析液晶顯示器內(nèi)部電路設(shè)計(jì)?，F(xiàn)今液晶顯示器所使用的芯片有很多種，并且可以支持320×240（QVGA）等等的實(shí)際分辨率，而在顯示器內(nèi)部進(jìn)行安置173kB的RAM，就可以顯示高達(dá)26萬色。接口方式可以選擇8或是9或是16或是18位i80的系統(tǒng)全為總線，SPI總線以及RGB與VSYNC等的接口。一般會(huì)用總線式接口的電路代替外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行液晶顯示器設(shè)計(jì)。

（3）分析時(shí)鐘顯示的電路設(shè)計(jì)。時(shí)鐘顯示的電路設(shè)計(jì)一般都是DS1302芯片來構(gòu)成也是充電時(shí)鐘芯片，其內(nèi)一般有實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM，再運(yùn)用不同的單片機(jī)進(jìn)行接口方面的通信。運(yùn)用芯片進(jìn)行秒分時(shí)以及日月年等詳細(xì)時(shí)間信息的獲取，并按實(shí)際每月天數(shù)（閏年也可以計(jì)算實(shí)際天數(shù)）進(jìn)行不同類型的計(jì)算而消耗的功量低。

（4）分析溫度采集所使用的電路設(shè)計(jì)。芯片電路的設(shè)計(jì)大多很簡單相對(duì)來說體積也小，所以組成測(cè)溫系統(tǒng)的相關(guān)線路也簡單，只需采用簡單通信線將多個(gè)DS18B20數(shù)字的溫度計(jì)連接即可，這樣一個(gè)端口完成所有數(shù)據(jù)讀取與寫入，每個(gè)芯片只有唯一一個(gè)序列號(hào)且可以掛多個(gè)芯片。需要注意的是在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)中，控制實(shí)際數(shù)字溫度計(jì)的溫度在-55℃到125℃的范圍之間并設(shè)定告警的溫度值，分辨率需設(shè)為9到12位。這樣芯片就會(huì)和實(shí)際使用的單片機(jī)進(jìn)行電路連接。

（5）分析電路設(shè)置的相關(guān)原理。電路設(shè)置的相關(guān)原理是把日期時(shí)間與實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)同步便于用戶使用。在基于單片機(jī)的液晶顯示器進(jìn)行設(shè)計(jì)進(jìn)，按鍵可設(shè)為進(jìn)行主要內(nèi)容的修改，這樣就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)性的調(diào)整系統(tǒng)時(shí)間。第一次設(shè)置在結(jié)束后可按第二個(gè)鍵，時(shí)鐘就可繼續(xù)運(yùn)行同時(shí)指示符消失，需要注意在進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)按下+或-按鈕否則沒效果。

2 相關(guān)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)所進(jìn)行的分析

設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)通常運(yùn)用顯示的子程序以及DS1302芯片的子程序和DS8B20芯片的子程序，而按鍵處理的主程序也是包括子程序的。按鍵所進(jìn)行處理主程序一般為設(shè)備初始化設(shè)置，運(yùn)用鍵盤的掃描程序以及時(shí)間溫度各數(shù)據(jù)的顯示，然后才能調(diào)用顯示子程序。注意一般會(huì)有時(shí)間的間隔。

（1）軟件系統(tǒng)的主程序進(jìn)行的設(shè)計(jì)。在主程序初始化結(jié)束后，先進(jìn)行鍵盤掃描程度，這樣就可以讀取芯片數(shù)據(jù)以及程序內(nèi)容。

（2）軟件系統(tǒng)在顯示程序上所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。軟件系統(tǒng)在顯示程序上所進(jìn)行的設(shè)計(jì)一般是很難的，其一，通常顯示的驅(qū)動(dòng)芯片中的寄存器很復(fù)雜，一般初始化后也會(huì)被別的程序使用，要注意在進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入時(shí)確定范圍。其二，在顯示器的屏幕上可手動(dòng)輸放內(nèi)容。再運(yùn)用軟件處理成圖片取模，通過不同的索引進(jìn)行判斷。

（3）軟件系統(tǒng)中子程序以及按鍵處理的子程序所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。實(shí)際子程序中時(shí)鐘與日期芯片會(huì)自定義進(jìn)行讀取與寫入數(shù)據(jù)的，并運(yùn)用數(shù)據(jù)函數(shù)調(diào)用芯片中實(shí)際日期與時(shí)間函數(shù)進(jìn)行處理。然后運(yùn)用鍵盤進(jìn)行程序掃描確保實(shí)際讀取的函數(shù)可使用。

（4）軟件系統(tǒng)中芯片的子程序所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。溫度采集芯片在進(jìn)行工作的過程中，要按不同流程進(jìn)行秩序性工作。芯片總體初始化后進(jìn)行ROM操作，當(dāng)存儲(chǔ)器進(jìn)行操作指令發(fā)出后才可讀取溫度數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語

綜上所述，上文主要分析了基于單片機(jī)的液晶顯示器設(shè)計(jì)方面的相關(guān)內(nèi)容，細(xì)節(jié)上針對(duì)液晶顯示器設(shè)計(jì)的相關(guān)日期時(shí)間和溫度變化相關(guān)顯示情況進(jìn)行研究。再運(yùn)用硬件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而設(shè)計(jì)出最小系統(tǒng)和液晶顯示器以及時(shí)鐘與溫度采和電路設(shè)置等等方面的分析，同時(shí)也從相關(guān)軟件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的分析，其中有主程序的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)顯示的子程序方面的設(shè)計(jì)和芯片的子程序所進(jìn)行的設(shè)計(jì)等等方面闡述了液晶顯示器整體設(shè)計(jì)的過程。不但可以基于單片機(jī)進(jìn)行液晶顯示器的設(shè)計(jì)，同時(shí)也滿足了液晶顯示器未來發(fā)展的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]許思達(dá).基于51單片機(jī)的TFT液晶顯示設(shè)計(jì)[J].電子元器件應(yīng)用，2010.

