基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化專業(yè)

《基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化專業(yè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化專業(yè)（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、I 題目: 基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要近年來(lái)隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)通風(fēng)控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于物品的安全儲(chǔ)存。倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)系統(tǒng)能夠?qū)Ξ?dāng)前倉(cāng)庫(kù)的溫度進(jìn)行檢測(cè)。并且根據(jù)實(shí)際溫度啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)降溫，當(dāng)溫度降低時(shí)關(guān)閉風(fēng)機(jī)，停止報(bào)警。就目前發(fā)展來(lái)看，倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)通風(fēng)控制系統(tǒng)必然會(huì)成為企業(yè)公司貨物管理當(dāng)中不可缺少的一部份。本文基于 ATmega128 單片機(jī)設(shè)計(jì)了倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)，通過(guò)將溫度傳感器采集的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度同設(shè)定的溫度閾值進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)控制，鍵盤(pán)模塊可完成閾值溫度的調(diào)節(jié)，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度通過(guò)數(shù)碼管顯示模塊予以顯示。經(jīng)過(guò)測(cè)試，本設(shè)計(jì)符合預(yù)期要求，可將倉(cāng)庫(kù)溫度控制在設(shè)定的范圍之內(nèi)，對(duì)于

2、倉(cāng)庫(kù)貨物的保存具有良好的輔助作用。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包含主控模塊、傳感器模塊、顯示模塊以及報(bào)警模塊等六大組成部分。通過(guò)對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部溫度的采集和分析，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)降溫的目的。本設(shè)計(jì)力爭(zhēng)做到準(zhǔn)確、實(shí)用、操作方便。關(guān)鍵詞：通風(fēng)；傳感器；DS18B20；單片機(jī)IIAbstractIn recent years, with the continuous development of society, the warehouse automatic ventilation control system has been widely used for the safe storage of articles. T

3、he warehouse ventilation system is capable of detecting the temperature of the current warehouse. And start the fan to reduce the temperature according to the actual temperature, turn off the fan when the temperature is lowered, and stop the alarm. As far as the current development is concerned, the

4、 warehouse automatic ventilation control system will inevitably become an indispensable part of the companys cargo management.This paper designs a vegetable greenhouse thermostatic control system based on ATmega128 single-chip microcomputer. By comparing the temperature in the warehouse collected by

5、 the temperature sensor with the set temperature threshold, the temperature is automatically controlled. The keyboard module can adjust the threshold temperature and the temperature in the warehouse can pass. The digital tube display module is displayed. After testing, the design meets the expected

6、requirements, and the warehouse temperature can be controlled within the set range, which has a good auxiliary effect on the storage of warehouse goods. The system designed in this paper consists of six major components: main control module, sensor module, display module and alarm module. Through th

7、e collection and analysis of the internal temperature of the warehouse, the purpose of ventilation cooling is achieved. This design strives to be accurate, practical and easy to operate.Keywords：ventilation; sensor; DS18B20; single-chip microcomputerIII目 錄摘 要 .IAbstract.II目 錄.III第 1 章 緒論.11.1 課題研究背景

8、.11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.11.3 本文組織結(jié)構(gòu).2第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì).32.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇.32.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu).32.3 系統(tǒng)工作原理.4第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).53.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu).53.2 單片機(jī)控制電路.53.3 溫度測(cè)量電路.93.3.1 DS18B20 簡(jiǎn)介.93.3.2 溫度測(cè)量電路.123.4 顯示電路.123.4.1 LED 簡(jiǎn)介.123.4.2 顯示電路.143.5 按鍵輸入電路.143.5.1 按鍵說(shuō)明.143.5.2 按鍵消抖.143.5.3 按鍵電路.153.6 通風(fēng)控制電路.153.6.1 光電耦合器簡(jiǎn)介.15IV3.6.2 通風(fēng)控制電路.16

9、3.7 報(bào)警電路.163.8 系統(tǒng)整體電路.17第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).184.1 主程序.184.2 溫度測(cè)量子程序.184.3 按鍵識(shí)別子程序.194.4 顯示子程序.20第 5 章 系統(tǒng)仿真與總結(jié).225.1 仿真軟件簡(jiǎn)介.225.2 系統(tǒng)仿真.225.3 總結(jié).24參考文獻(xiàn).26致 謝.271第 1 章 緒論1.1 課題研究背景溫度作為生產(chǎn)生活中的重要參數(shù)對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)而言具有舉足輕重的作用。溫度變化體現(xiàn)在物質(zhì)的物理和化學(xué)反應(yīng)變化過(guò)程之中，隨著人們對(duì)于生產(chǎn)工業(yè)要求的不斷提升，對(duì)溫度控制的必要性也隨之升高生，因此怎樣實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制成為學(xué)術(shù)界專家學(xué)者研究的重點(diǎn)之一。對(duì)于不同場(chǎng)景下所采用

10、的加熱和控制方式均有所差異。近年來(lái)，隨著單片機(jī)的快速發(fā)展，利用單片機(jī)作為主控模塊構(gòu)建溫度控制系統(tǒng)成為研究者研究熱點(diǎn)之一，單片機(jī)作為主控單元具有功耗低、性能高、體積小等諸多優(yōu)勢(shì)，可滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。對(duì)于倉(cāng)庫(kù)而言，溫度和濕度的控制對(duì)于延長(zhǎng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)物品的儲(chǔ)存時(shí)間而言顯得尤為重要，所以開(kāi)發(fā)實(shí)用而且可靠的倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)通風(fēng)控制系統(tǒng) 是一件很有必要的事。伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，貨物的流通量越來(lái)越大，在貨物的中轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)中往往是成千上萬(wàn)件貨物存放在一起，如果倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部的溫度和濕度不能控制在一定的條件之中，就會(huì)影響貨物的長(zhǎng)期儲(chǔ)存，給企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)巨大損失。在糧倉(cāng)中儲(chǔ)存糧食時(shí)，糧倉(cāng)的溫度和濕度是影響糧食安全的重要影響因素，在進(jìn)

