傳感器信息檢測數(shù)據(jù)處理與軟件設計畢業(yè)論文

1、<p>　　傳感器信息檢測數(shù)據(jù)處理與軟件設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文主要研究利用傳感器對目標信息進行檢測，處理，分析以及利用Visual Basic（v b）進行界面軟件設計和密碼設置，以及設置報警狀態(tài)下的情況以及正常情況下的狀態(tài)，等等。文中首先介紹了傳感器的發(fā)展以及未來在各個領(lǐng)域的應用，然后介紹了v b語言程序的

2、應用歷史和發(fā)展，以及利用v b進行程序和軟件設計。本研究講述了對信息的檢測后對數(shù)據(jù)進行處理的過程，v b進行界面軟件設計的過程和結(jié)果，因為傳感器在未來的發(fā)展中可能會在更廣的領(lǐng)域中運用，所以研究傳感器對今后傳感器的發(fā)展有重要意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：傳感器；v b；界面軟件；數(shù)據(jù)處理。</p><p>　　ABSTRACT: This paper mainly studies th

3、e use of sensors to detect target confidence, handle . Analysis and the use of Visual Basic (VB below instead) interface software design, And use VB password settings, Also set up alarm state and norm

4、al state, etc.. This paper firstly introduces the development and application of sensor in various fields, and then introduces the application of the history and development of VB program language, and the use of VB prog

5、ramming and software design. This study de</p><p>　　Key words: Sensor; Visual Basic; Interface software ;Data processing.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 概述1&l

6、t;/b></p><p><b>　　1.1引言1</b></p><p><b>　　1.2傳感器1</b></p><p>　　1.2.1傳感器的歷史1</p><p>　　1.2.2 新型傳感器3</p><p>　　1.2.3 智能傳感器4</

7、p><p>　　1.2.4 新材料5</p><p>　　1.2.5 新工藝5</p><p>　　1.2.6 智能材料6</p><p>　　1.3 Visual Basic7</p><p>　　1.3.1 VB概要7</p><p>　　1.3.2 vb的發(fā)展8</p>

8、<p>　　1.4 本章小結(jié)8</p><p>　　第2章 設計方案和步驟9</p><p><b>　　2.1引言9</b></p><p><b>　　2.2系統(tǒng)設計9</b></p><p>　　2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計9</p><p>　　2

9、.2.2 系統(tǒng)硬件設計10</p><p>　　2.2.3 傳感器模塊10</p><p>　　2.2.4 數(shù)據(jù)處理模塊和無線通信模塊11</p><p>　　2.2.5 電源模塊12</p><p>　　2.3系統(tǒng)軟件設計13</p><p>　　2.3.1系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖13</p><

10、;p>　　2.4.單片機報警電路設計15</p><p>　　2.4.1 理論分析15</p><p>　　2.4.2 系統(tǒng)硬件15</p><p>　　2.5本章小結(jié)21</p><p>　　第3章 程序設計22</p><p><b>　　3.1 引言22</b></p

11、><p>　　3.2報警電路設計22</p><p>　　3.2.1 聲光報警電路22</p><p>　　3.2.2 總電路設計22</p><p>　　3.3軟件實現(xiàn)24</p><p>　　3.3.1 .編程KEIL環(huán)境介紹24</p><p>　　3.3.2程序流程25</

12、p><p>　　3.3.3 程序25</p><p>　　3.3.4 調(diào)試及測試方法26</p><p>　　3.4 VB軟件設計28</p><p>　　3.4.1 簡介28</p><p>　　3.4.2界面設計初步規(guī)劃28</p><p>　　3.4.3控件設計28</p&g

13、t;<p>　　3.4.4 程序30</p><p>　　3.5本章小結(jié)32</p><p>　　第4章 設計心得33</p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p><b>

14、　　1.1引言</b></p><p>　　本文主要研究傳感器信息檢測數(shù)據(jù)的處理和界面軟件的設計，根據(jù)以下的幾大要求來完成本課題，一，windows環(huán)境中完成本系統(tǒng)的界面程序設計；二，九位密碼的設置；三，界面全部采用窗口畫面；四，報警的界面上出現(xiàn)聲光報警，其對象的背景顏色改變；五，巡回工作狀態(tài)下正常數(shù)據(jù)的接收與顯示以及報警狀態(tài)下異常數(shù)據(jù)的接收與顯示，數(shù)據(jù)的日存入程序；六，查詢工作狀態(tài)下數(shù)據(jù)的存取功能。

15、本文要求需要利用單片機來對傳感器的結(jié)果進行控制，本文圍繞以上幾大要求來展開研究，經(jīng)過數(shù)月的潛心專研，最終得到令人滿意的結(jié)果，由于傳感器在將來的應用領(lǐng)域會越來越大，所以此次研究對于傳感器的發(fā)展有重大意義.</p><p><b>　　1.2傳感器</b></p><p>　　1.2.1傳感器的歷史</p><p>　　今天，信息技術(shù)對社會發(fā)展信、

16、科學進步起到了決定性的作用?，F(xiàn)在信息技術(shù)的基礎包括信息采集、信息傳輸與信息處理，而信息的采集離不開傳感器技術(shù)。所以說傳感器是新技術(shù)革命和信息社會的重要技術(shù)基礎，是現(xiàn)代科技的開路先鋒。 </p><p>　　近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化，它不僅促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且可導致建立新型工業(yè)，是21世紀新的經(jīng)濟增長點。微型化是建

17、立在微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎上的，目前已成功應用在硅器件上形成硅壓力傳感器(如上述EJX變送器)。 微電子機械加工技術(shù)，包括體微機械加工技術(shù)、表面微機械加工技術(shù)、LIGA技術(shù)(X光深層光刻、微電鑄和微復制技術(shù))、激光微加工技術(shù)和微型封裝技術(shù)等。 MEMS的發(fā)展，把傳感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度[1]。傳感器的檢測儀表，在微電子技術(shù)基礎上，內(nèi)置微處理器，或把微傳感器和微處理器及相關(guān)集成