[2]樓然苗.51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.

第7篇：單片機(jī)設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；485總線；232總線；IC卡；自動(dòng)抄收

單片機(jī)在消費(fèi)電子、自動(dòng)化儀表、工業(yè)控制等領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用，它以靈活的設(shè)計(jì)、低廉的成本、微小的功耗在電子器件市場(chǎng)中占有十分重要的地位。今天越來越多的芯片廠商在不遺余力地競(jìng)爭(zhēng)這個(gè)應(yīng)用空間。如INTEL，MICROCHIP，NEC，ATMEL等公司都已形成了自己強(qiáng)大的產(chǎn)品線，給產(chǎn)品的設(shè)計(jì)帶來了越來越多的選擇。

1.系統(tǒng)功能及各部件特點(diǎn)描述

本系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)部分組成：電腦、城市電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)管理機(jī)、傳輸總線、單元轉(zhuǎn)發(fā)器及可擴(kuò)展單元轉(zhuǎn)發(fā)器、計(jì)量表。在這些組成中，單元轉(zhuǎn)發(fā)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它起著水、電及氣表的抄收工作，并將抄收的數(shù)據(jù)通過485總線傳送到與數(shù)據(jù)管理機(jī)相聯(lián)的電腦上或者通過數(shù)據(jù)管理機(jī)將數(shù)據(jù)通過公共電話網(wǎng)傳送到遠(yuǎn)程的管理電腦上。電腦有一套與抄收系統(tǒng)相適應(yīng)的管理軟件，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄收、設(shè)置等工作。

1.1 單元轉(zhuǎn)發(fā)器

單元轉(zhuǎn)發(fā)器是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)抄收的主要設(shè)備，它主要裝在小區(qū)內(nèi)的樓道內(nèi)，通過數(shù)據(jù)線與每一戶內(nèi)的水、電及氣表相聯(lián)，實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)表的運(yùn)行狀態(tài)并完成數(shù)據(jù)抄收，主要有以下功能：

（1）單元轉(zhuǎn)發(fā)器最大數(shù)據(jù)采集量為30塊計(jì)量表，內(nèi)置蓄電池，斷電后可連續(xù)工作240小時(shí)。

（2）單元轉(zhuǎn)發(fā)器上具有大屏幕LCD顯示，可實(shí)時(shí)顯示每只計(jì)量表的讀數(shù)、時(shí)間、狀態(tài)便于人工查詢。

（3）單元轉(zhuǎn)發(fā)器上帶有操作鍵盤，可直接在轉(zhuǎn)發(fā)器上進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)定等各項(xiàng)操作。

（4）單元轉(zhuǎn)發(fā)器有記憶卡插口、記憶卡既可以作為管理體人員的身份識(shí)別卡，又是可作為人工抄表的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡，每張記憶卡可存儲(chǔ)16000只表的數(shù)據(jù)。

（5）單元轉(zhuǎn)發(fā)器上有專線接口，連接小區(qū)和數(shù)據(jù)管理機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)遠(yuǎn)傳和管理。

1.2 數(shù)據(jù)管理機(jī)

數(shù)據(jù)管理機(jī)是安裝在小區(qū)物業(yè)處的設(shè)備，它是系統(tǒng)中遠(yuǎn)傳的重要通訊設(shè)備，主要有以下特點(diǎn)：

數(shù)據(jù)管理機(jī)設(shè)置兩個(gè)外接插口：A接口與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)水、電、氣數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、金額計(jì)算和打??；每臺(tái)數(shù)據(jù)管理機(jī)最大容量可接16萬臺(tái)單元轉(zhuǎn)發(fā)器；若需要將水、電、氣三表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到自來水公司、電業(yè)局、燃?xì)夤?，用一條市話專線與B接口連接，就可實(shí)行數(shù)據(jù)自動(dòng)遠(yuǎn)傳。

1.3 可擴(kuò)展單元轉(zhuǎn)發(fā)器

可擴(kuò)展單元轉(zhuǎn)發(fā)器與單元轉(zhuǎn)發(fā)器相比，只是內(nèi)部多了一塊擴(kuò)充電路板。由于單元轉(zhuǎn)發(fā)器之間及轉(zhuǎn)發(fā)器與數(shù)據(jù)管理機(jī)之間通過485總線相聯(lián)，而485總線器件在設(shè)計(jì)上只允許每個(gè)網(wǎng)段上面掛接不超過32個(gè)設(shè)備且在小區(qū)環(huán)境下每個(gè)多段的傳輸距離以不超過1000米為佳，為了適應(yīng)小區(qū)的傳輸距離及多住戶小區(qū)的多用戶的特點(diǎn)，所以用擴(kuò)充電路板將各個(gè)網(wǎng)段隔開，以擴(kuò)充整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離與設(shè)備的掛接數(shù)量。