11、行儲(chǔ)存時(shí)，若溫濕度發(fā)生異常，則會(huì)造成糧食腐敗或者出現(xiàn)病蟲(chóng)害等影響糧食質(zhì)量的現(xiàn)象。除此之外，糧食的儲(chǔ)存也受到糧倉(cāng)內(nèi)氣體，微生物等的影響。在目前，糧食保質(zhì)保量的存儲(chǔ)仍然是一個(gè)不容易達(dá)到的目標(biāo)，為保證糧食倉(cāng)庫(kù)中的溫度和濕度保持在一個(gè)正常的水平，對(duì)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的溫濕度的監(jiān)控是必不可缺少的。溫度的監(jiān)控在工業(yè)界的應(yīng)用也十分廣泛，當(dāng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部溫度超過(guò)正常水平的時(shí)候，儲(chǔ)存物品就會(huì)發(fā)霉變質(zhì)或者包裝變形，所以隨時(shí)監(jiān)控倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部溫度的變化，具有非常重要的實(shí)際意義，倉(cāng)庫(kù)溫度監(jiān)控系統(tǒng)就是為倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度變化而設(shè)計(jì)的。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀溫度檢測(cè)控制技術(shù)是倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)降溫的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前，國(guó)內(nèi)已有多家公司和企業(yè)生產(chǎn)倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)溫度檢

12、控產(chǎn)品。雖然這些產(chǎn)品品種繁多，但他們的基本功能是一致的。多是通過(guò)對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)外的溫度進(jìn)行檢測(cè)和分析，然后通過(guò)機(jī)械通風(fēng)的方式來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制。在這些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)考慮環(huán)境，成本等因素的不同會(huì)采用不同的溫度傳感器和主控電路隨著微型計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)的逐漸成熟，在工業(yè)上自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)也被廣泛應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，大大提高生產(chǎn)的效率和安全性。同時(shí)倉(cāng)庫(kù)的溫度自動(dòng)控制方面也有了明顯的進(jìn)展。國(guó)外的倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)二十幾年的發(fā)展十分迅速，他們結(jié)合本國(guó)的工業(yè)的條件設(shè)計(jì)出具有特色的工業(yè)成就。他們2設(shè)計(jì)的倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控產(chǎn)品具有較高的技術(shù)水準(zhǔn)，但是他們生產(chǎn)的產(chǎn)品價(jià)格往往比較昂貴。近年來(lái)我國(guó)引進(jìn)

13、國(guó)外多家公司生產(chǎn)的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境控制系統(tǒng)，吸收了國(guó)外大量先進(jìn)成熟的技術(shù)，有效的推動(dòng)了我國(guó)的環(huán)境溫濕度自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。但存在的如，造價(jià)高，功耗大，不能與我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品配套等問(wèn)題，并未有使我國(guó)環(huán)境調(diào)控技術(shù)有根本的變革。當(dāng)前，我國(guó)的工業(yè)水平并不發(fā)達(dá)。中國(guó)的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境調(diào)控技術(shù)的發(fā)展應(yīng)符合自己工業(yè)化道路，先引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)加以消化，再改進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展出既能符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，又能適應(yīng)各種環(huán)境，具有國(guó)際先進(jìn)水平的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境檢控系統(tǒng)，同時(shí)還因研制具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù)。集成智能傳感器是一個(gè)新興的發(fā)展領(lǐng)域，具有很好的發(fā)展前途和廣大的市場(chǎng)。這需要先進(jìn)集成電路和微機(jī)械加工技術(shù)，我國(guó)技術(shù)水平還很落后 。所以我們要

14、在集成電路工藝和微機(jī)械加工方面獨(dú)辟蹊徑，讓智能傳感器的研制和生產(chǎn)具有一定的能力，為傳感器的智能化和集成化奠定基礎(chǔ)。電子自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展為傳感器的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)并對(duì)傳感器的發(fā)展提出了更高的要求。這促進(jìn)了傳感器智能化，集成化技術(shù)的日益成熟。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的一些大公司和高等院校也開(kāi)始投入大量人力物力對(duì)溫濕度傳感器進(jìn)行研究，大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和發(fā)展在很大程度上為集成式傳感器的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，使傳感器朝著集成化，智能化的方向不斷發(fā)展，成為新的發(fā)展潮流1.3 本文組織結(jié)構(gòu)倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)控制通風(fēng)系統(tǒng)主要用于保證倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部溫度處于安全值以內(nèi)。本文基于此主要研究了倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)通風(fēng)降溫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

15、論文的主要研究?jī)?nèi)容安排介紹如下：第 1 章，對(duì)本系統(tǒng)的研究背景以及當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了說(shuō)明。第 2 章，在本章節(jié)實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)總體方案的選擇和確定。第 3 章，實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。第 4 章，實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。第 5 章，對(duì)基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試，并評(píng)價(jià)系統(tǒng)時(shí)會(huì)否達(dá)到預(yù)期功能。3第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇本文基于 ATmega128 單片機(jī)設(shè)計(jì)了倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)，通過(guò)將溫度傳感器采集的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度同設(shè)定的溫度閾值進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)控制，鍵盤(pán)模塊可完成

16、閾值溫度的調(diào)節(jié)，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度通過(guò)數(shù)碼管顯示模塊予以顯示。經(jīng)過(guò)測(cè)試，本設(shè)計(jì)符合預(yù)期要求，可將倉(cāng)庫(kù)溫度控制在設(shè)定的范圍之內(nèi)，對(duì)于倉(cāng)庫(kù)貨物的保存具有良好的輔助作用。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包含主控模塊、傳感器模塊、顯示模塊以及報(bào)警模塊等六大組成部分。通過(guò)對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部溫度的采集和分析，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)降溫的目的。在主控模塊采用 ATmega128 單片機(jī)，該單片機(jī)系統(tǒng)體積小，系統(tǒng)的可靠性高，系統(tǒng)的成本低的優(yōu)勢(shì)它可稱為世界上最小的應(yīng)用系統(tǒng)。溫度采集模塊采用 DS18B20 溫度傳感器，DS18B20數(shù)字溫度計(jì)測(cè)量范圍廣，傳輸信息是利用單線接口來(lái)進(jìn)行的，因此和 CPU 之間只存在一個(gè)接地連接。溫度測(cè)量范圍為-40+120C

17、，誤差為百分之五 不需要外部電源供電。溫度的顯示部分采用 LED 顯示模塊完成，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)單片機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，在內(nèi)部溫度超過(guò)預(yù)設(shè)值的時(shí)候發(fā)出警報(bào)聲。用戶輸入模塊就采用簡(jiǎn)單的機(jī)械按鍵來(lái)對(duì)系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行加減。電機(jī)通風(fēng)電路就采用光電耦合電路對(duì)通風(fēng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在超過(guò)預(yù)設(shè)溫度開(kāi)始工作。2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將系統(tǒng)電路劃分為六大部分，分別是：ATmega128 核心模塊、用戶輸入模塊、顯示電路、溫度采集模塊、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和聲音報(bào)警模塊。系統(tǒng)的硬件架構(gòu)如圖 2-1 所示。 報(bào)警電路電機(jī)電路顯示電路主 控 系 統(tǒng)溫度采集電路按鍵電路圖 2-1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)各模塊具體說(shuō)明

