基于51單片機的溫室測試系統

　　2.8 44780顯示模塊

　　本系統采用44780驅動(dòng)的LCD，HD44780(KS0062)是用低功耗CMOS技術(shù)制造的大規模點(diǎn)陣LCD控制器(兼帶驅動(dòng)器)，和4bit/8bit微處理器相連，它能使點(diǎn)陣LCD顯示大小寫(xiě)英文字母、數字和符號等豐富的信息，同時(shí)有較強的通用性應用，使用方便，用戶(hù)能用少量元件就可組成一個(gè)完整點(diǎn)陣LCD系統，送入相關(guān)的數據和指令即可實(shí)現所需的顯示。

　　44780顯示模塊有8條數據線(xiàn)，3條控制線(xiàn)，可與微處理器或微控制器相連，通過(guò)送入數據和指令，就可使模塊正常工作，44780顯示模塊和89C51單片機連接電路如圖7所示。

　　2.9 抗干擾設計

　　在微機測控系統中，系統抗干擾性能的好壞直接影響到整個(gè)系統工作的可靠性與安全性。因此，抗干擾設計是系統設計的一個(gè)主要內容，本系統采用的是由硬件和軟件相結合的抗干擾措施。

　　2.9.1 系統硬件抗干擾設計

　　(1) 濾波技術(shù)

　　將電源變壓器的進(jìn)線(xiàn)段加入濾波器，以消弱瞬變噪聲干擾;在直流電源線(xiàn)和地線(xiàn)之間接濾波電容，以抑制電源噪聲。

　　(2) 去耦電路

　　存印刷電路板的各個(gè)集成電路的電源線(xiàn)端與地線(xiàn)端之間配置去耦電容。

　　(3) 屏蔽技術(shù)

　　屏蔽技術(shù)主要由電場(chǎng)屏蔽，電磁場(chǎng)屏蔽和磁場(chǎng)屏蔽三類(lèi)，本系統是電場(chǎng)和電磁場(chǎng)屏蔽的方法。主要使用低電阻材料作為屏蔽材料，把需要隔離的部分保衛起來(lái)。磁場(chǎng)屏蔽則應采用高導磁率的材料。

　　(4) 光電隔離：

　　再I(mǎi)/O通道上采用光電隔離器，將單片機系統與各種傳感器、開(kāi)關(guān)從電器上隔離開(kāi)來(lái)，很大一部分干擾可被阻擋

　　2.9.2系統軟件抗干擾設計

　　對于微機測控系統，僅僅考慮硬件的抗干擾是遠遠不夠的，采取一定的軟件抗干擾措施非常必要，它不儀能降低系統的硬件成本，又可以充分發(fā)揮軟件的優(yōu)勢，使系統具有自我診斷，自我恢復的能力。本系統采用的軟件抗干擾措施主要有以下幾種：

　　(1) 數字濾波技術(shù)，采用數字濾波技術(shù)除去輸入信號中所摻雜的各種隨機干擾。

　　(2) 軟件陷阱技術(shù)，當系統受劍干擾，PC值發(fā)生變化，程序"亂飛"等情況，可以用軟件陷阱和看門(mén)狗將程序拉回到復位狀態(tài)。具體的講，可以在RAM中埋一些標志，在每次程序復位時(shí)，通過(guò)這些標志，可以判斷復位原因并根據不同的標志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續性，用戶(hù)在使用時(shí)也不易察覺(jué)到程序被重新復位過(guò)。

　　3 軟件設計

　　該系統軟件主要由主程序、中斷子程序、數據采集與A/D轉換子程序、顯示子程序、報警子程序等六大模塊組成，因為C語(yǔ)言編寫(xiě)的軟件易于實(shí)現模塊化，生成的機器代碼質(zhì)量高、可讀性強、移植好，所以本系統的軟件采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，再KeilVision3 Demo版本的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行編譯連接。

　　3.1 主程序設計

　　主程序主要完成硬件初始化、子程序調用等功能，主程序流程圖如圖8所示。

　　3.2 數據采集子程序設計

　　數據采集與A/D轉換子程序根據輸入參數對相應的模擬信號進(jìn)行采樣、量化及處理，并將相應信號的數值返回主程序。

　　3.3 顯示子程序設計

　　顯示子程序完成符號、數值的顯示輸出。

　　3.4 報警子程序

　　主要實(shí)現異常情況下控制告警信號輸山。如當室內溫度升高到某一點(diǎn)時(shí)，或濕度低于某一規定值時(shí)，音頻報警裝置會(huì )發(fā)出不同頻率的告警信號，同時(shí)相應的指示燈亮(點(diǎn)亮報警指示燈的任務(wù)由顯示子程序來(lái)完成)，以引起工作人員的主意。

　　4 仿真與調試

　　4.1 仿真器選擇

　　本系統選用ME-52單片機仿真開(kāi)發(fā)系統，它實(shí)時(shí)仿真頻率高達33MHz，提供2～24MHz的時(shí)鐘信號。同時(shí)它提供64KB程序代碼存儲器，支持仿真所有程序和數據地地址空間，支持Franklin V3.XX/Keil 6.xx編譯連接工具。具有分別獨立控制項目文件的項目管理器。另外具有VC++風(fēng)格的窗口駐留，窗口動(dòng)態(tài)切分和工作簿模式窗口界面。

　　4.2 仿真調試

　　在仿真調試階段，采用"自底向上逐步集成"的策略，逐模塊進(jìn)行仿真測試，在此基礎上逐步集成。譬如可先仿真顯示模塊、測溫子模塊、測濕度子模塊等，然后將仿真成功的模塊逐個(gè)加入主程序進(jìn)行仿真，在仿真過(guò)程中發(fā)現錯誤，采用"分塊壓縮策略"，快速找到并改正錯誤;注意在集成過(guò)程中出現問(wèn)題，大多是由于模塊間資源使用沖突引起的。當軟件模塊仿真成功后，可與硬件一起進(jìn)行在線(xiàn)仿真，此時(shí)在調試中出現的問(wèn)題大多是由于連接線(xiàn)連接錯誤、虛焊、布線(xiàn)不合理等原因造成的。 隨著(zhù)電子技術(shù)的廣泛應用，智能溫室控制必將成為一種發(fā)展趨勢，文中提出利用51單片機和新型傳感器對溫室環(huán)境進(jìn)行測試，目前原型機己取得成功。調試結果表明，本系統可靠性高、使用方便，下一步將住此基礎上開(kāi)發(fā)控制系統，給用戶(hù)提供更大的方便。