1.4 管理軟件

（1）微機(jī)系統(tǒng)

由586以上微機(jī)、調(diào)制解調(diào)器，IC卡讀寫器及專用票據(jù)打印機(jī)組成。

（2）軟件環(huán)境

中文Window95/98操作系統(tǒng)。

（3）軟件編制

前端平臺(tái)……采用DELPHI開發(fā)；

后端平臺(tái)……采用ACCESS數(shù)據(jù)庫；

數(shù)據(jù)采集控制采用MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)。

（4）微機(jī)顯示界面及操作

界面友好、功能完善、操作簡便、交互性強(qiáng)。系統(tǒng)分為：信息查詢、統(tǒng)計(jì)輸出、遠(yuǎn)端維護(hù)、系統(tǒng)設(shè)置和幫助五大功能。每個(gè)功能又具體細(xì)分為多個(gè)小功能，各功能模塊清晰、獨(dú)立性強(qiáng)、無互相干擾。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用的技術(shù)特點(diǎn)

2.1 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

借助現(xiàn)達(dá)的電話網(wǎng)絡(luò)及優(yōu)良可靠低廉的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了整個(gè)城市的數(shù)據(jù)中心----小區(qū)管理處----用戶的三級(jí)聯(lián)網(wǎng)，并通過分級(jí)編碼的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)小區(qū)及用戶和表具的層層編碼，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰，系統(tǒng)容量大。也克服了一些網(wǎng)絡(luò)對(duì)外部條件的苛刻要求，使只要有公共電話網(wǎng)連到的地方就能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)及實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（1）小區(qū)內(nèi)單元轉(zhuǎn)發(fā)器、數(shù)據(jù)管理機(jī)及擴(kuò)充板之間采用總線制連接方式

小區(qū)內(nèi)單元轉(zhuǎn)發(fā)器之間及轉(zhuǎn)發(fā)器與數(shù)據(jù)管理機(jī)之間采用485總線的方式相互連接，并利用擴(kuò)展板對(duì)總線的容量及距離進(jìn)行擴(kuò)充，克服了傳統(tǒng)的類比系統(tǒng)布線復(fù)雜的缺點(diǎn)，并且降低了線纜的敷設(shè)成本。

（2）星形聯(lián)網(wǎng)與總線聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合

在城市數(shù)據(jù)采集中心與小區(qū)物業(yè)處之間采用星形組網(wǎng)方式，媒介為公共電話網(wǎng)，這樣不僅充分利用了公共設(shè)施，也能盡量減少了本系統(tǒng)的成本；在小區(qū)物業(yè)處與各轉(zhuǎn)發(fā)器之間采用485總線的方式，這樣不僅克服了惡劣的信號(hào)傳輸環(huán)境，也降低了線纜鋪設(shè)成本；在單元轉(zhuǎn)發(fā)器與表具之間采用星形連接，讓每個(gè)表具直接通過線路連接到單元轉(zhuǎn)發(fā)器上，這樣克服了表具之間相互干擾保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，同時(shí)也適應(yīng)不同的表具排列方式。通過這種不同網(wǎng)段采用不同的聯(lián)網(wǎng)方式的特點(diǎn)，不僅能保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而且也解決了龐大的編碼系統(tǒng)，使得小區(qū)代碼—樓道代碼—用戶代碼的編碼方式更加直接簡單。

2.2 通訊控制

（1）電腦聯(lián)網(wǎng)接口采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口芯片。

（2）數(shù)據(jù)管理機(jī)通過公共電話網(wǎng)PSTN遠(yuǎn)程與電腦聯(lián)網(wǎng)。

（3）電腦通過MODEM與遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)管理機(jī)采用DTMF信號(hào)進(jìn)行通訊及傳輸指令。

（4）控制信令傳輸，容易受周圍環(huán)境干擾，為提高控制的可靠性，采用了信令多次比較校驗(yàn)及自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)（ARQ）等技術(shù)來提高控制的可靠性。

3.硬件電路分析與軟件流程分析

3.1 數(shù)據(jù)管理機(jī)硬件電路分析與軟件流程分析

數(shù)據(jù)管理機(jī)硬件電路見附圖fig2所示。

（1）數(shù)據(jù)管理機(jī)在系統(tǒng)中的作用介紹

管理管理機(jī)在抄表系統(tǒng)中的作用是協(xié)調(diào)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)和本地計(jì)算機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)，并進(jìn)行RS232與RS485之間電平轉(zhuǎn)換。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。

（2）數(shù)據(jù)管理機(jī)用到的IC及其介紹

數(shù)據(jù)管理機(jī)的電路原理圖如fig2所示。在本產(chǎn)品中，用了2個(gè)max232通訊芯片、2個(gè)microchip公司出品的單片機(jī)：PIC16C54（U2）及PIC16C73（U1）、1個(gè)電子開關(guān)：4066（U5）、一個(gè)485通訊芯片：65LBC184（U6）及一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片（U7）：PCF8583。