18、如下：（1）ATmega128 核心模塊包括一個(gè)“最小”ATmega128 的應(yīng)用系統(tǒng)，最小系統(tǒng)是核心控制模塊。4（2）顯示模塊主要用于顯示當(dāng)前系統(tǒng)所檢測(cè)的溫度信息和預(yù)置的溫度。（3）用戶輸入模塊主要用于用戶的輸入，對(duì)警報(bào)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。（4）溫度采集模塊主要用于采集當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)。（5）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。（6）聲音報(bào)警模塊提供報(bào)警聲音。 2.3 系統(tǒng)工作原理本文是基于 ATmega128 單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)通過(guò)新型的溫度傳感器 DS18B20 對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫。將數(shù)據(jù)傳遞給核心控制器，并在 LED 上顯示當(dāng)前溫度值。如果溫度超過(guò)預(yù)設(shè)值，就開(kāi)啟蜂鳴器報(bào)警

19、并啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)降溫。系統(tǒng)初始化用戶修改修改預(yù)設(shè)溫度讀取當(dāng)前溫度對(duì)比預(yù)設(shè)溫度報(bào)警開(kāi)啟風(fēng)機(jī)停止報(bào)警，關(guān)閉風(fēng)機(jī) 超過(guò) 低于圖 2-2 系統(tǒng)工作流程圖 5第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)對(duì)所要研究的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的研究和分析，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì)如下圖所示。Atmega128DS18B20電動(dòng)機(jī)通風(fēng)LED顯示蜂鳴器按鍵輸入圖 3-1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖3.2 單片機(jī)控制電路在單片機(jī)模塊的選擇中，對(duì)比了幾個(gè)可行的方案，發(fā)現(xiàn)該型號(hào)的單片機(jī)除了穩(wěn)定性強(qiáng)、低功耗、低價(jià)格成本以外，還因?yàn)樵搯纹瑱C(jī)的封裝工藝，使得通過(guò)自身的兩列管腳直接插入到設(shè)備的底座上。該型號(hào)的單片機(jī)的輸入輸出端口多

20、，具有P0、P1、P2、P3 四個(gè)端口，后三個(gè)是雙向端口，而第一個(gè)端口則需要外接上拉電阻才能當(dāng)常規(guī) I/O 口使用。該型號(hào)的單片機(jī)的制度存儲(chǔ)器能夠根據(jù)使用需要進(jìn)行擴(kuò)展，支持的最大擴(kuò)展內(nèi)存為 64KB，而系統(tǒng)的隨機(jī)存儲(chǔ)器大小為 256 字節(jié)。經(jīng)過(guò)以上的對(duì)比和總結(jié)，系統(tǒng)的主控模塊選擇 ATmega128 單片機(jī)。該單片機(jī)多級(jí)中斷,可以 64KB 范圍內(nèi)尋址，都具有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量也有了加大，有的還自帶片內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。這類單片機(jī)的性價(jià)比很高現(xiàn)在也被較多的使用。高集成單片機(jī)階段，陸續(xù)有16 位和 32 位單片機(jī)推出。集成電路技術(shù)也得到了空前的發(fā)展，許多新型高集成的單片機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)，單片機(jī)

21、的性能更加優(yōu)越產(chǎn)品也更加豐富多彩。在幾十年里單片機(jī)就經(jīng)歷了 4 位、8 位、16 位、32 位幾個(gè)階段，并廣泛的應(yīng)用于我們生活的各個(gè)方面，大到飛機(jī)火箭，小到手機(jī)玩具，單片機(jī)與我們的生活密切相關(guān)，單片機(jī)的應(yīng)用也在逐漸進(jìn)入新的階段。Tmega128 是 AVR 系列中功能最強(qiáng)大的單片機(jī),具有如下主要技術(shù)特點(diǎn):(1)它是 8051 單片機(jī)的升級(jí)優(yōu)化版本，所以擁有更加強(qiáng)勁的 CPU;(2)P3.0/P3.1 端口負(fù)責(zé)芯片的程序編任務(wù);(3)單片機(jī)的的工作電壓分為 3 和 5V 兩種;(4)存儲(chǔ)器通過(guò)片上集成最高達(dá)到 1280 字節(jié);6(5)設(shè)備的輸入輸出端口眾多;(6)設(shè)備的時(shí)鐘輸出有 3 路;(7)

22、互在系統(tǒng)中可以直接編輯聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商; 該型號(hào)的單片機(jī)本身已經(jīng)提供了大量的輸入輸出接口，但是當(dāng)需要的輸入的數(shù)據(jù)路數(shù)很多時(shí)，還可以通過(guò)串行口方式根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。并且在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)占用的情況，是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的擴(kuò)展方式。圖 3-2 ATmega128 的引腳表 3-1 TAmega128 的引腳功能引腳引腳功能VCC，GND數(shù)字電路電源和接地端A 口（PA7PA0）B 口（PB7PB0）C 口引口是一個(gè) 8 位的雙向 I/O 口，端口也和其他的引腳一樣可以作為一個(gè) 8 位雙向 I/O 口，引腳的內(nèi)部有可以選擇的上拉電阻，輸出緩沖也同樣有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性 ，包括輸入電流與輸出電流。當(dāng)引腳作為輸入端使

23、用的時(shí)候，如果拉低了它的外部，會(huì)因?yàn)樯侠娮璧拇嬖?，引腳將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，接口為三態(tài)，這個(gè)時(shí)候時(shí)鐘還未起振。（A，B，C，D，E 具有的相同功能）7（PC7PC0）D 口（PD7PD0）E 口（PE7PE0）F 口（PF7PF0）F 口是 A/D 轉(zhuǎn)換的模擬入口。但不使用轉(zhuǎn)換器等時(shí)候，F(xiàn) 口也和其他的引腳一樣可以作為一個(gè) 8 位雙向 I/O 口，引腳的內(nèi)部有可以選擇的上拉電阻，輸出緩沖也同樣有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性 ，包括輸入電流與輸出電流。當(dāng) F 口作為輸入端使用的時(shí)候，如果拉低了它的外部，會(huì)因?yàn)樯侠娮璧拇嬖?，引腳將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，F(xiàn) 口為三態(tài)，即使此時(shí)時(shí)鐘還未起振。如果JTAG

