03-30
2021
一、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)侯,首先選用可靠性高的元器件,以免系統(tǒng)的可靠運(yùn)行被損壞,同時(shí)要排除電路中的不穩(wěn)定因素。其次,在設(shè)計(jì)的過(guò)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(jì),簡(jiǎn)化外圍硬件電路,使系統(tǒng)的操作順序簡(jiǎn)單明了,必要的時(shí)候考慮軟件是否要設(shè)置加密功能,使固化到單片機(jī)內(nèi)的用戶程序不被非法復(fù)制。1.2單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)組成硬件和軟件構(gòu)成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)兩大基本組成部分。CPU、存儲(chǔ)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(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件,能運(yùn)行程序和處理數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)單片機(jī)程序及數(shù)據(jù),I/O接口是單片機(jī)與外部被控對(duì)象的信息交換通道。具體電路圖如下所示。實(shí)時(shí)軟件和開發(fā)軟件構(gòu)成了單片機(jī)系統(tǒng)的軟件。針對(duì)不同單片機(jī)控制系統(tǒng)功能所編寫的軟件為實(shí)時(shí)軟件,在開發(fā)、調(diào)試控制系統(tǒng)時(shí)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一般可分為五個(gè)階段,第一階段的任務(wù)是確定總體設(shè)計(jì)方案,需要完成用戶需求分析與方案的調(diào)研,目的是通過(guò)對(duì)市場(chǎng)及用的了解明確應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)機(jī)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)需求分析與方案調(diào)研進(jìn)行可行性分析??尚行苑治龅哪康氖菍?duì)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(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)理一個(gè)邏輯模型,其中包括進(jìn)行必要的理論分析和計(jì)算、選擇機(jī)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(xì)設(shè)計(jì)與制作,主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)需求,設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路原理圖,并初步設(shè)計(jì)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(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu),并適當(dāng)考慮CPU的總線驅(qū)動(dòng)能力,注意可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上確定程序結(jié)構(gòu),分配內(nèi)部結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器資源,劃分功能模塊,進(jìn)行主程序及各模塊程序的設(shè)計(jì),最終完成整個(gè)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(gè)過(guò)程。硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)基本測(cè)試儀器(萬(wàn)用表、示波器等),通過(guò)執(zhí)行開發(fā)系統(tǒng)有關(guān)命令或測(cè)試程序,檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。軟件調(diào)試時(shí)通過(guò)對(duì)用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)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(shí)際運(yùn)行,并進(jìn)行軟、硬聯(lián)合調(diào)試。第四階段的任務(wù)是程序固化及獨(dú)立運(yùn)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(jì)的指導(dǎo)思想及設(shè)計(jì)方案論證;性能測(cè)定及現(xiàn)場(chǎng)試用報(bào)告與說(shuō)明;試用指南;軟件資料(流程圖、子程序使用說(shuō)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(xiàng)等)。二、單片機(jī)的選型2.1單片機(jī)的性能指標(biāo)目前的單片機(jī)有4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)及32位機(jī)等幾種。單片機(jī)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(jī)處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)。單片機(jī)的運(yùn)行速度取決于外部晶振或外部時(shí)鐘信號(hào)的頻率。如89C51的外部時(shí)鐘頻率可達(dá)24MHz。單片機(jī)運(yùn)行速度高則執(zhí)行速度塊,但功耗也會(huì)相應(yīng)地增加。單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)類型主要有ROM和RAM。一般的單片機(jī)均帶有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM,但其容量均不大。當(dāng)需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)考慮外接用戶RAM。單片機(jī)具有較強(qiáng)的中斷處理能力,51單片機(jī)一般有五個(gè)中斷源,分別是外部中斷0、外部中斷1、定時(shí)計(jì)數(shù)器0、定時(shí)計(jì)數(shù)器1及串行口的中斷。在一些自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀表及電池供電的產(chǎn)品中,低功耗是主要的技術(shù)指標(biāo),通常采用HC—MOS工藝的單片機(jī)在低電壓下工作單片機(jī)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(gòu)買途徑及成本等方面綜合考慮。2.2單片機(jī)的選型原則單片機(jī)的選型一般有三個(gè)原則,一是單片機(jī)的系統(tǒng)適應(yīng)性,它是指能否用這個(gè)單片機(jī)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(jì)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(shí)器?是否有所需的I/O端口數(shù)?二是單片機(jī)的可開發(fā)性,開發(fā)工具的使用時(shí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的必須手段,是選擇單片機(jī)的一個(gè)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(gòu)買性,要考慮產(chǎn)品的性價(jià)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(gè)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(jī)。三、單片機(jī)的抗干擾技術(shù)3.1干擾的來(lái)源用信號(hào)外的噪聲或造成惡劣影響的變化部分的總稱為干擾。在進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程中,我們經(jīng)常碰到一個(gè)很棘手的問(wèn)題,即在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下系統(tǒng)運(yùn)行的正常,但小批量生產(chǎn)并安裝在工作現(xiàn)場(chǎng)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(jì)不全面,導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)的工作不可靠。引起單片機(jī)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(guò)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(jī)和大的用電設(shè)備的啟停都會(huì)使供電電網(wǎng)發(fā)生波動(dòng),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(jī)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(huì)使各種干擾直接進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)??臻g干擾主要來(lái)自太陽(yáng)及其他天體輻射電磁波、廣播電臺(tái)或通信發(fā)射臺(tái)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(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題,我們必須采用有效措施以提高單片機(jī)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(jī)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(jī)輸人電源與強(qiáng)電設(shè)備動(dòng)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(dú)立功能塊單獨(dú)供電,并用集成穩(wěn)壓塊實(shí)現(xiàn)兩級(jí)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(guò)程通道時(shí)系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機(jī)之間進(jìn)行信息傳輸?shù)穆窂?。由于輸人輸出?duì)象與單片機(jī)之間連接線長(zhǎng),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(jī)械觸電的抖動(dòng),從而抑制噪聲干擾。在單片機(jī)系統(tǒng)中,印制電路板設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大。印制電路板是用來(lái)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(jì)電源線和底線。3.3軟件抗干擾技術(shù)單片機(jī)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(jì)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(jī)因干擾而使得程序計(jì)數(shù)器PC偏離了原定的值,程序便脫離正常運(yùn)行軌道,出現(xiàn)操作數(shù)數(shù)值改變或?qū)⒉僮鲾?shù)當(dāng)作操作碼的“跑飛”現(xiàn)象。此時(shí),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(yùn)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(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)又稱“看門狗”?!翱撮T狗”就是一個(gè)劍士跟蹤定時(shí)器,應(yīng)用“看門狗”技術(shù)可以使單片機(jī)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(shí)現(xiàn),也可采用軟件技術(shù)通過(guò)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。目前,大多數(shù)單片機(jī)內(nèi)部都集成有程序運(yùn)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(jī)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(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)松翰與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
03-29
2021
基于51單片機(jī)的智能加濕器系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能家居是當(dāng)今社會(huì)的一個(gè)熱點(diǎn),智能加濕器可以自動(dòng)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(gè)健康的生活環(huán)境。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),目前大多數(shù)加濕器仍然需要人工來(lái)操作,通過(guò)手動(dòng)控制開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)加濕器的工作和停止,不但無(wú)法實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)環(huán)境的濕度值,而且價(jià)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(dāng)大的安全隱患,例如發(fā)生過(guò)度加濕或者干燒等情況。因此開發(fā)設(shè)計(jì)出一款能根據(jù)用戶實(shí)際情況和需求進(jìn)行靈活設(shè)置加濕器濕度值上下限、實(shí)用性及安全性于一體、價(jià)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(jì)該系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成:濕度信號(hào)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(guò)溫濕度傳感器測(cè)量出空氣濕度信號(hào)是模擬信號(hào),需經(jīng)過(guò)AD模數(shù)轉(zhuǎn)換后才能發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行處理。單片機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析和處理后,輸出控制信號(hào)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(shí)現(xiàn)了按需加濕的系統(tǒng)功能。如圖1所示,當(dāng)空氣濕度值低于系統(tǒng)預(yù)設(shè)濕度值(40%RH)時(shí),傳感器會(huì)檢測(cè)到濕度信號(hào),并發(fā)送給單片機(jī),此時(shí)數(shù)碼管顯示電路會(huì)顯示當(dāng)前室內(nèi)濕度值,LED指示電路的指示燈會(huì)發(fā)光,同時(shí)霧化控制電路會(huì)啟動(dòng),處于工作狀態(tài),給室內(nèi)加濕。當(dāng)室內(nèi)空氣濕度值達(dá)到系統(tǒng)設(shè)置上限濕度值(60%RH)時(shí),霧化控制電路就會(huì)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(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,處理器采用51單片機(jī)即可完成功能,故選用STC89C52型號(hào)的單片機(jī)來(lái)滿足軟硬件設(shè)計(jì)要求。2.1單片機(jī)的晶振電路設(shè)計(jì)在STC89C52單片機(jī)芯片內(nèi)部,有一個(gè)以XTAL2與XTAL1為輸出輸入端的振蕩器,同時(shí)在XTAL1與XTAL2引腳上連接定時(shí)器件,其內(nèi)部振蕩電路是能夠?qū)崿F(xiàn)自激振蕩的。定時(shí)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(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)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(yùn)行過(guò)程中需要復(fù)位時(shí),只需按下S1按鍵,此時(shí)電源Vcc在RST端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位的高電平。同樣,只要保證RST端保持高電壓的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期時(shí),系統(tǒng)能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)正常復(fù)位。2.3模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)智能加濕器系統(tǒng)需要將溫濕度傳感器的濕度信號(hào)傳給CPU,必須先通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。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(qiáng),性價(jià)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(jī)接口的4條數(shù)據(jù)線分別為CS、CLK、DO、DI。電路設(shè)計(jì)時(shí)將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用,因?yàn)镈O端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效,而且ADC0832與單片機(jī)的接口是雙向的。