（3）數(shù)據(jù)管理機(jī)工作原理

J1連接本地計(jì)算機(jī)的串行接口，J2連接MODEM通過電話線與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接。平常狀態(tài)下，本地計(jì)算機(jī)具有485總線控制權(quán)，可以直接與總線上的設(shè)備進(jìn)行通信。當(dāng)遠(yuǎn)程撥號(hào)連接或自動(dòng)撥號(hào)時(shí)，U1將控制4066切換通信線路，并無效本地計(jì)算機(jī)的CTS信號(hào)，這樣，本地計(jì)算機(jī)讓出總線，由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制總線，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。U2的作用是控制485接口芯片U6的通信方向，完成485與TTL電平轉(zhuǎn)換，U3，U4完成TTL電平與232電平轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)485與232的電平轉(zhuǎn)換。U1是主控制芯片，協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)工作。U7是實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，也存放著自動(dòng)撥號(hào)的設(shè)置數(shù)據(jù)。

3.2 單元轉(zhuǎn)發(fā)器功能介紹

單元轉(zhuǎn)發(fā)器是整個(gè)系統(tǒng)中的核心設(shè)備，它擔(dān)負(fù)三表（水、電、氣表）的數(shù)據(jù)采集、顯示、設(shè)置、數(shù)據(jù)抄收及將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)管理機(jī)等任務(wù)。單元轉(zhuǎn)發(fā)器將數(shù)據(jù)從表上采集到后，管理人員可以直接用IC卡從單元轉(zhuǎn)發(fā)器上收集采集到的數(shù)據(jù)，也可以通過數(shù)據(jù)管理機(jī)遠(yuǎn)程讀取采集到的數(shù)據(jù)。在電路上，我們將它設(shè)計(jì)成三個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集部分（采集板），權(quán)限設(shè)置、功能設(shè)置及數(shù)據(jù)讀取部分（本地用IC卡讀?。@示板），數(shù)據(jù)通訊部分（通訊板）。根據(jù)需要，為了擴(kuò)展采集表的數(shù)據(jù)及傳輸距離，還可根據(jù)需要增加擴(kuò)展功能部分（擴(kuò)展板）。

3.3 數(shù)據(jù)采集部分（采集板）

采集板為單元轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)品上的一個(gè)子功能板，它的主要功能將單元轉(zhuǎn)發(fā)器外聯(lián)的表具的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)。采集板上共有三顆IC：PIC16C73、24WC08、DS1307。其中PIC16C73為采集板的主控芯片；24WC08為1024bytes的E2PROM，DS1307為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，內(nèi)有64bytes的RAM。

A、轉(zhuǎn)發(fā)器與計(jì)量表的連接

轉(zhuǎn)發(fā)器底部共有10個(gè)出線孔，從左往右1、2、3……10，其中第2孔至第9孔，每組為8條不同顏色的線。每相臨兩組顏色相同的線為一對(duì)。第1孔出線為8根，出線的顏色分別為兩紅、兩黑、一白、一藍(lán)、一綠、一黃，其中白、藍(lán)兩色線接變壓器輸出端，兩紅、兩黑待轉(zhuǎn)發(fā)器通電后對(duì)接（紅對(duì)紅、黑對(duì)黑），綠黃兩線為信號(hào)通訊線。

B、水表、燃?xì)獗斫泳€表

水表和燃?xì)獗砜梢怨灿猛粋€(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器最多可接30個(gè)雙干簧管的水表或燃?xì)獗恚@30個(gè)表可分為4組，每組分別為8個(gè)、8個(gè)、8個(gè)和6個(gè)表。每個(gè)表上有3條線，其中1條是公共線，2條是信號(hào)線。

3.4 人機(jī)交互部分（顯示板）

顯示板是本機(jī)中人機(jī)交互的部分，主要有以下功能：

本機(jī)中的顯示部分采用128*64點(diǎn)陣的LCD顯示器，它用來顯示操作所需要的所有信息。鍵盤輸入功能：

由于本機(jī)可以在單元轉(zhuǎn)發(fā)器上查詢每個(gè)表的數(shù)據(jù)、抄表等功能，本機(jī)設(shè)計(jì)了20個(gè)按鍵。

IC卡抄收功能：

本機(jī)在設(shè)計(jì)上允許抄表員通過不同權(quán)限的IC來抄表，所以將這部分的功能全部集中到顯示板上來控制。

3.5 通訊擴(kuò)展板的設(shè)計(jì)

由于單元轉(zhuǎn)發(fā)器之間是通過485總線進(jìn)行通訊的，所有的轉(zhuǎn)發(fā)器與數(shù)據(jù)管理機(jī)都是掛在485總線上的，而根據(jù)485總線的定義及小區(qū)的實(shí)際物理?xiàng)l件，每一段485總線最多只能掛不超過32個(gè)設(shè)備，且每段總線不能超過1000米。如果一個(gè)小區(qū)有不超過31個(gè)樓梯，而每個(gè)樓梯可以用一臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行采集，并且小區(qū)最長的距離不超過1000米，那么就不需要對(duì)總線進(jìn)行擴(kuò)展。但隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，住宅小區(qū)向大型化發(fā)展，小區(qū)的樓房越來越多。根據(jù)調(diào)查，目前在中等城市的住宅小區(qū)有很多都超過3000戶，而小區(qū)的最長距離超過3000米。為適應(yīng)這種需求，我們就要在設(shè)計(jì)上在距離及用戶數(shù)量方面進(jìn)行擴(kuò)充。目前最經(jīng)濟(jì)的辦法就是直接對(duì)485總線進(jìn)行擴(kuò)展。通訊擴(kuò)展板就是為此而設(shè)計(jì)的，在應(yīng)用上，可以根據(jù)需要將通訊擴(kuò)展板置入某一臺(tái)單元轉(zhuǎn)發(fā)器中，對(duì)總線進(jìn)行容量及距離上的擴(kuò)展。