18、電路(運算放大器、A/D或D/A、存貯器、網(wǎng)絡通訊接口電路)等封裝在一起完成了數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化。(注：MEMS技術(shù)還完成了微電動機或執(zhí)行器等產(chǎn)品，將另作文介紹)網(wǎng)絡化方面，目前主要是指采用多種現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng))，這要按各行業(yè)的特點，選擇其中的一種或多種，近年內(nèi)最流行的有FF、Pro fibus、CAN、Lonworks、AS-</p><p>　　1.2.2 新型傳感器</p>

19、<p>　　新型傳感器，大致應包括：①采用新原理；②填補傳感器空白；③仿生傳感器等諸方面[7]。它們之間是互相聯(lián)系的。傳感器的工作機理是基于各種效應和定律，由此啟發(fā)人們進一步探索具有新效應的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器件，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。結(jié)構(gòu)型傳感器發(fā)展得較早，目前日趨成熟。結(jié)構(gòu)型傳感器，一般說它的結(jié)構(gòu)復雜，體積偏大，價格偏高。物性型傳感器大致與之相反，具有不

20、少誘人的優(yōu)點，加之過去發(fā)展也不夠。世界各國都在物性型傳感器方面投入大量人力、物力加強研究，從而使它成為一個值得注意的發(fā)展動向。其中利用量子力學諸效應研制的低靈敏閾傳感器，用來檢測微弱的信號，是發(fā)展新動向之一。</p><p>　　新型傳感器的開發(fā)這是發(fā)展高性能、高功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。制作此類傳感器是利用各種物理、化學效應和定律。新型傳感器層出不窮，如利用量子力學諸效應研制的高靈敏閥傳感器，響應速

21、度極快的紅外傳感器，光纖傳感器等。高靈敏閥傳感器可用來檢測極微弱的信號，紅外傳感器是利用光子滯后效應制作的，有響應速度極快的優(yōu)點</p><p>　　1.2.3 智能傳感器</p><p>　　傳感器集成化包括兩種定義，一是同一功能的多元件并列化，即將同一類型的單個傳感元件用集成工藝在同一平面上排列起來，排成1維的為線性傳感器，CCD圖象傳感器就屬于這種情況[6]。集成化的另一個定義是多功

22、能一體化，即將傳感器與放大、運算以及溫度補償?shù)拳h(huán)節(jié)一體化，組裝成一個器件。 隨著集成化技術(shù)的發(fā)展，各類混合集成和單片集成式壓力傳感器相繼出現(xiàn)，有的已經(jīng)成為商品。集成化壓力傳感器有壓阻式、電容式、等類型，其中壓阻式集成化傳感器發(fā)展快、應用廣。 傳感器的多功能化也是其發(fā)展方向之一。所謂多功能化的典型實例，美國某大學傳感器研究發(fā)展中心研制的單片硅多維力傳感器可以同時測量3個線速度、3個離心加速度(角速度)和3個角加速度。主要元

23、件是由4個正確設計安裝在一個基板上的懸臂梁組成的單片硅結(jié)構(gòu)，9個正確布置在各個懸臂梁上的壓阻敏感元件。多功能化不僅可以降低生產(chǎn)成本，減小體積，而且可以有效的提高傳感器的穩(wěn)定性、可靠性等性能指標。 把多個功能不同的傳感元件集成在一起，除可同時進行多種參數(shù)的測量外，還可對這些參數(shù)的測量結(jié)果進行綜合處理和評價，可反映出被測系統(tǒng)的整體狀態(tài)。由上還可以看出，集成</p><p><b>　　1.2.4 新

24、材料</b></p><p>　　傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎,是傳感器技術(shù)升級的重要支撐。隨著材料科學的進步,傳感器技術(shù)日臻成熟,其種類越來越多,除了早期使用的半導體材料、陶瓷材料以外,光導纖維以及超導材料的開發(fā),為傳感器的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎。例如,根據(jù)以硅為基體的許多半導體材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化,以及半導體光熱探測器具有靈敏度高、精度高、非接觸性等特點,發(fā)展紅外傳感器、激光傳

25、感器、光纖傳感器等現(xiàn)代傳感器;在敏感材料中,陶瓷材料、有機材料發(fā)展很快,可采用不同的配方混合原料,在精密調(diào)配化學成分的基礎上,經(jīng)過高精度成型燒結(jié),得到對某一種或某幾種氣體具有識別功能的敏感材料,用于制成新型氣體傳感器。此外,高分子有機敏感材料,是近幾年人們極為關(guān)注的具有應用潛力的新型敏感材料,可制成熱敏、光敏、氣敏、濕敏、力敏、離子敏和生物敏等傳感器。傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,也促進了更新型材料的開發(fā),如納米材料等。美國NRC公司已開發(fā)出納

26、米ZrO2氣體傳感器,控制機動車輛尾氣的排放,對凈化環(huán)境效果很好,應用前景比較廣闊。由于采用納米材料制作的傳感器,具有龐大的界面,能提供大量的氣體通道,而且導通電阻很小,有利于傳感器向微型化</p><p>　　新技術(shù)革命的到來，世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。</p><p><b&

27、gt;　　1.2.5 新工藝</b></p><p>　　在發(fā)展新型傳感器中，離不開新工藝的采用。新工藝的含義范圍很廣，這里主要指與發(fā)展新興傳感器聯(lián)系特別密切的微細加工技術(shù)。該技術(shù)又稱微機械加工技術(shù)，是近年來隨著集成電路工藝發(fā)展起來的，它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學刻蝕等用于微電子加工的技術(shù)，目前已越來越多地用于傳感器領(lǐng)域，例如濺射、蒸鍍、等離子體刻蝕、化學氣體淀積(CVD)、外延、擴散、腐

28、蝕、光刻等，迄今已有大量采用上述工藝制成的傳感器的國內(nèi)外報道。</p><p>　　1.2.6 智能材料</p><p>　　智能材料是指設計和控制材料的物理、化學、機械、電學等參數(shù)，研制出生物體材料所具有的特性或者優(yōu)于生物體材料性能的人造材料。有人認為，具有下述功能的材料可稱之為智能材料：具備對環(huán)境的判斷可自適應功能；具備自診斷功能；具備自修復功能；具備自增強功能(或稱時基功能)。

