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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 畢業(yè)論文中文摘要</b></p><p> 基于ARM嵌入式系統(tǒng)的真菌培養(yǎng)箱的設(shè)計(jì)摘要:本文介紹了利用嵌入式技術(shù),采用三星公司的S3C44BOX ARM芯片設(shè)計(jì)一個(gè)真菌培養(yǎng)箱控制器的方法,能夠由用戶根據(jù)不同的真菌種類輸入不同的環(huán)境參數(shù)(本系統(tǒng)主要研究培養(yǎng)基的濕度和培養(yǎng)箱內(nèi)空氣溫度兩個(gè)環(huán)境參數(shù)),然后通過(guò)傳感器采集培養(yǎng)箱內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù),在處理器中進(jìn)行判斷,根據(jù)判斷結(jié)果
2、向控制器發(fā)出信號(hào),控制環(huán)境調(diào)節(jié)器的啟停,實(shí)現(xiàn)真菌培養(yǎng)箱環(huán)境控制的智能化。關(guān)鍵詞: 嵌入式系統(tǒng) 真菌培養(yǎng) 環(huán)境調(diào)控系統(tǒng) LCD顯示</p><p><b> 畢業(yè)論文外文摘要</b></p><p><b> 目 次</b></p><p> 1、緒論............................
3、..................................1</p><p> 1.1、設(shè)計(jì)真菌培養(yǎng)箱控制器的意義...................................1</p><p> 1.2、嵌入式系統(tǒng)的定義和市場(chǎng)前景...................................1</p><p> 1.3、嵌入式系統(tǒng)的
4、幾個(gè)發(fā)展階段.....................................2</p><p> 1.4、嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn).........................................3</p><p> 1.5、嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì).........................................3</p><p&
5、gt; 2、嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的原理以及嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介............................3</p><p> 2.1、概述.........................................................4</p><p> 2.2、S3C44BOX芯片介紹.......................................
6、.....4</p><p> 2.3、JX44BO ARM嵌入式教學(xué)系統(tǒng)軟件資源............................8</p><p> 3、環(huán)境控制器的設(shè)計(jì)..................................................8</p><p> 3.1、功能框圖......................
7、...............................8</p><p> 3.2、功能模塊介紹.................................................8</p><p> 3.3、控制器的主流程圖...........................................10</p><p> 3.
8、4、控制器設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn).......................................11</p><p> 4、程序詳細(xì)設(shè)計(jì).....................................................11</p><p> 4.1、數(shù)字顯示..................................................
9、..11</p><p> 4.2、對(duì)LCD清屏..................................................12</p><p> 4.3、鍵盤掃描....................................................12</p><p> 4.4、字符轉(zhuǎn)換成數(shù)值............
10、..................................13</p><p> 結(jié)論...............................................................16</p><p> 參考文獻(xiàn)...........................................................17</p
11、><p> 致 謝...........................................................18</p><p> 附 錄...........................................................19</p><p><b> 1 緒論</b>
12、;</p><p> 1.1設(shè)計(jì)真菌培養(yǎng)箱控制器的意義</p><p> 我國(guó)的真菌種類品種豐富,種類繁多。其中很大一部分的真菌都具有很大藥用,食用價(jià)值,還有一些種類在美容,醫(yī)學(xué)科研方面等也具有不可替代的作用?,F(xiàn)在社會(huì)上所用真菌相當(dāng)大一部分是靠人工培養(yǎng)的。然而,由于真菌生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的要求比較高,不同種類的真菌生長(zhǎng)要求不同的濕度、溫度,且濕度和溫度必須保持在嚴(yán)格的范圍內(nèi)。要人工培養(yǎng)真菌,就
13、必須了解培養(yǎng)箱的特點(diǎn),并采取相應(yīng)的調(diào)控措施,滿足真菌生長(zhǎng)發(fā)育條件,從而達(dá)到真菌的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。所以,設(shè)計(jì)一套智能的真菌培養(yǎng)箱控制系統(tǒng),具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p> 目前真菌培養(yǎng)箱所采用的環(huán)境控制器都是相對(duì)單一的,即溫度控制器只控制溫度,濕度控制器只控制濕度等等,且多為手工操作,不能完成智能調(diào)節(jié)功能。這大大的加重了用戶使用真菌培養(yǎng)箱控制器的成本及復(fù)雜程度,不利于對(duì)真菌培養(yǎng)箱環(huán)境的全面調(diào)控。</p>