2.4數(shù)碼管顯示電路本設(shè)計(jì)的顯示電路采用了數(shù)碼管而不是LED,因?yàn)閿?shù)碼管顯示在白天等強(qiáng)光條件下會(huì)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(jià)格與液晶顯示器相比較為低廉,故本次設(shè)計(jì)采用LED數(shù)碼管。該設(shè)計(jì)選取了數(shù)碼管顯示模塊,其具有內(nèi)置的字節(jié)庫(kù),不具存儲(chǔ)功能,采用并行連接的模式,使用起來(lái)相對(duì)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(gè)獨(dú)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(dāng)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(dāng)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(jī)引腳P3.5經(jīng)過(guò)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(gè)加濕器工作狀態(tài)指示電路,如果繼電器通電吸合,LED將會(huì)變亮,由此就可以檢測(cè)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(jì)本設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編寫程序,整個(gè)系統(tǒng)程序采用模塊化設(shè)計(jì),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(guò)對(duì)電路原理及功能的分析,已對(duì)智能加濕器系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)有了充分認(rèn)識(shí),用C語(yǔ)言編寫好程序后,利用Keil軟件對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編譯調(diào)試。直到程序滿足設(shè)計(jì)要求并沒(méi)有出現(xiàn)運(yùn)行編譯錯(cuò)誤時(shí),燒錄到51單片機(jī)中進(jìn)行軟硬件調(diào)試,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能??偨Y(jié)本系統(tǒng)利用51單片機(jī)完成了一個(gè)簡(jiǎn)單的智能加濕器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),成本低,性價(jià)比高,相比于市面上的較多類似產(chǎn)品有一定的優(yōu)勢(shì),但本文還有一些不足之處,如系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)的智能加濕器系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
03-28
2021
單片機(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究單片機(jī)屬于一種集成化的電路芯片,單片機(jī)是一種微型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),單片機(jī)可以把集成電路技術(shù)和隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)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(lái)完成信息處理任務(wù)。單片機(jī)從最初的研制到之后的應(yīng)用,經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的過(guò)程,單片機(jī)之前是4位、8位制的,現(xiàn)在可達(dá)到300M高速。單片機(jī)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(yuǎn)。通過(guò)對(duì)單片機(jī)的利用能夠提高控制系統(tǒng)的開發(fā)效果,降低研發(fā)費(fèi)用。一、自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,自動(dòng)控制系統(tǒng)涉及的領(lǐng)域多,有電梯,智能電網(wǎng),火災(zāi)報(bào)警上等。1.1電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)我國(guó)城市化發(fā)展的腳步越來(lái)越快,很多大型工廠、高層建筑和一些大中型的超市、商場(chǎng)等形式的建筑物在拔地而起,電梯是上下樓最為便捷的運(yùn)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(yùn)作提供可行條件。電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)才能真實(shí)發(fā)揮出它最本質(zhì)和最強(qiáng)大的功效。電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成中必須摻入單片機(jī),集成電路等一些其他內(nèi)容,這樣才能讓電梯正常運(yùn)轉(zhuǎn),不會(huì)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(yǔ)音播報(bào)等各種各樣的功能,這樣才能保證實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)。1.2火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用在火災(zāi)報(bào)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(duì)滅火設(shè)備、通訊設(shè)備來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)上的設(shè)置,進(jìn)而形成一個(gè)非常強(qiáng)大的火災(zāi)報(bào)警自動(dòng)化控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)保障了工作環(huán)境和生活環(huán)境的安全,單片機(jī)使用在火災(zāi)報(bào)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(huì)自動(dòng)報(bào)警、并在報(bào)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(gè)很完備的火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)功能豐富齊全,火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)中的某種儀器能夠在無(wú)論何時(shí)無(wú)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(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)讓火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)發(fā)揮實(shí)效。1.3電力自動(dòng)控制系統(tǒng)電力自動(dòng)控制系統(tǒng)中內(nèi)含的單片機(jī)主要是讓智能電網(wǎng)設(shè)備借助某種儀器運(yùn)行信息,再讓單片機(jī)工作起來(lái),它負(fù)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(dòng)控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的內(nèi)容,對(duì)實(shí)時(shí)能夠響應(yīng)的速度要求更高,電力自動(dòng)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(jì)算工作。電力自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置程序能夠完成各種不同類型的運(yùn)作控制,還能提高適應(yīng)能力。電力自動(dòng)控制系統(tǒng)包括的內(nèi)容豐富,通過(guò)種種內(nèi)容來(lái)最終構(gòu)成一個(gè)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(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控情況,確保有關(guān)控制信號(hào)完成信息傳輸工作和響應(yīng)工作。二、單片機(jī)技術(shù)分析單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有很多優(yōu)點(diǎn),比如:防別的物體干擾、很機(jī)動(dòng)靈活等,自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)部的單片機(jī)內(nèi)含各種功能部件,將這些所有的功能部件連接起來(lái),才能在最大程度上簡(jiǎn)化單片機(jī)結(jié)構(gòu)。自動(dòng)控制系統(tǒng)插入單片機(jī)部件后,應(yīng)用會(huì)再通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制整個(gè)運(yùn)行的系統(tǒng),單片機(jī)必須準(zhǔn)確地被放入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中正確的位置,位置放對(duì),單片機(jī)才能充分發(fā)揮它的作用,單片機(jī)有具體的使用情況說(shuō)明,只有嚴(yán)格按照自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求,對(duì)情況說(shuō)明做好理解,才能真正地根據(jù)要求去執(zhí)行各種運(yùn)作指令。這種操作解釋主要是讓單片機(jī)能夠防止自動(dòng)控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種誤差。單片機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用,大的可以說(shuō)改變了社會(huì)的發(fā)展路徑,小的可以說(shuō)改變了自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)狀態(tài),自動(dòng)控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出更加便捷簡(jiǎn)化的狀態(tài),讓自動(dòng)控制系統(tǒng)有更精簡(jiǎn)的運(yùn)行方式,這也間接表明出單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要地位,通過(guò)合理設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的單片機(jī),單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)才能最大限度發(fā)揮出來(lái)。單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)明顯,比如:有效節(jié)約計(jì)算機(jī)編程開發(fā)時(shí)間,使用方式便捷靈活,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益高,還能夠提高社會(huì)的自動(dòng)化水平。單片機(jī)是微型的計(jì)算機(jī),單片機(jī)連接設(shè)備較為靈活,擴(kuò)展性強(qiáng)。單片機(jī)的開發(fā)控制系統(tǒng)沒(méi)有復(fù)雜的接線盒拆線操作,設(shè)計(jì)過(guò)程較為簡(jiǎn)單,能夠?qū)崿F(xiàn)共享。單片機(jī)用戶界面的交互性好,節(jié)約設(shè)備資源,能夠減少資金費(fèi)用。單片機(jī)體積小,內(nèi)部采用的結(jié)構(gòu)是模塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),對(duì)電氣化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化采集,對(duì)系統(tǒng)做好控制,對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)改裝和升級(jí)維護(hù)具有很高的效率。三、單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)中的應(yīng)用3.1單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用汽車領(lǐng)域、煤礦領(lǐng)域是單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用較為典型的兩個(gè)領(lǐng)域。在汽車領(lǐng)域中,它的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都對(duì)測(cè)量要求較為嚴(yán)格,生產(chǎn)中注重零件部分?jǐn)?shù)據(jù)。設(shè)計(jì)中注重各部分?jǐn)?shù)據(jù)。在這項(xiàng)基礎(chǔ)上,才能保證安裝速度。在煤礦領(lǐng)域中,單片機(jī)主要作用在漏電保護(hù)、變電運(yùn)行控制、井下的安全監(jiān)控等方面上。3.2單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用(1)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):?jiǎn)纹瑱C(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),會(huì)直接關(guān)系自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用。從單片機(jī)的軟件結(jié)構(gòu)上來(lái)講,它在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中有哪些實(shí)踐設(shè)計(jì)呢?自動(dòng)化控制系統(tǒng)的內(nèi)部,單片機(jī)有各種不同的工作要求,通過(guò)工作要求對(duì)單片機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行配置,來(lái)分配各種任務(wù),做好時(shí)間上的安排。這樣才能讓自動(dòng)化控制系統(tǒng)保持平衡的工作狀態(tài),單片機(jī)軟件結(jié)構(gòu)中采用的操作系統(tǒng)會(huì)將單片機(jī)分成主程序和中斷程序兩部分:主程序主要用來(lái)收集在正常運(yùn)行情況下的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中單片機(jī)的各種數(shù)據(jù);中斷程序主要是負(fù)責(zé)故障的預(yù)警和診斷。自動(dòng)化控制系統(tǒng)下的人機(jī)交換模式向大家提供電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),比如:轉(zhuǎn)速、工作情況等,通過(guò)人工操作來(lái)調(diào)整自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行,保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。(2)單片機(jī)的控制設(shè)計(jì):?jiǎn)纹瑱C(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的控制設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是人和機(jī)器交互的對(duì)話模式,這種人和機(jī)器交互的對(duì)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(jìn)系統(tǒng)的智能化發(fā)展。人們通過(guò)研究電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的單片機(jī),來(lái)對(duì)單片機(jī)的控制設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。單片機(jī)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(jī)的鍵盤部分輸入一定的數(shù)據(jù),再進(jìn)行全方位的掃描,這些數(shù)據(jù)就會(huì)被輸入到自動(dòng)化控制系統(tǒng)的內(nèi)部,確保了電機(jī)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài),還能夠預(yù)防發(fā)生安全事故。單片機(jī)通過(guò)接口器這種部件連接到通用鍵盤里,來(lái)顯示電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的各種運(yùn)行的數(shù)據(jù),保障好自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電機(jī)結(jié)構(gòu)中的可控性。(3)單片機(jī)的程序設(shè)計(jì):?jiǎn)纹瑱C(jī)的程序設(shè)計(jì)依據(jù)的是自動(dòng)控制系統(tǒng)的操作要求,做好程序設(shè)計(jì)后,再控制電機(jī)進(jìn)行工作。程序設(shè)計(jì)在單片機(jī)中的重要作用相當(dāng)于心臟在人體中的作用。單片機(jī)通過(guò)記錄具體運(yùn)行參數(shù),還有電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,實(shí)現(xiàn)防止電機(jī)會(huì)偏離自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果。單片機(jī)在程序設(shè)計(jì)時(shí),可以中斷電機(jī)開啟的部位,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)換,保障電機(jī)能夠自行進(jìn)入自動(dòng)化的運(yùn)行模式。此種程序設(shè)計(jì)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(jì):PC是指電腦端,PC端部分在單片機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中作用明顯。PC端融入到單片機(jī)的設(shè)計(jì)里,能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)提供人機(jī)對(duì)話操作,該種系統(tǒng)就是依據(jù)人的指令來(lái)進(jìn)行工作,最后再來(lái)整體把握。