29、 生物體材料的最突出特點是具有時基功能，因此這種傳感器特性是微分型的，它對變分部分比較敏感。反之，長期處于某一環(huán)境并習慣了此環(huán)境，則靈敏度下降。一般說來，它能適應環(huán)境調(diào)節(jié)其靈敏度。除了生物體材料外，最引人注目的智能材料是形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷和形狀記憶聚合物。 智能材料的探索工作剛剛開始，相信不久的將來會有很大的發(fā)展</p><p>　　新技術(shù)革命的到來，世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中，首先

30、要解決的就是要獲取準確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。</p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎。</p><p>　　在基礎學科研究中，傳感器更具有突出的地位。現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)

31、展，進入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到fm的粒子世界，縱向上要觀察長達數(shù)十萬年的天體演化，短到 s的瞬間反應。此外，還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁場等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙，首先就在于對象信息的獲取存在困難，而一些新機理和高靈

32、敏度的檢測傳感器的出現(xiàn)，往往會導致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學科開發(fā)的先驅(qū)。</p><p>　　傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調(diào)查、醫(yī)學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領(lǐng)域?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。</p><p>　　由此可見，

33、傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟、推動社會進步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍，達到與其重要地位相稱的新水平 </p><p>　　1.3 Visual Basic</p><p>　　開發(fā)圖形用戶界面 (GUI) 的方法。不需編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，而只要把預先建立的對象add到屏幕上的一點即可。如果已使用過諸

34、如 Paint 之類的繪圖程序，則實際上已掌握了創(chuàng)建用戶界面的必要技巧。</p><p>　　1.3.1 VB概要</p><p>　　“Basic”指的是 BASIC (Beginners All-Purpose Symbolit Instruction Code) 語言，一種在計算技術(shù)發(fā)展史上應用得最為廣泛的語言[11]。Visual Basic 在原有BASIC 語言的基礎上進一步發(fā)

35、展，至今包含了數(shù)百條語句、函數(shù)及關(guān)鍵詞，其中很多和 Windows GUI 有直接關(guān)系。專業(yè)人員可以用 Visual Basic 實現(xiàn)其它任何 Windows 編程語言的功能，而初學者只要掌握幾個關(guān)鍵詞就可以建立實用的應用程序。 Visual Basic 不僅是 Visual Basic 編程語言。Visual Basic 編程系統(tǒng),Microsoft Excel 的Applications Edition ,Microsof

36、t Access和Windows的許多其他應用程序都使用這一語言。Visual Basic Scripting Edition (VBScript) 是廣泛使用的腳本語言，它是 Visual Basic 語言的子集。這樣，在學習 Visual Basic 中得到的經(jīng)驗可應用到所有這些領(lǐng)域中。 </p><p>　　程序員可以分為很多種，像Unix程序員、Windows程序員，或是C++程序員、Delph

37、i程序員，等等。這些技術(shù)是一名Web程序員應該具備的；但是，如果僅懂得這些，卻只能叫做Asp程序員、J sp程序員，而不是真正意義上的Web程序員?，F(xiàn)在的世界是屬于Internet的，大部分的應用基于Internet，大家可以想想，像Yahoo、Microsoft、Amazon那樣的網(wǎng)站，其訪問量之大、應用之復雜，需要什么樣的技術(shù)才可以支撐，這不僅僅是硬件的功勞。 </p><p>　　1.3.2 vb的發(fā)展&l

38、t;/p><p>　　隨著Windows操作系統(tǒng)的不斷成熟，Visual Basic產(chǎn)品由1．0版升級到3．0版，此時 Visual Basic已初具規(guī)模了，利用它可以快速地編制各種應用程序，包括非常流行的多媒體應用程序和各種圖形操作界面。在面向?qū)ο蠹夹g(shù)出現(xiàn)后，Microsoft迅速地把這一技術(shù)加入到了Visual Basic產(chǎn)品中。 Visual Basic 4．0還提供了強大的數(shù)據(jù)庫管理能力，這使得它成為管理信息

39、系統(tǒng)(MIS， Management Information System)的重要開發(fā)工具。 隨著Intemet的迅猛發(fā)展，Microsoft的ActiveX技術(shù)出現(xiàn)了，并被不失時機地加入到 Visual Basic 5．0版本中(1997年)。在1998年，Microsoft推出了Visual Basic 6．0版本，這一版本使VB得到了很大的擴充和增強。它還引入了使用部件編程的概念，實際上這是對面向?qū)ο缶幊趟枷氲臄U展。迄今為

40、止，Visual Basic已經(jīng)發(fā)展成為快速應用程序開發(fā)(RAD，Rapid Application Development)工具的代表。</p><p><b>　　1.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹本次研究所需要的工具軟件，首先講述了傳感器的運用，傳感器在電子方面中不可或缺的地位，然后介紹了傳感器的發(fā)展，經(jīng)過，以及在不久的將來，傳感器會往更

41、廣的領(lǐng)域發(fā)展，在以后的日常生活中越發(fā)離不開傳感器，如工業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以及宇宙探索等等，都要以傳感器的必要的基礎，所以本次介紹傳感器是很有必要的。其次本章還簡單的介紹了Visual Basic這個語言程序，因為本次研究需要界面軟件設計，需要用到Visual Basic，所以，在本章就簡單的介紹了Visual Basic，在后面的篇幅里將繼續(xù)介紹vb的使用方法，以及本次研究所需要的程序。</p><p>　　第2

42、章 設計方案和步驟</p><p><b>　　2.1引言</b></p><p>　　目前，精準農(nóng)業(yè)已成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢，農(nóng)田信息的及時準確獲取是精準農(nóng)業(yè)實施的基礎。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要使用孤立的、沒有通信能力的機械設備和傳感設備，主要依靠人力監(jiān)測作物的生長狀況。不但要耗費大量的人力，而且不能夠做到實時監(jiān)控，如果采用有線測控系統(tǒng)，則需要鋪設光纖或者電纜，這樣不但增加了成

43、本，而且降低了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)及嵌入式技術(shù)的發(fā)展，孕育出了一種新的信息獲取、傳輸、處理的智能網(wǎng)絡——無線傳感器網(wǎng)絡。無線傳感器網(wǎng)絡可以實時監(jiān)測、感知和采集監(jiān)控區(qū)域的信息，并將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后發(fā)送給終端用戶。本章主要介紹在研究前對傳感器的準備和初步設計，介紹了傳感器的系統(tǒng)設計，傳感器模塊等等，本次研究的設計方案和步驟，在方案上盡量考慮最簡捷，方便的方法，盡量能使用最簡單的實驗步驟，得出最令人滿意的結(jié)