14、;<p> 本設(shè)計(jì)充分的利用了嵌入式系統(tǒng)的高集成度與高性能的特點(diǎn),將溫度、濕度等等各種環(huán)境的調(diào)控集成在一個(gè)控制器中,能同時(shí)對(duì)箱內(nèi)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控,非常適合人工培養(yǎng)真菌的要求。</p><p> 1.2嵌入式系統(tǒng)的定義和市場(chǎng)前景</p><p> 嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟件硬件可剪裁,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算
15、機(jī)系統(tǒng)。它主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用軟件等部分組成。用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其它設(shè)備的控制、監(jiān)視和管理等功能,它通常嵌入在主要設(shè)備中運(yùn)行。</p><p> PC機(jī)主要應(yīng)用在辦公室自動(dòng)化領(lǐng)域,而嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛滲透到人們的工作、生活中,從家用電器、手持通訊設(shè)備、信息終端、儀器儀表、汽車、航天航空、軍事裝備、制造工業(yè)、過(guò)程控制等。今天,嵌入式系統(tǒng)帶來(lái)的工業(yè)年產(chǎn)值已超過(guò)一萬(wàn)億美元。美國(guó)著名未
16、來(lái)學(xué)家尼葛洛龐帝99年1月訪華時(shí)曾預(yù)言,4~5年后嵌入式智能(電腦)工具將是PC和因特網(wǎng)之后最偉大的發(fā)明。據(jù)統(tǒng)計(jì),嵌入式處理器的數(shù)量占分散處理器的94%,而PC機(jī)用的處理器只占6%。汽車大王福特公司的高級(jí)經(jīng)理曾稱:“福特出售的‘計(jì)算能力’已超過(guò)了IBM!”用市場(chǎng)觀點(diǎn)來(lái)看,PC已經(jīng)從高速增長(zhǎng)進(jìn)入到平穩(wěn)發(fā)展時(shí)期,其年增長(zhǎng)率由上世紀(jì)90年代中期的35%逐年下降,單純由PC機(jī)帶領(lǐng)電子產(chǎn)業(yè)蒸蒸日上的時(shí)代已經(jīng)成為歷史,根據(jù)PC時(shí)代的概念,美國(guó)Bus
17、iness week 雜志提出了“后PC時(shí)代”概念。</p><p> 1.3嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)發(fā)展階段</p><p> 嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)至今已經(jīng)有30多年的歷史,近幾年來(lái),計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子的一體化趨勢(shì)日益明顯,嵌入式技術(shù)已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)??v觀嵌入式技術(shù)的發(fā)展過(guò)程,大致經(jīng)歷四個(gè)階段。</p><p> 第一階段是以單芯片為核心的可編程控制器形式的系統(tǒng),
18、具有與監(jiān)測(cè)、伺服、指示設(shè)備相配合的功能。這類系統(tǒng)大部分應(yīng)用于一些專業(yè)性強(qiáng)的工業(yè)控制系統(tǒng)中,一般沒(méi)有操作系統(tǒng)的支持,通過(guò)匯編語(yǔ)言編程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直接控制。這一階段系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)單一,處理效率較低,存儲(chǔ)容量較小,幾乎沒(méi)有用戶接口。由于這種嵌入式系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單、價(jià)格低,以前在國(guó)內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍,但是已經(jīng)遠(yuǎn)不能適應(yīng)高效的、需要大容量存儲(chǔ)的現(xiàn)代工業(yè)控制和新興信息家電等領(lǐng)域的需求。</p><p>
19、 第二階段是以嵌入式CPU為基礎(chǔ)、以簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是:CPU種類繁多,通用性比較弱;系統(tǒng)開(kāi)銷小,效率高;操作系統(tǒng)達(dá)到一定的兼容性和擴(kuò)展性;應(yīng)用軟件較專業(yè)化,用戶界面不夠友好。</p><p> 第三階段是以嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是:嵌入式操作系統(tǒng)能運(yùn)行于各種不同類型的微處理器上,兼容性好;操作系統(tǒng)內(nèi)核小、效率高,并且具有高度的模塊化和擴(kuò)展性;具備文件和目錄管理、多任
20、務(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持、圖形窗口以及用戶界面等功能;具有大量的應(yīng)用程序接口API,開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序較簡(jiǎn)單;嵌入式應(yīng)用軟件豐富。</p><p> 第四階段是以Internet為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。這是一個(gè)正在迅速發(fā)展的階段。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于Internet之外,但隨著Internet的發(fā)展以及Internet技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)結(jié)合日益密切,嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合將代表嵌入式系統(tǒng)的未來(lái)。<
21、/p><p> 綜上所述,嵌入式系統(tǒng)技術(shù)日益完善,32位微處理器在該系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位,嵌入式操作系統(tǒng)已經(jīng)從簡(jiǎn)單走向成熟,它與網(wǎng)絡(luò)、Internet結(jié)合日益密切,因而,嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用將日益廣泛。</p><p> 1.4嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)</p><p> 嵌入式系統(tǒng)是集軟件、硬件于一體的高可靠性系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)麻雀雖小,五臟俱全,軟件除操作系統(tǒng)外,還需有完成嵌入