24、接口使能，即使復(fù)位發(fā)生，PF7（TD1），PF5（TMS）和PF4（TCK）上的上拉電阻將被激活，F(xiàn) 口也具有 JTAG 接口的功能G 口（PG4PG0）5 位的雙向 I/O 口，內(nèi)部有可以編程的上拉電阻。其輸出緩沖器可以輸出和吸收大電流 它也是具有對(duì)稱性。作為輸入使用時(shí)，如果片內(nèi)的上拉電阻使能，那么在外部拉低的情況下，端口就會(huì)輸出電流。復(fù)位發(fā)生時(shí)端口 G 為三態(tài)。RESET復(fù)位輸入引腳。系統(tǒng)復(fù)位的條件是超過(guò)的低電平的輸入。低于最小門(mén)限時(shí)間脈沖并不能保證可靠復(fù)位。XTAL1主要作為反向振蕩器及片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入XTAL2反向振蕩器放大器的輸出AVCC作為端口 F 和轉(zhuǎn)化起的電源端，需要與

25、VCC 相連接，即使沒(méi)有使用 ADC也應(yīng)該如此。在使用 ADC 轉(zhuǎn)換器的時(shí)候與 ACC 連接要通過(guò)一個(gè)低通的濾波器。AREFADC 轉(zhuǎn)換器 的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。PENSPI 串行下載的使能引腳。在上電復(fù)位過(guò)程中保持 PEN 為低電平將使器件進(jìn)入 SPI 串行，在正常工作狀態(tài)下該 引腳沒(méi)有其他功能ATmega128 單片機(jī)同其他機(jī)型的單片機(jī)類似，端口具有第二功能，根據(jù)設(shè)置的不同功能就不同。表 3-2 B 口的第二功能引腳第二功能8PB7OC2/OC1C（T/C2 的輸出比較和 PWM 輸出，或是 T/C1 的輸出比較和 PWM）PB6OC1B（T/C1 的輸出比較和 PWM 輸出 B）PB5OC

26、1A（T/C1 的輸出比較和 PWM 輸出 A）PB4OC0（T/C0 的輸出比較和 PWM 輸出）PB3MISO（SPI 總線的主機(jī)輸入/從機(jī)輸出信號(hào)）PB2MOSI（SPI 總線的主機(jī)輸入/從機(jī)輸出信號(hào)）PB1SCK（SPI 總線的串行時(shí)鐘）PB0SS（SPI 從機(jī)選擇引腳）表 3-3 D 口的第二功能引腳第二功能PD7T2（T/C2 的時(shí)鐘輸入）PD6T1（T/C1 的時(shí)鐘輸入）PD5XCK1（USART1 的外部時(shí)鐘輸入/輸出）PD4ICP1（T/C1 輸入捕捉的觸發(fā)引腳）PD3INT3/TXD1（外部中斷 3 的輸入引腳，或是 UART1 發(fā)送引腳）PD2INT2/RXD1（外部中斷

27、 2 的輸入引腳，或是 UART1 接收引腳）PD1INT1/SDA（外部中斷 1 的輸入引腳，或是 TW1 的串行數(shù)據(jù)）PD0INT0/SCL（外部中斷 0 的輸入引腳，或是 TW1 的串行數(shù)據(jù)）表 3-4 E 口的第二功能引腳第二功能PE7INT7/IC3（外部中斷 7 的引腳入口，或是 T/C3 輸入捕捉觸發(fā)引腳）PE6INT6/T3（外部中斷 6 的輸入引腳，或是 T/C3 的時(shí)鐘輸入）PE5INT5/OC3C（外部中斷 5 的輸入引腳，或是 T/C3 的輸入比較和 PWM 輸出 C 引腳）PE4INT4/OC3B(外部中斷 4 的輸入引腳，或是 T/C3 的輸入比較和9PWM 輸出

28、B 引腳)PE3ALN1/OC3A（模擬比較器負(fù)輸入端或是 T/C3 的輸入比較和PWM 輸出 A 引腳)）PE2ALNO/XCK0（模擬比較器正輸入端，或是 USARTO 的外部輸入/輸出時(shí)鐘）PE1PDO/TXD0（編程數(shù)據(jù)輸出，或是 USART0 的發(fā)送引腳）PE0PD1/RXD0（編程數(shù)據(jù)輸出，或是 USART0 的接收引腳）3.3 溫度測(cè)量電路本次設(shè)計(jì)需要及時(shí)得到倉(cāng)庫(kù)的溫度信息，并把得到的數(shù)據(jù)信息傳遞到主控系統(tǒng)。所以本次設(shè)計(jì)我們需要用到溫度傳感器，DS18B20 溫度傳感器是溫度采集電路用來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的，該傳感器的第一引腳是用來(lái)接地，第二引腳是用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出的功能，接一個(gè) 4.

29、7K 的上拉電阻，第三引腳用來(lái)接一個(gè)電源 VCC.3.3.1 DS18B20 簡(jiǎn)介1、DS18B20 的主要技術(shù)特點(diǎn)DS18B20 相較于其他溫度傳感器而言具有更為明顯的優(yōu)勢(shì)，這體現(xiàn)在 DS18B20 具有更為廣泛的測(cè)量范圍和精度、可選更小的封裝方式，符合構(gòu)建經(jīng)濟(jì)且可靠性高的系統(tǒng)，這也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)者們做出選擇的重要原因。2、DS18B20 的引腳和封裝 圖 3-3 引腳圖 圖 3-4 封裝圖表 3-5 DS18B20 的引腳說(shuō)明引腳序號(hào)說(shuō)明1GND接地102DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，一線輸出，漏極開(kāi)關(guān)3VDD可選的 VDD 引腳3、DSA18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DSA18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3-5

30、 所示。圖 3-5 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖根據(jù)上圖可知 DSA18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含四大部分，分別為配置寄存器、溫度傳感器、觸發(fā)器以及 64 位 ROM。ROM 中序列號(hào)在出廠時(shí)已被刻好，可將其視為地址序列碼，不同 DS18B20 的序列碼均不同。ROM 的作用是保證每個(gè) DS18B20 具有其自身的工作特性，因此可在相同的總線上掛接多個(gè)溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度的測(cè)量。4、DS18B20 通信協(xié)議DS18B20 采用一線通信接口，采用該通信結(jié)構(gòu)首先需要完成 ROM 設(shè)定，使其具備控制和記憶功能。在程序執(zhí)行之后 DS18B20 傳感器可實(shí)現(xiàn)外部溫度信息的實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)儲(chǔ)存在 DS1