單片機(jī)中的PC部分是需要借助電路來(lái)進(jìn)行傳輸指令的工作,這些指令可以存儲(chǔ)到軟件內(nèi)部,讓自動(dòng)化控制系統(tǒng)中控制指令不會(huì)發(fā)生有矛盾,繼而能夠存儲(chǔ)起來(lái)并執(zhí)行操作,當(dāng)指令發(fā)生沖突后,PC端就會(huì)自動(dòng)中斷,不再運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)保護(hù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的目的。單片機(jī)通過(guò)創(chuàng)造新型通信模式,來(lái)完善自動(dòng)控制系統(tǒng)的通信過(guò)程。四、單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢(shì)4.1縮小甚至微型化單片機(jī)的體積會(huì)越來(lái)越小,就像計(jì)算機(jī)剛發(fā)明出來(lái)時(shí)。它占滿了整間房間,但是現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)越來(lái)越小,越來(lái)越薄,單片機(jī)也是如此,它今后會(huì)縮小甚至微型化,自動(dòng)控制系統(tǒng)中的單片機(jī)在經(jīng)過(guò)很多改進(jìn)嘗試后能夠?qū)崿F(xiàn)微型化。這種發(fā)展趨勢(shì)優(yōu)勢(shì)在于減輕單片機(jī)的重量,縮小單片機(jī)的體積,但是這種發(fā)展趨勢(shì)并不能縮短減優(yōu),微型化的發(fā)展和改進(jìn)的過(guò)程中不能因?yàn)轶w積縮小,重量縮小就破壞單片機(jī)的功能,單片機(jī)的抗干擾能力和綠色化設(shè)計(jì)也要一同注重,同時(shí)也要注重降低噪音。單片機(jī)為微型化發(fā)展必須要符合自動(dòng)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)要求,要注重按照自動(dòng)控制系統(tǒng)的需求來(lái)改進(jìn)單片機(jī)的結(jié)構(gòu),體現(xiàn)微型化單片機(jī)的實(shí)踐效益。4.2智能化自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中隨著時(shí)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(jìn)單片機(jī)的智能化發(fā)展水平。我國(guó)電機(jī)的發(fā)展中自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用雖然有進(jìn)步,但仍然處在初步階段,為了能夠確保單片機(jī)更好地應(yīng)用在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,對(duì)單片機(jī)的使用要求必須要有智能化的要求,只有積極改善單片機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀,在原先自動(dòng)化的基礎(chǔ)上對(duì)單片機(jī)做好智能化操作設(shè)計(jì),才能讓單片機(jī)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(shí)現(xiàn)無(wú)人操作的自動(dòng)控制電機(jī)運(yùn)行。4.3市場(chǎng)化市場(chǎng)是調(diào)控經(jīng)濟(jì)的“看不見(jiàn)的手”,走向市場(chǎng)是一行長(zhǎng)期發(fā)展并不斷上升的必然要求和必然結(jié)果。自動(dòng)控制系統(tǒng)的單片機(jī)必須要適應(yīng)市場(chǎng)化的需求,做好市場(chǎng)挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備。才能促進(jìn)各行各業(yè)的發(fā)展。自動(dòng)控制系統(tǒng)中選擇的單片機(jī),位數(shù)制有8位的等,單片機(jī)在未來(lái)發(fā)展的情景中也提出了市場(chǎng)化的發(fā)展要求,根據(jù)現(xiàn)有的單片機(jī)實(shí)際情況,來(lái)推出更多種的單片機(jī),以此拓寬單片機(jī)廣大市場(chǎng)。單片機(jī)的市場(chǎng)化發(fā)展,能夠促使自動(dòng)控制系統(tǒng)適用于各種電機(jī),我國(guó)在單片機(jī)的研究上可以充分借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),圍繞自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),增加自動(dòng)控制系統(tǒng)中單片機(jī)的使用數(shù)量。結(jié)語(yǔ)我國(guó)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展的同時(shí),各種領(lǐng)域也在不斷發(fā)展和擴(kuò)大,這些領(lǐng)域都離不開單片機(jī)的應(yīng)用,通過(guò)把高智能的單片機(jī)運(yùn)用到各行各業(yè)中來(lái)完善自動(dòng)化控制系統(tǒng),將智能設(shè)備集成在一起,來(lái)構(gòu)建出一個(gè)強(qiáng)大的、先進(jìn)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(zhǔn)確度和可靠性,把人力資源、財(cái)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(jì)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(jī)在自動(dòng)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(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)松翰與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
03-27
2021
基于單片機(jī)技術(shù)的智能溫濕度控制系統(tǒng)在測(cè)量的對(duì)象領(lǐng)域內(nèi),溫度和濕度是非常重要的。無(wú)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(cè),溫度的測(cè)量和控制以及濕度的測(cè)量和控制都是很重要的環(huán)節(jié)。隨著計(jì)算機(jī)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(jìn)步,溫度和濕度檢測(cè)都取得了跨越式發(fā)展。對(duì)溫度和濕度的測(cè)量與監(jiān)控也是十分有意義的。通過(guò)對(duì)智能溫濕度傳感器特性的研究,設(shè)計(jì)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(guò)信號(hào)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(hào),此信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為微處理器可接受的數(shù)字信號(hào)。以單片機(jī)為核心的軟硬件處理電路對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行編程處理后輸出到顯示模塊,實(shí)時(shí)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(zhǔn)數(shù)字式新型相對(duì)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(lái)測(cè)量零點(diǎn)、相對(duì)溫度、相對(duì)濕度等參數(shù),具有數(shù)字式輸出、免標(biāo)定、免外圍電路、免調(diào)試及全互換的特點(diǎn),最終為開發(fā)高精度、高可靠性、高集成度的溫濕度測(cè)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(jì)1.1硬件總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)以AT89C52單片機(jī)系統(tǒng)為核心,首先通過(guò)SHT11溫濕度傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度數(shù)據(jù),然后經(jīng)過(guò)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(guò)51單片機(jī)利用LCD1602顯示當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度值,同時(shí)設(shè)置上下限;當(dāng)前溫濕度超過(guò)預(yù)設(shè)最高上限時(shí),報(bào)警并且燈亮,同時(shí)啟動(dòng)加熱換氣裝置工作;當(dāng)溫濕度低于預(yù)設(shè)最低下限時(shí),報(bào)警并且燈亮,同時(shí)啟動(dòng)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(cè)溫濕度范圍能夠廣泛地應(yīng)用到溫濕度監(jiān)測(cè)當(dāng)中去。1.2溫濕度采集(1)SHT11簡(jiǎn)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(jìn)行溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(jiǎn)單等特點(diǎn)。而且SHT11芯片的抗干擾能力也比同類芯片高,因?yàn)樵撔酒瑑?nèi)部集成了14位A/D轉(zhuǎn)換器,且采用了數(shù)字信號(hào)輸出。(2)SHT11與單片機(jī)的接口電路:MCU(單片機(jī))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(shí)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(shí),MCU需要用一組“啟動(dòng)傳輸”時(shí)序表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?dòng)。如圖2-3所示,當(dāng)SCK時(shí)鐘為高電平時(shí),DATA翻轉(zhuǎn)為低電平;緊接著SCK變?yōu)榈碗娖?,隨后又變?yōu)楦唠娖剑辉赟CK時(shí)鐘為高電平時(shí),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(jī)的接口電路。SHT11只有二個(gè)引腳,一個(gè)數(shù)字串行引腳接單片機(jī)P1.0口,SCK引腳接單片機(jī)P1.1口。電源與數(shù)字串行引腳間要接一個(gè)4K的電阻R2。R2是上拉電阻,因?yàn)閱纹瑱C(jī)的P1口驅(qū)動(dòng)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(jìn)行。二、智能溫濕度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2.1軟件整體設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,良好的軟件設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)能否正常運(yùn)行,除了硬件的合理設(shè)計(jì)外,很大程度上取決于功能完善、算法先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)是以AT89C52為硬件設(shè)計(jì)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(bào)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(bào)警模塊包括報(bào)警指示和報(bào)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(hào)采集到單片機(jī)。數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)對(duì)接收到的采樣信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理轉(zhuǎn)換、最后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、驅(qū)動(dòng)顯示等,軟件系統(tǒng)框圖如下圖所示:這些程序相互獨(dú)立,在主程序中依次被調(diào)用。單片機(jī)處理的是數(shù)字信號(hào),對(duì)接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集即可得到數(shù)字信號(hào);數(shù)據(jù)處理模塊由單片機(jī)實(shí)現(xiàn),對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)通信、驅(qū)動(dòng)顯示、驅(qū)動(dòng)運(yùn)行等;顯示部分主要用LCD顯示,LCD由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)。2.2軟件設(shè)計(jì)程序流程圖(1)主程序流程圖:主程序是設(shè)計(jì)的主體,是由功能不同的子程序組成。本系統(tǒng)主程序的運(yùn)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(dāng)有相應(yīng)按鍵時(shí)對(duì)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(bào)警,并且報(bào)警指示燈亮,蜂鳴器報(bào)警,同時(shí)啟動(dòng)加熱換氣電路。主程序流程圖如圖3-2所示。(2)報(bào)警電路程序流程圖:報(bào)警模塊具備兩項(xiàng)功能,即為報(bào)警燈和聲音報(bào)警。聲音報(bào)警是從聽覺(jué)上提醒用戶,而報(bào)警燈則是從視覺(jué)上提醒用戶。當(dāng)讀取的溫度值超過(guò)上下限時(shí),紅燈亮并且報(bào)警,當(dāng)濕度值超過(guò)上下限時(shí),黃燈亮并且報(bào)警。流程圖如圖3-3所示。(3)SHT11讀取溫濕度程序流程圖:?jiǎn)纹瑱C(jī)與SHT11進(jìn)行通信是采用的二線串行數(shù)字接口,需要用單片機(jī)的I/0口模擬通信時(shí)序,因?yàn)樵撏ㄐ艆f(xié)議與通用的I2C總線協(xié)議是不兼容的。對(duì)于SHT11的控制,MCU是通過(guò)5個(gè)六位命令代碼實(shí)現(xiàn)的,命令代碼的含義分別是:00101:測(cè)量濕度;00011:測(cè)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(rèn)值;其他的來(lái)設(shè)置分辨率。程序開始首先對(duì)溫濕度傳感器SHT11進(jìn)行初始化,檢測(cè)是否正常工作,然后單片機(jī)發(fā)出指令與SHT11連接測(cè)量溫濕度,接著溫濕度傳感器SHT11進(jìn)行溫濕度計(jì)算以及A/D轉(zhuǎn)換,再發(fā)送給主機(jī),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(lái),不斷循環(huán)。程序首先對(duì)LCD1602初始化,檢查是否忙碌,如果不忙碌則主機(jī)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(shí)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(jì)的硬件仿真由Protues軟件實(shí)現(xiàn),軟件調(diào)試由KeilC51軟件實(shí)現(xiàn),通過(guò)軟硬件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計(jì)的仿真。總結(jié)由于該系統(tǒng)采用的核心是高效單片機(jī),主要的采集與測(cè)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(jiǎn)單及良好抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn),再加上優(yōu)化程序,一定意義上本系統(tǒng)具有了很高的實(shí)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(jī)技術(shù)的智能溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(lái)源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系刪除。
03-26
2021