44、果，由于本實驗沒有其他的對比方案，所以只需要按照所給要求一步一步的來完成即可，根據(jù)本題目給出的要求，選取最快捷的方法來完成研究是本次實驗的主要宗旨。</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)設計</b></p><p>　　2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點部署在監(jiān)控領(lǐng)域，對感興趣的數(shù)據(jù)進行采集、處理、融合，并通過

45、主節(jié)點路由到基站，用戶可以通過因特網(wǎng)進行查看、控制。其中，網(wǎng)關(guān)(基站)負責對各節(jié)點傳感器數(shù)據(jù)的收集、處理及與外網(wǎng)的通信；傳感器節(jié)點負責采集周圍的信息，如溫度、濕度等，同時還要兼具有路由功能，通過路由協(xié)議直接或者通過“多跳”的方式將數(shù)據(jù)傳給網(wǎng)關(guān)，再借助臨時建立的sink鏈路把整個區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；監(jiān)控中心主要負責將采集的數(shù)據(jù)進行綜合計算得到所需的信息，并對各傳感器節(jié)點進行管理。同時開發(fā)了客戶端界面，方便用戶對服務器的數(shù)據(jù)進行查詢

46、和控制，并能以圖形的方式直觀地顯示出用戶所需要的信息。</p><p>　　2.2.2 系統(tǒng)硬件設計</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點總體架構(gòu)由傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理器模塊、無線通信模塊和電源模塊4個部分組成。傳感器模塊負責環(huán)境信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)主要是負責采集土壤溫濕度傳感器，傳感器模塊上還預留了數(shù)字和模擬接口，可以方便地擴展傳感器的種類；數(shù)據(jù)處理模塊負責控制整個傳感器節(jié)點的

47、存儲和處理本身采集的數(shù)據(jù)和其它節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)，還要負責節(jié)點組網(wǎng)和數(shù)據(jù)路由選擇以及系統(tǒng)功耗的控制等。數(shù)據(jù)處理模塊的核心是高性能的ATmega1281處理器；無線通信模塊負責與其它傳感器節(jié)點進行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；電源模塊為傳感器節(jié)點提供運行所需的所有電源。</p><p>　　2.2.3 傳感器模塊</p><p>　　傳感器模塊是節(jié)點的數(shù)據(jù)采集部分，根據(jù)實際需求，確定合適

48、的傳感器，系統(tǒng)采用溫濕度傳感器，并留有通用傳感器擴展接口，傳感器模塊為獨立電路板，通過51PIN連接器與主控模塊電路板連接。 本系統(tǒng)采用的溫濕度傳感器為瑞士Sensirion公司生產(chǎn)的SHT10溫濕度一體傳感器。該傳感器的特點是體積微小、功耗極低，兩線數(shù)字輸出，濕度測量范圍：0～100％RH，濕度的測量精度為±4.5％RH，溫度測量范圍：-40～-+123．8℃，在25℃時，溫度的測量精度為±0.5℃，響應時

49、間：8 s，可完全浸沒。SHT10采用兩條串行線(SCK，DATA)與處理器進行數(shù)據(jù)通信。SCK用于處理器、SHT10之間的通訊同步，串行數(shù)據(jù)(DATA)用于數(shù)據(jù)的讀取，在SCK時鐘下降沿之后改變狀態(tài)，并僅在SCK時鐘上升沿有效。SHT10完整的測量時序由啟動傳輸時序、發(fā)布命令、等待測量完成、讀回數(shù)據(jù)這四個部分組成。處理器用一組“啟動傳輸”時序來發(fā)起一個通信過程。它包括：當SCK時鐘高電平時DATA翻轉(zhuǎn)為低電平。在DATA為低電平期間，

50、SCK變?yōu)榈碗娖?，再翻轉(zhuǎn)為高電平，隨后是在SCK時鐘高電平時DATA翻轉(zhuǎn)為高電平。在“</p><p>　　2.2.4 數(shù)據(jù)處理模塊和無線通信模塊</p><p>　　數(shù)據(jù)處理模塊采用Atmel公司的低功耗ATmega1281芯片，該芯片具有片內(nèi)256 kB的Flash存儲器、8 kB的SRAM數(shù)據(jù)存儲器(可外接擴展到64 kB)和4 kB的EPROM存儲器。該芯片還有8／16通道的10位

51、ADC，2個8位和4個16位硬件定時／計數(shù)器，4個8位PWM通道、可編程看門狗定時器和片上振蕩器、片上模擬比較器，2／4個可編程串行USART、51／86個可編程I／O口線。SPI、I2C總線接口；可以采用JTAG編程和ISP編程兩種方式。除正常工作模式外，ATmega1281還具有6種睡眠模式：空閑模式、ADC噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby模式以及擴展的Standby模式。因此ATmega1281非常適合于低能耗的應

52、用場合。 無線通信模塊采用AT86RF231芯片，該芯片是一款低功耗、低電壓，SH接口，支持2.4GHZ IEEE802.15.4標準的無線收發(fā)芯片。AT86RF231通過SPI接口與處理器ATmega1281連接，通過串行輸出(MOSI)和串行輸入(MISO)進行數(shù)據(jù)讀寫操作，由串行時鐘(SCK)控制讀寫操作。 數(shù)據(jù)</p><p>　　圖2-1 硬件連接圖</p><p&g

53、t;　　2.2.5 電源模塊</p><p>　　節(jié)點的能量供應是節(jié)點工作的重要前提，如果供電不足，將會導致整個系統(tǒng)癱瘓。為延長節(jié)點的使用壽命，多種降低功耗的方法已經(jīng)被提出，如：數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和低功耗路由技術(shù)等，但任何降低功耗的方法都不能徹底解決節(jié)點壽命有限的問題。可再生能源的利用，如：太陽能、振動、潮汐和風能等的利用，被認為是解決上述問題的可行方案。對于室外系統(tǒng)，太陽能具有技術(shù)相對成熟，能量密度較大等優(yōu)勢，被認為