31、8B20 存儲(chǔ)器當(dāng)中。用一個(gè)控制命令來(lái)控制 DS18B20 完成溫度測(cè)量工作，所測(cè)得的數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存于溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)單元中，除此之外還可完成記憶功能命令執(zhí)行，溫度報(bào)警器的觸發(fā)包含一字節(jié) EEPROM 數(shù)據(jù)。EEPROM 是非易失性記憶體，可以長(zhǎng)期存放需要保存的數(shù)據(jù)，這些寄存器可以存儲(chǔ)一般的數(shù)據(jù)信息，還可以通過(guò)一個(gè)記憶功能命令來(lái)完成片上的字節(jié)配置。5、DS18B20 測(cè)溫原理11圖 3-6 DS18B20 溫度傳感器測(cè)量原理控單元借助于 Scratchpad 存儲(chǔ)模塊對(duì)溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取以及調(diào)用，還可以使用功能指令完成數(shù)據(jù)格式的調(diào)整。圖中低溫系數(shù)晶振不會(huì)隨溫度的變化改變。高溫系數(shù)晶

32、振主要作為計(jì)數(shù)器二的輸入信號(hào)脈沖，它的振蕩率隨溫度變化會(huì)出現(xiàn)較大的起伏。DS18B20 必須經(jīng)過(guò)三次轉(zhuǎn)化才能把芯片所測(cè)實(shí)時(shí)溫度轉(zhuǎn)化。如果要對(duì)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，必須先對(duì) DS18B20 進(jìn)行初始化，然后再進(jìn)行 RPM 操作命令。 6、DS18B20 注意事項(xiàng)（1）在對(duì)溫度傳感器進(jìn)行程序編寫(xiě)之前需要保證溫度傳感器模塊時(shí)序正常，否則該模塊將不能達(dá)到預(yù)期的測(cè)溫效果，在程序編寫(xiě)的過(guò)程中最好采用匯編語(yǔ)言完成，一期增強(qiáng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度。（2）通過(guò)微處理器總線驅(qū)動(dòng)解決單總線連接點(diǎn)過(guò)多問(wèn)題。（3）在 DS18B20 測(cè)溫程序時(shí)，要延時(shí)一段時(shí)間并等待傳感器信號(hào)返回，否則將可能進(jìn)入死循環(huán)，由此可知在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)予

33、以重視3.3.2 溫度測(cè)量電路測(cè)溫系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，它的系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，有較高的精度，無(wú)需外部DS18B20電路，范圍也符合一般的要求，可以用于多種的測(cè)溫系統(tǒng)當(dāng)中。 在本文中，的主要功能是采集倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)，然后傳遞到單片機(jī)DS18B20種進(jìn)行分析。溫度采集模塊電路圖如下所示：12圖 3-7 DS18B20 與單片機(jī)連接電路3.4 顯示電路3.4.1 LED 簡(jiǎn)介溫度顯示一般采用 LED（Light-Emitting Diode）和 LCD。LED（Light-Emitting Diode）：LED 即發(fā)光二極管，是生產(chǎn)生活中常見(jiàn)的半導(dǎo)體元件，發(fā)光二極管的主要工作原理是通過(guò)載流子復(fù)合效應(yīng)實(shí)現(xiàn)

34、發(fā)光。發(fā)光二極管可發(fā)出的顏色包含常見(jiàn)的紅黃藍(lán)白等多種。LED 照明產(chǎn)品即使用半導(dǎo)體發(fā)光二極管制造的照明設(shè)備，用于生產(chǎn)生活的照明領(lǐng)域之中。LED 由 GaAs 以及 GaAsP 等半導(dǎo)體制作而成，在半導(dǎo)體材料之中會(huì)通過(guò)摻雜工藝使 LED 發(fā)光二極管產(chǎn)生 P、N 結(jié)。至此二極管便具有伏安特性，在特殊條件下還具有發(fā)光特性。 圖 3-8 共陽(yáng)極和共陰極 LED 圖 3-9 典型的七段 LEDLED 數(shù)碼管要加上對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路后才能實(shí)現(xiàn)正常顯示，根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同可將其分為兩種類型，其一為靜態(tài)形式，其二為動(dòng)態(tài)顯示。1、靜態(tài)顯示靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式也稱之為直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)指的是數(shù)碼管每個(gè)段碼均連接單片機(jī)的輸入輸

35、出接口并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或使用 BCD 碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，靜態(tài)驅(qū)動(dòng)具有編程簡(jiǎn)單、顯示效果清晰等諸多優(yōu)勢(shì)，但是占用的端口較多，因此會(huì)增加硬件電路的復(fù)雜性。 2、動(dòng)態(tài)顯示LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方式是當(dāng)前 LED 中使用最多的形式之一，相較于靜態(tài)顯示方式而言，具有占用接口少以及效率高等多種優(yōu)勢(shì)，在動(dòng)態(tài)顯示中數(shù)碼管是依次點(diǎn)亮的，因此只要系統(tǒng)刷新夠快，由于視覺(jué)存在暫留，人眼看到的畫(huà)面是十分穩(wěn)定的。因此動(dòng)態(tài)顯示與靜態(tài)顯示具有相同的效果，但是動(dòng)態(tài)顯示功耗更低。3.4.2 顯示電路此次設(shè)計(jì)采用七段數(shù)碼管予以顯示，具體電路圖如下：13圖 3-10 顯示電路3.5 按鍵輸入電路3.5.1 按鍵說(shuō)明按鍵是外部命令的觸發(fā)點(diǎn)，一個(gè)