基于單片機(jī)的智能澆花系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(wú)論是在家中還是在工作學(xué)習(xí)場(chǎng)所,都會(huì)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(shí)的澆水,就會(huì)干枯死去,從而帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的損失和精神上的不愉快。現(xiàn)有的智能澆花產(chǎn)品造價(jià)高、實(shí)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(jiǎn)單元器件,設(shè)計(jì)了此智能澆花系統(tǒng),簡(jiǎn)便合理、費(fèi)用低、實(shí)用性高且耗電量小,并能夠長(zhǎng)時(shí)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(cè)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(dòng)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(shí)鐘電路組成單片機(jī)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度并具有很高的準(zhǔn)確性;電源模塊是通過(guò)5V電源接口實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的供電;顯示模塊通過(guò)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆灌、手動(dòng)澆灌模式的選擇并進(jìn)行濕度上下閾值的設(shè)置;動(dòng)作模塊是由抽水電機(jī)和有源蜂鳴器組成。本系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)土壤濕度,并且有兩種模式選擇—手動(dòng)模式和自動(dòng)模式,手動(dòng)模式通過(guò)按鍵可以實(shí)現(xiàn)人為澆水功能;當(dāng)系統(tǒng)處在自動(dòng)模式時(shí),如果濕度在設(shè)定的上下限范圍內(nèi)時(shí),抽水電機(jī)不動(dòng)作,蜂鳴器不報(bào)警,當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定下限時(shí),蜂鳴器報(bào)警,同時(shí)抽水電機(jī)就會(huì)進(jìn)行抽水灌溉,直至濕度達(dá)到設(shè)定上限,系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)停止灌溉功能,同時(shí)蜂鳴器報(bào)警解除。見(jiàn)圖1。二、智能澆花系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(一)單片機(jī)控制模塊:AT89C51是由Atmel生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī),同時(shí)AT89C51有著便宜的價(jià)格,而且它和MCS-51系列有這很好的兼容性。因此在這個(gè)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(gè)簡(jiǎn)單的土壤濕度傳感器,其原理為濕敏電容,當(dāng)環(huán)境的濕度發(fā)生改變時(shí),會(huì)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(diǎn),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(guò)液晶的物理特性原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的,使用電壓能夠控制顯示區(qū)域,當(dāng)有電的時(shí)候,液晶就能夠顯示圖像。三、智能澆花系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件部分主要是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,明確運(yùn)行邏輯,利用keil進(jìn)行編程。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括土壤濕度檢測(cè)程序、對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)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(cè)裝置的整個(gè)程序的思路是:土壤濕度傳感器收集信號(hào),進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,單片機(jī)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(jìn)行顯示,當(dāng)數(shù)值小于最小值時(shí)水泵開啟,大于最小值時(shí)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(yuǎn)程操控澆水、無(wú)線控制等功能,進(jìn)一步對(duì)植物進(jìn)行養(yǎng)護(hù),這些可以進(jìn)行后續(xù)的拓展研究。四、智能澆花系統(tǒng)測(cè)試(一)測(cè)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(shí),觀察LCD顯示屏上土壤濕度的當(dāng)前值。設(shè)置模式為手動(dòng)模式,按下按鍵,則電機(jī)抽水,抽水一段時(shí)間后再按下按鍵,停止抽水,實(shí)現(xiàn)手動(dòng)啟停功能。設(shè)置模式為自動(dòng)模式,三種情況。若當(dāng)前土壤濕度在設(shè)置的上下限范圍內(nèi),則抽水電機(jī)和蜂鳴器不動(dòng)作;若低于設(shè)定的下限,則蜂鳴器報(bào)警,抽水電機(jī)抽水直至土壤濕度到達(dá)設(shè)定的上限;若當(dāng)前土壤濕度高于設(shè)定的上限,則蜂鳴器報(bào)警。(二)測(cè)試結(jié)果:設(shè)置上限閾值為60%,下限閾值為30%,分別測(cè)試不同土壤濕度下系統(tǒng)的響應(yīng)情況。經(jīng)過(guò)在手動(dòng)模式和自動(dòng)模式下的多次測(cè)試,系統(tǒng)動(dòng)作零誤差,證明本系統(tǒng)可以正常工作,且可靠性高,實(shí)用性強(qiáng)。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(jī)的智能澆花系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(lái)源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系刪除。
03-25
2021
C語(yǔ)言在單片機(jī)開發(fā)中的應(yīng)用隨著當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,在單片機(jī)的作用下當(dāng)今社會(huì)逐漸步入了智能化發(fā)展時(shí)代,單片機(jī)的研發(fā)受到了社會(huì)各領(lǐng)域的高度重視,成為了新時(shí)期評(píng)判社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展程度的重要標(biāo)志。在以往的單片機(jī)開發(fā)中多借助簡(jiǎn)單方便的匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行,而面對(duì)如今社會(huì)各領(lǐng)域?qū)纹瑱C(jī)各項(xiàng)功能的迫切需求,單片機(jī)急需在多語(yǔ)言的作用下,來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、功能的優(yōu)化。由此,C語(yǔ)言憑借自身較強(qiáng)的可移植性以及高級(jí)語(yǔ)言等特征出現(xiàn)在了單片機(jī)的開發(fā)中,對(duì)單片機(jī)未來(lái)的良好發(fā)展構(gòu)成了極大的促進(jìn)作用??梢哉f(shuō)C語(yǔ)言在單片機(jī)開發(fā)中的應(yīng)用已經(jīng)成為了一種大勢(shì)所趨,對(duì)于單片機(jī)開發(fā)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展而言意義重大。為此,作為一名普通的單片機(jī)研究人員我們有必要結(jié)合當(dāng)前社會(huì)科技發(fā)展形式的分析,來(lái)就C語(yǔ)言在單片機(jī)開發(fā)中的應(yīng)用展開一番深入的解析與探討,以此來(lái)促進(jìn)C語(yǔ)言各方面優(yōu)勢(shì)作用的充分發(fā)揮,為高質(zhì)量、多功能單片機(jī)的開發(fā)提供更多的可借鑒意見(jiàn)和建議。一、C語(yǔ)言與單片機(jī)相關(guān)概念解析1.1C語(yǔ)言簡(jiǎn)介C語(yǔ)言是一種常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言,主要被用于網(wǎng)絡(luò)基端以及系統(tǒng)后臺(tái)的底層軟件開發(fā),因此其在對(duì)低級(jí)軟件開發(fā)問(wèn)題的處理上表現(xiàn)出了良好的功能。C語(yǔ)言被開發(fā)之初主要目標(biāo)是為了有效提升計(jì)算機(jī)編程工作實(shí)效性,以一種最為簡(jiǎn)易的編譯方式來(lái)有效應(yīng)對(duì)低級(jí)存儲(chǔ)器編程問(wèn)題,同時(shí)在盡可能減少機(jī)器碼產(chǎn)生的情況下,賦予C語(yǔ)言良好的跨平臺(tái)適應(yīng)能力,使其即便在缺少運(yùn)行環(huán)境支持的情況下易能夠運(yùn)行自如。與C語(yǔ)言與一般常見(jiàn)的C++、Java等各類語(yǔ)言的差別之處還在于,其編程任務(wù)主要是面向過(guò)程,而非對(duì)象。C語(yǔ)言的基本特點(diǎn)主要包括:首先,C語(yǔ)言擁有高級(jí)語(yǔ)言屬性。完美的融合了高級(jí)語(yǔ)言基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及低級(jí)語(yǔ)言實(shí)用性特點(diǎn);其次,C語(yǔ)言屬于結(jié)構(gòu)式語(yǔ)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(yǔ)句,以此來(lái)將數(shù)據(jù)與代碼分隔開來(lái),保證程序結(jié)構(gòu)清晰的同時(shí)使各部分擁有良好的程序獨(dú)立性;最后,C語(yǔ)言代碼級(jí)別可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行。C語(yǔ)言在Windows、UNIX、DOS等操作系統(tǒng)中都可運(yùn)行自如,其對(duì)于語(yǔ)言運(yùn)行的硬件環(huán)境要求較低,因此相比較其他語(yǔ)言來(lái)講C語(yǔ)言在運(yùn)用上更加靈活方便。1.2單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)又稱之為單片控制器,其作用面不在于單項(xiàng)邏輯問(wèn)題的解決,而是包含了整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。尤其是單片機(jī)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(gè)功能完備的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此,我們可以將單片機(jī)這種集成電路芯片,看做一種特殊的微型計(jì)算機(jī),且與真實(shí)的計(jì)算機(jī)相比雖然它缺少了I/O設(shè)備,但它卻在價(jià)格、質(zhì)量、體積等方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),這為其各項(xiàng)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(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及對(duì)單片機(jī)研究力度的加深,當(dāng)前單片機(jī)在社會(huì)各領(lǐng)域中均表現(xiàn)良好,有著極為廣泛的應(yīng)用市場(chǎng),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(shí)施工控、智能儀表、數(shù)據(jù)傳輸、機(jī)器人研發(fā)、醫(yī)療器械等都是在單片機(jī)作用的發(fā)揮下才實(shí)現(xiàn)了新時(shí)代產(chǎn)品的智能化升級(jí)。二、C語(yǔ)言在單片機(jī)開發(fā)中所發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)2.1有助于開發(fā)人員工作效率的提升在單片機(jī)開發(fā)中雖然匯編語(yǔ)言在程序執(zhí)行效率、占用資源等方面有著諸多的優(yōu)點(diǎn),但在程序語(yǔ)言的可移植性等方面它還是與C語(yǔ)言存在著較大的差距。這也是C語(yǔ)言當(dāng)前逐漸替代匯編語(yǔ)言被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)開發(fā)中的一個(gè)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(yǔ)言可以在任何情況下都能夠被程序設(shè)計(jì)人員讀取并用于解決各種程序設(shè)計(jì)問(wèn)題,這極大的節(jié)約了程序設(shè)計(jì)人員的工作效率,減少了因多種語(yǔ)言變化使用的繁雜性。與此同時(shí),C語(yǔ)言在程序結(jié)構(gòu)的完整性等方面也有著很好的優(yōu)勢(shì),在編譯效率、運(yùn)算速度等方面均表現(xiàn)良好,這使得程序設(shè)計(jì)人員不必在為一些程序設(shè)計(jì)中的瑣碎問(wèn)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(jī)開發(fā)質(zhì)量的提升隨著當(dāng)今社會(huì)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(jī)作用的發(fā)揮來(lái)賦予這些產(chǎn)品獨(dú)特的功能,進(jìn)而來(lái)滿足人們對(duì)便捷化、智能化生活的需求。但面對(duì)變革速度較快的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)來(lái)講,人們?cè)诹私獾礁嘤?jì)算機(jī)信息技術(shù)知識(shí)的同時(shí)對(duì)于智能化生活的期望也越來(lái)越高,這就要求我們對(duì)于單片機(jī)的開發(fā)也必須始終處于不斷革新當(dāng)中,以根據(jù)社會(huì)需要在功能、質(zhì)量等方面做出一定的完善。C語(yǔ)言由于兼顧高、低級(jí)語(yǔ)言兩方面的優(yōu)勢(shì),在應(yīng)用過(guò)程中可以直接對(duì)各類硬件予以訪問(wèn),更是支持由頂端向下所開展的程序化設(shè)計(jì),為單片機(jī)功能的創(chuàng)新提供了可能,有助于單片機(jī)開發(fā)質(zhì)量的提升。2.3有助于單片機(jī)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(guò),C語(yǔ)言其中的一個(gè)重要特點(diǎn)就是其具有結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言的特性,即各個(gè)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(dú)立且層次分明。將C語(yǔ)言應(yīng)用于單片機(jī)的開發(fā)中,可以在C語(yǔ)言的這一特性的作用下,促進(jìn)單片機(jī)各個(gè)程序的模塊化演變,進(jìn)而在使用、調(diào)試、維護(hù)等階段實(shí)現(xiàn)分段化問(wèn)題解決,使問(wèn)題的處理更加清晰化、高效化,促進(jìn)單片機(jī)開發(fā)程序的優(yōu)化。三、C語(yǔ)言在單片機(jī)開發(fā)中的具體應(yīng)用步驟3.1開發(fā)工具下載C語(yǔ)言開發(fā)工具的下載,是C語(yǔ)言在單片機(jī)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(yǔ)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(jī)設(shè)計(jì)來(lái)合理選擇。在下載任務(wù)完成后需要對(duì)安裝包進(jìn)行系統(tǒng)解壓安裝,并在接受正版詢問(wèn)的同時(shí)輸入正確的序列號(hào),進(jìn)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(gè)全新的項(xiàng)目,之后在所創(chuàng)建項(xiàng)目中建立新文件亦或是將以往程序文件內(nèi)容添加到項(xiàng)目當(dāng)中。之后需要再創(chuàng)建一個(gè)全新的語(yǔ)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(yǔ)言基本語(yǔ)言結(jié)構(gòu)對(duì)所需要的單片機(jī)程序進(jìn)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(yǔ)言文件。3.3調(diào)試編譯程序調(diào)試編譯程序是C語(yǔ)言在單片機(jī)開發(fā)中進(jìn)行應(yīng)用的重要中間環(huán)節(jié),起到對(duì)以編寫程序進(jìn)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(cuò)誤進(jìn)而予以及時(shí)的修正。為此,在這一階段首先要求設(shè)計(jì)人員將軟件調(diào)整至調(diào)試模式,之后于源程序的一級(jí)借助仿真器開展調(diào)試任務(wù),在這一過(guò)程中設(shè)計(jì)人員要對(duì)所建立源文件內(nèi)容的正確與否進(jìn)行悉心觀察,并對(duì)源程序進(jìn)行完善編譯,并在編輯器的作用下生成目標(biāo)模塊。在調(diào)試結(jié)束后,需要將編譯好的各個(gè)目標(biāo)模塊進(jìn)行連接,以此來(lái)生成一個(gè)完整的文件。3.4生成HEX文件C語(yǔ)言程序在編譯完成后借助各類不同的編譯器可以通過(guò)生成格式文件HEX而被單片機(jī)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(yǔ)言在單片機(jī)設(shè)計(jì)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(duì)于單片機(jī)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(shí)意義。為此,首先,我們需要將任務(wù)對(duì)象對(duì)準(zhǔn)任務(wù)文件,通過(guò)將其生成HEX文件來(lái)充分發(fā)揮出其燒寫芯片的功能。同時(shí)還需要在編輯器的作用下,將單片機(jī)HEX格式文件寫入到存儲(chǔ)器當(dāng)中,并在仿真器的作用下對(duì)所設(shè)計(jì)出來(lái)的單片機(jī)的性能予以調(diào)試。四、C語(yǔ)言在單片機(jī)開發(fā)中應(yīng)用的注意事項(xiàng)4.1關(guān)注編程代碼效率的提升當(dāng)前在單片機(jī)研究工作不斷拓展的背景下,C語(yǔ)言已經(jīng)成為了單片機(jī)設(shè)計(jì)中一種極為重要的程序語(yǔ)言,對(duì)單片機(jī)功能的創(chuàng)新、性能的強(qiáng)化等起到了及其重要的作用。但我們也必須認(rèn)識(shí)到C語(yǔ)言在單片機(jī)中的運(yùn)用時(shí)間尚短,因此在程序編寫過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題,進(jìn)而延緩了單片機(jī)研發(fā)工作。因此,將C語(yǔ)言運(yùn)用于單片機(jī)開發(fā)中,我們首先需要關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題就是C語(yǔ)言編程代碼效率的提升。為此,在對(duì)C語(yǔ)言單片機(jī)程序進(jìn)行編寫之前,我們有必要先對(duì)所運(yùn)用以及接觸到的各類C語(yǔ)言編輯器進(jìn)行充分的了解,以結(jié)合工作實(shí)際對(duì)所使用的編輯器做出合理的選擇。同時(shí),還需要對(duì)單片機(jī)程序編寫中出現(xiàn)頻率較高的C語(yǔ)言程序進(jìn)行匯總,并對(duì)其所對(duì)應(yīng)的匯編語(yǔ)言行數(shù)進(jìn)行總結(jié),以此來(lái)對(duì)各條語(yǔ)言的編譯效率在頭腦中做出一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。進(jìn)而在今后的工作中通過(guò)對(duì)編譯器的靈活運(yùn)用、對(duì)高效率編譯語(yǔ)言的準(zhǔn)確選擇來(lái)切實(shí)提高C語(yǔ)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(jì)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(cuò)誤,但此種做法容易對(duì)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(duì)變量放置位置進(jìn)行合理選擇。如,一般來(lái)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(guò)上述研究與探討,我們對(duì)于C語(yǔ)言在單片機(jī)中應(yīng)用的各方面優(yōu)勢(shì)作用有了一個(gè)更為清晰的認(rèn)識(shí),也看到了C語(yǔ)言應(yīng)用于單片機(jī)設(shè)計(jì)中的社會(huì)重要發(fā)展趨勢(shì)。為有效提升C語(yǔ)言各方面優(yōu)勢(shì)作用在單片機(jī)設(shè)計(jì)中的發(fā)揮,我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦幸^續(xù)加大對(duì)于單片機(jī)以及C語(yǔ)言的研究工作,努力探尋設(shè)計(jì)閃光點(diǎn),為我國(guó)新時(shí)期單片機(jī)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(yǔ)言在單片機(jī)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(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)松翰與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
