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宽量程多点智能化的温湿度监测系统的设计(最终版) 宽量程多点智能化的温湿度监测系统的设计(最终版)

格式:word 上传:2025-08-12 13:08:00

《宽量程多点智能化的温湿度监测系统的设计(最终版)》修改意见稿

1、“.....当单片机检测工作间隙超过规定的量值时,通过报警电路向报警器发出有效信号高电平有效,声音报警电路接到有效电平后则自动发出预置的报警声,同时红色报警指示灯发出耀眼的红色信号。当,为低电平时,输出电平,三极管集电极为电平,三极管截止,集电极电流为,发射极电流为,声光报警器均不能正常工作。当,为高电平时,输出高电平,三极管集电极为高电平,三极管导通,集电极电流不为,发射极电流不为,声光报警器均能正常工作,处于报警状态。报警电路结构如图所示图声光报警电路电源电路设计温湿度测量系统的电源般使用直流电源。电源部分是整个系统的基础,这部分的稳定工作对整个以单片机为核心的系统的内稳定工作起着至关重要的作用。供电方面,各部件甚至是同部件各引脚上的电平信部有可能不同,因此还必须清楚整个系统的电源需求......”

2、“.....为了使系统安全稳定的工作,还需要设计系统的电源电路。首先的交流电压源需要经过变压器降到左右。然后经过桥式整流电路把交流电转变成直流电。整流后的电流经过稳压器输出稳定的电压。桥式整流电路是有四个型号相同的二极管组成的。和两个二极管组成对桥臂和两个两个二极管组成对桥臂。由于二极管的启动电压比较小,所以经过变压器的电压可以使和二极管组成桥臂在正半周期导通,和两个二极管组成的桥臂在负半周期导通。稳压器是由三个管脚的串联型降压式电源芯片。是输入端,输出端。两个端口接去耦电容后接地。经稳压器稳压后,电源输出基本不受外输入变动的干扰,而且有效的消除电磁干扰。稳压器输出端输出稳定的直流电压。电源电路设计如图所示。图电源电路图本章小结本章主要介绍了温湿度传感器的定义及其分类。对温湿度传感器芯片的工作原理,内部结构,性能特点做了充分的说明。本章还简单介绍了总线的相关知识......”

3、“.....设计了由于单片机控制的温湿度测量回路动态显示电路,声光报警电路,电源电路。系统的软件设计为了实现系统的自动化功能,硬件设计只是完成了整个系统设计的基础部分,整个功能的智能化实现还是要靠软件设计来实现的。在智能测控系统中软件的重要性与硬件同样重要。硬件是设计的躯体,软件是设计的灵魂,当系统的硬件电路确定之后,系统的主要功能还要靠软件来实现,而且软件的设计在很大程度上就决定了产品的性能。为了满足系统的要求,编制软件时般要符合以下基本要求易理解性易维护性。要达到易理解和易维护等指标,在软件的设计方法中结构化设计是最好的种设计方法,这种设计方法时由整体到局部,然后再由局部到细节,先考虑整个系统所要实现的功能。确定整体目标,然后把这个目标分成个个的任务,任务中可以分成若干个子任务,这样逐层细分,逐个实现。实时性。实时性是电子测量系统的普遍要求......”

4、“.....并及时给出处理结果。近年来,由于硬件的集成度与速度的提高,配合相应的软件,实时性比较容易满足设计的要求。准确性。准确性对整个系统具有重要意义,尤其是测量系统,系统要进行定量的运算。算法的正确性和准确性对结果有着直接的影响,因此再算法的选择计算的精度等方面都要附和设计的要求。主程序的设计单片机上电复位后,即进入主程序。主程序的作用是完成温湿度的检测,并把检测结果通过显示出来。主程序首先要做初始化,包括测量开始命令的初始化,地址的初始化,字型码的定义等等。除了系统的初始化程序和从中读取参数外,其余部分是个循环圈,循环圈的大小得看工作时的条件,除非系统掉电或程序受干扰飞跑等异常情况而重新使系统复位。主程序的流图如图所示。图系统流程图开始判断显示温度湿度判断显示通道读温度湿度值显示温度湿度值判断是否超出设定范围报警初始化启动温湿度测量传感器共有个用户命令......”

