基于STC89C52RC單片機的的智能魚缸控制系統(tǒng)設(shè)計9700字【論文】

基于STC89C52RC單片機的的智能魚缸控制系統(tǒng)設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u177571章引言 243451.1節(jié)選題的背景 2202231.2節(jié)選題的意義 2174831.3節(jié)國內(nèi)研究現(xiàn)狀 3247051.4節(jié)研究的主要內(nèi)容 3145922章系統(tǒng)的總體設(shè)計 49702.1節(jié)系統(tǒng)的功能 4213863章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 633633.1節(jié)主控制器電路設(shè)計 6312883.2節(jié)獨立按鍵輸入電路 8266313.3節(jié)LCD液晶顯示電路 8141803.4節(jié)溫度采集電路設(shè)計 959223.5節(jié)水位檢測電路設(shè)計 1014933.6節(jié)輸出控制設(shè)備 1027052四章系統(tǒng)軟件設(shè)計 13249024.1節(jié)系統(tǒng)設(shè)計工作流程 13144084.2節(jié)系統(tǒng)子模塊工作流程 15174755章系統(tǒng)整體聯(lián)調(diào) 17199675.1節(jié)實物調(diào)試 17178405.2節(jié)實物測試 201568總結(jié) 20摘要：魚缸只作為魚類的養(yǎng)殖容器，其功能單一，觀賞性較差，傳統(tǒng)魚缸在使用過程之中，存在諸多的不足，通過此次系統(tǒng)設(shè)計，能夠有效彌補這方面的不足，以傳統(tǒng)魚缸為基礎(chǔ)，有效融入現(xiàn)代化技術(shù)手段，一方面嵌入智能家居系統(tǒng)，另一方面有效地融入了自動控制方面的技術(shù)，對魚缸內(nèi)的環(huán)境，能夠?qū)崟r動態(tài)化監(jiān)控，借助相關(guān)的傳感器，可以對水溫變化進行動態(tài)監(jiān)控，并實施有效調(diào)節(jié)，實現(xiàn)水溫恒定目的，同時借助單片機的功效，實現(xiàn)喂食自動化等方面的功能。在實際研究過程之中，確定了具體的研究對象，包括魚缸內(nèi)的光照度等，構(gòu)建了魚缸智能化管理系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:單片機；智能家居；自動控制1章引言1.1節(jié)選題的背景隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，人們工作所占用的時間越來越多，對于養(yǎng)殖，在喂養(yǎng)上需要耗費較多的時間和精力，但是大多數(shù)人的業(yè)余時間卻很少，有很大一部分人因為工作繁忙時間緊張放棄了自己的業(yè)余愛好和興趣。但是人們對生活的追求一直在不斷的提升，在這種相矛盾的情況下，觀賞魚的養(yǎng)殖慢慢的引起了人們的興趣，由于觀賞魚形態(tài)各異、觀賞性強、喂養(yǎng)不耗費時間、飼養(yǎng)簡單等優(yōu)點受到了很多人的喜愛。但傳統(tǒng)的魚缸只能作為一個容器功能比較單一，隨著人們生活水平的不斷提高，人們越來越注重日常生活的質(zhì)量，因此需要設(shè)計一種功能齊全的智能魚缸，和傳統(tǒng)魚缸相比，經(jīng)過改進的多智能化魚缸，具備了突出的優(yōu)點。對于改進后的生態(tài)魚缸，在功能方面更趨多樣化，相當于是微型生態(tài)園林，同時經(jīng)過改善之后，能夠使觀賞性得到了極大幅度的提升，因此備受年輕人的青睞。