22、式系統(tǒng)功能的應(yīng)用軟件,硬件除了CPU外,還需有外圍電路支持,微處理器、微控制器、DSP已構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)。</p><p> 嵌入式系統(tǒng)是資源開(kāi)銷小的高性能價(jià)格比系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展離不開(kāi)應(yīng)用,應(yīng)用的共同要求是系統(tǒng)資源開(kāi)銷小,由于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)日益完善,各種高性能嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)層出不窮,它已是資源開(kāi)銷小的高性能價(jià)格比的一類應(yīng)用系統(tǒng)。為了滿足系統(tǒng)資源開(kāi)銷小、高性能、高可靠性的要求,大多使用Flash M
23、emory。</p><p> 嵌入式系統(tǒng)是功能強(qiáng)大、使用靈活方便的系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的廣泛性,要求該系統(tǒng)通常是無(wú)鍵盤、無(wú)需編程的應(yīng)用系統(tǒng),使用它應(yīng)如同使用家用電器一樣方便。</p><p> 1.5嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p> 低功耗嵌入式系統(tǒng) 為滿足高可靠性要求,低功耗的系統(tǒng)將應(yīng)運(yùn)而生。</p><p> Java虛擬
24、機(jī)與嵌入式Java 開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)希望有一個(gè)方便的、跨平臺(tái)的語(yǔ)言與工具,Java正是用Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)Java程序獨(dú)立于各機(jī)種的平臺(tái)。經(jīng)過(guò)努力,一個(gè)支持嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的、足夠小、足夠快、又有足夠確定性的嵌入式Java程序包已經(jīng)出現(xiàn),Java虛擬機(jī)與嵌入式Java將成為開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)的有力工具。</p><p> 嵌入式系統(tǒng)的多媒體化和網(wǎng)絡(luò)化 隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展,視頻、音頻信息的處理水平越來(lái)越高,為嵌入式系統(tǒng)
25、的多媒體化創(chuàng)造了良好的條件,嵌入式系統(tǒng)的多媒體化將變成現(xiàn)實(shí)。它在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的應(yīng)用已是不可抗拒的潮流,并將占領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的主導(dǎo)地位。</p><p> 嵌入式系統(tǒng)的智能化 嵌入式系統(tǒng)與人工智能、模式識(shí)別技術(shù)的結(jié)合,將開(kāi)發(fā)出各種更具人性化、智能化的嵌入式系統(tǒng)。</p><p> 2 嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的原理以及嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p><b> 2
26、.1概述</b></p><p> 這款嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用的是S3C44BOX即為一款不帶MMU的ARM微處理器,可在其上運(yùn)行uCLinux和uC/OS-II操作系統(tǒng)。其特點(diǎn)如下:</p><p> 1)系統(tǒng)的工作頻率:系統(tǒng)的工作頻率在很大程度上決定ARM 微處理器的處理能力。ARM7 系列微處理器的典型處理速度為0.9MIPS/MHZ。常見(jiàn)ARM7的系統(tǒng)主時(shí)鐘為20MHZ
27、-133MHZ。</p><p> 2)芯片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量:大多數(shù)ARM微處理器片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量都不大,需要用戶在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)外擴(kuò)存儲(chǔ)器。但也有部分芯片具有相對(duì)較大的片內(nèi)存儲(chǔ)空間,如ATMEL的AT91F40162就具有高達(dá)2MB的片內(nèi)程序存儲(chǔ)空間。用戶在設(shè)計(jì)時(shí)可考慮選用這種類型,以簡(jiǎn)單化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p> 3)片內(nèi)外圍電路的選擇:除ARM 微處理器核以外,幾乎所有的ARM芯
28、片均根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域,擴(kuò)展了相關(guān)功能模塊,并繼承在芯片之中,我們稱之為片內(nèi)外圍電力。如USB接口、IIS接口、LCD控制器、鍵盤接口、RTC、ADC和DAC、DSP協(xié)處理器等。設(shè)計(jì)者應(yīng)分析系統(tǒng)的需求,盡可能采用片內(nèi)外圍電路完成所需的功能,這樣可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì),同時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p> 2.2 S3C44BOX芯片介紹</p><p> 2.2.1 S3C44BO
29、X功能框圖</p><p> 如圖2-1所示,S3C44BOX微處理器是一款由Samsung Electronics Co.,Ltd為手持設(shè)備設(shè)計(jì)的低功耗、高速度集成的基于ARM7TDMI核的微處理器。為了降低系統(tǒng)總成本和減少外圍器件,這款芯片中還集成了下列部件:1個(gè)IIS總線控制器,以及5通道PWM定時(shí)器,71個(gè)通用I/O口,8個(gè)外部中斷源,實(shí)時(shí)時(shí)鐘,8通道10位ADC等?,F(xiàn)在它廣泛應(yīng)用于PDA,移動(dòng)通訊、路
30、由器、工業(yè)控制等。</p><p> 2.2.2 各功能簡(jiǎn)介</p><p> 1)S3C44B0X處理器體系結(jié)構(gòu)</p><p> 16/32位RISC結(jié)構(gòu)和ARM精簡(jiǎn)指令集;</p><p> Thumb協(xié)處理器在保證性能的前提下使代碼密度最大;</p><p> 片上ICE支持JTAG調(diào)試方式;<