5、“.....具体命令表格见表所列。表传感器命令表命令编码说明测量温度温度测量测量湿度湿度测量读寄存器状态读状态寄存器写寄存器状态写状态寄存器软启动重启芯片,清除状态寄存器记录毫秒后进入下个状态模块程序设计主要运用的是的协议,对协议做个定义,来完成单片机的读写发送接受字节之间的相互配合。显示程序设计主要通过单片机接受的传感器的信号来通过来显示。报警电路程序设计当得到信号的范围超出所预置的范围时,就会发出信号来驱动蜂鸣器和发光二极管工作,达到报警要求。本章小结本章介绍了设计程序的方法和原则。为了满足系统的功能要求设计了系统程序,并绘制了系统程序的流程图,然后设计了系统的主程序。又分别设计了系统的子程序。包括显示子程序,报警电路子程序。系统主程序如下详见附录系统总程序系统抗干扰措施个智能测量系统的设计是否成功......”

6、“.....还有项起决定作用的因素,那就是抗干扰措施。为了提高系统的稳定性和精确度,还需要对系统采取相应的抗干扰措施。在实际使用中,由于尘土油污及有害气体的影响,温湿度传感器芯片使用时间长,会产生老化,精度下降等问题,所以就需要采用抗干扰措施抗干扰以提高系统的可靠性。在抗干扰措施中最常用的就是硬件抗干扰,但是仅靠硬件抗干扰措施是不够的,需要进步借助于软件措施来克服些干扰。对于各种随机出现的干扰信号,在单片机组成的自动检测系统中,通过定的计算程序,对多次采样信号构成的数据组进行平滑加工,以提高其有用信号在采样值中所占的比例,减少乃至消除各种干扰及噪声,以保证系统工作的可靠性。在具体系统设计过程中,如果能正确的采用软硬件抗干扰措施构成双道抗干扰防线,无疑将大大提高工业测控系统的可靠性。硬件抗干扰措施若失控的程序进入死循环,通常采用看门狗技术使程序脱离死循环。通过不断检测程序循环运行时间......”

7、“.....则认为系统陷入死循环,需进行出错处理。看门狗技术可由硬件实现,也可由软件实现。看门狗电路的功能就是对进行实时检测,当落入死循环之后,能及时发现并使整个系统复位。使用看门狗电路的目的附录系统总程序,口定义延时报警函数显示程序显示数据函数的启动函数延时要足够长钳住总线准备发送或接收数据函数的停止函数写字节,读字节传送个字节数据接受数据准备数据线数据有效接收位数据接收数据准备数据线为输入状态主函数,就是当单片机受干扰程序运行异常时,产生个复位信号使单片机复位。看门狗电路实质上是个单稳电路。当程序运行正常时,单片机定时给单稳电路输入触发信号,使单片机输出保持暂稳态当干扰异常时,单片机不能给触发信号,单稳输出回到稳态引起单片机硬件复位。程序中种常见的情况是跑飞的程序既没有进入软件循环,而自动形成个死循环,则可使用权用监视定时器俗称看门狗的方法......”

8、“.....其作用是使因受到干扰而偏离了预定路径运行的测控应用程序能在允许的时间内回到原先的路径上来,从而保障系统的正常运行。监控定时器功能单元可由硬件方法实现,也可由软件方法实现。看门狗内部电路如图所示。图看门狗电路其工作原理是提供了可直接连接复位按键的输入端第脚,在该引脚上输入低电平信号,将在和端输出至少的复位信号。这功能对于防止由于干扰等原因造成的单片机死机是非常有效的。还能够实时监测向单片机供电的电源电压,当电源电压低于预置值时,的第脚和第脚输出互补复位信号和。预置值通过第脚来设定当接地时,和信号在电源电压跌落至以下时产生当与相连时,只有当跌落至以下时才产生和信号。当电源恢复正常后,和信号至少保持,以保证单片机的正常复位。软件抗干扰措施在提高硬件系统抗干扰能力的同时,软件抗干扰以其设计灵活节省硬件资源可靠性好越来越受到重视......”

9、“.....数字滤波技术中通常使用的方法有算术平均法中值法抑制脉冲算术平均法阶惯性滤波法程序判断滤波法和递推平均滤波法等。软件冗余对于条件控制系统可有效地消除偶然干扰。对控制条件的次采样处理控制输出可改为多采样处理控制输出。设置软件陷阱,当由于干扰使操作系统失控而进入非程序区时,用引导指令强行将捕获到的乱飞程序引向复位入口地址,在此处将程序转向专门对程序出错进行处理的程序,使程序纳入正轨。重要指令冗余对程序流向起决定作用的指令如等和些对系统工作状态起重要作用的指令如等的后面,可重复写上这些指令,以确保这些指令的正确执行。本章小结本章分析了影响系统稳定性可靠性的干扰。阐述了有效的抗干扰软硬件措施。为系统设计了硬件抗干扰的看门狗电路。结论历时两个多月,我顺利的完成了毕业设计......”

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