生態(tài)魚缸，憑借著其優(yōu)越的觀賞性能，給人們帶來了極大的視覺享受，和傳統(tǒng)魚缸相比，其功能更趨豐富化。論文在設(shè)計的基礎(chǔ)之上，一方面彌補了人們在傳統(tǒng)魚缸管理等方面存在的局限性，提升了其觀賞的價值，另一方面，對人們的業(yè)余生活而言，有效提升了其質(zhì)量，在傳統(tǒng)養(yǎng)殖系統(tǒng)之中，有效融入了自動化技術(shù)，使魚缸養(yǎng)殖逐步走向了智能化和集成化。1.2節(jié)選題的意義當前人們的生活水平不斷的向高速、高品質(zhì)、高效率的方式邁進。人們當前的生活的環(huán)境和生活習(xí)慣是得到了極大的改善。高質(zhì)量的生態(tài)魚缸也得到了人們的極大追求和喜愛。本設(shè)計的出發(fā)點就是因為傳統(tǒng)魚缸功能過于單一，將自動控制技術(shù)和智能家居嵌入到傳統(tǒng)魚缸之中，設(shè)計一種能夠自動完成魚缸內(nèi)的換水，自動喂食和環(huán)境監(jiān)測的新型魚缸，使其可以通過單片機實時檢測和控制溫度，使魚缸內(nèi)的水溫始終保持在適于魚生存的溫度區(qū)間；本次的研究對象是魚缸內(nèi)的溫度、含氧量等，通過新型魚缸控制系統(tǒng)的構(gòu)建，有效融合了多項性的技術(shù)，針對傳統(tǒng)日常維護等方面存在的問題，有效進行了解決。而且通過養(yǎng)殖給人們提供了樂趣還可以提高室內(nèi)觀賞性。利用先進的高科技手段對改造原有的傳統(tǒng)養(yǎng)殖環(huán)境具有重要的意義和價值。1.3節(jié)國內(nèi)研究現(xiàn)狀目前我國經(jīng)濟發(fā)展十分迅速，水族觀賞魚行業(yè)也在短時間內(nèi)崛起。人們越來越重視對日常生活的更高追求和舒適的居家生活。人們的生活環(huán)境和工作環(huán)境得到了很大的改善，越來越多的人將精神情感寄托于日常生活之中。休閑水產(chǎn)業(yè)也出現(xiàn)了歷史未有過的機遇，近年來得到了快速發(fā)展已經(jīng)成為一個新的產(chǎn)業(yè)圈和經(jīng)濟圈。網(wǎng)上數(shù)據(jù)顯示，水族館各類產(chǎn)品日益豐富，生態(tài)養(yǎng)殖市場逐漸穩(wěn)步發(fā)展并達到了一個新的高度。水族行業(yè)在市場發(fā)展中進步較快，從增長幅度來看，每年可以達到13.6%，從其應(yīng)用市場來看，最開始主要應(yīng)用于較小的市場，現(xiàn)在逐步擴展到大型超市，也出現(xiàn)了很多的專賣店。隨著人們生活水平的提升，生態(tài)養(yǎng)殖在人們生活中重視程度日漸提升。對于我們國家發(fā)展而言，在國際水產(chǎn)品研制方面，中國是其中的典型國家，很多外國采購公司，逐漸開始和中國進行合作。之前是靠人工觀察溫度計的溫度，如果溫度低的話打開加熱系統(tǒng)。當溫度達到需求溫度時，它不會自動停止，一直持續(xù)加熱，這不僅會造成大量的資源浪費，也會影響觀賞魚的正常生長，而新型魚缸可以通過單片機、傳感器獲取溫度并控制溫度在一定的適宜的溫度。為了能使更多的普通家庭能夠接受、能夠負擔(dān)得起，在設(shè)計魚缸的過程中盡量的考慮成本問題，可以讓更多的家庭能夠接受，這些產(chǎn)品可以在普通家庭中推廣，也可以應(yīng)用于更高級的休閑場所，如星級酒店和大型超市。減少資源浪費的同時改善視覺效果。1.4節(jié)研究的主要內(nèi)容1.4.1節(jié)研究任務(wù)在此次系統(tǒng)設(shè)計過程之中，主要涵蓋了多種組成部分，在顯示模塊這一方面，使用的是LCD1602液晶顯示，針對采集到的數(shù)據(jù)，能夠進行直觀呈現(xiàn)，同時還具備相關(guān)的交互職能，同時還有l(wèi)ed指示電路等。