图3 LCD显示图
4.4 报警系统设计
在微型计算机控制系统中,为了安全生产,对于一些重要的系统部位或参数,都设有紧急状态报警系统,以便提醒操作人员注意采取紧急措施。其方法就是把计算机采集的数据通过过计算机进行数据处理、数字滤波,标度变换之后,与该参数上下限给定值进行比较,如果高于上限值(或低于下限值)则进行报警,否则就作为采样的正常值,进行显示和控制。
本设计采用三个LED灯电路。如果温度和湿度都没有超过或低于程序设定值时,绿灯常亮.如温度和湿度没有在范围内,则相应的LED灯亮红色。
4.5 键盘设计
图4 报警系统设计电路
按键是用来设定温度、湿度上下限报警值,查看温度、湿度上下限报警值。主要有4个按键分别是功能选择键、上键、下键、确认键。
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4.6 复位电路设计
图5键盘设计
RST引脚是单片机复位端,高电频有效。在引脚端输入至少连续两个单片机周期的高电频,单片机复位。使用时,在引脚与VSS引脚之间接一个10KΩ的下拉电阻,与VCC引脚之间接一个约10μF的电解电容,即可保证上电自动复位。本设计中复位电路见图6。
4.7 晶振电路设计
图6复位电路
单片机晶振的作用是为系统稳定提供周期性的时钟信号,一个晶振通常是一个系 统共用以使系统各部分保持同步,有些通讯系统的射频和基频使用不同的晶振,而是通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率,可以用于同一个晶振项链的不同锁相环来提供的。设计中晶振电路见图7。
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4.8 AT24C02存储器电路设计
图7晶振电路
AT24C02是EEPROM,可以配合温湿度采集控制系统存贮掉电前需要保存的数据,把设定的温湿度报警上限、下限保存下来。
图8 AT24C02存储器电路
5 系统软件设计模块
5.1 系统流程图
计算机在完成一项工作时,必须按顺序执行各种操作。这些操作是程序设计人员用计算机所能够接受的语言把解决问题的步骤事先描述好的,也就是事先编制好计算机程序,再由计算机去执行。另外,一个有效率的控制系统还需要完善的算法,由算法绘制出相应的流程图,这样根据流程图编制软件程序。
根据温湿度监控系统功能,系统软件流程图见图9。
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图9系统流程图
5.2 按键扫描子程序
左起第一个键是功能选择键,按一次进入报警温度上限设置,此时显示上一次设置温度报警上限值(TH36)且光标不断闪烁,进行上限温度设置,设置好后按确认键。
按第二次,进行下限温度报警设置,此时显示上一次设置温度报警下限值(TL25)且光标不断闪烁,设置好后按确认键。
按第三次,进行上限湿度报警设置,此时显示上一次设置湿度报警上限限值(HH72)且光标不断闪烁,设置好后按确认键。
再按一次即第四次,进行下限湿度报警设置,此时显示上一次设置湿度报警下限限值(HL62)且光标不断闪烁,设置好后按确认键。
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第二个按键是增加键,可以对上限温度或下限温度进行增大调整。 第三个按键是减小键,可以对下限温度或下限温度进行减小调整。
第四个按键是确认键,可以对温湿度上下限报警值保持到IIC(AT24C02)中。
5.3 编程思想
本次设计主要是能够实时显示出当前确切的温湿度。接通电源后将有一定缓冲时间,随后向模块发送命令,并接受模块所发送数据。经检查校验后,通过LCD1602显示。首先是LCD初始化,采用八位的数据端口,两行显示,5*7的点阵,然后可以通过按键切换,设置温湿度上限极限报警,报警值存放AT24C02存储器中。也可以通过按键查看报警上下限值。如果没有特殊情况,LCD会随着显示当前湿度与温度的数值。
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图10 按键扫描自程序图