03-24
2021
單片機(jī)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(dòng)工業(yè)社會(huì)發(fā)展以及計(jì)算機(jī)信息社會(huì)建立的不可或缺的動(dòng)力,也徹底改變了人類的生活方式。從生活?yuàn)蕵?lè)到交流通信,從工業(yè)控制到自動(dòng)技術(shù),給人們帶來(lái)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(dòng)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(gè)世界的進(jìn)程,而這一切都依賴于電子產(chǎn)品控制系統(tǒng),即單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展。一、單片機(jī)的原理與概念單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展,離不開計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展。早期的電子產(chǎn)品設(shè)備只能依靠簡(jiǎn)單的電流效應(yīng)來(lái)控制傳感器或機(jī)械部件實(shí)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(jì)算機(jī)科技的發(fā)展,直到20世紀(jì)80年代超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),才標(biāo)志著單片機(jī)技術(shù)正式走上舞臺(tái)。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(lè)設(shè)備走人千家萬(wàn)戶,以及機(jī)械小型化、智能化和集成化的發(fā)展,要對(duì)其實(shí)現(xiàn)控制功能,龐大的電子控制系統(tǒng),很顯然無(wú)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(shì),將所有控制、反饋、運(yùn)算以及存儲(chǔ)等眾多功能的小型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)集成到一枚芯片上,實(shí)現(xiàn)普通計(jì)算機(jī)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(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)功能齊全且體積小,因此,被廣泛應(yīng)用于家庭娛樂(lè)、工業(yè)控制、航空航天等各個(gè)方面。二、單片機(jī)的發(fā)展歷史(1)概念提出:?jiǎn)纹瑱C(jī)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(wèn)題,與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用桌面式控制方式的概念相反,單片機(jī)的設(shè)計(jì)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(wèn)題,因此,對(duì)其結(jié)構(gòu)以及集成方式的設(shè)計(jì),成為最開始就需要確定的標(biāo)準(zhǔn),成為單片機(jī)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一直沿用至今。(2)功能擴(kuò)展:由于電子設(shè)備功能的日趨多樣與復(fù)雜化,對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),這一階段的主要任務(wù)就是根據(jù)具體服務(wù)對(duì)象,了解各種電子設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)的功能,促進(jìn)單片機(jī)設(shè)計(jì)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(jī)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中的應(yīng)用范圍越來(lái)越大,各行業(yè)接口電路的完善,帶動(dòng)了其設(shè)計(jì)功能不斷完善和發(fā)展,單片機(jī)的功能設(shè)計(jì)已逐步成熟,在微電子技術(shù)的推動(dòng)作用下,現(xiàn)在的單片機(jī)已能完全集中整個(gè)電子控制行為,并進(jìn)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(jī)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)指令向電子設(shè)備中的控制系統(tǒng)下達(dá)命令,完成各種功能的操作,相對(duì)于傳統(tǒng)的人力操作方式來(lái)說(shuō),消除了地點(diǎn)的阻礙,使得人們?cè)谶h(yuǎn)距離外也可以控制電子產(chǎn)品,可以隨時(shí)掌握如工業(yè)設(shè)備、飛行器具或電子設(shè)備的運(yùn)行情況,極大地提高了工作效率,降低了人力成本。同時(shí),由于其可以遠(yuǎn)距離進(jìn)行操作,因此,對(duì)于危險(xiǎn)環(huán)境或者人工難以到達(dá)的區(qū)域,都能實(shí)現(xiàn)有效的管理。因此,對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)來(lái)說(shuō),單片機(jī)是促使物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的重要因素。3.1單片機(jī)在電子監(jiān)控行業(yè)的應(yīng)用單片機(jī)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(duì)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(guò)電視光纜連接監(jiān)視器與錄像機(jī),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(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況,當(dāng)人們外出時(shí),對(duì)于異常情況根本無(wú)法及時(shí)做出應(yīng)對(duì)措施,同時(shí),暴露的監(jiān)控設(shè)備還容易被蓄意破壞。普通家庭根本無(wú)法投入如此大的人力與物力,因此長(zhǎng)久以來(lái),電子監(jiān)控只在公務(wù)事業(yè)機(jī)關(guān)以及大型企業(yè)普及,無(wú)法走入普通家庭。而利用了單片機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)控設(shè)備,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普及,不僅可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)控制手段,隨時(shí)遠(yuǎn)程控制監(jiān)控設(shè)備的鏡頭拉伸、旋轉(zhuǎn)、報(bào)警以及取證操作,同時(shí),由于可以利用無(wú)線傳輸,因此,在部署監(jiān)控設(shè)備時(shí)不需要考慮監(jiān)控電纜的架設(shè),同時(shí),還可以做到不管身在何處都能實(shí)時(shí)查看監(jiān)控畫面,對(duì)于各種異常情況都能及時(shí)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(yùn)行。3.2單片機(jī)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(huì)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(jī)械控制手段進(jìn)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(jī)反應(yīng)意識(shí)差,往往只能等到安全事故發(fā)生時(shí)才能做出應(yīng)對(duì)措施,而由于現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境惡劣,通常還需要做好事故現(xiàn)場(chǎng)的安全排查工作才能夠允許施工人員進(jìn)入,在此之前只能束手無(wú)策。利用單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的高度集成化特點(diǎn),對(duì)于人力無(wú)法到達(dá)的區(qū)域,可以在現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)控制、監(jiān)督及評(píng)估各種工業(yè)儀器及設(shè)備的運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)情況,對(duì)于可能發(fā)生的工業(yè)事故可以作出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估,隨時(shí)掌握工業(yè)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。而且通過(guò)在多個(gè)關(guān)鍵設(shè)施及通道安裝控制器,可以在危機(jī)發(fā)生時(shí)迅速切斷蔓延通道,將損失降到最低,提高企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)自査及自救能力。3.3單片機(jī)在航空導(dǎo)航、飛行安全及定位中的應(yīng)用人類社會(huì)所有科技的發(fā)展,都有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,它們互相推進(jìn)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(wú)線電通信技術(shù)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)導(dǎo)航設(shè)備、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等各方面高科技。自20世紀(jì)初葉飛機(jī)被發(fā)明以來(lái),飛行員只能通過(guò)目視或陀螺儀來(lái)確定飛行方位和高度,這些方法均會(huì)受到天氣因素的干擾,因此,嚴(yán)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(dòng)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(shí),通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)分析技術(shù),導(dǎo)航中心可以隨時(shí)對(duì)飛行過(guò)程中各主要部件的飛行狀態(tài)進(jìn)行指導(dǎo)及安全監(jiān)管,必要時(shí)可以通過(guò)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(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行狀態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè),以提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作穩(wěn)定性和安全性。結(jié)語(yǔ)單片機(jī)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?yuàn)蕵?lè)、通信電子、基建行業(yè)以及國(guó)防建設(shè)等各個(gè)行業(yè)都已得到應(yīng)用,在信息化社會(huì)以及人工智能科技逐步繁榮的今天,其在人機(jī)交流、語(yǔ)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(jī)控制領(lǐng)域的研發(fā)和教育工作,跟隨信息時(shí)代的全球化經(jīng)濟(jì)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(jī)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(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)松翰與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
03-22
2021
雖然單片機(jī)有自己的編程語(yǔ)言,如果,我們用單片機(jī)的編程語(yǔ)言要做出實(shí)際的東西,那是非常不容易的。比如,你做一個(gè)除法,十六位的,你要編幾十條語(yǔ)句,如果沒(méi)有專門的研究單片機(jī)的經(jīng)歷,相信很難勝任。但你用C語(yǔ)言,一句就行了,而且編寫的程序精簡(jiǎn),容易查出錯(cuò)來(lái),調(diào)試比較簡(jiǎn)單。只要你對(duì)單片機(jī)有一些硬件的了解,你就可以用C編些比較復(fù)雜的程序?,F(xiàn)在單片機(jī)的執(zhí)行速度很快了,時(shí)針頻率有的可以達(dá)到40MHz,不存在C語(yǔ)言的效率不高而影響你的程序運(yùn)行。另外,C語(yǔ)言作為一種高級(jí)編程語(yǔ)言,具有良好的結(jié)構(gòu)性和移植性,在單片機(jī)中引入C語(yǔ)言,可以極大地方便單片機(jī)的編程和開發(fā)。一、單片機(jī)系統(tǒng)概述(1)單片機(jī)的定義:?jiǎn)纹瑱C(jī)的英文全稱為single chip microcomputer,翻譯為單片微型計(jì)算機(jī),主要將CPU、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、I/O接口、中斷系統(tǒng)和定時(shí)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(gè)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)就叫做單片機(jī),也稱為MCU(Micro controller Unit)。(2)單片機(jī)的系統(tǒng)組成:?jiǎn)纹瑱C(jī)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(jī)芯片上集成的各種元器件以及被控對(duì)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(yǔ)言或者C語(yǔ)言編寫完成,具有對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控等功能。(3)單片機(jī)的功能特點(diǎn):?jiǎn)纹瑱C(jī)作為一種微型電子計(jì)算機(jī),具有許多功能特點(diǎn)。第一,單片機(jī)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(qiáng)。第二,由于集成度高,單片機(jī)的價(jià)格相對(duì)較低廉,性價(jià)比較高。第三,單片機(jī)的指令較為豐富,擁有強(qiáng)大的控制功能。第四,很多單片機(jī)只需要2.2V甚至更低的電壓就可以運(yùn)行,所以其工作電壓低,功耗低。第五,單片機(jī)的體積小,攜帶方便。(4)單片機(jī)的應(yīng)用范圍:?jiǎn)纹瑱C(jī)強(qiáng)大的功能特點(diǎn)決定了具有廣泛的應(yīng)用范圍。在國(guó)防、軍農(nóng)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面,單片機(jī)都有所發(fā)揮它的用處。概括起來(lái),主要是在家用電器、機(jī)電一體化中、智能儀器儀表、實(shí)時(shí)過(guò)程控制、分布式多機(jī)系統(tǒng)等方面較多。二、C語(yǔ)言在單片機(jī)開發(fā)中的特點(diǎn)C語(yǔ)言作為一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,具有很強(qiáng)大的功能性、結(jié)構(gòu)性、可移植性。使用C語(yǔ)言開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng),可以讓編程人員在不懂得單片機(jī)指令集的情況下,也能夠?qū)懗鐾昝赖膯纬绦?。在基于C語(yǔ)言的單機(jī)片系統(tǒng),可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理,能夠避免運(yùn)行中非異步的破壞。