借助魚缸控制器，將幾個獨立的設(shè)備組合成一套智能魚缸控制系統(tǒng)，可用于自動投餌。自動換水，自動恒溫。通過液晶顯示器可以實時顯示魚缸的溫度變化情況和當前時間。1.4.2節(jié)研究內(nèi)容（1）研究背景與價值本設(shè)計主要包括選題的背景和意義、國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及在市場中發(fā)展趨勢等進行了具體研究。系統(tǒng)的硬件設(shè)計首先有效確定了控制核心，即選擇的是STC89C52RC單片機，同時，配備了眾多的組成部分，如獨立鍵盤、DS18B20溫度傳感器等。系統(tǒng)的軟件設(shè)計從系統(tǒng)的軟件設(shè)計來看，也包含多個組成部分，如DC-04流程圖等。系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果本設(shè)計主要完成了軟件程序的在線調(diào)試，系統(tǒng)最終實現(xiàn)的目的是將編寫好的代碼下載到焊接設(shè)計的電路板中運行調(diào)試，直到系統(tǒng)調(diào)試正常運行為止。2章系統(tǒng)的總體設(shè)計2.1節(jié)系統(tǒng)的功能（1）構(gòu)建此系統(tǒng)，可以實現(xiàn)多個方面的功能，通過調(diào)整水溫達到恒定目的、可以給魚類進行自動喂食等。（2）針對魚缸內(nèi)水溫度、水位等方面的數(shù)據(jù)信息，通過液晶顯示可以直觀呈現(xiàn)。（3）借助特定的按鍵，可以實現(xiàn)和外界信息的有效互動。借助繼電器，單片機可以實現(xiàn)對功率設(shè)備的有效控制。針對系統(tǒng)涵蓋的模塊，具體展示技術(shù)具備的功能：（1）就外部信號輸入模塊而言，在對水溫進行檢測時，主要是通過DS18B20溫度傳感器的進行，針對檢測信息，會及時傳至CPU，由后者負責(zé)對其進行有效處理，包括升溫等。（2）對外部輸入信號模塊而言，可以實現(xiàn)對水位的有效檢測，主要是通過超聲波傳感器來實現(xiàn)。當超聲波發(fā)送裝置在運行中，會發(fā)出一定的超聲波，當其遇到水面時，會立即返回，由接收裝置負責(zé)接收回波，根據(jù)兩者之間的時間差，同時結(jié)合傳播的速度，便可以獲得水位的高低，并進行后續(xù)的注水操作。（3）鍵盤輸入模塊。在智能魚缸設(shè)計過程之中，共計涵蓋了四個按鍵，它是實施人機交互的重要途徑。通過這些按鍵，可以實現(xiàn)對多項功能的操作，包括溫度設(shè)置、時間設(shè)置等，在實際操作起來時，簡單便捷，具有較高的實用性。（4）輸出顯示模塊。針對各個傳感器所采集的數(shù)據(jù)線芯，經(jīng)過CPU處理器進行處理之后，會形成特定的數(shù)字信息，通過LCD1602液晶顯示屏，可以將這些信息進行直觀呈現(xiàn)。在顯示屏中，可以顯示兩行信息，每行涵蓋16個字符，包括時間，溫度等信息，都可以直觀呈現(xiàn)。（5）輸出控制模塊。在系統(tǒng)運行過程之中，針對繼電器，單片機便主要是這種這種模塊來對其實施控制，在繼電器的作用之下，大功率用電設(shè)備用電設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的驅(qū)動。從設(shè)計的自動喂食器來看，配備了專門的電源，在實際使用時，針對其手動投食按鍵，完成有效導(dǎo)通，定可以實現(xiàn)此功能。從加熱棒，抽水泵等設(shè)備使用來看，供電方式為220V電壓。（6）主控制器。為了有限實現(xiàn)控制智能，系統(tǒng)在設(shè)計過程之中，選擇的是HTC宏晶單片機，具備52內(nèi)核，控制功能強大，可以完成對本系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示。