教育網(wǎng)站網(wǎng)址,vi手冊模板免費,網(wǎng)站制作公司高端,銅陵app網(wǎng)站做招聘2 總體方案設計 以農(nóng)田節(jié)水灌溉系統(tǒng)為對象#xff0c;采用合適的STM32硬件和軟件系統(tǒng)#xff0c;設計實現(xiàn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)設計。 2.1 總體架構設計 溫室環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)由單片機、空氣溫濕度檢測模塊、按鍵輸入模塊、電源模塊、繼電器模塊、土壤濕度傳感器模塊、OLCD液…2 總體方案設計以農(nóng)田節(jié)水灌溉系統(tǒng)為對象采用合適的STM32硬件和軟件系統(tǒng)設計實現(xiàn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)設計。2.1 總體架構設計溫室環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)由單片機、空氣溫濕度檢測模塊、按鍵輸入模塊、電源模塊、繼電器模塊、土壤濕度傳感器模塊、OLCD液晶顯示器等幾部分組成 。土壤濕度檢測模塊檢測土壤的濕度并把信息傳給單片機按鍵模塊可以對土壤的濕度范圍進行設置顯示模塊使用的是液晶顯示屏可以將當前土壤濕度、空氣溫濕度范圍顯示出來繼電器模塊用于加水。當濕度傳感器檢測到土壤濕度低于設定值并且空氣溫度大于設定值時單片機引腳輸出控制繼電器打開。電源模塊由DC電源插座、自鎖開關和外接USB電源組成如下圖2.1為系統(tǒng)總的原理架構。圖2.1 系統(tǒng)總體框圖2.1 核心控制器選擇處理器是整個系統(tǒng)的核心器件它可以通過下載并運行相應的程序來協(xié)調(diào)系統(tǒng)各個器件的工作和完美配合我們平常用的控制器有單片機、DSP等技術。方案一單片機單片機是一種功能性比較專業(yè)的微型計算機。單片機的種類型號巨多單片機擁有強大功能A D采樣“ 看門狗”PWM串口通訊定時器等。各單片機的價格也差別很大使得開發(fā)者根據(jù)自身情況可由有不同的選擇。另外單片機還結(jié)合低電壓和低功耗的特點目前在便攜式或穿戴產(chǎn)品中大有著很廣泛的應用。方案二DSP 芯片DSP芯片是一種數(shù)字處理芯片處理速度快適合高速、高性能處理場景。強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度是DSP的巨大優(yōu)勢[5]。通過上面的信息分析兩種方案有各自的優(yōu)缺點且都能滿足我們的功能需求但自由適合自己的才是好的所以我們選擇更加適合初學者的單片機作為設計的處理器。處理器主要有51系列單片機、ARM、PIC等。2.2 電源電路方案一使用LM7805作為電路穩(wěn)壓芯片。將7V~36V電壓送到LM7805LM7805的輸出作為工作電壓。但LM7805的不好的地方是穩(wěn)壓時的功率比較低發(fā)熱量大。方案二采用HT7333模塊設計穩(wěn)壓電路由于HT7333模塊的功率小低壓差。根據(jù)上述分析決定選取HT7333作為電源穩(wěn)壓芯片。2.3 顯示模塊方案一利用控制芯片CH455G驅(qū)動共陰極三位數(shù)碼管作為顯示部分電路。SCL 用于提供串行時鐘控制芯片CH455G 在其上升沿從 SDA 輸入數(shù)據(jù)在其下降沿從 SDA 輸出數(shù)據(jù)。該驅(qū)動芯片具有4個數(shù)據(jù)寄存器分別存儲位選信號以及段選信號。方便高效的控制LED的顯示。并且數(shù)碼管價格便宜堅固耐用使用壽命長可達6萬到10萬小時。數(shù)碼管接口電路圖如下圖2.2所示。