在所有的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中,C語(yǔ)言的運(yùn)用最為廣泛。在單片機(jī)的開發(fā)中,使用C語(yǔ)言會(huì)表現(xiàn)出以下優(yōu)勢(shì)。(1)庫(kù)函數(shù)豐富,移植性好:C語(yǔ)言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它的運(yùn)算速度快、編譯效率高,擁有齊全的函數(shù)庫(kù),比匯編語(yǔ)言更加具有可讀性。由于它是面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)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(yǔ)言,C語(yǔ)言更加符合人類的思維方式。很多編程人員都習(xí)慣C語(yǔ)言,使用C語(yǔ)言進(jìn)行編程可以減少他們?cè)谟布ヅ渖纤ǖ木Γ瑥亩懈嗟臅r(shí)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(yǔ)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(shí)修改和補(bǔ)充。正是由于C語(yǔ)言的程序結(jié)構(gòu)較為完善,也使得它在模塊化設(shè)計(jì)方面運(yùn)用較為廣泛。使用C語(yǔ)言編寫的單片機(jī)程序,采用的是自頂向下的結(jié)構(gòu)化程序。對(duì)應(yīng)不同的模塊,設(shè)計(jì)不同的功能,使整個(gè)程序功能模塊化,實(shí)現(xiàn)不同的兼容性。這種結(jié)構(gòu)化模塊可以使整個(gè)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(yǔ)言的單片機(jī)開發(fā)技術(shù)3.1基于C語(yǔ)言的單片機(jī)開發(fā)環(huán)境在眾多的單片機(jī)程序開發(fā)軟件中,KEILC5l是運(yùn)用最為廣泛的一個(gè)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(shí),KEILC51軟件具有友好的操作界面,而且已經(jīng)將C語(yǔ)言集成進(jìn)去,另外還支持匯編語(yǔ)言,所以具有強(qiáng)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、項(xiàng)目管理器、調(diào)試器等部分。而編寫的目標(biāo)程序的源文件可以構(gòu)成不同的組,利用項(xiàng)目管理器,可以方便地對(duì)應(yīng)目標(biāo)、組或單個(gè)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(shí)編輯和調(diào)試代碼,更能對(duì)所寫程序進(jìn)行快速的檢查錯(cuò)誤和優(yōu)化代碼。3.2基于C語(yǔ)言的單片機(jī)開發(fā)步驟在使用C語(yǔ)言開發(fā)單片機(jī)程序時(shí),通常分為:程序代碼的編寫和編譯、目標(biāo)代碼的連接和轉(zhuǎn)換等過(guò)程。在編寫完程序代碼和調(diào)試完程序后,還應(yīng)當(dāng)將程序編譯為HEX文件,使其能夠移植到單片機(jī)上,并能執(zhí)行所編譯的代碼?;贑語(yǔ)言的單片機(jī)開發(fā)步驟,主要包括四個(gè)過(guò)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(hào),一步一步完成安裝過(guò)程??梢赃M(jìn)行完整安裝,并進(jìn)行對(duì)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(gè)新的項(xiàng)目,或者添加原有的項(xiàng)目,然后建立一個(gè)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(yǔ)言程序的源文件。第三步,編譯并調(diào)試。這也是單片機(jī)開發(fā)過(guò)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(duì)源程序代碼進(jìn)行逐個(gè)調(diào)試。檢查并發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的代碼,及時(shí)改正和完善。利用C51編譯器調(diào)試和編譯源程序,生成目標(biāo)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(jìn)制字節(jié)寬度來(lái)保存HEX文件,然后將所編譯的目標(biāo)程序生成HEX文件,最后將該文件通過(guò)編譯器燒寫進(jìn)單片機(jī)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(yǔ)言的單片機(jī)技術(shù)具有強(qiáng)大的功能,可以實(shí)現(xiàn)硬件指定的作用。單片機(jī)的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,目前已經(jīng)運(yùn)用到了家用電器、汽車電子等生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。C語(yǔ)言逐漸代替匯編語(yǔ)言,成為了單片機(jī)開發(fā)中最合適的語(yǔ)言,在未來(lái)的運(yùn)用中,基于C語(yǔ)言的單片機(jī)技術(shù)將會(huì)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(yǔ)言的單片機(jī)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(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
03-21
2021
單片機(jī)系統(tǒng)中的看門狗技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法一、單片機(jī)與看門狗技術(shù)概述單片機(jī)系統(tǒng)在軍事、工業(yè)、民用產(chǎn)品中的應(yīng)用越來(lái)越廣。它將許多以往硬件實(shí)現(xiàn)的功能由軟件來(lái)完成,體積小巧、功能豐富、智能化程度高、但由于單片機(jī)系統(tǒng)的工作現(xiàn)場(chǎng)比較復(fù)雜,存在來(lái)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(jī)系統(tǒng)的干擾因素,對(duì)系統(tǒng)的可靠性方面帶來(lái)許多問(wèn)題。這些干擾會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)程序飛到一個(gè)臨時(shí)構(gòu)成的死循環(huán)或PC指針落到程序存儲(chǔ)器芯片地址之外。這種情況下冗余指令和軟件陷阱都無(wú)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(gè)能發(fā)出復(fù)位信號(hào)的定時(shí)器電路。設(shè)置看門狗是防止單片機(jī)死機(jī)、提高單片機(jī)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(shí)限看門狗、雙時(shí)限看門狗,定時(shí)復(fù)位看門狗。本文主要介紹看門狗技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法及原理。目前最廣泛的看門狗電路實(shí)際上是一個(gè)特殊的定時(shí)器電路。看門狗按固定速率計(jì)時(shí),計(jì)滿預(yù)定時(shí)間就發(fā)出溢出脈沖使單片機(jī)復(fù)位。如果每次在定時(shí)器溢出前強(qiáng)行讓定時(shí)器清零,就不會(huì)發(fā)出溢出脈沖。清零脈沖由CPU發(fā)出,在單片機(jī)中看門狗不會(huì)溢出。一旦程序進(jìn)入一個(gè)不含喂狗語(yǔ)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(jī)本身集成了這種看門狗,如NXP公司的P89C669,P89V51RD2等單片機(jī),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(lái)介紹單時(shí)限及雙時(shí)限看門狗實(shí)現(xiàn)方式。二、單時(shí)限看門狗只使用單個(gè)看門狗定時(shí)器來(lái)控制單片機(jī)復(fù)位端的方式稱為單時(shí)限看門狗,在電路實(shí)現(xiàn)上較為簡(jiǎn)單,一般情況下可以有效的控制單片機(jī)系統(tǒng)正常工作。圖1給出了以X5045看門狗芯片實(shí)現(xiàn)的單時(shí)限看門狗硬件電路圖。圖中單片機(jī)的P1.0為X5045提供片選信號(hào),P1.1接收X5045的串行數(shù)據(jù),P1.2提供串行時(shí)鐘,P1.3向X5045發(fā)送串行數(shù)據(jù),X5045的RST引腳與單片機(jī)的RST引腳相連,用于復(fù)位單片機(jī)。單片機(jī)控制程序中,每隔一定的時(shí)間間隔放置一條“喂狗”指令,該時(shí)間間隔小于X5045預(yù)制的定時(shí)時(shí)間,以保證程序正常運(yùn)行時(shí)X5045不會(huì)溢出;而程序一旦出現(xiàn)異常,X5045將超時(shí)溢出,并通過(guò)RST引腳送出一個(gè)復(fù)位信號(hào)是單片機(jī)復(fù)位,重新開始運(yùn)行程序。三、雙時(shí)限看門狗有一個(gè)錯(cuò)誤觀點(diǎn):加了一個(gè)看門狗,單片機(jī)就不會(huì)死機(jī)。實(shí)際上,看門狗有時(shí)會(huì)完全失效。當(dāng)程序進(jìn)入某個(gè)死循環(huán),而這個(gè)死循環(huán)中又包含喂狗語(yǔ)句,這時(shí)看門狗始終不會(huì)溢出,單片機(jī)始終得不到復(fù)位信號(hào),程序也就始終跳不出這個(gè)死循環(huán)。針對(duì)這一弊端,就需設(shè)計(jì)一個(gè)雙時(shí)限看門狗系統(tǒng)。圖2給出了雙時(shí)限看門狗硬件電路。在單時(shí)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(jī)的RST引腳。只要有一路X5045超時(shí)溢出,則使單片機(jī)復(fù)位。雙時(shí)限看門狗有兩個(gè)定時(shí)器:一個(gè)為短定時(shí)器,一個(gè)為長(zhǎng)定時(shí)器。短定時(shí)器定時(shí)為T1,長(zhǎng)定時(shí)器定時(shí)為T2,0<T1≤T2;長(zhǎng)、短定時(shí)器的喂狗是各自獨(dú)立的。短定時(shí)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(zhǎng)定時(shí)器的定時(shí)T2大于CPU執(zhí)行一個(gè)主循環(huán)程序的時(shí)間,并且每一個(gè)主循環(huán)才喂狗一次,用來(lái)防止看門狗失效。這樣,當(dāng)程序進(jìn)入某個(gè)死循環(huán),如果這個(gè)死循環(huán)包含短定時(shí)器喂狗語(yǔ)句而不包含長(zhǎng)定時(shí)器喂狗語(yǔ)句。那么長(zhǎng)定時(shí)器終將溢出,使單片機(jī)復(fù)位。巧妙安排長(zhǎng)定時(shí)器喂狗語(yǔ)句的位置,可保證出現(xiàn)死機(jī)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(gè)保險(xiǎn)設(shè)備能否起到保險(xiǎn)作用還依賴于被它保護(hù)的對(duì)象的行為。顯然,依賴于CPU的看門狗是不能保證單片機(jī)百分之百不死機(jī)的。四、定時(shí)復(fù)位看門狗定時(shí)復(fù)位看門狗的主體也是一個(gè)定時(shí)器,到預(yù)定時(shí)間就發(fā)出溢出脈沖,此溢出脈沖使單片機(jī)強(qiáng)行復(fù)位。定時(shí)復(fù)位看門狗不需要CPU喂狗。簡(jiǎn)言之,定時(shí)復(fù)位看門狗就是定時(shí)地讓單片機(jī)強(qiáng)行復(fù)位。這樣,即使裝置死機(jī),其最大死機(jī)時(shí)間也不會(huì)大于定時(shí)器的定時(shí)時(shí)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(jī)不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間死機(jī)。比較常用的是以555定時(shí)器作為看門狗與單片機(jī)的RST相連接,如圖3所示,上電時(shí)通過(guò)電阻R1和R2對(duì)C4充電后3腳輸出低電平,單片機(jī)上電復(fù)位,開始正常工作。通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R2的阻值可以調(diào)整555定時(shí)器輸出電平的時(shí)間T,使之滿足單片機(jī)復(fù)位的時(shí)間要求,555輸出的時(shí)間應(yīng)能夠滿足單片機(jī)一次主循環(huán)的工作時(shí)間,使單片機(jī)能夠能夠完整的工作。結(jié)語(yǔ)本文簡(jiǎn)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(jì)過(guò)程中,應(yīng)考慮實(shí)際需求,采用最適合自己的看門狗設(shè)計(jì)方案,獲得更好的抗干擾效果。相反設(shè)計(jì)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(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作,所以在進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),看門狗設(shè)計(jì)作為重要的考慮對(duì)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(jī)系統(tǒng)中的看門狗技術(shù)實(shí)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(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是多家國(guó)內(nèi)外芯片代理商:松翰、應(yīng)廣、杰理、安凱、全志、realtek,有MCU、語(yǔ)音IC、藍(lán)牙IC與模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(lái)源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系刪除。
03-20
2021
基于單片機(jī)的自動(dòng)光控窗簾設(shè)計(jì)與實(shí)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(shí)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(jué)手勢(shì),有基于紅外遙控等多種設(shè)計(jì),好多研究?jī)H停留在方案設(shè)計(jì),或者設(shè)計(jì)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(jī)控制的自動(dòng)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(lái)自動(dòng)控制窗簾的開關(guān)以調(diào)節(jié)室內(nèi)光線。本設(shè)計(jì)為一款基于AT89C52單片機(jī)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(hào)作為單片機(jī)輸入信號(hào)來(lái)控制電機(jī);軟件部分采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程??紤]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(shí)可任意選擇自動(dòng)或手動(dòng)控制方式。該系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)人性化、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可靠性高的特點(diǎn)。一、自動(dòng)光控窗簾總體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)如框圖1所示,AT89C52單片機(jī)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(hào)后經(jīng)傳感器PCF8591轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),單片機(jī)讀入數(shù)字信號(hào)送至電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003,驅(qū)動(dòng)28BYJ48型步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)光控功能。28BYJ48型步進(jìn)電機(jī)是四相八拍電機(jī),電壓為DC5V~DC12V,當(dāng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)按一定順序施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時(shí),它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。每一個(gè)脈沖信號(hào)使得步進(jìn)電機(jī)的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次,也就對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度。當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個(gè)循環(huán)時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距。運(yùn)用光控原理,當(dāng)光照強(qiáng)度大于130lx時(shí)窗簾將自動(dòng)打開;當(dāng)光照強(qiáng)度小于50lx時(shí),窗簾將自動(dòng)關(guān)閉;當(dāng)光照強(qiáng)度在50lx到130lx之間,窗簾狀態(tài)保持不變。二、自動(dòng)光控窗簾主要硬件設(shè)計(jì)2.1單片機(jī)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(chǔ)器。AT89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核,但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)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(shí)鐘電路、單片機(jī)、復(fù)位電路、輸入/輸出設(shè)備等。