31、/p><p> 32*8位硬件乘法器。</p><p> 2)S3C44B0X處理器系統(tǒng)管理</p><p> 支持大端(Big Endian)/小端(Little Endian)模式;</p><p> 地址空間:每個(gè)Bank 32MB(一共256MB),每個(gè)Bank支持8/16/32位數(shù)據(jù)總線編程;</p><p&
32、gt; 8個(gè)內(nèi)存Bank,6個(gè)用于ROM、SRAM,2個(gè)用于ROM/SRAM/DRAM;</p><p> 1個(gè)起始地址和大小可編程的Bank(7);</p><p> 7個(gè)起始地址固定,但大小可變的Bank(0~6);</p><p> 所有內(nèi)存Bank可編程尋址周期;</p><p> 支持自動(dòng)刷新模式;(DRAM/SDRAM)
33、</p><p> 支持DRAM的非對(duì)稱/對(duì)稱尋址。</p><p> 3)S3C44B0X處理器存儲(chǔ)器其存儲(chǔ)器映射如圖2-2所示。</p><p> 4)S3C44B0X處理器通用輸入/輸出端口及接口</p><p><b> 通用輸入/輸出端口</b></p><p><b>
34、; 8個(gè)外部中斷端口;</b></p><p> 71個(gè)多路輸入/輸出口。UART:2個(gè)帶DMA和中斷的UART:2支持5位、6位、7位、8位串行數(shù)據(jù)傳送/接收;</p><p> 當(dāng)傳送/接收時(shí)支持雙向握手;</p><p><b> 可編程波特率;</b></p><p> 支持IrDA1.0(
35、115.2Kps);</p><p><b> 支持回環(huán)測(cè)試模式;</b></p><p> 每個(gè)通道有2個(gè)內(nèi)部32位FIFO。</p><p><b> DMA控制器</b></p><p> 2路通用不需要CPU干涉的DMA控制器;</p><p> 2路橋式D
36、MA控制器;</p><p> 采用6種DMA請(qǐng)求:軟件,4個(gè)內(nèi)部功能塊(UART/SIO/定時(shí)器/IIS),外部管腳;</p><p> 支持I/O到存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器到I/O、I/O到I/O;</p><p> DMA之間可編程優(yōu)先級(jí)次序;</p><p> 突發(fā)傳送模式提高了FPDRAM、EDODRAM和SDRAM的傳送率。<
37、/p><p><b> A/D轉(zhuǎn)換</b></p><p><b> 8路10位ADC;</b></p><p> 轉(zhuǎn)換速率最大100K。</p><p><b> LCD控制器</b></p><p> 支持256色/單色/16級(jí)灰度LCD;&l
38、t;/p><p> 支持單掃描和雙掃描顯示;</p><p><b> 支持虛擬顯示功能;</b></p><p> 系統(tǒng)內(nèi)存作為顯示內(nèi)存;</p><p> 專用DMA用于從系統(tǒng)內(nèi)存中提取圖像數(shù)據(jù);</p><p><b> 可編程屏幕尺寸。</b></p>
39、;<p><b> I2C總線接口</b></p><p> 1個(gè)帶中斷的多主機(jī)I2C總線;</p><p> 串行,8位,雙向數(shù)據(jù)傳送器能夠以100Kbps的標(biāo)準(zhǔn)模式和400Kbps的快速模式傳送。</p><p><b> IIS總線接口</b></p><p> 1個(gè)帶
40、DMA的音頻IIS總線接口;</p><p> 支持MSB數(shù)據(jù)格式。</p><p> SIO(同步串行I/O)</p><p> 1個(gè)帶DMA中斷的SIO;</p><p><b> 可編程波特率;</b></p><p> 支持8位串行數(shù)據(jù)傳送/接收操作。</p>&l
41、t;p> 2.3 JX44BO ARM嵌入式教學(xué)系統(tǒng)軟件資源</p><p> ADT(ARM Development Tools)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境是由武漢創(chuàng)維特信息技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用于嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的集成軟、硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它為基于ARM 核的嵌入式應(yīng)用提供了一整套完備的開(kāi)發(fā)方案,包括程序編輯、工程管理和設(shè)置、程序編譯、程序調(diào)試等。ADT 嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境由ADT Emulator
42、 for ARM 和ADT IDE for ARM組成。</p><p> ADT IDE for ARM 為用戶提供高效明晰的圖形化嵌入式應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,包括一整套完備的面向嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和調(diào)試工具:源碼編輯器、工程</p><p> 管理器、工程編譯器(編譯器、匯編器和連接器)、集成調(diào)試環(huán)境、ADTEmulator for ARM 調(diào)試接口等。其界面同Microsoft Vis
43、ual Studio 環(huán)境相似,用戶可以在ADT IDE for ARM 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建工程、打開(kāi)工程,建立、打開(kāi)和編輯文件,編譯、連接、設(shè)置、運(yùn)行、調(diào)試嵌入式應(yīng)用程序。</p><p> 3 環(huán)境控制器的設(shè)計(jì)</p><p><b> 3.1功能框圖</b></p><p> 功能框圖如圖3-1所示。</p><
44、p><b> 圖3-1 功能框圖</b></p><p><b> 3.2功能模塊介紹</b></p><p> 3.2.1鍵盤功能模塊</p><p> 該模塊的主要功能是鍵盤輸入方式下各功能的切換和各參數(shù)的輸入。JX44B0教學(xué)系統(tǒng)的鍵盤電路是由一塊74HC273鎖定器和74LVCH244緩沖器完成鍵盤識(shí)
45、別。檢測(cè)時(shí)通過(guò)將c0l0~c0l3中的某一列輸入低電平,沒(méi)按鍵時(shí)行值為高電平,否則為低電平。</p><p> 3.2.2傳感器模塊</p><p> 傳感器是控制器中數(shù)據(jù)采集的主要手段。根據(jù)真菌培養(yǎng)箱對(duì)環(huán)境的要求,需要有溫度傳感器、濕度傳感器等。</p><p> 3.2.3 LCD功能模塊</p><p> 該模塊的主要功能是顯示
46、和觸摸屏方式輸入,其功能框圖如圖3-2所示。下面簡(jiǎn)要介紹各信號(hào)的作用。</p><p> VFRAME:LCD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器之間的幀同步信號(hào)。它通知LCD 屏新的一幀的顯示,LCD 控制器在一個(gè)完整幀的顯示后發(fā)出VFRAME 信號(hào)。</p><p> VLINE:LCD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器間的同步脈沖信號(hào),LCD驅(qū)動(dòng)器通過(guò)它來(lái)將水平移位寄存器中的內(nèi)容顯示到LCD屏上。LCD控制器