54、是為節(jié)點提供額外能源的可行方法。上路是電源電路框圖。分壓器將3．3 V的穩(wěn)壓器輸出電壓降至2．75 V。比較器比較此值于電池的電壓值。當陽光充足并且電池的電壓低于2．75 V時，比較器打開開關(guān)，對電池充電。否則，當電池的電壓等于或大于2．75 V時，開關(guān)關(guān)閉阻止充電過程。二極管用來阻止電流由電池流入太陽能電池板。</p><p><b>　　2.3系統(tǒng)軟件設計</b></p>

55、<p>　　2.3.1系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡采集監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，通過傳輸網(wǎng)絡將各種傳感數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_管理軟件，后臺管理軟件對這些數(shù)據(jù)進行分析、處理、存儲，以便獲得相關(guān)信息，并對無線傳感器網(wǎng)絡的運行和監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的環(huán)境狀況進行監(jiān)控。另外，后臺管理軟件也可以發(fā)起任務并通過傳輸網(wǎng)絡告知WSN，以便完成特定的任務。這些功能主要是在應用程序服務器上實現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。</

56、p><p>　　圖2-2系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2-3TinyOS數(shù)據(jù)包格式</p><p>　　表2-1溫濕度數(shù)據(jù)表</p><p>　　系統(tǒng)通過串口接收到的溫濕度數(shù)據(jù)如表2-1所示。無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點運行的是TinyOS操作系統(tǒng)，系統(tǒng)傳遞信息數(shù)據(jù)包幀格式如圖2-3所示。每一幀用同步字節(jié)SYNC_BYTE(0x7E)包裝。其中的負

57、載數(shù)據(jù)TOS_mag是傳感網(wǎng)絡數(shù)據(jù)鏈路層所使用的數(shù)據(jù)包格式。信息中包括了目的節(jié)點地址、信息類型、信息長度、信息組別以及數(shù)據(jù)載荷等。其中，數(shù)據(jù)載荷Data是提供給用戶的有效消息載體，包含為實現(xiàn)多跳路由功能而設置的源地址、數(shù)據(jù)采集節(jié)點地址及電壓、濕度、溫度等高層應用信息。</p><p>　　基于當前無線傳感器網(wǎng)絡在農(nóng)田信息采集中的應用現(xiàn)狀，提出了體積小、成本低、低功耗、工作持續(xù)時間長的農(nóng)田信息采集無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點

58、的必要性。該系統(tǒng)利用無線收發(fā)設備傳輸數(shù)據(jù)，無需專門架線，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省了人力物力，通過監(jiān)控中心可實現(xiàn)對農(nóng)田溫濕度的監(jiān)控等功能，實現(xiàn)真正意義上的無人值守，與普通無線技術(shù)相比，還具有低功耗、低成本和網(wǎng)絡容量大等特點，為實現(xiàn)大規(guī)模農(nóng)田監(jiān)控的信息化、自動化、提高工作效率具有很高的實際應用價值。</p><p>　　2.4.單片機報警電路設計</p><p>　　2.4.1 理論分析</p

59、><p>　　此次設計是針對于單片機原理及其應用展開的。運用我們所學的電工技術(shù)，傳感器技術(shù)，單片機技術(shù)去設計基于單片機的聲光報警系統(tǒng)。80C51單片機好比一個橋梁，聯(lián)系著傳感器和報警電路設備。當周圍的環(huán)境達到我們設定的數(shù)值時，聲光傳感器把被測的物理量作為輸入?yún)?shù)，轉(zhuǎn)換為電量（電流、電壓、電阻等等）輸出。物理量和測量范圍的不同，傳感器的工作機理和結(jié)構(gòu)就不同[4]。通常傳感器輸出的電信號是模擬信號（已有許多新型傳感器采用

60、數(shù)字量輸出）。當信號的數(shù)值符合A/D轉(zhuǎn)換器的輸入等級時，可以不用放大器放大；當信號的數(shù)值不符合A/D轉(zhuǎn)換器的輸入等級時，就需要放大器放大。而我們選擇前者，不需要用放大器，選擇數(shù)值符合A/D轉(zhuǎn)換器的輸入等級，這樣就可以簡化整個系統(tǒng)的設置。傳感器將物理信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為可以利用識別的電信號給單片機，這里我們選擇單片機的P1.0為輸入方式，接收到信號的單片機經(jīng)過程序的設定會由P2.0作為單片機的輸出直接啟動報警電路。此時，揚聲器將發(fā)出

61、高、低交替的2種叫聲，同時二極管發(fā)光，這就達到了聲光報警的效果。</p><p>　　2.4.2 系統(tǒng)硬件</p><p>　　主控電路設計：硬件設計中最核心的器件是單片機80C51，它一方面控制A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，另一方面，將采集到的數(shù)字電壓值經(jīng)計算機處理得到相應的二進制代碼，與設定的值作比較[8]。整個系統(tǒng)的軟件編程就是通過匯編語言對單片機80C51實現(xiàn)其控制功能

62、。</p><p>　　80C51的基本結(jié)構(gòu)：</p><p>　　（1）CPU系統(tǒng) 8位CPU，含布爾處理器；時鐘電路；總線控制邏輯。</p><p>　?。?）存儲器系統(tǒng) 4KB的程序存儲器（ROM/EPROM/Flash，可擴至64KB）；128KB數(shù)據(jù)存儲器（RAM，可再擴64KB）；特殊功能寄存器SFR。</p><p>

63、;　　（3）I/O口和其他動能單元 4個并行I/O口；2個16位定時/計數(shù)器；1個全雙工異步串行口；中斷系統(tǒng)（5個中斷源，2個優(yōu)先級）。 </p><p>　　80C51單片機的的封裝和引腳：</p><p>　　80C51系列單片機采用雙列直插式（DIP）.QFP44（Quad Flat Pack）和LCC（Leaded Chip Caiier）形式封裝。這里僅介紹常用的總線型DI

64、P40封裝。40個引腳按引腳功能大致可分為4個種類：電源、時鐘、控制和I/O引腳，在這里不作詳細介紹。</p><p>　　80C51單片機的時鐘：</p><p>　　(1)振蕩器和時鐘電路</p><p>　　80C51內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，但要形成時鐘脈沖，外部還需附加電路。80C51的時鐘產(chǎn)生方法有以下兩種。</p>&l