LCD液晶顯示LCD液晶顯示按鍵電路單片機（主控制器）渾濁度傳感器水位傳感器喂食控制進水電磁閥抽水泵加熱棒水溫傳感器圖1智能魚缸系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖3章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.1節(jié)主控制器電路設(shè)計論文在主控制器的選擇上，經(jīng)過合理的甄別，最后確定的是STC89C52RC單片機，在整個系統(tǒng)之中，發(fā)揮著核心的作用，它涵蓋多個組成部件，包括CPU、IO口等。這款單片機在市場中具有較為廣泛的應(yīng)用，屬于40腳dip封裝，通過下面的圖2，可以直觀展示其電路圖。圖2單片機引腳圖3.1.1節(jié)系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計在系統(tǒng)中復(fù)位電路的作用為使得系統(tǒng)恢復(fù)到初始上電狀態(tài)，讓系統(tǒng)恢復(fù)到最初的狀態(tài)，在系統(tǒng)中復(fù)位電路存在著兩種復(fù)位模式，一種是手動復(fù)位，另一種是自動口味。在系統(tǒng)運行過程之中，如果完成上電后，從復(fù)位引腳兩端來看，其所具備的電容不會導(dǎo)致突變出現(xiàn)，其電壓值能夠保持相等，如果有特殊情況出現(xiàn)，需要使用者實施手動復(fù)位時，按并可以實現(xiàn)復(fù)位功能，針對單片機系統(tǒng)，通過圖3，可以直觀展示其復(fù)位電路。圖3系統(tǒng)復(fù)位電路3.1.2節(jié)系統(tǒng)時鐘電路設(shè)計從系統(tǒng)構(gòu)成來看，配備了時鐘電路，其在系統(tǒng)中具備的功能包含兩個方面，一方面，提供工作頻率，而且具有較大的穩(wěn)定性，另一方面，提供周期振蕩信號，也具備較高的固定性。在整個系統(tǒng)運行過程之中，他的作用至關(guān)重要，如果欠缺這個電路，整個系統(tǒng)將會無法運轉(zhuǎn)。時鐘電路的存在，具備一定的獨立性，針對其他電路，不會對這實施控制，其存在的目的在于以系統(tǒng)為對象，為其提供時鐘源信號，且具備較大的穩(wěn)定性。時鐘電路共計分成兩種類型，一是內(nèi)部時鐘電路；二是外接方式時鐘電路，論文在系統(tǒng)設(shè)計過程之中，采用的是第一種電動模式。通過圖4，直觀展示了其電路設(shè)計。圖4系統(tǒng)時鐘電路設(shè)計3.2節(jié)獨立按鍵輸入電路系統(tǒng)中配備了獨立按鍵，用戶可以通過這個裝置，完成向單片機信息的有效輸入，用戶可以根據(jù)需要，通過這些按鍵將相關(guān)的信息輸入到系統(tǒng)之中。從其具備的功能來看，用包括設(shè)置、模式等，通過圖5，可以直觀展示其設(shè)計電路。在具體連接的過程之中，要將“模式”和P1.0實施有效連接，“設(shè)置”功能的實現(xiàn)，需要和P1.1進行連接，為了有效實現(xiàn)“加”“減”功能，在IO引腳中，需要將其分別和P1.2、P1.3實施連接。 圖5獨立鍵盤電路設(shè)計3.3節(jié)LCD液晶顯示電路系統(tǒng)所采集的信息，經(jīng)過處理之后，會借助LCD1602液晶顯示屏進行呈現(xiàn)，該顯示屏具備較強的功能，從顯示的字數(shù)數(shù)量來看，最高能呈現(xiàn)32個，共計分成兩行，初期使用的驅(qū)動芯片來看，為HD44780,能夠可以兼容市場上的更多液晶屏。LCD1602的電路如圖6所示。