4.總結(jié)

城市水、電及煤氣表自動(dòng)抄收系統(tǒng)是隨著城市的發(fā)展及人們對(duì)節(jié)能環(huán)保越來越重視的背景下發(fā)展起來的一種新型三表自動(dòng)抄收方式，它不僅解決了繁雜的抄表工作，而且還能根據(jù)節(jié)能環(huán)保的要求進(jìn)行分時(shí)段計(jì)費(fèi)，并能根據(jù)要求實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)用電、水及氣網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，為我國推行分時(shí)計(jì)費(fèi)及節(jié)能減排提供了技術(shù)上的保證。作者根據(jù)自己的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合單片機(jī)的特點(diǎn)，在此提出一種利用單片機(jī)設(shè)計(jì)水、電及氣表自動(dòng)抄收系統(tǒng)的原理及其實(shí)現(xiàn)方法。

參考文獻(xiàn)

第8篇：單片機(jī)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：音樂報(bào)警系統(tǒng) 單片機(jī) AT89C51

中圖分類號(hào)： TP274.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0061-03

電子音樂作為現(xiàn)代音樂的一種形式，與古典音樂截然不同。電子音樂是對(duì)傳統(tǒng)音樂的延承和背叛，它通過電流產(chǎn)生的聲音打破了音樂的結(jié)構(gòu)及人們習(xí)慣的聽覺經(jīng)驗(yàn)[1]。電子音樂既是音樂電聲的一個(gè)重要內(nèi)容，也是一種科技的見證。特別是，自從電子合成器問世以來，電子音樂又進(jìn)入了一個(gè)更高的階段[2]。由于電子音樂的普及，電子合成器可以解決相當(dāng)一部分的歌唱及舞廳的伴奏問題，即：可以事先制作伴奏音樂或背景音樂，而不需要樂隊(duì)，或者部分代替樂隊(duì)[3-4]。由于音樂合成器制作和修改方便、成本低、音樂豐滿，所以市場(chǎng)需求量很大，因此許多國家的廠商都在發(fā)展并不斷推出新型號(hào)，每年都有更新?lián)Q代。

本設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)為核心，輔以LCD1602顯示屏和蜂鳴器等外部電路構(gòu)成數(shù)字音樂報(bào)警系統(tǒng)。利用單片機(jī)I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，發(fā)出各種不同的音調(diào)，從而演奏樂曲，并能夠由LCD1602顯示屏顯示相應(yīng)的歌曲信息。鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，傳送命令等功能，是人工操作音樂報(bào)警系統(tǒng)的的主要手段。

1 數(shù)字音樂報(bào)警電路的工作原理

單片機(jī)對(duì)某一引腳以一定的頻率循環(huán)置1置0，該引腳便產(chǎn)生一定頻率的方波，將放大后的方波作用于特定的物理實(shí)件（蜂鳴器），就會(huì)產(chǎn)生一定頻率的聲音。若改變輸出方波的頻率，產(chǎn)生的聲音也會(huì)隨之改變。通過控制輸出方波的時(shí)間長短，聲音的長短也可以得到控制，因此，根據(jù)樂譜，以類似的音節(jié)及相同的節(jié)拍，就可以利用單片機(jī)產(chǎn)生電子音樂。每個(gè)音符分為簡譜碼和節(jié)拍碼。簡譜碼為D0-L到SI-H，節(jié)拍碼為1到16，對(duì)應(yīng)的節(jié)拍表如表1所示。

方波的產(chǎn)生是由定時(shí)器控制的。單片機(jī)工作時(shí)，定時(shí)器T0工作在定時(shí)方式1，改變TH0及TL0便可產(chǎn)生不同的音頻頻率。需要注意的是，必須考慮中斷響應(yīng)時(shí)間的影響，尤其在高音部分。若忽略中斷響應(yīng)時(shí)間，會(huì)使音頻頻率比標(biāo)準(zhǔn)值低幾十Hz，相當(dāng)于1/4音程，很容易聽出來；中斷響應(yīng)時(shí)間對(duì)低音部分影響不大。一般中斷響應(yīng)時(shí)間為3～6個(gè)機(jī)器周期，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，取5個(gè)機(jī)器周期作為校正最為恰當(dāng)。表1中所給的定時(shí)初值就是考慮了中斷響應(yīng)時(shí)間后的定時(shí)常數(shù)。另外，為避免T1中斷可能引起雜音，應(yīng)將定時(shí)器T0中斷設(shè)為高優(yōu)先級(jí)。