65、t;p>　　(a) 內(nèi)部時鐘方式</p><p>　　利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳XTALl和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器（簡稱晶振），就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路。外接晶振時，Cl和C2的值通常選擇為30pF左右；Cl、C2對頻率有微調(diào)作用，晶振或陶瓷諧振器的頻率范圍可在1.2MHz～12MHz之間選擇。為了減小寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器和電容應盡可

66、能安裝得與單片機引腳XTALl和XTAL2靠近。</p><p>　　(b) 外部時鐘方式</p><p>　　此方式是利用外部振蕩脈沖接入XTALl或XTAL2。HMOS和CHMOS單片機外時鐘信號接入方式不同。</p><p>　　表2-2為單片機外部時鐘接入方法：</p><p>　　表2-2 外部時鐘接入</p><

67、;p>　　80C51單片機的復位：在整個聲光報警系統(tǒng)中，要進行實驗，必須對整個系統(tǒng)先復位。復位是單片機的初始化操作。單片機系統(tǒng)在上電啟動運行時，都需要先復位。其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，因而，復位是一個很重要的操作方式。但單片機本身是不能自動進行復位的，必須配合相應的外部復位電路才能實現(xiàn)。</p><p>　　單片機的外部復位電路有上電復位和上電和按鍵均有

68、效的復位兩種。我們在設計單片機復位時，選用上電復位。</p><p>　　上電復位利用電容器的充電實現(xiàn)。圖2-4是80C51單片機的上電+復位電路。圖中給出了復位電路參數(shù)。圖2-5是80C51單片機的上電+按鍵復位電路。</p><p>　　上電要求接通電源后，單片機實現(xiàn)自動復位操作。上電瞬間RST引腳獲得高電平，隨著電容的充電，RST引腳的高電平將逐漸下降。RST引腳的高電平只要能保持足

69、夠的時間（2個機器周期），單片機就可以進行復位操作。該電路典型的電阻值和電容參數(shù)為：晶振為12MHZ，電容值為10uF，電阻值為8.2K。</p><p>　　圖2-4電復位電路 圖2-5按鍵復位電路 </p><p>　　復位狀態(tài)：初始復位不改變RAM（包括工作寄存器R0～R7）的狀態(tài)，復位時，ALE和成輸入狀態(tài)，即ALE== 1，

70、片內(nèi)RAM不受復位影響。復位后，P0～P3口輸出高電平且使這些雙向口皆處于輸入狀態(tài)，并將07H寫入堆棧指針SP，同時將PC和其余專用寄存器清0。此時，單片機從起始地址0000H開始重新執(zhí)行程序。所以，單片機運行出錯或進入死循環(huán)時，可使其復位后重新運行。</p><p>　　AD574A芯片介紹：</p><p>　　AD574A型快速12位逐次比較式A／D轉(zhuǎn)換器為美國模擬器件公司產(chǎn)品。一次

71、轉(zhuǎn)換時間為25μs，轉(zhuǎn)換速率為40MSPS，分辨率12位，非線性誤差小于±1/2LSB。采用28腳雙立直插式封裝，各引腳功能如圖2-6所示，</p><p>　　圖2.-6 AD574A引腳圖</p><p>　　AD574A引腳功能：</p><p>　　DB11～DB0:12位數(shù)據(jù)輸出線。DB11為最高，DB0為最低，它們可由控制邏輯決定是輸出數(shù)據(jù)還

72、是對外成高阻狀態(tài)。</p><p>　　12/8：數(shù)據(jù)模式選擇。當此引腳輸入為高電平時，12為數(shù)據(jù)并行輸出；當此引腳為低電平時，與引腳A0配合，把12位數(shù)據(jù)分兩次輸入。應該注意，此引腳不與TTL兼容，若要此引腳為高電平，應直接按腳1；若要此引腳為低電平，應接引腳15.</p><p>　　A0：字節(jié)選擇控制。此引腳有兩個功能，一個功能是決定方式是12位是8位。若A0=0，進行全12位轉(zhuǎn)換，

73、轉(zhuǎn)換時間為25us；若A0=1,僅進行8位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間為16us，另一個功能是決定輸出數(shù)據(jù)是高8位還是低4位。若A0=0，高8位數(shù)據(jù)有效；若A0=1，低4位有效，中間4位為“0”，高4位為高阻狀態(tài)。因此，低4位數(shù)據(jù)讀出時，應遵循左對齊原則（即：高8位+低4位+中間4位的‘0000’）。</p><p>　　CS:芯片選擇。當CS=0時，AD574A被選中；否則AD574A不進行任何操作。</p>

74、<p>　　R/C：讀/轉(zhuǎn)換選擇。當R/C=1時，允許讀取結(jié)果；當R/C=0，允許A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　CE：芯片啟動信號。CE=1時，允許讀取結(jié)果，到底是轉(zhuǎn)換還是讀取結(jié)果與R/C有關(guān)。</p><p>　　STS：狀態(tài)信號。STS=1表示正在進行A/D轉(zhuǎn)換，STS=0表示轉(zhuǎn)換已完成。</p><p>　　REFOUT：+10V基準電壓輸出。&

75、lt;/p><p>　　REIN準電壓輸入。只有此腳把從“REFOUT”腳輸出的基準電壓引入到AD574A內(nèi)部的12位DAC(AD565),才能進行正常的A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　BIPOFF：雙極性補償。此引腳適當連接，可實現(xiàn)單極性或雙極性輸入。</p><p>　　10VIN：10V量程模擬信號輸入端。對單極性信號為10V量程的模擬信號輸入端，對雙極性信號為

76、±5V模擬信號輸入腳。</p><p>　　20VIN：20V量程輸入端。單極性信號為20V量程模擬信號輸入端，對雙極性信號為±10V量程模擬信號輸入腳。</p><p>　　DG：數(shù)字地。各字電路（譯碼器、門電路、觸發(fā)器等）及“+5V”的電源地。</p><p>　　AG：模擬地。各模擬器件（放大器、比較器、多路開關(guān)、取樣保持器等）地及“+15