47、在一整行數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)絃CD驅(qū)動(dòng)器后發(fā)出VLINE信號(hào)。</p><p> VCLK:此信號(hào)為L(zhǎng)CD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器之間的象素時(shí)鐘信號(hào),LCD控制器在VCLK的上升沿發(fā)送數(shù)據(jù),LCD驅(qū)動(dòng)器在VCLK的下降沿采樣數(shù)據(jù)。</p><p> VM: LCD驅(qū)動(dòng)器所使用的交流信號(hào)。LCD驅(qū)動(dòng)器使用VM信號(hào)改變用于打開(kāi)或關(guān)閉象素的行和列電壓的極性。VM信號(hào)在每一幀觸發(fā),也在編程決定數(shù)量的VL
48、INE信號(hào)觸發(fā)。</p><p> VD[3:0]以及VD[7:4]: LCD象素?cái)?shù)據(jù)輸出端口。</p><p> 本設(shè)計(jì)采用的LCD分辨率為320*240,工作在256色彩色顯示模式,在該模式下,顯示緩沖區(qū)中的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)代表LCD上的一個(gè)點(diǎn)的顏色信息,因此,所需要的顯示緩沖區(qū)大學(xué)為320*240*1字節(jié)。其中每個(gè)字的彩色數(shù)據(jù)格式如圖3-3所示:</p><p&g
49、t; 圖3-3 字節(jié)的彩色數(shù)據(jù)格式</p><p> 3.2.4 數(shù)據(jù)處理功能模塊</p><p> 該模塊是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn),其功能主要是將從用戶輸入的值和感應(yīng)器中檢測(cè)到的值進(jìn)行處理和對(duì)比,將相應(yīng)的結(jié)果輸送到控制器中,同時(shí)在LCD顯示屏上顯示從感應(yīng)器中檢測(cè)到的即時(shí)環(huán)境參數(shù)。</p><p> 3.2.5 控制功能模塊</p><p>
50、; 控制器是主要功能是對(duì)外部環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行控制的,當(dāng)從處理器有需要對(duì)某個(gè)調(diào)節(jié)設(shè)備啟動(dòng)的信號(hào)傳送過(guò)來(lái)的時(shí)候,就會(huì)對(duì)與相應(yīng)的調(diào)節(jié)器的借口發(fā)出啟動(dòng)控制信號(hào)。</p><p> 3.3 控制器的主流程圖</p><p> 控制器的主流程圖如圖3-4所示。</p><p> 程序開(kāi)始后,先由用戶設(shè)定參數(shù),通過(guò)傳感器得到外部環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),將兩組數(shù)據(jù)送入處理器中判斷并顯
51、示。</p><p> 3.4 控制器設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)</p><p> 本控制器以鍵盤輸入、LCD顯示為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)外部設(shè)備接口編程,及對(duì)控制信號(hào)的判斷實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能。</p><p> 通過(guò)鍵盤功能模塊,可以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)環(huán)境需求的輸入設(shè)定,利用LCD顯示即時(shí)的環(huán)境數(shù)據(jù),控制器根據(jù)數(shù)據(jù)處理器的處理結(jié)果對(duì)外部調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)或是關(guān)閉其功能。</p>&
52、lt;p><b> 4 程序詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 4.1 數(shù)字顯示</b></p><p> 在數(shù)字顯示的過(guò)程中,利用了一個(gè)開(kāi)關(guān)函數(shù),在開(kāi)關(guān)函數(shù)中引用了字符顯示函數(shù):</p><p> void mathlcde(char s)</p><p><b>
53、 { </b></p><p><b> switch(s)</b></p><p><b> {</b></p><p> case0: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"0",BLUE); x+=8;break;</p><p> cas
54、e 1: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"1",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 2: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"2",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 3: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"3",BLUE)
55、;x+=8;break;</p><p> case 4: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"4",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 5: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"5",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 6: Glib_
56、disp_ascii16x8(x,y,"6",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 7: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"7",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 8: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"8",BLUE);x+=8;brea
57、k;</p><p> case 9: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"9",BLUE);x+=8;break;</p><p> default : break;</p><p><b> }</b></p><p><b> } </b></