36、按鍵從按下到松開(kāi)是一個(gè)外部命令輸入的過(guò)程，精確完成不同按鍵動(dòng)作的實(shí)時(shí)判別對(duì)于系統(tǒng)正常運(yùn)行而言具有重要作用。當(dāng)前大多數(shù)開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，一次電平變化即一次命令轉(zhuǎn)換，但是在實(shí)際工作過(guò)程中鍵盤(pán)可能會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，按鍵信號(hào)有誤差，因此在進(jìn)行按鍵電路設(shè)計(jì)時(shí)要將干擾信號(hào)去除，在本文中通過(guò)在按鍵電路中加上電容來(lái)去除干擾信號(hào)，通常而言這樣做會(huì)增加成本，但是可使得電路更快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。按鍵按下到松開(kāi)的波形如下圖。 圖 3-11 實(shí)際波形 圖 3-12 理想波形3.5.2 按鍵消抖軟件消抖：此次系統(tǒng)中選擇的是獨(dú)立按鍵去進(jìn)行各類參數(shù)設(shè)置；主要的工作機(jī)理為：一但按鍵被按下，就開(kāi)始實(shí)施實(shí)施首次抖動(dòng)檢測(cè)，方法為延時(shí)一段時(shí)間

37、去判定是不是為有效按鍵，等待之后依舊有按鍵按下就說(shuō)明是，此時(shí)賦予其相應(yīng)的鍵值。程序中就能夠采用鍵值去判定相應(yīng)的執(zhí)行操作。確認(rèn)按鍵狀態(tài)后進(jìn)入后面的處理程序了。硬件消抖：利用 RC 積分電路消除抖動(dòng)對(duì)按鍵電路造成的影響。3.5.3 按鍵電路本次設(shè)計(jì)中的用戶輸入模塊采用普通的機(jī)械按鍵對(duì)預(yù)設(shè)溫度值進(jìn)行加減，本次設(shè)計(jì)的用戶輸入電路如圖 3-13 所示。14圖 3-13 按鍵電路3.6 通風(fēng)控制電路3.6.1 光電耦合器簡(jiǎn)介光電耦合器件的主要功能是將發(fā)光元件和光敏元件進(jìn)行組裝，并實(shí)現(xiàn)光信號(hào)和電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。光電耦合器和根據(jù)其原理和結(jié)構(gòu)形式的不同分為多種類型，下圖為最常見(jiàn)的三極管型光電耦合器示意圖。圖 3-1

38、4 常用的三極管型光電耦合器原理圖光電耦合器由兩大部分組成，其一為輸入部分，其二為輸出部分，當(dāng)輸入單有信號(hào)輸入時(shí)二極管正向?qū)?，此時(shí)發(fā)光，光敏元件感應(yīng)光照，光電耦合器開(kāi)始工作。在沒(méi)有輸入電流的時(shí)候，二極體因?yàn)闆](méi)有電流的作用不會(huì)變亮，光敏三極管截止，則 CE不導(dǎo)通。也就是說(shuō)，如果輸入的是低電平的時(shí)候，光敏三極管截止，引腳輸出信號(hào)檢測(cè)為高電平，當(dāng)輸入為高電平，此時(shí)三極管導(dǎo)通，引腳輸出端信號(hào)檢測(cè)為低電平。這種光耦器件有著很高的可靠性和強(qiáng)大的性能受到設(shè)計(jì)者們的喜愛(ài)。光電耦合器具有良好的精度和抗干擾能力其主要原因體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面：（1）輸入阻抗比較小，但干擾源阻抗通常而言較大，當(dāng)存在干擾電壓時(shí)，即使干

39、擾電壓的幅度很大。（2）輸入回路與輸出回路之間不存在電氣聯(lián)系，因此也不存在共地；光電耦合器的絕緣電阻較大，分布電容很小，因此回路產(chǎn)生的干擾信號(hào)不會(huì)傳遞到另一回路之中，避免了干擾信號(hào)的產(chǎn)生。（3）有很強(qiáng)的可靠性，因此安全性較好，當(dāng)外部設(shè)備故障時(shí)儀表也不會(huì)損害，因此光耦合器件輸入輸出回路之間所承受的電壓值較高。 15（4）回應(yīng)延遲時(shí)間較低，僅為 10s 左右 ，因此回路具有較快的響應(yīng)速度，適用于對(duì)于回路要求較高的系統(tǒng)之中。3.6.2 通風(fēng)控制電路通風(fēng)控制電路采用光電耦合器作為驅(qū)動(dòng)電路，如圖 3-15 所示。圖 3-15 通風(fēng)控制電路3.7 報(bào)警電路在本文所設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)控股之系統(tǒng)匯總，

40、采用蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)傳感器檢測(cè)的溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波后傳入單片機(jī)，此時(shí)單片機(jī)將溫度信號(hào)同設(shè)定的閾值予以比較，若超過(guò)設(shè)定閾值則發(fā)出報(bào)警，否則為正常值，并將當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)溫度信息輸出到顯示模塊中予以顯示。 圖 3-16 報(bào)警電路 圖 3-17 蜂鳴器實(shí)物圖3.8 系統(tǒng)整體電路系統(tǒng)整體電路如圖 3-18 所示。16圖 3-18 系統(tǒng)整體電路圖17第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 主程序硬件電路是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。而軟件部分則是整個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂部分，通過(guò)軟件的驅(qū)動(dòng)才可以是整個(gè)系統(tǒng)工作起來(lái)，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。軟件部分是驅(qū)動(dòng)硬件的重要部分，用戶通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的交互，在進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要將軟硬件之間相互

41、結(jié)合，滿足用戶要求。根據(jù)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)主程序流程如下圖所示。初始化ATmega128初始化DS18B20延 時(shí)讀取數(shù)據(jù)溫度顯示數(shù)據(jù)溫度顯示設(shè)置數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和蜂鳴器外部中斷1外部中斷2增加設(shè)置溫度減少設(shè)置溫度圖 4-1 主程序流程圖4.2 溫度測(cè)量子程序 DS18B20 必須經(jīng)過(guò)三次轉(zhuǎn)化才能把芯片所測(cè)實(shí)時(shí)溫度轉(zhuǎn)化。每次開(kāi)始工作前都需要對(duì)芯片進(jìn)行復(fù)位操作，成功后分別發(fā)送一條 ROM 和 RAM 指令，這時(shí)候才可以對(duì)芯片進(jìn)行提前的設(shè)定。復(fù)位要求處理器將數(shù)據(jù)線拉低 500 微秒，釋放，芯片收到信號(hào)后隨機(jī)等待一到六十微秒左右，然后發(fā)出六十微秒的低脈沖，單片機(jī)收到該信號(hào)證明復(fù)位成功。18DS18B20 功能