在音樂中使用的各個(gè)固定頻率的音叫音級(jí)。常用符號(hào)C、D、E、F、G、A、B、c、d、e、……a1、b1、c2、d2……表示，它們對(duì)應(yīng)于鋼琴上的白鍵。兩音之間音高的距離叫音程。在上述音級(jí)中，E與F、B與C之間音高的距離僅為其它相鄰音級(jí)之間距離的一半，稱它們之間的音程為半音音程，而稱其它相鄰各音之間的距離為全音音程。在這些全音音程之間又加入新的半音音級(jí)，用符號(hào)C、D、F、G、A、c、d、f等表示，對(duì)應(yīng)于鋼琴上的黑鍵。音持續(xù)時(shí)間的長短即時(shí)值，一般用拍數(shù)表示。休止符表示暫停發(fā)音，如表2所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心，由主控模塊、輸入模塊、顯示模塊及聲音模塊四部分組成，各模塊連接如圖1所示。整體電路圖如圖2所示。

主控模塊是由AT89C51單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路共同構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，其核心為AT89C51單片機(jī)。主控模塊能夠按照預(yù)先編譯好的程序文件執(zhí)行相應(yīng)功能，接收輸入模塊傳送來的信號(hào)，依據(jù)程序向顯示模塊、聲音模塊發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏顯示及蜂鳴器發(fā)聲的控制。

輸入模塊負(fù)責(zé)向主控模塊提供控制信號(hào)。它由四個(gè)獨(dú)立按鍵組成，分別接入單片機(jī)I/O口（P1.0～P1.3）。當(dāng)按下按鍵時(shí)，將單片機(jī)相應(yīng)的I/O口拉至低電平，主控模塊通過不斷掃描輸入模塊的電平狀態(tài)判斷是否有控制信號(hào)輸入，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

顯示模塊負(fù)責(zé)顯示歡迎信息及播放音樂時(shí)相應(yīng)的曲目信息。該模塊核心為LCD1602顯示屏，能夠顯示2行16列共32個(gè)字符。上拉10K電阻用以提升單片機(jī)I/O口的驅(qū)動(dòng)能力。

聲音模塊負(fù)責(zé)播放音樂，其核心為蜂鳴器。該模塊接收來自主控模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)出聲音。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件編程通常采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，一般有“自上而下”和“自下而上”兩種方式，“自上而下”法的核心就是主框架的構(gòu)建。它的合理與否關(guān)系到程序最終的功能的復(fù)雜程度和性能的優(yōu)劣[5-6]。

本系統(tǒng)采用4個(gè)獨(dú)立按鍵作為輸入鍵盤，可分別實(shí)現(xiàn)開關(guān)、播放＼暫停、以及播放曲目的選擇。在開機(jī)按鈕按下時(shí)有英文歡迎提示字符，音樂報(bào)警時(shí)顯示歌曲序號(hào)及名稱。在報(bào)警程中可通過功能鍵實(shí)現(xiàn)選擇樂曲、暫停和播放。軟件部分針對(duì)《揮著翅膀的女孩》、《同一首歌》和《兩只蝴蝶》三首樂曲進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主模塊的程序流程圖如3所示。采用的程序調(diào)試軟件為Keil μVision4，所采用的仿真軟件為ISIS 7 Professional軟件。

3.1 顯示模塊驅(qū)動(dòng)

LCD 1602需顯示歡迎、播放曲目等信息，其初始化過程如下：（1）延時(shí)15ms；（2）寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）；（3）延時(shí)5 ms；（4）寫指令38H （不檢測(cè)忙信號(hào)）；（5）延時(shí)5 ms；（6）寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）；（7）以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào)；（8）寫指令38H：顯示模式設(shè)置；（9）寫指令08H：顯示關(guān)閉；（10）寫指令01H：顯示清屏；（11）寫指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置；（12）寫指令0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置。LCD 1602顯示屏初始化程序如圖4所示。

3.2 按鍵模塊驅(qū)動(dòng)

本設(shè)計(jì)采用非編碼鍵盤實(shí)現(xiàn)輸入，為消除機(jī)械觸點(diǎn)產(chǎn)生的抖動(dòng)，采用軟件消除：當(dāng)在首次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行延時(shí)20 ms子程序，再確認(rèn)是否仍保持閉合，如保持閉合，則確認(rèn)有鍵按下，進(jìn)行相應(yīng)處理。軟件消抖程序如圖5所示。

3.3 初始化及中斷處理程序

初始化及中斷處理程序如圖6所示。

4 軟件編譯及仿真

軟件編譯成功，結(jié)果如圖7所示。

將生成的“MUSIC BOX.HEX”文件裝載到ISIS 7 Professional已搭建好的硬件仿真環(huán)境中，進(jìn)行仿真調(diào)試。在Keil中編寫編譯程序通過仿真，可實(shí)現(xiàn)預(yù)期的音樂盒功能，仿真結(jié)果如圖8所示。

5 結(jié)語

基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)的數(shù)字音樂報(bào)警系統(tǒng)具有發(fā)音準(zhǔn)確、節(jié)能環(huán)保、易于操作等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)以“硬件軟件化”為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮單片機(jī)功能，大部分功能通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)，電路簡單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。在開機(jī)按鈕按下時(shí)，該音樂報(bào)警系統(tǒng)能夠顯示英文歡迎提示字符，報(bào)警時(shí)顯示歌曲序號(hào)及名稱；在報(bào)警過程中可通過功能鍵選擇樂曲，暫停，播放；根據(jù)節(jié)拍表1和音符表2可以演奏任意樂曲。在調(diào)試過程中，成功播放了《揮著翅膀的女孩》、《同一首歌》和《兩只蝴蝶》等三首樂曲，均取得了良好效果。由于單片機(jī)所被占用的I/O 口不多，因此系統(tǒng)具有一定的可擴(kuò)展性。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫展.具體音樂與電子音樂的相互滲透――電子音響型作品《Who’s Voice（1998）》的制作札記[C]//中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)影視科技論文集.2002.