2.2光電傳感器信號(hào)采集模塊光電傳感器用于采集光信號(hào),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(qiáng)信號(hào)后,PCF8591進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號(hào)。模塊芯片采用PCF8591集成模塊,它帶電源指示燈,對(duì)模塊供電后指示燈會(huì)亮,這樣在調(diào)試時(shí)便于觀看短路情況。模塊帶DA輸出指示燈,當(dāng)模塊DA輸出接口電壓達(dá)到一定值,會(huì)點(diǎn)亮面板。2.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路ULN2003是高壓、大電流達(dá)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(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn),適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。ULN2003體積小,直接焊接在單片機(jī)40引腳附近,和單片機(jī)的電源連在一起,減少了電源線的連接。在硬件設(shè)計(jì)時(shí),驅(qū)動(dòng)芯片的in1與單片機(jī)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(jī)的位置,直接插導(dǎo)連接出來(lái),放置開關(guān)。電機(jī)部分直接用一個(gè)直插座和驅(qū)動(dòng)來(lái)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(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn),順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),窗簾以某一速度被慢慢拉開,走到極限位置時(shí),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(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。反之,光敏傳感器采到的AD值,觸發(fā)輸出低電平,電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),窗簾打開。2.4時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路由兩個(gè)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(gè)電容C1和C2并聯(lián),然后與石英晶振進(jìn)行串聯(lián),時(shí)鐘電路的兩個(gè)端口X1,X2分別和單片機(jī)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(cè)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(wàn)用表測(cè)量,要把檔位調(diào)到直流檔,在測(cè)量的時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn),不穩(wěn)定的電壓在2V左右。2.5手動(dòng)復(fù)位按鈕電路連接當(dāng)人用手按下按鈕時(shí),電源的+5V電平就會(huì)直接接送到RST端。由于人動(dòng)手能力比較緩慢會(huì)使按鈕保持接通長(zhǎng)達(dá)數(shù)十毫秒,人眼具有視覺(jué)暫留效應(yīng),所以,復(fù)位電路完全可以使用手動(dòng)復(fù)位,滿足復(fù)位所需要的時(shí)間要求。復(fù)位電路的S1口與單片機(jī)的RST端口相連,RST端口具有復(fù)位功能,當(dāng)單片機(jī)上電后,在該引腳上就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)震蕩周期)寬度以上的高電平,使單片機(jī)復(fù)位。因此復(fù)位電路與單片機(jī)的RST端口相連。2.6正反轉(zhuǎn)按鈕電路設(shè)計(jì)由于外界天氣以及平時(shí)開閉窗簾的需要,本設(shè)計(jì)增加了兩個(gè)手動(dòng)按鈕來(lái)控制窗簾的正反轉(zhuǎn),這樣設(shè)計(jì)達(dá)到了人性化的要求。當(dāng)白天需要關(guān)閉窗簾時(shí),只需按下反轉(zhuǎn)按鈕,窗簾就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉;反之窗簾就會(huì)自動(dòng)打開。按鈕的p2.0與p2.1分別與單片機(jī)的特殊接口p3.2和p3.3相連接,這兩個(gè)I/O口的第二功能分別為單片機(jī)的外部中斷INT0端口和外部中斷INT1端口,這樣就可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)功能。三、自動(dòng)光控窗簾的軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)編程語(yǔ)言主要為匯編和C語(yǔ)言。C語(yǔ)言編程軟件帶有比較完善的庫(kù)函數(shù),具有速度快、效率高、可移植、直接對(duì)硬件控制等諸多優(yōu)點(diǎn),因此,本設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件由主程序、顯示子程序、延時(shí)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(jìn)電機(jī)I/O口的初始化;采集與顯示部分實(shí)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(shí)現(xiàn),按鍵部分用到了中斷機(jī)制以確保按鍵的實(shí)時(shí)性。用到了兩個(gè)按鍵,一個(gè)手動(dòng)控制窗簾拉開,另一個(gè)手動(dòng)控制窗簾關(guān)上;電機(jī)控制部分,根據(jù)環(huán)境的亮度智能控制窗簾開關(guān)??傊詣?dòng)光控窗簾實(shí)現(xiàn)了根據(jù)外面光線的強(qiáng)弱自動(dòng)開關(guān)的功能??紤]到個(gè)人生活習(xí)慣不一樣,進(jìn)行了人性化設(shè)計(jì),加上了手動(dòng)開關(guān),在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)的同時(shí),保留了原始窗簾的功能。該設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,元器件價(jià)格低廉,降低了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本,經(jīng)濟(jì)可靠,控制靈活,具有一定的市場(chǎng)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(jī)的自動(dòng)光控窗簾設(shè)計(jì)與實(shí)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(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案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03-19
2021
基于單片機(jī)的氣壓檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以前我國(guó)都采用國(guó)外進(jìn)口的全靜壓系統(tǒng)原位檢測(cè)儀對(duì)飛行器進(jìn)行氣壓檢測(cè)。這些檢測(cè)儀是70年代研制的通用設(shè)備,用途單一,不能滿足機(jī)上多種儀表及傳感器的檢測(cè),不能定量進(jìn)行性能檢測(cè)。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(shí)現(xiàn)了傳感器的非線性校正和溫度補(bǔ)償。以單片機(jī)為核心,構(gòu)建了檢測(cè)系統(tǒng).基于此方法研制的氣壓檢測(cè)裝置功能和精度大大提高。一、氣壓檢測(cè)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(jī)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(dāng)壓力傳感器感受外界壓力,經(jīng)過(guò)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(jìn)行采集,經(jīng)過(guò)解算、補(bǔ)償修正濾波,其結(jié)果經(jīng)顯示接口交付顯示,同時(shí),通過(guò)通訊處理器的同步接口進(jìn)行數(shù)據(jù)和下傳命令的數(shù)據(jù)同步,對(duì)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(jìn)行,使用戶可通過(guò)鍵盤來(lái)改變顯示內(nèi)容、數(shù)據(jù)解算方式、儀器運(yùn)行狀態(tài)等。通訊處理器用于實(shí)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(jī)接口功能,它一方面可將數(shù)據(jù)通過(guò)接口向上進(jìn)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(jī)系列8031構(gòu)成了最小應(yīng)用系統(tǒng)。片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器選用一片27512(64K8)EPROM和一片6264(8K8)RAM作為程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。采用一片ATMEL公司的ATF16V8PLD器件設(shè)計(jì)地址譯碼器,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法需多片或多級(jí)譯碼才能完成的功能。通訊處理器采用了MCS51單片機(jī)系列8751,用于實(shí)現(xiàn)RS232通訊接口功能、IEEE488儀用(GPIB)總線接口功能、打印機(jī)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(jī)接口選用了8255,通過(guò)并行I/O擴(kuò)展方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的打印工作。在與主處理器進(jìn)行通訊時(shí),采用DS1609芯片實(shí)現(xiàn)主處理器和通訊處理器的批量數(shù)據(jù)交換,實(shí)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(shí)時(shí)性,也有效解決了上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的尋址問(wèn)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(hù)筒材料與諧振筒材料類似。壓電陶瓷片是用來(lái)激勵(lì)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(cè)壓力,使諧振筒受到一個(gè)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(gè)機(jī)電閉合振蕩器(正反饋),它們諧振在諧振最低能級(jí)的固有頻率點(diǎn)上并輸出。也就是說(shuō),不同的壓力對(duì)應(yīng)不同的頻率,測(cè)其頻率,便知壓力。由于振筒外部為真空,故所測(cè)壓力為絕對(duì)壓力。(3)特點(diǎn):該傳感器的分辨率很高,對(duì)應(yīng)10~1070hPa的壓力范圍,輸出變化35萬(wàn)個(gè)字,即每個(gè)字對(duì)應(yīng)0.1Pa,對(duì)應(yīng)10~3400hPa輸出變化70~75萬(wàn)字,分辨率均在1~3/百萬(wàn)。采用恒彈性,并經(jīng)過(guò)多道老化工處理,故長(zhǎng)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(shí)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(dú)立的低頻12位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,一組高頻20位高速同步計(jì)數(shù)器,它們均為循環(huán)計(jì)數(shù)器.低頻計(jì)數(shù)器通過(guò)緩沖器與數(shù)據(jù)總線相連,高頻計(jì)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(jì)數(shù)控制,并保證鎖存的高頻計(jì)數(shù)值為對(duì)應(yīng)于被測(cè)周期的整數(shù)倍,同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)RDY信號(hào),用于通知CPU,高低頻數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好,可以讀取。另外,還有標(biāo)準(zhǔn)采樣周期控制器,用于產(chǎn)生4個(gè)檔次的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)周期,并以INTR作為定時(shí)信號(hào)通知CPU.周期的長(zhǎng)短取決于外接時(shí)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(wàn)分之一,但對(duì)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(hào),再經(jīng)12位A/D轉(zhuǎn)換,由CPU對(duì)振筒進(jìn)行溫度補(bǔ)償,在工作溫度范圍內(nèi)(軍品:-55℃~85℃,民品0℃~50℃),儀器不再進(jìn)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(guò)對(duì)其編程完成對(duì)觸摸鍵盤的掃描工作,用戶可以通過(guò)觸摸鍵盤來(lái)改變顯示內(nèi)容、數(shù)據(jù)解算方式、儀器運(yùn)行狀態(tài)等。此外,用戶還可以通過(guò)數(shù)據(jù)小鍵盤對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)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(gè)字符,一般均由“參數(shù)符號(hào)+參數(shù)值+單位”三部分組成,同時(shí)顯示三個(gè)參數(shù)時(shí),上排為Pt或Ps,下排顯示相對(duì)的傳感器周期值(μs)和溫度電壓值(V)。二、氣壓檢測(cè)系統(tǒng)主要特點(diǎn)(1)能獨(dú)立測(cè)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(cè)飛行器靜壓系統(tǒng)和全壓系統(tǒng)的氣密性時(shí),本儀器給出精確的定時(shí)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量參數(shù),其定時(shí)時(shí)間和測(cè)試點(diǎn),均可由用戶設(shè)定(指定專人密碼保護(hù)),并可長(zhǎng)期(十年)保存,并可進(jìn)行聲響提示和參數(shù)顯示,同時(shí)顯示出設(shè)定值和定時(shí)值。當(dāng)設(shè)置定時(shí)時(shí)間到時(shí),時(shí)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(cè)中用其飛行大氣參數(shù)與飛行器上儀表比對(duì)做協(xié)調(diào)一致有效性檢查,而且還可作為內(nèi)場(chǎng)檢測(cè)飛行參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)使用。(4)本儀器可用于外場(chǎng),也可用于內(nèi)場(chǎng)(修理廠),以外場(chǎng)為主.但其技術(shù)參數(shù)指標(biāo)均達(dá)到ZHY型飛行大氣參數(shù)綜合測(cè)試儀和GCY1A高精度綜合測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)。本儀器的氣路控制組合開關(guān),可對(duì)任何飛行氣壓儀表和傳感器的檢測(cè)進(jìn)行控制。(5)傳感器修正功能:任何傳感器均有長(zhǎng)期穩(wěn)定問(wèn)題,為用戶使用方便,特設(shè)此修正功能。只需用戶有壓力標(biāo)準(zhǔn)就可進(jìn)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(hù)。(6)氣壓原位檢測(cè)參數(shù)的修改功能:可修正壓力氣密性定時(shí)時(shí)間、壓力氣密性考查測(cè)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(hù)。(7)具有多種保護(hù)功能:電源27V,極性接反有保護(hù);升降速度有保護(hù),防止過(guò)沖,過(guò)沖有告警;空速有保護(hù),防止過(guò)壓,過(guò)壓有告警;氣密性檢測(cè),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(bào)警方式有聲、燈顯示、閃等。(8)自檢功能:上電時(shí)自動(dòng)檢測(cè)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(chǎng)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(cè)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)3.1軟件功能及其框圖在軟件編程上,采用PLM匯編語(yǔ)言編寫,它可對(duì)硬件進(jìn)行操作,便于改進(jìn)和擴(kuò)充,具有很強(qiáng)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(gè)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(jì)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(gè)程序的主干,系統(tǒng)平時(shí)都在主程序循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)接受到鍵盤中斷信號(hào)后轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序,進(jìn)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(shí)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(jí),采樣周期為52.4288ms,在響應(yīng)中斷后,首先完成采樣周期的計(jì)算工作,再對(duì)周期進(jìn)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(jìn)行檢測(cè),如有故障顯示窗報(bào)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(dāng)單片機(jī)響應(yīng)8279鍵盤中斷后,程序首先進(jìn)行鍵分析,獲取鍵值,轉(zhuǎn)到相應(yīng)的參數(shù)解算程序,同時(shí)不斷接受F/D采樣中斷的壓力值,進(jìn)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(chǔ)器地址分配上,程序存儲(chǔ)器27512為0~3FFFH,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264為8000~9FFFH.