42、命令在該步驟中完成環(huán)境溫度的轉(zhuǎn)化、寫(xiě)暫存寄存器、讀暫存寄存器、拷貝暫存寄存器、裝載暫存器寄存器、讀供電模式命令。如果要對(duì)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，必須先對(duì) DS18B20 進(jìn)行初始化，然后再進(jìn)行 RPM 操作命令。DS18B20 有其嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議，每一步操作都要遵循該協(xié)議。主控單元借助于存儲(chǔ)模塊對(duì)溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取以及調(diào)用，還可以使用功能指令完成數(shù)據(jù)格式的調(diào)整。 表 4-1 DS18B20 溫度存儲(chǔ)Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0LSB262524232221202-1Bit15Bit14Bit13Bit12Bit11Bit10Bit9Bit8M

43、SBSSSSSSSS溫度測(cè)量子程序流程如圖 4-2 所示。初始化DS18B20發(fā)送跳過(guò)ROM指令發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令延時(shí)等待溫度轉(zhuǎn)化完畢發(fā)送復(fù)位指令發(fā)送匹配ROM指令發(fā)送指令64位序列號(hào)發(fā)送讀取ROM指令讀取匹配的溫度值全部DS18B20結(jié) 束圖 4-2 溫度測(cè)量子程序流程圖4.3 按鍵識(shí)別子程序按鍵是系統(tǒng)重要的輸入設(shè)備，通過(guò)按鍵我們可以調(diào)節(jié)溫度的預(yù)設(shè)值來(lái)控制倉(cāng)庫(kù)。當(dāng)前大多數(shù)開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，一次電平變化即一次命令轉(zhuǎn)換，但是在實(shí)際工作過(guò)19程中鍵盤(pán)可能會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，按鍵信號(hào)有誤差，因此在進(jìn)行按鍵電路設(shè)計(jì)時(shí)要將干擾信號(hào)去除，在本文中通過(guò)在按鍵電路中加上電容來(lái)去除干擾信號(hào)，通常而言這樣做會(huì)增加成本，但

44、是可使得電路更快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。軟件消抖：此次系統(tǒng)中選擇的是獨(dú)立按鍵去進(jìn)行各類參數(shù)設(shè)置；主要的工作機(jī)理為：一但按鍵被按下，就開(kāi)始實(shí)施實(shí)施首次抖動(dòng)檢測(cè)，方法為延時(shí)一段時(shí)間去判定是不是為有效按鍵，等待之后依舊有按鍵按下就說(shuō)明是，此時(shí)賦予其相應(yīng)的鍵值。程序中就能夠采用鍵值去判定相應(yīng)的執(zhí)行操作。確認(rèn)按鍵狀態(tài)后進(jìn)入后面的處理程序了。硬件消抖：利用 RC 積分電路消除抖動(dòng)對(duì)按鍵電路造成的影響。子程序流程如下。 鍵盤(pán)掃描有鍵閉合延時(shí)消抖鍵盤(pán)掃描找到閉合鍵計(jì)算鍵值閉合鍵斷開(kāi)建立有效標(biāo)志返 回建立無(wú)效標(biāo)志NNYY圖 4-3 按鍵輸入子程序流程圖204.4 顯示子程序?qū)囟葌鞲衅髂K所采集的溫度信息在顯示模塊中予以

45、顯示，進(jìn)而幫助用戶判斷當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)溫度是否處于合理范圍之內(nèi)。顯示子程序流程圖。開(kāi)始初始化讀取預(yù)設(shè)讀取DS18B20有鍵按下顯示信息結(jié) 束N 圖 4-4 顯示子程序流程圖21第 5 章 系統(tǒng)仿真與總結(jié)系統(tǒng)測(cè)試分為硬件部分和軟件部分測(cè)試。硬件部分測(cè)試主要是檢測(cè)硬件電路有無(wú)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、電路有無(wú)斷路或短路、各個(gè)焊點(diǎn)有無(wú)虛焊等問(wèn)題，保證在軟件部分調(diào)試的時(shí)候能夠排除因硬件電路問(wèn)題所帶來(lái)的干擾。本次測(cè)試先采用 Proteus 仿真軟件來(lái)模擬測(cè)試系統(tǒng)，做出參考電路，再進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。5.1 仿真軟件簡(jiǎn)介本文采用 Proteus 軟件進(jìn)行仿真，該軟件可完美的仿真出來(lái)系統(tǒng)工作狀況。在仿真調(diào)試時(shí)，我們不用再過(guò)于關(guān)心程序執(zhí)行

46、時(shí)，寄存器或存儲(chǔ)器的內(nèi)容，可以直觀的觀察工程學(xué)角度的電路工作情況。好比以前人們使用匯編操作空間來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，現(xiàn)在人們使用 C+描述事件來(lái)達(dá)到同樣的目的。Proteus 可完成模擬電路、控制電路系統(tǒng)的聯(lián)合仿真，除此之外還可實(shí)現(xiàn) PCB 設(shè)計(jì)等多種功能，該軟件也是當(dāng)前可對(duì)不同類型的微處理器完成動(dòng)態(tài)仿真，實(shí)現(xiàn)在無(wú)目標(biāo)原型條件下的系統(tǒng)仿真和調(diào)試。Proteus 軟件提供了 30 多個(gè)元器件文庫(kù)、7000 余種元器件。元器件設(shè)計(jì)電阻、電容、二極管、三極管、變壓器、繼電器、各種放大器、各種激勵(lì)源、各種微控制器、各種門(mén)電路和各種終端等。Proteus 還提供由交直流電壓器、邏輯分析儀、示波器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和信

47、號(hào)發(fā)生器等虛擬測(cè)試信號(hào)工具。Proteus 主要由兩個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)組成：ISIS 和 ARESProteus 軟件所提供的調(diào)試手段 ：Proteus 提供豐富的測(cè)試信號(hào)實(shí)現(xiàn)電路的調(diào)試，該信號(hào)包含模擬信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)等等，對(duì)于本文所設(shè)計(jì)的軟件和硬件電路，Proteus 具有兩種調(diào)試方法進(jìn)行調(diào)試，其一為總體執(zhí)行、其二為分布執(zhí)行。就前者而言，只要執(zhí)行 Debug 菜單下的 Excute 即可.5.2 系統(tǒng)仿真以下為本次設(shè)計(jì)的仿真圖。圖中的數(shù)碼管用來(lái)顯示預(yù)設(shè)的溫度值和當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)的溫度值，溫度預(yù)設(shè)值通過(guò)外部的 k1，k2 按鍵來(lái)增加和減小預(yù)設(shè)值。按下 k1 鍵預(yù)設(shè)值增加，如圖 5-2。按下 k2 鍵減小預(yù)設(shè)值