圖6LCD1602液晶顯示電路LCD1602的管腳功能說明：第1腳：從其具體功能來看，在顯示器模塊之中，該引腳用來代指電源引腳GND；第2腳：從其具備的功能來看，主要用來代指電源引腳VCC，在實際使用過程之中，需要和5V電源進行外接。第3腳：用來代指VO引腳，從其擁有的職能來看，主要是指以液晶顯示屏為對象，進而實現(xiàn)對其背光度的有效調(diào)節(jié)，若和VCC實施連接，從對比度呈現(xiàn)來看，具有較弱的特點。第4引腳：該引腳用來代指RS引腳，它主要是指以液晶屏寄存器為對象，用來表示特定的選擇的引腳，如果呈現(xiàn)高電平，從選擇的對象來看，用來代指數(shù)據(jù)寄存器，若是低電平，選擇寫操作。第5腳：該引腳用來代指RW引腳，從該引腳具備的功能來看，主要是實現(xiàn)液晶讀寫的有效切換。若是高電平，實施的是讀功能，如果是低電平，代表寫操作。第6腳：該引腳用來代指EN使能，在實際使用過程之中，它屬于高電平時使能。第7-14引腳：從實際具備的功能來看，D0~D7引腳為準雙向輸入輸出IO端口。與單片機的PO端口連接，接收單片機端的數(shù)據(jù)信號。第15引腳：從該引腳的功能來看，在LCD背光電源中，通過此引腳代表其正極，在實際使用過程之中，需要和VCC+5V實施連接。第16引腳：從該引腳的功能來看，在LCD背光電源中，通過此引腳代表其負極，在實際使用過程之中，需要和GND實施連接。3.4節(jié)溫度采集電路設(shè)計在系統(tǒng)設(shè)計過程之中，為了實現(xiàn)對溫度的有效采集，溫度傳感器在經(jīng)過選擇之后，確定的型號為DS18B20,這種傳感器具有自身的眾多優(yōu)點，如操作極為便利，同時具備較強的抗干擾能力等，通過圖7進行具體展示。圖7DS18B20測溫電路設(shè)3.5節(jié)水位檢測電路設(shè)計本設(shè)計中采用的是HC-R04超聲波傳感器，它屬于模塊式傳感器的一種，具備著眾多的優(yōu)點，如調(diào)試極為簡單、擁有極高的集成度等，該模塊在實際使用過程之中，主要是通過超聲波傳感器來實現(xiàn)。當超聲波發(fā)送裝置在運行中，會發(fā)出一定的超聲波，當其遇到水面時，會立即返回，由接收裝置負責(zé)接收回波，根據(jù)兩者之間的時間差，同時結(jié)合傳播的速度，便可以獲得水位的高低，通過圖8，可以直觀展示該模塊引腳，從其擁有的電壓來看，數(shù)值為5.0V，重慶擁有的工作范圍來看，為2cm~400cm之間，該模塊是由發(fā)射探頭和接收探頭組成。圖8水位檢測模塊的引腳圖3.6節(jié)輸出控制設(shè)備智能魚缸輸出控制的設(shè)備包含多個組成部分，如喂食器、加熱棒等，從使用的輸出方式來看，以繼電器為對象，通過單片機對即使是有效控制，在自動判斷的基礎(chǔ)之上，可以驅(qū)動繼電器實施相關(guān)的操作，如打開或關(guān)閉，通過圖9，可以直觀展示其控制輸出的設(shè)備。從IO端口來看，其輸出的電流具有較小的特點，所以在運行過程之中，如果要實現(xiàn)對繼電器的驅(qū)動，必須外接三極管，對之實施電流放大處理，將單片機IO口輸出的電流進行放大再去導(dǎo)通控制繼電器。從對繼電器的控制來看，主要為三極管，系統(tǒng)在三極管的選擇上，最后確定的型號為8550PNP，這種三極管在使用過程之中，即便處于低電平狀態(tài)下，也能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)通，具備較好的應(yīng)用成效。喂食器：在該設(shè)備之內(nèi)，裝配了電池，也可以通過外接電源的方式進行驅(qū)動會被系統(tǒng)設(shè)置特定的位置時間，單片機可以根據(jù)設(shè)定的時間，輸出相關(guān)的控制信號，在這種狀態(tài)下，繼電器開始導(dǎo)通，LED指示燈亮，完成本次喂食的過程。