淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第 26 页 共 33页
自动布局和手动布线;而手工布局和布线也需要装入网络表,通过显示的“飞线”来表示电路各元件间的连接关系,使设计工作顺利进行。与设计原理图前必须先在原理图编辑器里装入原理图库一样,PCB在设计前也要在PCB编辑器里装入PCB元件封装库,否则PCB设计工作无法进行。
五、元件布局
定义了板框、装入网络表和远见封装库后,系统就会自动向PCB编辑器调入元件封装并以队列方式排在板框外。把元件封装排布、移动到指定位置的过程称为布局。PCB编辑器具有自动布局功能,但建议使用手工布局,因为自动布局后依然需要手工调整。
六、自动布线
进行自动布线前,应先设置布线的有关参数。只要布局合理,布线有关参数设置适当,自动布线的布通率几乎是100%。
七、手工调整
自动布线的布通率几乎为100%并不是说布线就合理,往往还需要进行手工调整才能达到满意的效果,因此,简单电路的PCB设计还是最好采用手工布线。
八、DRC检查
DRC(Design Rule Check)是指设计规则检查,即PCB编辑器根据事先设置的设计规则来检查电路板上的内容是否符合要求。根据检查结果进行修正后再次进行DRC检查,如此反复进行,直至没有错误为止。
九、编辑丝印层
经过以上8个步骤,PCB上电路的逻辑关系和物理关系均达到了设计要求,而这一步是要调整丝印层上字符(包括元件标号、释义等)大小和位置,添加一些说明电路板安装和使用时的一些文字说明、图形标记等。
十、文件保存与输出
完成PCB设计后,除了要把设计文件保存在设计数据库外,还要把设计文件导出设计数据库,以提供给生产厂家制作;有时还要利用各种输出设备将设计完成的PCB图输出。
4.3 系统的焊接和调试
第一步,制作电源模块;
第二步,制作三个单片机最小系统和显示电路;
淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第 27 页 共 33页
第三步,将其中两个单片机作为下位机,接上温度测量电路;
第四步,连上无线模块XL24L01,先让两个单片机间能够单向传输,再双向传输; 第五步,接上按键选择模块,能够让上位机选择某一个下位机将温度信息传输过来并显示;
第六步,接上DHT11测湿度电路和报警电路,使功能完善。
4.4 硬件电路的制作和调试步骤
一、第一步的制作和调试
第一步制作电源模块,根据之前设计的电路图,焊接两个这样的模块,因为该系统需要两种电压。接好线路以后,首先不要上电,检查焊接情况,如果没有错误,再给此模块上电,连接+15V电源,调节电位器R2,测量输出电压,使之分别是+5V和+3.5V。
二、第二步的制作和调试
第二步是要焊接单片机最小系统和显示电路,做完了以后,首先不上电,用万用表检查是否有短接、断接和搭错线路等问题,然后上电检测。检测的方法是让数码管显示1234,如果能够显示说明这部分没有问题,如果不能显示,具体的检查是哪一部分的问题。
三、第三步的制作和调试
第三步要完成的功能是能够测量温度。第一步制作完了,在其中选择两个作为下位机,分别接上DHT11测温湿度电路。根据DHT11的工作时序编写它的测温程序,并加载进单片机,判断测温工作是否能进行,并且测量是否正确。
四、第四步的制作和调试
本系统温湿度测量为无线传输,所以关键就是要打通上位机与下位机之间的通讯,采用的方法是:第一,上位机每隔2分钟发送一次信息,就是发送数据1234,1号下位机就设置为接收状态,一接收到信息就显示接收数据;第二步,上位机先发送数据给1号下位机,然后上位机转换成接收状态,1号下位机接收到信息后就显示出来,并把接收到的信息返发送给上位机,上位机接到信息后再显示接收到的信息。
五、第五步的制作和调试 第五步要分成两个小步骤进行。
第一,两个单片机之间能够双向传输了,接上按键选择电路,让上位机选择将信息传输给哪个下位机。若按下KEY1键就将信息发送给1号下位机,1号下位机接
淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第 28 页 共 33页