48、，如圖 5-3。22圖 5-1 達(dá)到設(shè)定溫度圖 5-2 提高設(shè)定溫度23圖 5-3 降低設(shè)定溫度5.3 總結(jié)這幾個(gè)月準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間匆匆就過(guò)去了。剛開(kāi)始選題的時(shí)候，我自以為選一個(gè)自己感興趣的領(lǐng)域做畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，于是剛開(kāi)始定了一個(gè)相對(duì)沒(méi)那么容易的題目。雖然有所挑戰(zhàn)，但我還是以為這個(gè)設(shè)計(jì)還是可以接受的，畢竟是基于單片機(jī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在以前的課程中我們大家都有學(xué)習(xí)過(guò)，也有專門(mén)的實(shí)驗(yàn)課做單片機(jī)的實(shí)踐內(nèi)容，我自認(rèn)為學(xué)的也還可以，所以比較有信心能夠順利完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這幾個(gè)月里，我學(xué)到了很多新的知識(shí)，也全面復(fù)習(xí)了大學(xué)四年來(lái)學(xué)習(xí)過(guò)的重要的專業(yè)課，同時(shí)也有很多以前沒(méi)有過(guò)的感受，比如說(shuō)自己

49、的專業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí)，常常感覺(jué)到書(shū)到用時(shí)方恨少，遇到困難缺乏戰(zhàn)勝的勇氣等等。由于自己以前就學(xué)習(xí)過(guò)運(yùn)用 Proteus 等相關(guān)軟件來(lái)進(jìn)行過(guò)課程設(shè)計(jì)，雖說(shuō)也有了一段時(shí)日沒(méi)運(yùn)用過(guò)了，但只要稍微復(fù)習(xí)一下，就能夠重新?lián)炱饋?lái)。所以只要搞清楚了系統(tǒng)的需求和構(gòu)成，利用 Proteus 軟件畫(huà)出電路圖還是很容易的。了解了系統(tǒng)整體的要求后，我便開(kāi)始查看相關(guān)芯片的資料以及書(shū)籍，還到各種電子論壇上尋求幫助，找到一些前輩的單片機(jī)溫度仿真的實(shí)例進(jìn)行參考，慢慢去摸索每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思路以及每一個(gè)元器件的作用是什么，遇到不懂的地方首先多問(wèn)自己幾個(gè)為什么，實(shí)在想不明白再去向別人尋求幫助，使自己的設(shè)計(jì)思路一步步清晰起來(lái)，同時(shí)自己的論

50、文也一步步完24善起來(lái)，每一次改進(jìn)我都能獲益匪淺，此刻我才真正發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的樂(lè)趣所在。雖然我的論文還有許多不足之處，但是整篇論文都是自己親手完成的，我認(rèn)為能讓我學(xué)到知識(shí)才是最重要的。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)收獲是巨大的，首先我學(xué)習(xí)到了一種全新的學(xué)習(xí)方法，即養(yǎng)成獨(dú)立的思考習(xí)慣，遇事都問(wèn)自己幾個(gè)為什么，我相信這樣一種習(xí)慣對(duì)于我來(lái)說(shuō)終生都能受益。同時(shí)我充分感受到了當(dāng)你認(rèn)真去做一件事的時(shí)候，你就可以把做好，每一個(gè)出來(lái)的成果都能讓自己快樂(lè)，這也對(duì)我以后的努力有了一個(gè)前進(jìn)的例子，相信自己的能力，并且變得越來(lái)越好。25參考文獻(xiàn)1 張毅剛，彭喜元單片機(jī)原理及接口技術(shù)M人民郵電出版社，2008-112 江世明.

51、基于 Proteus 的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)M. 電子工業(yè)出版社, 2009.3 黃曉健, 黎世靜, 黎錦棠, 何東華. 糧庫(kù)自動(dòng)通風(fēng)控制系統(tǒng)的研究J. 糧食流通技術(shù), 2011(5): 30-33.4 田建君. 倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)通風(fēng)及溫、濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)J. 電子產(chǎn)品世界, 2004(4): 70-71.5 ATMEL. Atmel-8151-8-bit-AVR-ATmega128A_Datasheet, 2015.6 劉同法, 陳忠平, 彭繼衛(wèi)等. 單片機(jī)外圍接口電路與工程實(shí)踐M. 北京航空航天大學(xué)出版社, 2009.7 馬忠梅. 單片機(jī)的 C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（第 4 版）M. 北京航空航天大學(xué)出版社,

52、2007.8 任文霞, 呂文哲, 王彥朋. 電子電路仿真技術(shù)M. 中國(guó)電力出版社, 2009.9 劉涇. 電路和模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)M. 西南交通大學(xué)出版社, 2011.10 郭天祥. 新概念 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言教程M. 電子工業(yè)出版社, 2009.11 夏明娜, 高玉芝. 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用M. 北京理工大學(xué)出版社, 2012.12 張毅剛. 單片機(jī)原理及接口技術(shù) C51 編程M. 人民郵電出版社, 2011.13 劉海成. 單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與實(shí)踐M. 北京航空航天大學(xué)出版社, 2009.14 張溪單片機(jī)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)高等教育出版社M200815 賀靜凱, 劉德新, 管明祥. 單

53、片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與應(yīng)用基于 Keil 和 Proteus 仿真平臺(tái)M. 西安電子科技大學(xué)出版社, 2011.26致 謝四年的時(shí)間時(shí)光轉(zhuǎn)眼間就要過(guò)去，在我學(xué)生生涯即將結(jié)束時(shí)，我將交上最后這一份答卷。本論文是我在袁帥老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。特別是在我論文完成的這段時(shí)間里，袁老師對(duì)我提出的每個(gè)問(wèn)題都詳細(xì)解答，為我解惑，在課題遇到困難時(shí)，袁老師以認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)和執(zhí)著的追求精神影響和鼓勵(lì)著我，在他身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，而且還學(xué)到一種勤奮嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和不少的社會(huì)知識(shí)。在這里我要特別感謝袁老師。學(xué)習(xí)的道路是漫長(zhǎng)的，這只是我人生的一個(gè)階段性的總結(jié)，謹(jǐn)以此報(bào)答我的父母二十多年辛苦養(yǎng)育。同時(shí)感謝我同宿舍的其他同學(xué)還有那些幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，謝謝他們?cè)谶@大學(xué)四年里給我的幫助和關(guān)心。