77、V”和“-15V”電源地。</p><p>　　VLOG：邏輯電路供電輸入端，‘+5V’.</p><p>　　VCC:正電源端，VCC=+12～+15V。</p><p>　　VEE：負電源端，VEE=-15～-12V。</p><p>　　AD574A的單極性和雙極性輸入如圖2-7和2-8所示：</p><p>&

78、lt;b>　　圖2-7單極性輸入</b></p><p><b>　　圖2-8雙極性輸入</b></p><p>　　單極性輸入電路：如圖2-7所示是AD574A系列的模擬量單極性輸入電路。當輸入電壓為VIN=0～+10V時，應從引腳10VIN輸入，當VIN=0～20V，應從20VIN輸入。數(shù)字量D為無符號二進制碼，計算公式為D=4096VIN/VF

79、S。圖中電位器RP1用于調(diào)零，即保證在VIN=0時，輸出數(shù)字量D為零。</p><p>　　雙極性輸入電路：電路圖如圖2-8所示。圖中RP2用于調(diào)整增益，其作用與圖4-1中RP2的作用相同。圖中RP1用于調(diào)整雙極性電路輸入零點。如果輸入信號VIN在-5～=5V之間，應從10VIN引腳輸入；當VIN在-10～=10V之間，應從20VIN引腳輸入。</p><p>　　根據(jù)聲光傳感器所輸出的電

80、壓量，故選用單極性輸入。 </p><p>　　AD574A與80C51單片機接口電路：</p><p>　　AD574A系列的所有型號和功能因腳和排列都相同，因而它們與單片機借口也相同。</p><p>　　AD574A所有型號都有內(nèi)部始終電路，不需要任何外接器件和連線。圖2-9為AD574A與80C51單片機的接口電路。該電路采用雙極性輸入方式。根據(jù)聲光傳感器輸

81、出電壓是5.6+0.4v，在設計時我們選用單極性輸入方式。</p><p>　　圖2-9 AD574A與80C51單片機的接口電路</p><p>　　當AD574A與80C51單片機配置時，由于AD574A輸出12位數(shù)據(jù)，所以當單片機讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，應分兩次進行：當A0=0時，讀取高8位；當A0=1時，讀取低4位。圖中AD574A的STS與80C51的P1.0線相連，故采用查詢方式讀取

82、轉(zhuǎn)換結(jié)果。</p><p><b>　　2.5本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹單片機的工作原理和在本次實驗中需要用到的AD574A與80C51單片機，主要介紹了他們的結(jié)構(gòu)，原理，引腳功能和工作方式，由此可見，做一項實驗不僅僅需要用到傳感器，而且還需要用到單片機來對電路進行控制，所以電子學科就是環(huán)環(huán)相連，我們一定要學好每一門課程，才能獨立完成實驗。下一

83、章中我們將會講到利用單片機，傳感器來完稱本次實驗，</p><p><b>　　第3章 程序設計</b></p><p><b>　　3.1 引言</b></p><p>　　本章主要講述了本次實驗需要的程序設計，其中包括報警電路，即聲光報警電路和界面軟件設計等其他簡單的程序，文中給出了系統(tǒng)設計，結(jié)構(gòu)設計等程序設計的重要環(huán)

84、節(jié)?？梢娍茖W應該是實踐與理論相結(jié)合。</p><p><b>　　3.2報警電路設計</b></p><p>　　3.2.1 聲光報警電路</p><p>　　聲光報警電路由單片機P2.0口控制，輸出報警信號(高低電平間隔1 s的脈沖信號)，驅(qū)動聲光報警電路，直至按復位鍵RESET和開關(guān)鍵。</p><p>　　聲光報警

85、電路由555定時器、揚聲器和普通發(fā)光二極管組成。</p><p>　　其中555定時器接成了一個低頻多諧振蕩器，其控制電壓出入端5腳與單片機80C51的P2.0端相連，受P2.0腳輸出的脈沖信號控制。由電容C4的充沖放電作用，當P2.0＝1時，555輸出脈沖的振蕩頻率較低，當P2.0＝0時，555輸出脈沖的振蕩頻率較高。該脈沖信號經(jīng)隔置電容C2加到揚聲器上，揚聲器將發(fā)出高、低交替的2種叫聲，同時P2.0腳輸出的高

86、低電平間隔1 s的脈沖信號經(jīng)電阻R1加到發(fā)光二極管LED上，LED將閃爍發(fā)光，達到聲光同時報警的效果。</p><p>　　3.2.2 總電路設計</p><p>　　根據(jù)要求，設計中我選用80C51單片機。80C51單片機的主控電路包括時鐘電路、復位電路。</p><p>　　而傳感器是將非電量需要轉(zhuǎn)換成與非電量有一定關(guān)系的電量。當今信息時代，隨著電子計算機技術(shù)的

87、非速發(fā)展，自動檢測，自動控制技術(shù)顯露非凡的能力，而大多數(shù)設備只能處理電信號，也就需要把被測，被控非電量的信息通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號?？梢?，傳感器是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。沒有傳感器對原始信息進行精確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，就沒有現(xiàn)代自動檢測和自動控制系統(tǒng)。沒有傳感器就沒有現(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展。設計中，傳感器我選擇的是NIS-09聲光傳感器。必須利用微粒的特點檢測。而NIS-09聲光傳感器它的性能參數(shù)是我選擇它理由。聲光傳感器連接在

88、A/D轉(zhuǎn)換器的輸入接口。</p><p>　　我將主控電路和外圍接口電路（80C51與A/D轉(zhuǎn)換器的接口電路、80C51與聲光報警電路）連接起來，就得到了基于80C51的聲光報警總電路圖。</p><p>　　當外部環(huán)境達到一定值時，聲光傳感器就會產(chǎn)生模擬電壓，將它作為輸出的模擬信號經(jīng)AD574A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為80C51單片機所能識別的數(shù)字電壓量。通過P1.0檢測信號。當有信號輸入時，經(jīng)程序

89、設定就會驅(qū)動80C51單片機的P2.0。而P2.0是與聲光報警電路相連接的。得出總電路圖如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1聲光報警系統(tǒng)總電路圖</p><p><b>　　3.3軟件實現(xiàn)</b></p><p>　　3.3.1 .編程KEIL環(huán)境介紹</p><p>　　Keil C51是美國Keil Sof