58、p><p> 數(shù)字與字符顯示函數(shù)一一對(duì)應(yīng),并在每次顯示出來(lái)以后,在x抽坐標(biāo)上加8以便顯示下一個(gè)字符。</p><p> 4.2 對(duì)LCD清屏</p><p> 在對(duì)A/D中的數(shù)值顯示過(guò)程中,還需要對(duì)上一次顯示的數(shù)值進(jìn)行清屏,采用以下函數(shù):</p><p> void clear(int x,int y)</p><p&
59、gt;<b> {</b></p><p> delay(10000);</p><p><b> int i,j;</b></p><p> for(i=0;i<16;i++)</p><p> for(j=0;j<8;j++) </p><p>
60、lcd_put_pixel(x+j,y+i,WHITE);</p><p><b> }</b></p><p> 在函數(shù)中,需要對(duì)清屏范圍中的x、y值進(jìn)行設(shè)定,在設(shè)定后,利用lcd_put_pixel函數(shù)對(duì)設(shè)定范圍LCD屏幕進(jìn)行填充白色。</p><p><b> 4.3 鍵盤掃描</b></p>&
61、lt;p> 在本控制器中,用戶對(duì)環(huán)境的自定義設(shè)定是通過(guò)鍵盤輸入來(lái)完成的,所以需要對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描程序:</p><p> char akey(void)</p><p><b> {</b></p><p> int row=0;</p><p> unsigned char ascii_key, inpu
62、t_key;</p><p> for( row = 0; row < 4; row++)</p><p><b> {</b></p><p> *keyboard_port_scan = ~(0x00000001<<row);/*將row列置低電平*/</p><p> delay(100
63、00);/*延時(shí)*/</p><p> input_key = (*keyboard_port_value) & key_mask;/*并獲取第一次掃描值*/</p><p> if(input_key == key_mask)continue;/* 沒(méi)有按鍵*/</p><p> /* 延時(shí),再次獲取掃描值,如果兩次的值不等
64、,則認(rèn)為是一個(gè)干擾*/</p><p> delay(10000);</p><p> if (((*keyboard_port_value) & key_mask) != input_key) continue;</p><p> ascii_key = key_get_char(row, input_key);/* 查表*/</p>
65、<p><b> }</b></p><p> return ascii_key; </p><p><b> }</b></p><p> 利用這個(gè)akey()函數(shù)可以對(duì)鍵盤進(jìn)行不停的掃描,使之可以獲得每次按鍵所得的鍵值。</p><p> 4.4 字符轉(zhuǎn)換成數(shù)值<
66、;/p><p> 用戶可以通過(guò)鍵盤輸入環(huán)境參數(shù)設(shè)定,但是由于鍵盤掃描的特性,每次輸入的只是以一個(gè)字符的形式出現(xiàn),這就需要把單個(gè)的字符轉(zhuǎn)換成數(shù)值,以便于判斷:</p><p> int shuzhi(void)</p><p><b> {</b></p><p><b> char key;</b&g
67、t;</p><p> int mun[1][3],e=0;</p><p> int i,j=0,k=0,n=0,m=0; </p><p><b> while(1)</b></p><p><b> { </b></p><p> key=akey();<
68、;/p><p> if(key=='C')</p><p><b> {</b></p><p><b> m=k;</b></p><p> for(i=0;i<k;i++) </p><p><b> if(m>0)</b
69、></p><p><b> {</b></p><p> e+=mun[0][i]*mlin(m);</p><p><b> m--;</b></p><p><b> } </b></p><p><b> break;&
70、lt;/b></p><p><b> } </b></p><p> if(key=='D'&&x>16)</p><p><b> {</b></p><p><b> x-=8;</b></p><
71、;p> clear(x,y);</p><p> mun[0][k]=0;</p><p><b> k--; </b></p><p><b> }</b></p><p><b> if(k<3) </b></p><p>&l
72、t;b> { </b></p><p> switch(key)</p><p><b> {</b></p><p><b> case '0':</b></p><p><b> case '1':</b>&
73、lt;/p><p><b> case '2':</b></p><p><b> case '3':</b></p><p><b> case '4':</b></p><p><b> case '5&
74、#39;:</b></p><p><b> case '6':</b></p><p><b> case '7':</b></p><p><b> case '8':</b></p><p> case
75、'9': mathlcdf(key);</p><p> mun[0][k]=cchma(key);</p><p><b> k++;</b></p><p> delay(500000);break;</p><p> default:break;</p><p>
76、 } </p><p><b> }</b></p><p><b> } </b></p><p> return e; </p><p><b> }</b></p><p> 在這個(gè)函數(shù)中,利用開(kāi)關(guān)語(yǔ)句將字符
77、轉(zhuǎn)換成數(shù)字,保存在數(shù)組中并同時(shí)在LCD上顯示出來(lái)。</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 本次設(shè)計(jì)利用嵌入式技術(shù),以鍵盤輸入、傳感器檢測(cè)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了真菌培養(yǎng)箱環(huán)境的自動(dòng)控制調(diào)節(jié)功能。在論文中,全面介紹了嵌入式系統(tǒng)的功能,軟硬件資源和技術(shù)發(fā)展概況,著重闡述了本設(shè)計(jì)的工作流程、設(shè)計(jì)原理和方法,以及在實(shí)際應(yīng)用中的意義。實(shí)現(xiàn)了環(huán)境參數(shù)的即時(shí)顯示功
78、能及對(duì)環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。由于在設(shè)計(jì)中,沒(méi)有相應(yīng)的傳感設(shè)備和控制設(shè)備,在設(shè)計(jì)中是通過(guò)對(duì)電位器數(shù)值的改變來(lái)模擬環(huán)境參數(shù)的變化,因此在實(shí)驗(yàn)箱中只能模擬實(shí)現(xiàn)了控制器的設(shè)計(jì)思想與功能。在實(shí)際應(yīng)用中還需要解決兩個(gè)問(wèn)題,一是傳感器的選型及其和本設(shè)計(jì)的接口問(wèn)題。二是控制器與外部控制設(shè)備的接口問(wèn)題。故本控制器可在產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)對(duì)相應(yīng)的接口進(jìn)行編程、連接,以便實(shí)現(xiàn)其真正的功能。</p><p><b> 參 考 文 獻(xiàn)&l