抽水泵：采用的是魚缸抽水水泵，通過系統(tǒng)設(shè)置的繼電器控制電路。當達到定時后，或者當魚缸內(nèi)水的渾濁度達到預(yù)設(shè)的濃度時。單片機輸出控制信號，控制繼電器動作。抽水泵電源（220V）接通，完成對抽水泵的控制。進水電磁閥：進水電磁閥的設(shè)計采用的自動洗衣機進水閥，在對水剛進行換水時，首先通過對繼電器進行驅(qū)動，促使其打開，通電之后，進水電磁閥會迅速打開，實現(xiàn)注水操作，水位傳感器會對水溫進行動態(tài)監(jiān)控，如果到達預(yù)設(shè)值，會驅(qū)動繼電器發(fā)生斷開處停止注水。加熱棒：從系統(tǒng)設(shè)計所采用的加熱棒來看，具有全封閉的特點，在實際工作中，它會全面投放于水中。溫度傳感器會對水的溫度進行動態(tài)監(jiān)控，如果在預(yù)設(shè)值之下，加熱器電器會在系統(tǒng)的驅(qū)動之下開始工作，在加熱棒的作用之下，會對魚缸進行加熱處理，當溫度到達預(yù)定上限時，家熱繼電器會進行關(guān)閉，完成加熱過程，同時此過程會循環(huán)進行，保證魚缸具有恒定的溫度。上述三種設(shè)備，全部使用的都是交流電源，電壓為220V，在實際使用過程之中，均要借助外接電源來進行驅(qū)動。圖9控制輸出設(shè)備四章系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1節(jié)系統(tǒng)設(shè)計工作流程智能魚缸系統(tǒng)運行時，首先要以各個模塊為對象，對之實施有效的初試化處理。（1）當系統(tǒng)上電之后，從控制核心的單片機來看，會先完成初始化操作，此步驟完成之后，系統(tǒng)開始運行。（2）以各個寄存器為對象，需要實施有效的初始化處理。完成之后，以各個檢測傳感器為對象，需要對之實施有效的初始化處理。（3）當上述步驟完成之后，針對循環(huán)主程序，會完成對其相關(guān)命令的有效執(zhí)行，本系統(tǒng)總體的軟件設(shè)計流程圖如圖10所示。圖10智能魚缸系統(tǒng)工作流程圖在系統(tǒng)運行過程之中，初始化程序完成之后，針對水位高度，需要通過水位傳感器來進行檢測，如果低于預(yù)設(shè)值，開啟進水電磁閥，完成魚缸的注水處理，到達高度上線之后，會停止注水。同時會對魚缸內(nèi)的溫度進行檢測，如果低于預(yù)設(shè)的溫度數(shù)值，加熱棒開始工作，讓整個魚缸能夠處于恒溫狀態(tài)。當魚缸內(nèi)的溫度到達上限的預(yù)設(shè)溫度時，加熱電磁閥斷開，加熱棒停止加熱。預(yù)設(shè)兩組自動定時功能，除此之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)定時換水以及喂食等方面的功能，當?shù)谝淮紊想娭?，對系統(tǒng)時間進行設(shè)置時，具有通過手動的模式來進行，無論是定時喂食，還是定時換水，都是要以此設(shè)定的時間為基礎(chǔ)。定時喂食：用戶可以自己設(shè)定喂食的具體時間，當系統(tǒng)檢測到達喂食時間時，繼電器會發(fā)生吸合處理，持續(xù)時間為三秒，系統(tǒng)會驅(qū)動喂食器進行旋轉(zhuǎn)，將里面存放的魚食撒向魚缸內(nèi)部，完成喂食。定時換水：系統(tǒng)會借助水位傳感器對魚缸的水位進行檢測，如果在預(yù)設(shè)置之下，會開啟進水電磁閥，向魚缸內(nèi)進行注水，剛到達水位上限時，關(guān)閉進水電磁閥，完成注水過程。在具體換水的過程之中，抽水繼電器開啟之后，會將魚缸的水進行抽出，當水位到達下限時，開啟注水功能。在對水的溫度和水位進行顯示時，主要是借助cd1602來進行呈現(xiàn)。