嵌入式硬件设计 pdf 系统的硬件设计论文
系统设计要考虑到业发展要要尽可能设计得简明各功能模块耦合便系统扩展。
如存旧有数据库系统则要充分考虑兼容性。
设计由895单片机、电电路、光电传感器电路、报警电路和显示电路5部分组成。
895单片机芯片及其晶振电路和复位电路构成单片机系统;电电路将0v交流电化5v直流电;光电传感器部分主要由发光二极管、光敏三极管、普通三极管及电阻组合而成主要实现对害虫检测功能;报警电路由蜂鸣器驱动电路构成;显示电路则是l数码管电路。
系统工作原理检测报警系统设计电部分采用5v直流电光电传感器电路、单片机系统、报警电路及显示电路提供5v直流电压。
光电传感器检测电路设探头旦害虫由多孔管道钻入便进探头就会光电传感器通道从而使光敏三级管截止产生脉冲;脉冲便可传给单片机0引脚(3引脚)单片机对其编程;当895单片机3引脚接收到脉冲便产生次断单片机每断次就累加从而对脉冲数进行计数;单片机驱动数码管工作对脉冲数(害虫数)进行显示。
还可以通编程对连接报警电路0引脚电平进行设置当产生次断即置0高电平便可驱动蜂鸣器鸣叫达到报警目;鸣叫定将0引脚电平置零报警完毕接着等待下断到。
895l公司生产种低功耗、高性能8位微控制器具有8k系统可编程l存储器其引脚图如图所示。
895主要性能如下[])拥有灵巧8位和系统可编程l;)晶片部具钟振荡器(传统高工作频率可至z);3)部程序存储器(r)8kb;)部数据存储器(r)56节;5)3可编程口线;6)6断;7)36位定器计数器;8)3级加密程序存储器;9)全双工r串行通道。
其作用相当电子开关当没有害虫光电传感器通道光敏三极管v导通从而拉低了三极管v基极电压v截止;这样连接v集电极0口(3)便是高电平单片机便不会产生断。
当有害虫入便会光电传感器通道阻挡光敏三极管吸收发光二极管红外光线从而光敏三极管截止[5]。
当v截止v基极便变高电平从而使v导通;由v导通便产生脉冲将0电位下拉至低电平从而使单片机产生断。
设计采用有蜂鸣器报警通895单片机接口线晶体管驱动蜂鸣器发声;单片机0接晶体管基极输入端因晶体管是采用型故当0输出高电平晶体管才导通蜂鸣器两端获得约+5v电压而鸣叫;0输出低电平晶体管截止蜂鸣器停止发声。
0高低电平控制可以通编程实现当单片机产生断就输出高电平反则低电平。
实际检测粮食仓库害虫如检测到量害虫才采取措施虫害已爆发已晚应检测到有定数量害虫及采取预防措施。
因显示电路采用两位显示。
显示电路通7段数码管显示采用共阳接法。
0006引脚依次接数码管bg脚控制数码管各段是否亮。
和则控制两数码管位和十位位选。
由8950口部没有上拉电阻因处外接0k上拉电阻。
检测报警系统软件设计采用编程语言目是实现单片机对外部断次数进行计数、显示及发生断驱动蜂鸣器鸣叫。
程序流程如图8所示。
结论。
基895单片机控制储粮害虫检测报警系统主要由895单片机、电、光电传感器、报警器及显示器等部分组成。
实际应用该检测报警系统能有效地检测储粮害虫情况并报警害虫综合防治提供可靠、科学策依据将储粮损失降到低限更进行储粮害虫检测提供了新思路。
作者林怀蔚 李云海 胡秀霞 单位江西农业学 工学院 理学院。
二。
方案分析。
热电阻温传感器利用电阻作测量温元件具有精高温量围特不价格较高且容易被污染;数温传感器利用单片集成具有成低、精高、无线性化电路特。
3℃测温围55℃~+50℃具有高精、传输距离远、不易损坏优能很满足方案要。
如0湿敏传感器即开关传感器其监测围0r~00%r工作温0~50℃不这类传感器无法宽频带围检测湿。
电容传感器如0这类传感器利用电容器件电容量变化进行湿检测具有响应迅速、可靠性高等优但其误差有可能%r。
虽然检测精上0更能满足方案要但0工作温处0~50℃才有较效充分考虑方案检测精要和工作环境温围%r检测精通控制检测围能满足方案要方案采用0湿传感器。
3信通道结构选择方案要对温、湿信进行采集传输信通道结构方面有多路并行模拟输入和多路分模拟输入两类。
多路并行模拟输入可以根据不测量要构建信模拟量输入通道并根据各通道特独立编程每路信采用单独采样保持器和换器通专用接口与单片机连接。
多路分模拟输入利用多路切换器进行不采集单元信输入切换各路信共用采集保持器、换器通接口与单片机连接。
多路并行模拟输入硬件结构复杂硬件成较高但处理速较快软件实现容易;多路分模拟输入硬件结构简单硬件成较低不处理速稍慢且软件实现复杂。
考虑方案实际要采用多路分信模拟传输系统能满足处理速要其硬件结构更简单成较低因选用多路分信模拟输入结构。
方案基设计思想是利用温、湿传感器对仓库多温、湿进行采集利用单片机高敏感性和可控性进行温、湿数据分析做出相应反应和动作。
其基硬件结构如下。
温采集系统采用590做温传感器该传感器使用5v直流电供电系统共设路温信采集利用05多路开关进行多路分模拟切换。
湿传感器采用0系统共设路湿信采集利用05多路开关进行多路分模拟切换。
多路开关系统采用05作多路开关起到将多模拟量输入信道通公共模拟输入端分切换输入单片机作用。
由系统分温和湿采集两类信采集因要分别采用05对温和湿两信模拟量进行提取。
考虑05只有8通道因要分别温采集和湿采集各设置305进行扩展分别扩展路通道以满足系统要。
3换换主要将温、温检测电路所检测到温、湿模拟信换数信传输至单片机处理作用。
系统采用33作换器采用5v电供电采用动态分输出方法通单片机口直接与单片机相连。
单片机及其它电路单片机是系统数据处理和控制核心系统采用895单片机该单片机具有3接口6位定计数器并置k节l闪存器和钟电路能满足系统要。
其它电路包括键盘电路、l显示电路和报警电路其键盘电路责温、湿设定值输入和修改l显示电路责温、湿设定值和检测值显示报警电路责温、湿超限报警采用蜂鸣器和闪光报警两种方式协进行。
5软件设计系统软件包括键盘扫描、键码识别、温湿显示、温湿采样、超限报警几部分。
考虑温和湿变化具有连续性和平稳性软件系统采用分段定值滤波算法所检测到温值和湿值以避免突发性干扰造成检测值波动导致误报警现象以提高系统抗干扰能力。
整软件系统工作流程按温湿检测温湿数据处理键盘询数据显示进行。
系统工作首先取传感器检测温湿数据与温湿预设置进行对比当超出设定围利用声光报警器发出报警动作。
3结束语。
利用单片机构建仓储动监控系统能有效提高监控效率和准确降低人工投入。
实际应用还可以进步加入通风系统、排湿系统、降温系统等利用单片机进行温、湿控制当温、湿超限动启动相应系统进行处理能进步提高仓储质量。
作者伍立坤 单位湖北工程学院