79、t;/b></p><p> 1 陳賾 .ARM嵌入式教學(xué)實(shí)踐課程[M].武漢: 華中科技大,2003</p><p> 2 沈美名等. IBM-PC 匯編語(yǔ)言[M].北京:清華大學(xué)出版社, 1999. 7 </p><p> 3 魏景超.真菌鑒定手冊(cè)[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1982.12</p><p> 4
80、 馬忠梅,葉楠,李善平,康慨. ARM&嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M].北京:北京航天大學(xué) 2003 </p><p> 5 譚浩強(qiáng),張基溫. C/C++程序設(shè)計(jì)教程[M].北京:高等教育出版社 2001.01</p><p> 6 張大波. 嵌入式系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社2005.01 </p><p> 7 余成波等.傳
81、感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)[M].北京:高等教育出版社 2004</p><p> 8 吳旗.傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)[M].北京:高等教育出版社 2003</p><p> 9 上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所主編.中國(guó)食用菌志[M].中國(guó)林業(yè)出版社.1991.</p><p> 10 李建龍. 信息農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社 2004.07</p&
82、gt;<p> 11 陳杰,黃鴻. 傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M]. 高等教育出版社 1998.05</p><p> 12 Alexpoulos CJ,Mims CW .Introductory Mycotogy[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社 1983.07</p><p> 13 M.T. Madigan, J.M. Martinko, J. Parke
83、r. Brock微生物生物學(xué)[M].科學(xué)出版社 2007.05</p><p> 14 Bjarne Stroustrup, The c++ programming language 機(jī)械工業(yè)出版社 2002.07</p><p> 15 Scott Meyers. More Effective C++中文版. 中國(guó)電力出版社 2003.03</p><p
84、><b> 致 謝</b></p><p><b> 附錄 程序清單</b></p><p> #include "lcdlib.h"</p><p> #include "hzk16.h"</p><p> #include "a
85、scii.h"</p><p> #include "string.h"</p><p> #include "44b.h"</p><p> #include "stdlib.h"</p><p> #include "a1.h"</p&
86、gt;<p> #include "a2.h"</p><p> extern const unsigned char aca1[];</p><p> extern const unsigned char aca2[];</p><p> char trans_input(int value);</p>&l
87、t;p> #define MAX_VALUE0x3ff</p><p> #define MIN_VALUE0x0</p><p> int x=0,y=0,wd=0,wg=0,sdd=0,sg=0,gd=0,gg=0;</p><p> unsigned char ascii_key, input_key, key_mask = 0x0
88、F;</p><p> unsigned char*keyboard_port_scan = (unsigned char*)0x02000000;</p><p> unsigned char*keyboard_port_value = (unsigned char*)0x02000002;</p><p> void lcd_disp_hzk16(in
89、t x,int y,char *s,int colour)</p><p><b> {</b></p><p> char buffer[32];/* 32字節(jié)的字模緩沖區(qū)*/</p><p> int i,j,k;</p><p> unsigned char qh,wh;</p>
90、<p> unsigned long location;</p><p><b> while(*s)</b></p><p><b> {</b></p><p> qh=*s-0xa0;/* 計(jì)算區(qū)碼*/</p><p> wh=*(s+1)-0xa0;
91、/* 計(jì)算位碼*/</p><p> location=(94*(qh-1)+(wh-1))*32L;/* 計(jì)算字模在文件中的位置*/</p><p> memcpy(buffer, &hzk16[location], 32);/* 獲取漢字*/</p><p> for(i=0;i<16;i++)/* 每一行
92、*/</p><p><b> {</b></p><p> for(j=0;j<2;j++)/* 一行兩個(gè)字節(jié)*/</p><p><b> {</b></p><p> for(k=0;k<8;k++)/* 每個(gè)字節(jié)按位顯示*/</p>
93、<p><b> {</b></p><p> if(((buffer[i*2+j]>>(7-k)) & 0x1) != 0)</p><p> lcd_put_pixel(x+8*(j)+k,y+i,colour); /*顯示一位*/</p><p><b> }</b><
94、;/p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> s+=2;/* 下一個(gè)漢字*/</p><p> x+=16; /* 漢字間距*/</p><p><b> }<
95、/b></p><p><b> }</b></p><p> void Glib_disp_ascii16x8(int x,int y,char *s,int colour)</p><p><b> {</b></p><p> unsigned char* buffer;<
96、/p><p> unsigned char temp;</p><p> unsigned char shift;</p><p> int i,j,k;</p><p> unsigned char location;</p><p><b> while(*s)</b></p&