收到信息后再将信息返回给上位机;若按下KEY2键就将信息发送给2号下位机,2号下位机接收到信息后再将信息返回给上位机。完成这一步,三个单片机之间就都能通讯了。
第二,将三个单片机之间的通讯打通以后,下位机加入测温程序,当上位机将命令发送给下位机后,下位机将当前的测温结果发送给上位机。 六、第六步的制作和调试
第六步也要分成三个小步骤进行。
第一,将测湿度的电路也加进下位机,首先加载测湿程序,观察测湿功能是否能实现以及测湿的精度。
第二,将测湿程序加入下位机程序中,当上位机需要温湿度信息值时,下位机能够将信息传输给上位机。
第三,在上位机中接入报警电路,当上位机收到下位机传送过来的信息值时,将此与限定值比较,根据情况发出警报。
至此,本系统的软硬件制作就都完成了。
淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第 29 页 共 33页
结 论
经过一个学期时间的毕业设计资料准备和设计基本完成了毕业设计,本次毕业设计课题最终实现了一套比较完整的无线大棚环境报警系统。在实现温湿度数据采集与无线传输方案的功能基础上,设计了系统的总体架构,然后描述了系统的硬件电路结构和实现接收数据、数据显示的单片机程序设计。
本系统是通过单片机控制无线芯片XL24L01模块实现温度数据的发送和接收,通过液晶显示屏进行显示,并在上位机利用可视化编程技术实现远程监测报警控制。它是以STC89C52单片机为控制单元,以无线收发模块XL24L01完成温度数据的无线接收,通过液晶显示屏进行显示,实现温湿度的无线接收、显示和温度的实时监测报警控制。
本系统仍存在很多细节方面的不完善及可改善之处有待完善。
淮阴工学院毕业设计说明书(论文)第 30 页 共 33页
参 考 文 献
1 李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京航空航天大学出版社,2005 2 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京航空航天大学出版社,1993 3 刘明.基于DS18B20多点温度采集[J].电子元件与材料,2005年2月第2期 4 王晓东.用软硬件的方法实现对PT的解码[J].山西电子技术,2008年第5期 5 周月霞,孙传友.DS18B20硬件连接及软件编程[J].传感器世界,2001年12月 6 明德刚.DS18B20在单片机温控系统中的应用[J].贵州大学学报(自然科学版),2006年2月第23卷第1期
7 张开生,郭国法.MCS-51单片机温度控制系统的设计[J].微计算机信息(嵌入式 与SOC),2005年第21卷第7期
8 李明揆,林君.基于DS18B20的多点温度测量系统[J].科技信息,2008年第3期 9 梅丽凤,王艳秋,张军.单片机原理及接口技术[M].北京交通大学出版社,2006 10 程德福,林君.智能仪器[M].机械工业出版社,2007
11 宋亚楠, 仲茜. 给予MMS 的嵌入式无线视频监控系统[J].计算机工程,
2006( 22): 234- 236.
12 靳建波, 吴晓红. 基于M SP430F135的货车防盗报警系统设计[J].成都信息工程
学院学报, 2007( 5): 610-613.
13 张明洋.基于51单片机的温室大棚温湿度测控系统. 明职业大学福建泉州 14 高迟 山东莱芜职业技术学院机电系 基于单片机的智能温室大棚控制系统,2008 15 李东生, 张勇, 许四毛. 电路设计教程[M]. 北京: 电子工业出版社, 2007: 31-112.
16 于冈明.单片机原理及接口技术[M].北京: 中国轻工业出版社, 2006: 42-123. 17 梁廷贵.集成运算放大器分实用册[M]. 北京: 科技技术出版社,1999: 12-42. 18 潭浩强.C程序设计[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004: 45-125.
19 卿太全,郭明琼. 最新传感器选用手册[M]. 北京: 中国电力出版社,2009: 34-45.
20 王煜东.传感器应用电路400例[M]. 北京: 中国电力出版社,2008: 18-39.