90、tware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。 </p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯

91、編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。KEILC51標準C編譯器為80C51微控制器的軟件開發(fā)提供了C語言環(huán)境,同時保留了匯編代碼高效,快速的特點。C51編譯器的功能不斷增強，更加貼近CPU本身，及其它的衍生產(chǎn)品。C51已被完全集成到uVision2的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編 器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調(diào)試器。uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)

92、環(huán)境。</p><p>　　C51 V7版本是目前最高效、靈活的8051開發(fā)平臺。它可以支持所有8051的衍生產(chǎn)品，也可以支持所有兼容的仿真器，同時支持其它第三 方開發(fā)工具。因此，C51 V7版本無疑是8051開發(fā)用戶的最佳選擇。</p><p>　　C51工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)

93、，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標準的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯

94、器如EPROM中。 </p><p><b>　　3.3.2程序流程</b></p><p>　　在整個程序流程中，經(jīng)常要控制一部分指令重復執(zhí)行若干次，以便簡短的程序完成大量的處理任務。這種按某種控制規(guī)律重復執(zhí)行的程序稱為循環(huán)程序。循環(huán)程序有先執(zhí)行后判斷何先判斷后執(zhí)行兩種基本結(jié)構(gòu)。而我們要選用的是先判斷后執(zhí)行。</p><p>　　因為聲光傳感

95、器的輸出電壓量為5.6～6.0v之間。根據(jù)單極性輸入的轉(zhuǎn)換關(guān)系D=4096VIN/VFS，計算出它的數(shù)字量最小值:D1=4096×5.6/10=2294;最大值D2=4096×6/10=2458.</p><p>　　然后把它們的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)。D1、D2轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)分別是100111110110、100110011010。由于AD574A輸出12位數(shù)據(jù)，所以當單片機讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，應

96、分兩次進行：當A0=0時，讀取高8位；當A0=1時，讀取低4位。AD574A的STS與80C51的P1.0線相連，故采用查詢方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。我們將A/D轉(zhuǎn)換器讀取結(jié)果存入17H、18H、19H、20H單元中。其中17H存入的是較小數(shù)D1的高八位10011111，18H存入的是較小數(shù)D1的低四位0110；19H存入的是較大數(shù)的高八位10011001，20H存入的是較大值的低四位1010。將數(shù)值存入單元以后，接下來就是比較。當被測的數(shù)值經(jīng)

97、計算機的轉(zhuǎn)換在比較范圍內(nèi)，經(jīng)程序設定80C51單片機的P2.0就會輸出脈沖啟動報警電路程序。</p><p><b>　　3.3.3 程序</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　START: MOV DPTR, # 0FFF8H ；送端口地址入DPTR</p><p>　　M

98、OVX @DPTR, A ；啟動AD574A</p><p>　　SET P1.0 ；置P1.0為輸入方式</p><p>　　LOOP: JB P1.0, LOOP ；檢測P1.0口</p><p>　　INC DPTR ；使R/C為1</p><

99、;p>　　MOVX A, @DPTR ；讀取高8位數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV 41H, A ；高8位內(nèi)容存入41H單元</p><p>　　INC DPTR ；使R/C、A0均為1</p><p>　　INC DPTR </p><p>　　MO

100、VX A, @DPTR ；讀取低4位</p><p>　　MOV 40H, A ；將低4位內(nèi)容存入40H單元</p><p>　　MOV 17H, #10001111B ；將比較的數(shù)值存入單元中</p><p>　　MOV 18H, #0110B</p><p>　　MOV

101、 19H, #10011011B</p><p>　　MOV 20H, #1010B</p><p>　　MOV AL, 40H ；將40H的內(nèi)容存入AL單元中</p><p>　　MOV AH, 41H ；將41H的內(nèi)容存入AH單元中</p><p>　　01: CM

102、P AH, 17H ；比較最小數(shù)值的高八位</p><p>　　JA LP1</p><p>　　JBE LP2</p><p>　　LP1: JMP 03</p><p>　　LP2: JMP 01 </p><p>　　02: CMP

103、 AL,18H ；比較最小值的低四位</p><p>　　JA LP3</p><p>　　JBE LP4</p><p>　　LP3: JMP 01</p><p>　　LP4: JMP 04</p><p>　　03: CMP AH

104、,19H ；比較最大值的高八位</p><p>　　JA LP5</p><p>　　JBE LP6</p><p>　　LP6: JMP 03</p><p>　　LP5: JMP 01</p><p>　　04 : CMP AH ,20H

105、 ；比較最大值的低四位</p><p>　　JA LP7</p><p>　　JBE LP8</p><p>　　LP8: JMP 01</p><p>　　LP7: JMP 04</p><p>　　05: SET P2.0 ；報警&l

106、t;/p><p>　　DEL: MOV R7,#200 ；延時50ms</p><p>　　DEL1: MOV R6,#123</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DEL2: DJNZ R6,DEL2</p><p>　　DJNZ

107、R7,DEL1</p><p>　　RET ；返回</p><p>　　END ；結(jié)束</p><p>　　3.3.4 調(diào)試及測試方法</p><p><b>　　調(diào)試步驟：</b></p><p>　　(1) 源文件的建

108、立：使用菜單 “File-New”或者點擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項目窗口的右側(cè)打開一個新的文本編輯窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語言源程序。保存該文件，加上擴展名（.asm或a51），這里將文件保存為examl1.asm。</p><p>　　（2）建立工程文件：點擊“Project-New Project”菜單，出現(xiàn)以個對話框，要求給工程起一個名字，輸入examl1,不需要擴展名，點擊保存按鈕，出現(xiàn)第二個對話框

109、。這個對話框要求選擇目標CPU（即所使用的芯片型號80C51）點擊ATMEL前面的“+”號，展開該層，點擊其中的80C51，然后點擊確定按鈕。回到主界面，此時，在工程窗口的文件頁中，出現(xiàn)了“Targ et1”，前面有 “+”號，點擊“+”展開，可以看到下一層的“Source Group1”,這時的工程還是一個空工程，里面什么文件也沒有，需要手動把剛才編寫好的源程序加入，點擊“Souce Group”使其反白顯示，然后，點擊鼠標右鍵，出現(xiàn)