在中斷分配上,F/D采樣中斷優(yōu)先級(jí)高,定時(shí)器定時(shí)中斷優(yōu)先級(jí)低,8279鍵盤中斷優(yōu)先級(jí)低.主要程序流程如圖4所示。3.2數(shù)據(jù)采集及計(jì)算程序的編制在數(shù)據(jù)采集及計(jì)算程序中,主要實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ),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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理和溫度補(bǔ)償,其軟件流程如圖5。程序主要包括以下幾個(gè)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(jìn)制轉(zhuǎn)字符串和字符串轉(zhuǎn)十六進(jìn)制等功能.在后面的程序中通過(guò)調(diào)用此程序?qū)崿F(xiàn)查表、數(shù)據(jù)比較和測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。(2)數(shù)據(jù)采集.將采集到的周期值進(jìn)行存儲(chǔ),調(diào)用壓力計(jì)算程序求解壓力,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行字符串轉(zhuǎn)化后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。(3)根據(jù)擬合公式計(jì)算壓力.將所得到的周期和溫度值代入公式計(jì)算,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的非線性校正和溫度補(bǔ)償。(4)查表計(jì)算溫度.根據(jù)查表法計(jì)算測(cè)量時(shí)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(zhǔn)即可對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期校驗(yàn),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(gè)點(diǎn)的壓力值,就可對(duì)傳感器進(jìn)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(jī)的氣壓檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
03-18
2021
基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)我國(guó)是一個(gè)典型的農(nóng)業(yè)大國(guó),對(duì)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(yàn)來(lái)判斷時(shí)長(zhǎng)和灌溉的程度。傳統(tǒng)的底面灌溉浪費(fèi)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(shí)的吸收。除此之外,我國(guó)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(guó)外已經(jīng)成熟,這主要是由于他們起步早,并且運(yùn)用比較先進(jìn)的電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)。如果全部引進(jìn)國(guó)外的灌溉系統(tǒng),不僅技術(shù)受到國(guó)外的控制,而且成本的費(fèi)用也較高。另外,我國(guó)的自然氣候土地狀況也不盡相同?;诖吮疚脑O(shè)計(jì)了以單片機(jī)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(dòng)電路等,并利用開發(fā)軟件Keil設(shè)計(jì)程序,主要包括監(jiān)控程序、時(shí)鐘程序等。經(jīng)過(guò)最終的調(diào)試,該控制系統(tǒng)能很好的實(shí)現(xiàn)預(yù)期要求,達(dá)到農(nóng)作物合理灌溉的目的,且易于推廣。一、遠(yuǎn)程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)工作原理和結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程灌溉系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心的,同時(shí)對(duì)其它設(shè)備進(jìn)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(jī)的控制系統(tǒng)、管道運(yùn)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(jì)等組成,一定的壓強(qiáng)下可以將水和肥料相互融合,此時(shí)先將雜質(zhì)過(guò)濾出來(lái),然后形成的有用的液體進(jìn)入管道內(nèi)部。(2)運(yùn)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(shí)現(xiàn)水在管道內(nèi)部的順利流通,各個(gè)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〉乃危M(jìn)而充分的浸濕土壤。(4)濕度傳感器主要是測(cè)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(jìn)而對(duì)灌溉的程度和需求進(jìn)行及時(shí)的評(píng)價(jià)。(5)單片機(jī)是灌溉系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,主要是由中央處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)器等組成。灌溉系統(tǒng)中的上位機(jī)和單片機(jī)是以串行通信RS232連接,濕度傳感器根據(jù)A/D接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送和轉(zhuǎn)換,控制系統(tǒng)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理,并運(yùn)用驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁閥系統(tǒng)的控制,進(jìn)一步完成農(nóng)作物的灌溉。二、遠(yuǎn)程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路由單片機(jī)控制電路、時(shí)鐘及復(fù)位電路、人機(jī)對(duì)話電路、數(shù)據(jù)采集電路、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路和電源模塊等組成。2.1單片機(jī)電路設(shè)計(jì)單片機(jī)STC89C52是由ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能8位控制機(jī),含有8K的只讀存儲(chǔ)器和256K的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。它有40引腳、32個(gè)雙向輸入端口、2個(gè)中斷接口、3個(gè)16位計(jì)數(shù)器和2個(gè)串行通信接口等,并且兼容MCS-51指令系統(tǒng)。時(shí)鐘頻率為0~24MHz,電源的接入端為-5~+5V。2.2時(shí)鐘及復(fù)位電路設(shè)計(jì)該單片機(jī)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(dāng)系統(tǒng)工作的時(shí)候,如果遇到故障或者復(fù)雜狀態(tài)的時(shí)候,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。此單片機(jī)的自動(dòng)復(fù)位功能互主要是通過(guò)電容充放電實(shí)現(xiàn)的。手動(dòng)按鍵復(fù)位主要是通過(guò)電阻與電源相接通。2.3人機(jī)接口電路設(shè)計(jì)人機(jī)接口電路主要實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)進(jìn)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(duì)LED的顯示接口電路和鍵盤電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的簡(jiǎn)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(yáng)極管路組成,并且是動(dòng)態(tài)顯示的。為了更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制,采用4位獨(dú)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(jiǎn)單、成本低。2.4數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)要想精確的實(shí)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(jiǎn)單、安全、自動(dòng)測(cè)量。根據(jù)實(shí)際的情況,選用SWR-2傳感器。當(dāng)傳感器采集后,需要進(jìn)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(dāng)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)后,就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。由于測(cè)量的數(shù)據(jù)比較多,根據(jù)要求就選擇AT24C16存儲(chǔ)器。它具有2048個(gè)8位字節(jié),有16K串行存儲(chǔ)器,通過(guò)總線進(jìn)行操作。2.5輸出驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)繼電器是輸出電路的重要組成部分,其作用主要是對(duì)電磁閥的驅(qū)動(dòng)和控制,進(jìn)而完成噴頭的動(dòng)作。另外,為了提高整個(gè)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(jī)之間。此供電系統(tǒng)為雙電源供電。三、遠(yuǎn)程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是灌溉系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)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(hào)采集模塊、信號(hào)的初始化模塊、系統(tǒng)控制模塊、限定時(shí)間顯示模塊等。上述各部分模塊,相互配合,能夠在限定時(shí)間內(nèi)完成農(nóng)作物的灌溉??刂葡到y(tǒng)具有通用性強(qiáng)、安全性高、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)單片機(jī)STC89C52上電后,首先進(jìn)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(biāo)志位以及變量的初始化。完成這些后,整個(gè)系統(tǒng)程序就會(huì)進(jìn)入主程序,單片機(jī)根據(jù)采集的土壤濕度信息,通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行變換,后與程序中設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較,經(jīng)過(guò)一定的對(duì)比,LED顯器就會(huì)顯示實(shí)況下土壤的濕度情況。如果得到的數(shù)值比標(biāo)準(zhǔn)值大,軟件程序就會(huì)不停的采集程序和數(shù)值的顯示,反之程序就會(huì)按照步驟進(jìn)行,啟動(dòng)設(shè)計(jì)好的子程序,進(jìn)一步對(duì)電磁閥控制和噴頭時(shí)間的限定,直到土壤的濕度值和設(shè)定的值相差不大。整個(gè)系統(tǒng)也是有時(shí)間限定,若超過(guò)時(shí)間定值,則會(huì)重新初始化,并重新開始農(nóng)作物的灌溉。軟件系統(tǒng)的時(shí)鐘程序主要完成的是對(duì)單片機(jī)STC89C52的定時(shí)和計(jì)時(shí)。單片機(jī)的接口T0可以通過(guò)編程調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間顯示情況以及對(duì)象的確定。軟件的鍵盤掃描程序主要針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中軟件的抖動(dòng)和按鍵狀態(tài)的測(cè)試。整個(gè)掃描程序是每隔50ms進(jìn)行一次掃描。為了更好的防止鍵在操作的過(guò)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(jì)主要是根據(jù)所采用的共陽(yáng)極數(shù)碼管情況進(jìn)行。當(dāng)整個(gè)二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí),此時(shí)數(shù)碼管就會(huì)點(diǎn)亮。因此,并列的共陽(yáng)極數(shù)碼管就能清晰的顯示時(shí)間的變化。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)系現(xiàn)實(shí)的時(shí)候,數(shù)碼管內(nèi)的數(shù)字以一定的格式保存在ROM中,通過(guò)翻譯過(guò)來(lái)的不同數(shù)碼,調(diào)用存儲(chǔ)的內(nèi)容,進(jìn)一步顯示時(shí)間的變化。在進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的時(shí)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(chǔ)主要是AT24C16,此時(shí)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(shí)的寫入不同的字節(jié)??偩€的傳送并不影響時(shí)鐘線電平的變化,在滿足空閑的情況,數(shù)據(jù)傳送的信號(hào)就會(huì)啟動(dòng)。四、遠(yuǎn)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(jì)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(biāo)代碼通過(guò)編程器JDT-2008燒入所需的STC89C52單片機(jī)中。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,傳感器檢測(cè)數(shù)的數(shù)值與實(shí)際的數(shù)值相差不大,基本上滿足要求。總結(jié)隨著時(shí)代的發(fā)展,我國(guó)的水資源日益緊缺,因此對(duì)農(nóng)作物的灌溉方式選擇就顯得格外重要。根據(jù)實(shí)際需求,本文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)STC89C52的遠(yuǎn)程節(jié)水灌溉系統(tǒng)。首先介紹了國(guó)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(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì),主要包括單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、時(shí)鐘及復(fù)位電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、人機(jī)接口電路設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)等。完成硬件設(shè)計(jì),就需要對(duì)軟件進(jìn)行程序編寫,軟件程序的設(shè)計(jì)主要包括主監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)、按鍵識(shí)別和處理程序設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)等。最后,對(duì)設(shè)計(jì)的灌溉系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn),整個(gè)系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)的要求,設(shè)計(jì)成本低、運(yùn)行可靠、安全性高、操作比較簡(jiǎn)單。它不僅克服了設(shè)計(jì)傳輸?shù)睦щy,而且為同類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jī)的遠(yuǎn)程灌溉節(jié)水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格,也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商,出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(jì)、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(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。