[2] 陳學(xué)煌，潘曉利.MIDI音源及其在聲控電子樂器中的應(yīng)用[C]//2006年聲頻工程學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集.2006.

[3] 王銀玲.一種單片機(jī)控制的音樂盒制作[J].電子制作，2010（11）.

[4] 遠(yuǎn)飛.基于單片機(jī)的音樂播放器的仿真與制作[J].電子元器件應(yīng)用，2010（12）.

第9篇：單片機(jī)設(shè)計(jì)范文

摘要:以STC89C52RC單片機(jī)為核心，通過利用串行接口通信、數(shù)據(jù)庫編輯處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)簡單近距離傳輸數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的農(nóng)作物變量施藥監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)形成良好給藥監(jiān)控系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)具有數(shù)據(jù)處理及可根據(jù)收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)整給藥量的功能，且系統(tǒng)可以接受多種傳感器，具有良好的擴(kuò)展性。通過采集實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，特別是影響給藥量的因素，如壓力、藥物流速、流量及噴嘴大小等各種影響參量，將采集數(shù)據(jù)傳輸至顯示器，并將采集的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存入內(nèi)存卡中，使用者可以選擇以表格或圖形方式查詢。通過試驗(yàn)表明:驗(yàn)證了壓力、速度、流量的系統(tǒng)測(cè)量和實(shí)際測(cè)量值，通過兩者之間的相對(duì)誤差，發(fā)現(xiàn)三者的相對(duì)誤差的平均值分別為2．16%、2．15%、2．09%，誤差都小于3%，可以滿足農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)變量施藥的要求。該系統(tǒng)成本較低，操作性強(qiáng)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:單片機(jī);變量施藥;檢測(cè)系統(tǒng);傳感器

0引言

在當(dāng)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著非常重要的地位，出現(xiàn)了各種類型的農(nóng)藥，用量逐年上升。但是施藥中，工作人員缺乏重要的安全意識(shí)，農(nóng)作物及環(huán)境中的農(nóng)藥殘留問題更是嚴(yán)重，對(duì)人體和環(huán)境造成非常大的危害［1］。農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著非常大的推動(dòng)作用，也無法避免地對(duì)四周環(huán)境和食用者產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染和損害。人體經(jīng)常食用農(nóng)殘過高的食物，農(nóng)藥在體內(nèi)長期積累，嚴(yán)重危害著食用者的身體健康［2］。經(jīng)統(tǒng)計(jì):2015年水稻、小麥和玉米這三大農(nóng)作物的農(nóng)藥利用率為36．6%，與農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家還是存在很大差距;發(fā)達(dá)國家的農(nóng)藥利用率最高可達(dá)到60%，平均比我國高20個(gè)百分點(diǎn)。施藥的機(jī)器、技術(shù)和觀念的落后這些都是主要的影響因素［3－5］。為此，通過區(qū)分農(nóng)田中作物的不同信息，然后通過變量施藥，以達(dá)到精準(zhǔn)施藥的目的。工作時(shí)，通過使用多種不同傳感器，實(shí)時(shí)采集施藥參量數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的信息變量精準(zhǔn)施藥［6－14］，并實(shí)時(shí)收集并長期儲(chǔ)存施藥信息。我國土地等資源利用強(qiáng)度很大，歐美等國家耕地層一般在35cm以上，我國大部分地區(qū)的耕地層只有15～20cm，保水保肥能力差。因此，提高化肥農(nóng)藥利用率，發(fā)展綠色可持續(xù)農(nóng)業(yè)，使用高效科學(xué)的施藥方法。本文設(shè)計(jì)基于STC89C52RC單片機(jī)的施藥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用傳感器收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫處理編輯儲(chǔ)存施藥參量，根據(jù)長期儲(chǔ)存的施藥參量進(jìn)行變量施藥，合理用藥。

1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1．1設(shè)計(jì)原理

以STC89C52RC單片機(jī)為控制中心，組合信息采集器(各類傳感器、單片機(jī)、SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊)、信息傳送模塊、顯示模塊、電腦，以及串口通信模塊等主要結(jié)構(gòu)形成系統(tǒng)。