圖2.2 數(shù)碼管顯示電路3 整體硬件電路設計3.1 主控制器電路本次系統(tǒng)的設計是以STM32F103C8T6作為核心控制器這是意法半導體公司ST旗下的一款增強型的微控制器。具體的實物如圖3.1所示。圖3.1 STM32_mini開發(fā)板實物圖在工作頻率上C8T6所使用的內(nèi)核具有很優(yōu)良的性能。使用外設的8MHZ精準晶振經(jīng)過倍頻后能夠達到72MHZ的工作頻率優(yōu)良的運行速度能購極大的提高系統(tǒng)的運行性能。外部晶振如圖3.2。圖3.2 系統(tǒng)時鐘晶振3.4 執(zhí)行模塊執(zhí)行模塊只需要以繼電器來控制水泵工作不需要十分精確的控制精度只需要在田間的濕度過低時打開水泵進行灌溉在達到要求的時間后關閉。圖3.11 電磁繼電器圖4.12 高電平觸發(fā)繼電器原理圖繼電器的使用說明這是一個符合國際標準的模塊。為了達成弱電控制控制強電的目標設計成控制區(qū)域和北控負載區(qū)域兩個區(qū)域。中間使用隔離槽將它們分為兩個部分。在被控負載區(qū)使用符合安全標準的的繼電器他有一個常開端口、一個常閉端口以及一個公共端口。因為是高電平觸發(fā)的繼電器當信號端口由高電平信號輸入時繼電器的常開端與公共端閉合常閉端口斷開。不僅如此這一模塊集成得有工作指示燈當電源輸入正常和有信號輸入時指示燈會常亮指示繼電器模塊是否正常工作。因為該模塊使用的繼電器模塊支持最高250V交流電壓和最高5v直流電壓所以本模塊既可以用作一般家電的控制電路又可以作為實驗學習的電路構成。想要打開水泵抽水時把相應I/O電平拉高繼電器內(nèi)的電磁線圈通電產(chǎn)生電磁場吸引繼電器公共端口上的導電彈片與常開端相連常開觸點與地聯(lián)通形成回路。4 軟件設計4.1 軟件設計支持軟件的設計采用c語言軟件開發(fā)系統(tǒng)Keil5這是美國Keil Software公司出品的嵌入式集成開發(fā)環(huán)境。該軟件具有很多優(yōu)點簡單的windows界面方便學習和使用這對于我們這些初學者來是一項很實在的好處能夠很快的上手使用debug調(diào)試功能能夠很簡單的發(fā)現(xiàn)定位程序錯誤等在調(diào)試過程中你甚至可以停在程序的任意一處這可以很快的的定位錯誤是一項便捷的功能在中國80%以上的軟硬件工程師使用Keil 系列軟件這是被大多數(shù)人接受的好產(chǎn)品。在使用Keil設計時只需要建立一個新工程將所需要的初始化配置文件main.c stm32f10x_it.csystem_stm32f10x.c和startup_stm32f10x_md.s以及相應的.h文件添加。然后選擇相應的芯片型號如圖4.1所示選擇芯片STM32C8。圖4.1 keil選擇芯片5 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果5.1各個模塊的調(diào)試結(jié)果顯示5.1.1 OLED屏幕的調(diào)試結(jié)果顯示本設計顯示的主界面為數(shù)據(jù)采集信息包括空氣溫度空氣濕度土壤濕度和光照強度分別通過相應的傳感模塊讀取進行實時顯示如圖5.1所示。圖5.1 OLED屏幕調(diào)試主界面5.1.2 溫濕度模塊調(diào)試空氣溫濕度數(shù)據(jù)通過DHT11溫濕度模塊實時采集并在主界面進行顯示通過手指觸摸等其他改變傳感器周圍溫濕度的方法進行調(diào)試測試可以觀察到主界面數(shù)據(jù)進行實時變化如圖5.2所示。圖5.2 溫濕度模塊及顯示文章底部可以獲取博主的聯(lián)系方式獲取源碼、查看詳細的視頻演示或者了解其他版本的信息。所有項目都經(jīng)過了嚴格的測試和完善。對于本系統(tǒng)我們提供全方位的支持包括修改時間和標題以及完整的安裝、部署、運行和調(diào)試服務確保系統(tǒng)能在你的電腦上順利運行。