4.2節(jié)系統(tǒng)子模塊工作流程4.2.1溫度控制子模塊設(shè)計在對溫度進行檢測時，主要是通過DS1B20傳感器來進行，在系統(tǒng)設(shè)計過程之中，魚缸底部，從溫度采集間隔來看，10ms完成一次采集，并將相關(guān)的信息傳遞給單片機，由其負責(zé)處理，最后顯示模塊將信息進行呈現(xiàn)。打開和關(guān)閉加熱棒依據(jù)DS18B20溫度傳感器提供的數(shù)據(jù)。4.2.2自動喂食流程設(shè)計智能魚缸系統(tǒng)在實際使用時，需要先通過手動的模式對系統(tǒng)時間進行設(shè)置，系統(tǒng)內(nèi)部配備了定時器時鐘，能夠有效確定相關(guān)操作的具體時間，定時器主要使用的是T0，從提供的時鐘信號來看，是以1秒為單位，確保時間的準確性。系統(tǒng)開始運行之后，針對當前的時間，需要進行有效讀取，看是否達到喂食時間，進而執(zhí)行相關(guān)的未識操作。系統(tǒng)自動喂食流程如圖11所示。圖11自動投食流程圖4.2.3自動換水流程設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)時鐘時間，能夠完成自動換水處理。當?shù)竭_這個特定的時間之時，首先會進行排水處理，通過排水泵將魚缸里的水進行排出，當水位下降的特定的數(shù)值時，開始進行注水處理，到達上限之后，停止注水。5章系統(tǒng)整體聯(lián)調(diào)5.1節(jié)實物調(diào)試5.1.1節(jié)單片機最小系統(tǒng)調(diào)試在進行焊接過程之中，是有依據(jù)相關(guān)的電路圖來進行，焊接的過程之中要依次進行，包括電源輸入部分等。針對電路板，在對之進行焊接之前，需要借助細砂紙，對萬能板進行有效打磨，消除其上可能出現(xiàn)的氧化層。針對單片機最小系統(tǒng)，在對之進行焊接過程中，針對石英晶振，必須合理控制和引腳之間的距離，如果距離過大，可能會引發(fā)時鐘信號欠缺較高的精確性，完成此焊接之后，對電源進行檢測，可以借助萬能表來實施，對付為電路進行檢測，看其能否進行正常運行。然后選擇下載器，將其和單片機進行有效連接，完成對相關(guān)程序的有效下載，將其傳至單片機芯片中。在對程序?qū)嵤┚幾g以及調(diào)試時，需要多次進行修改，尤其是硬件電路，因為其具備較大的復(fù)雜性，所以需要不斷的修改和調(diào)試，這樣才能保證其實現(xiàn)預(yù)期的功能，進而符合實際需求。5.1.2節(jié)液晶顯示電路調(diào)試將程序下載完成后，然后焊接調(diào)試LCD1602液晶顯示電路，LCD1602按照電路圖焊接完成，將系統(tǒng)通電，液晶顯示屏背光燈亮，由于沒有調(diào)節(jié)液晶屏的背光度，所以上電后第一行顯示16個小的方格子。在電路的設(shè)計時在3腳加了一個可調(diào)電阻，調(diào)整液晶屏的亮度。當背光顯示亮度較大時就會顯示16個白色的小方格子。當背光度較小時，屏幕一片的空白。所以在設(shè)計時為了方便調(diào)整LCD1602的背光度特意加了10K的可調(diào)電阻。5.1.3節(jié)繼電器輸出控制從輸出控制部分來看，主要是指以繼電器為對象，通過單片機對之進行驅(qū)動來實現(xiàn)控制，具體而言，主要是借助IO口相關(guān)的引腳來實現(xiàn)驅(qū)動職能，通過繼電器，可以實現(xiàn)對眾多設(shè)備的有效控制，包括喂食器、抽水泵等。從系統(tǒng)配備的位置進來看，擁有著獨立電源，所以在實現(xiàn)自動喂食過程之中，只需要賦予其開關(guān)信號，便能夠?qū)崿F(xiàn)自動喂食。同時從設(shè)備的供電方式來看，主要是220V直流電壓。針對繼電器輸出電路，通過圖12，直觀展示其焊接調(diào)試。