1．2總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用STC89C52RC單片機(jī)監(jiān)控整個(gè)施藥監(jiān)測(cè)過程。STC89C52RC單片機(jī)是STC生產(chǎn)的一款低耗、高性能的微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。該機(jī)型可以支持串口通信，工作電壓為5．5～3．3V，代碼指令可以兼容以前的型號(hào)，在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)具有更強(qiáng)大的兼容性。該系統(tǒng)中使用的顯示裝置為液晶顯示器，使用者可以設(shè)置成數(shù)字或漢字，適用多種電路。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的其他模塊的需求，采用串口電路，減少裝置中的線路連接，簡化安裝程序。信息傳送模塊為用戶與系統(tǒng)互換信息的門戶，采用字母與數(shù)字結(jié)合的簡單形式，使用4×4按鍵，共16個(gè)按鍵。SD卡數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)存?zhèn)鞲衅鞑杉氖┧幮畔ⅰ鞲衅鏖L期采集施藥信息，分析施藥過程，并在用戶分析數(shù)據(jù)時(shí)，將前面儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)以圖表或數(shù)字的形式輸出。采用的傳感器主要有數(shù)字型和模擬型兩種類型:數(shù)字型傳感器可將得到的信息直接與數(shù)字設(shè)施互換信息，快速讀取信息;模擬型傳感器提取信息速度快，處理信息的范圍寬。本系統(tǒng)從傳感器的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)成本綜合考慮，傳感器采用數(shù)字傳感器。系統(tǒng)以20個(gè)施藥監(jiān)控點(diǎn)為試驗(yàn)點(diǎn)，測(cè)試各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的系統(tǒng)測(cè)量值和實(shí)際測(cè)量值的誤差，通過對(duì)比驗(yàn)證該系統(tǒng)是否可行。同時(shí)，采取多個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)驗(yàn)證可測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，表明該系統(tǒng)中使用的傳感器可用。

2機(jī)構(gòu)組成和施藥監(jiān)控

2．1機(jī)構(gòu)組成施藥監(jiān)控系統(tǒng)組成。以STC89C52RC單片機(jī)為核心，包括信息采集器(各類傳感器、SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊)、信息傳送模塊、顯示模塊、電腦以及串口通信模塊等主要結(jié)構(gòu)。

2．2施藥監(jiān)控控制

施藥監(jiān)控系統(tǒng)主要根據(jù)傳感器監(jiān)控施藥收集施藥管道中農(nóng)藥的流速、壓力、流量等信息，將信息輸送至單片機(jī)，通過單片機(jī)的分析，校正系統(tǒng)設(shè)置，監(jiān)控施藥量是否符合系統(tǒng)設(shè)置的數(shù)據(jù)，保證施藥的準(zhǔn)確性。

3試驗(yàn)與結(jié)果

3．1試驗(yàn)基本條件

為了試驗(yàn)施藥監(jiān)控裝置可靠性和準(zhǔn)確性，在試驗(yàn)田上進(jìn)行試驗(yàn)，將本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)安裝在行走的施藥機(jī)械上進(jìn)行速度、壓力和流量等參量的試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較。

3．2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了檢測(cè)采用基于STC89C52RC單片機(jī)的施藥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效性，首先驗(yàn)證送藥管道速度的準(zhǔn)確性［15］，測(cè)試施藥系統(tǒng)所在機(jī)械速度值與實(shí)際值的相對(duì)誤差。

4結(jié)論

本研究對(duì)單片機(jī)的施藥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明:采用STC89C52RC單片機(jī)為控制中心的施藥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完全滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，可實(shí)時(shí)采集施藥信息，監(jiān)控施藥過程。該系統(tǒng)的目的就是為了施藥精確，控制農(nóng)藥的使用，減少農(nóng)作物內(nèi)過多殘留，確保噴灑的農(nóng)藥可以達(dá)到殺蟲除草的量。試驗(yàn)表明:該系統(tǒng)可保證農(nóng)藥噴灑機(jī)械的正常運(yùn)行，減少種植戶的成本投入，減少農(nóng)殘對(duì)人體的危害，減輕農(nóng)藥對(duì)生態(tài)環(huán)境危害，在多樣化種植中的變量施藥有著非常大的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

［1］陳曉雯，方菁，周潔．我國農(nóng)藥使用狀況和農(nóng)藥對(duì)健康的影響研究［J］．衛(wèi)生軟科學(xué)，2012(6):560－562．

［2］巨修煉．農(nóng)藥與食品安全［J］．農(nóng)藥科學(xué)與管理，2010，31(11):3－4．［3］傅澤田，祁力鈞，王俊紅．精準(zhǔn)施藥技術(shù)研究進(jìn)展與對(duì)策［J］．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007，38(1):189－192．

［4］盧秉福，張祖立，朱明，等．農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展關(guān)鍵影響因素的辨識(shí)與分析［J］．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24(11):114－117．

［5］翟長遠(yuǎn)，朱瑞祥，張佐經(jīng)，等．精準(zhǔn)施藥技術(shù)現(xiàn)狀分析［J］．農(nóng)機(jī)化研究，2010，32(5):9－12．

［8］王利霞，張書慧，馬成林，等．基于ARM的變量噴藥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(4):113－118．

［9］翟長遠(yuǎn)，朱瑞祥，隨順濤，等．車載式變量施藥機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25(8):105－109．

［10］白晶，李坤，沈成杰，等．連續(xù)可變量噴霧系統(tǒng)響應(yīng)特性試驗(yàn)［J］．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2010，41(9):32－35．

［11］胡開群，周舟，祁力鈞，等．直注式變量噴霧機(jī)設(shè)計(jì)與噴霧性能試驗(yàn)［J］．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2010，41(6):70－74．

［12］王俊紅，傅澤田，王秀，等．基于AT89C52單片機(jī)的變量噴霧控制器設(shè)計(jì)［J］．微計(jì)算機(jī)信息:測(cè)控自動(dòng)化，2006，22(8):8－10．

［15］吳敏．一種基于單片機(jī)的速度測(cè)量系統(tǒng)［J］．微計(jì)算機(jī)信息，2008(2):94－95，87．