【基于單片機(jī)的溫室大棚溫濕度控制13000字（論文）】

第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件4.1.1AD目前用于電路設(shè)計(jì)的軟件主要有AD、PADS和Cadence，由于學(xué)校學(xué)習(xí)一般使用AD，所以本項(xiàng)目也在AD環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。AD是一款集成了電路原理圖和PCB的整套設(shè)計(jì)，該軟件能夠使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)減少很多后顧之憂，當(dāng)熟練使用后，設(shè)計(jì)電路的質(zhì)量和速度都將大幅提高。4.1.2KeilC51大多數(shù)的電子設(shè)計(jì)者都是從51單片機(jī)進(jìn)行入門學(xué)習(xí)單片機(jī)的設(shè)計(jì)的，單片機(jī)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)所設(shè)計(jì)的功能主要是依靠軟件控制邏輯對(duì)其進(jìn)行控制，這也是我們常說的軟硬件不分家的原因。單純的硬件電路無法實(shí)現(xiàn)我們所需要的各種功能，而單純的軟件也只能在電腦中跑出所需要功能的邏輯。由上文可知，雖然匯編語言也可用于代碼的編寫，但由于入門難度較高，所以，對(duì)于單片機(jī)的設(shè)計(jì)一般是采用C語言，本設(shè)計(jì)也選用C語言進(jìn)行設(shè)計(jì)。但無論采用哪種方式都需要使用Keil軟件來對(duì)代碼進(jìn)行編譯并生成硬件可執(zhí)行的文件。因此Keil是大多單片機(jī)愛好者都接觸過的軟件。Keil是由美國一家公司開發(fā)的而成，并在2005時(shí)被ARM收購，因此目前的Keil還可以用于STM32程序的編寫。豐富的庫函數(shù)和強(qiáng)大的集成式開發(fā)環(huán)境使得Keil軟件被廣大愛好者愛不釋手，全Windows的操作環(huán)境為使用者提供了友好的界面。目前廣泛使用的版本為Keil5，該版本于2013年10月發(fā)布。功能更加強(qiáng)大。該軟件對(duì)于電腦的配置要求不高，這也在一定程度上降低了開發(fā)成本，所以多數(shù)情況下不會(huì)因電腦配置問題而導(dǎo)致無法運(yùn)行該軟件。4.2軟件設(shè)計(jì)流程圖4.2.1主函數(shù)流程圖系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先進(jìn)入初始化，初始化包括傳感器的初始化和顯示屏的初始化等，初始化完成后系統(tǒng)開始對(duì)按鍵模塊進(jìn)行檢測(cè)，首先要判斷當(dāng)前處于自動(dòng)還是手動(dòng)模式，手動(dòng)模式下可通過按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇的控制，自動(dòng)模式下系統(tǒng)則根據(jù)溫濕度傳感器傳送過來的信息和設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷，決定是否需要開啟加熱或降溫功能，同時(shí)系統(tǒng)可以通過LCD實(shí)時(shí)對(duì)當(dāng)前大棚內(nèi)溫濕度等信息進(jìn)行顯示。系統(tǒng)主函數(shù)流程圖如圖4.1所示。圖4.1主函數(shù)流程圖4.2.2傳感器模塊流程圖在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于溫度傳感器和濕度傳感器模塊需要先進(jìn)性數(shù)據(jù)的初始化，初始化完成后，開始實(shí)時(shí)對(duì)當(dāng)前溫度和濕度值進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給單片機(jī)用于單片機(jī)與閾值進(jìn)行比較和處理。傳感器模塊軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖4.2所示。圖4.2傳感器模塊流程圖4.2.3顯示模塊流程圖本項(xiàng)目中顯示模塊用來對(duì)實(shí)時(shí)溫濕度以及手動(dòng)和自動(dòng)模式等信息進(jìn)行顯示，由前面描述可知，項(xiàng)目使用LCD1602顯示屏，該器件可以顯示2行每行16個(gè)字符。在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，寫入數(shù)據(jù)前應(yīng)當(dāng)先對(duì)要寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，判斷數(shù)據(jù)需要寫在第幾行第幾位，如果行列數(shù)不對(duì)則需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，LCD顯示模塊流程圖如圖4.3所示。圖4.3顯示模塊流程圖

第五章系統(tǒng)測(cè)試本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的智能溫室大棚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用UN0主控開發(fā)板作為系統(tǒng)的主控模塊。系統(tǒng)的主要功能是對(duì)系統(tǒng)所處環(huán)境的溫度進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量得到的溫度與系統(tǒng)設(shè)定的閾值進(jìn)行對(duì)比，若環(huán)境溫度大于設(shè)定溫度則啟動(dòng)圖通風(fēng)進(jìn)行降溫，系統(tǒng)溫度可通過顯示屏實(shí)時(shí)觀看。整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路如圖5.1所示。圖5.1整體系統(tǒng)硬件系統(tǒng)通電后狀態(tài)如圖5.1所示，從圖中可以看到LCD顯示屏上顯示當(dāng)前的溫度以及手動(dòng)和自動(dòng)模式，其中當(dāng)前溫度為20攝氏度。從顯示屏中還可以看出目前手動(dòng)模式處于OFF狀態(tài)，通過按鍵切換至手動(dòng)模式，測(cè)試手動(dòng)與自動(dòng)之間的功能切換，其效果圖如圖5.2所示。圖5.2自動(dòng)到手動(dòng)的切換在手動(dòng)模式下顯示屏變?yōu)镻WM并配備相應(yīng)數(shù)值，數(shù)值的大小于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速有關(guān)，手動(dòng)模式后可通過旋鈕啟動(dòng)風(fēng)扇，其效果圖如圖5.3所示。圖5.3手動(dòng)模式下啟動(dòng)風(fēng)扇下面開始對(duì)溫度檢測(cè)模塊進(jìn)行測(cè)試，用手觸摸溫度傳感器模塊，可以從LCD上看到溫度發(fā)生變化，效果圖如圖5.4所示，可以看出溫度檢測(cè)模塊可正常工作。圖5.4溫度檢測(cè)模塊功能測(cè)試圖

本文通過單片機(jī)對(duì)智能溫室大棚系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了方案的可行性，但本文僅進(jìn)行了簡單的功能設(shè)計(jì)，而該項(xiàng)技術(shù)想要實(shí)際使用還需要從系統(tǒng)可靠性、實(shí)用性上進(jìn)行一定的分析和驗(yàn)證，并且還有較長的路要走。本文從最開始的研究背景及意義以及軟硬件各個(gè)方面進(jìn)行了闡述。關(guān)于本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)在第三章均進(jìn)行了詳細(xì)描述，在此就不進(jìn)行過多贅述，但仍需注意的是，如何對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、模塊的劃分、軟件的電路繪制和電氣規(guī)則的檢查是每個(gè)電子專業(yè)必須熟知的知識(shí)，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)也采用了多種方案。在單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)中，中斷程序的編寫、按鍵控制程序的編寫、傳感器控制的編寫等都是本設(shè)計(jì)的重中之重。本文在第四章也分別進(jìn)行了詳細(xì)的描述和流程圖直觀感受。從總體上看，本文的設(shè)計(jì)基本符合設(shè)計(jì)的要求，并能夠成功實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和濕度值的測(cè)量并與設(shè)定的閾值進(jìn)行對(duì)比，在不符合閾值條件時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的功能。

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