圖12繼電器控制焊接圖完成上述操作之后，針對控制設(shè)備，需要將其和快速接線端子實施有效的連接。從左往右，第一個繼電器在連接中，需要實現(xiàn)和喂食器的連接，喂食器來自于網(wǎng)上購買，并且進行了二次加工。通過圖13，可以直觀展示及接線方式。從第二個接線端子來看，需要和抽水泵進行有效連接。抽水泵來自于市場購買，并進行了相關(guān)處理。從第三個繼電器來看，在使用過程之中，需要進水磁閥進行連接，實現(xiàn)進水的功能。圖13自動喂食修改器圖針對進水電磁閥，通過圖14，可以直觀展示及焊接狀態(tài)，系統(tǒng)使用的抽水泵，需要和第四個繼電器進行連接。針對導(dǎo)線，需要通過焊錫的方式對之實施處理，并完成和快速接線端子的有效連接。圖14進水電磁閥導(dǎo)線焊接改圖5.1.4節(jié)水位采集傳感器安裝智能魚缸的水位采集傳感器選用的是超聲波傳感器，在實際運行過程之中，通過發(fā)射裝置發(fā)出相關(guān)的超聲波，功率為40kHz，當接觸到水面之后，會形成回波，接收裝置會對其進行接收，根據(jù)時間差以及傳播速度，可以計算出水位的具體高度。必須合理安裝水位檢測傳感器，要將其在魚缸外壁進行安裝，并且保持水平位置，不能出現(xiàn)傾斜，通過圖15，可以直觀展示具體的安裝圖。圖15水位傳感器安裝圖。水位傳感器在實際工作之中，從檢測的數(shù)值來看，和實際的水位相比，總是超出后者兩厘米，我經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn)，在預(yù)感高度上，自己設(shè)置的數(shù)值是14cm，而通過計算魚缸的實際高度，只有12cm,因此對前面的數(shù)值進行了修改,將程序重新下載到單片機中，LCD1602液晶顯示屏上顯示當前的水位為00厘米，魚缸內(nèi)實際的水位與測量的水位有誤差的問題得到解決。5.2節(jié)實物測試表1實物測試結(jié)果功能描述期望的結(jié)果實際情況自動喂食、換水、水溫恒定可以實現(xiàn)自動喂食、換水、水溫恒定符合顯示屏顯示當前時間、溫度、水位可以實現(xiàn)顯示屏顯示當前時間、溫度、水位符合通過按鍵實現(xiàn)外界信息輸入可以實現(xiàn)通過按鍵實現(xiàn)外界信息輸入符合通過繼電器控制機大功率設(shè)備可以實現(xiàn)通過繼電器控制機大功率設(shè)備符合總結(jié)此次設(shè)計的智能魚缸檢測系統(tǒng),通過實際應(yīng)用，能夠有效提升生態(tài)魚養(yǎng)殖效率,在設(shè)計過程之中,首先合理選擇了主涉及控制器,即采用的是89C52單片機，同時配備了相關(guān)的外圍電路等，控制大功率設(shè)備的開關(guān)采用的是繼電器的開關(guān)方式，控制繼電器的通斷，從而控制加熱棒、進水電磁閥、抽水泵等大功率設(shè)備的開關(guān)控制。在系統(tǒng)的設(shè)計過程中我也遇到了較多的問題和困難，在對設(shè)計的初始階段由于設(shè)計經(jīng)驗不足對設(shè)計上缺乏較多的經(jīng)驗，在開始的設(shè)計過程中，設(shè)計效果不明確思路不清晰。要學(xué)會分析和處理問題的方法，學(xué)會遇到問題就要去處理問題，不要遇到問題時產(chǎn)生恐慌感。不懂就問，要做到遇到不懂的問題要學(xué)會去論壇或者貼吧、電子信息網(wǎng)等平臺去尋找求助探討問題解決的方法。在對仿真設(shè)計中，是為了能更好的發(fā)現(xiàn)電路原理圖的設(shè)計中設(shè)計的缺陷和程序設(shè)計中設(shè)計的問題，能夠更方便的借助仿真軟件中強大的虛擬儀器和檢測設(shè)備能更好的測量出問題的故障點，根據(jù)仿真圖中器件上的色點標識，可以很快的去定位設(shè)計中出現(xiàn)問題的故障點。通過仿真