97、gt;<p><b> {</b></p><p> location=(unsigned char)*s-0x20; /* 計(jì)算字模在文件中的位置*/</p><p> buffer = &__ASCII8X16__[location*16];</p><p> for(i=0;i<16;i++)
98、/* 每一行*/</p><p><b> {</b></p><p> temp = * buffer++;</p><p> shift = 0x80;</p><p> for(k=0;k<8;k++)/* 每個(gè)字節(jié)按位顯示*/</p><p>&l
99、t;b> {</b></p><p> if((temp & shift) != 0)</p><p> lcd_put_pixel(x+k,y+i,colour); /* 顯示一位*/</p><p> shift >>= 1;</p><p><b> }</b>&l
100、t;/p><p><b> }</b></p><p> s+=1;/* 下一個(gè)漢字 */</p><p> x+=8;/* 字符間距*/</p><p><b> }</b></p><p><b> }<
101、;/b></p><p> char akey(void)</p><p><b> {</b></p><p> int row=0;</p><p> unsigned char ascii_key, input_key;</p><p> for( row = 0; row
102、< 4; row++)</p><p><b> {</b></p><p> *keyboard_port_scan = ~(0x00000001<<row); /*將row列置低電平*/</p><p> delay(10000);/*延時(shí)*/</p><p> i
103、nput_key = (*keyboard_port_value) & key_mask; /*并獲取第一次掃描值*/</p><p> if(input_key == key_mask)continue;/* 沒(méi)有按鍵*/</p><p> /* 延時(shí),再次獲取掃描值,如果兩次的值不等,則認(rèn)為是一個(gè)干擾*/</p><p&g
104、t; delay(10000);</p><p> if (((*keyboard_port_value) & key_mask) != input_key) continue;</p><p> ascii_key = key_get_char(row, input_key);/* 查表*/</p><p><b> }</b&
105、gt;</p><p> return ascii_key; </p><p><b> }</b></p><p> void mathlcde(char s)</p><p><b> { </b></p><p><b> switch(s)&
106、lt;/b></p><p><b> {</b></p><p> case 0: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"0",BLUE); x+=8;break;</p><p> case 1: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"1",BLUE);x+=8;b
107、reak;</p><p> case 2: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"2",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 3: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"3",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 4: Glib_disp_as
108、cii16x8(x,y,"4",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 5: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"5",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 6: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"6",BLUE);x+=8;break;</
109、p><p> case 7: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"7",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 8: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"8",BLUE);x+=8;break;</p><p> case 9: Glib_disp_ascii16x8(x,
110、y,"9",BLUE);x+=8;break;</p><p> default : break;</p><p><b> }</b></p><p><b> } </b></p><p> void mathlcdf(char ascii)</p>
111、<p><b> { </b></p><p> switch(ascii)</p><p><b> {</b></p><p> case '0': Glib_disp_ascii16x8(x,y,"0",BLUE);x+=8;break;</p>
112、<p> case '1': Glib_disp_ascii16x8(x,y,"1",BLUE);x+=8;break;</p><p> case '2': Glib_disp_ascii16x8(x,y,"2",BLUE);x+=8;break;</p><p> case '3'
113、;: Glib_disp_ascii16x8(x,y,"3",BLUE);x+=8;break;</p><p> case '4': Glib_disp_ascii16x8(x,y,"4",BLUE);x+=8;break;</p><p> case '5': Glib_disp_ascii16x8(x,y,&
114、quot;5",BLUE);x+=8;break;</p><p> case '6': Glib_disp_ascii16x8(x,y,"6",BLUE);x+=8;break;</p><p> case '7': Glib_disp_ascii16x8(x,y,"7",BLUE);x+=8;brea
115、k;</p><p> case '8': Glib_disp_ascii16x8(x,y,"8",BLUE);x+=8;break;</p><p> case '9': Glib_disp_ascii16x8(x,y,"9",BLUE);x+=8;break;</p><p> def
116、ault : break;</p><p><b> } </b></p><p><b> }</b></p><p> void clear(int x,int y)</p><p><b> {</b></p><p> dela
117、y(10000);</p><p><b> int i,j;</b></p><p> for(i=0;i<16;i++)</p><p> for(j=0;j<8;j++) </p><p> lcd_put_pixel(x+j,y+i,WHITE);</p><p>&l
118、t;b> }</b></p><p> void clearl(void)</p><p><b> {</b></p><p> delay(10000);</p><p><b> int i,j;</b></p><p> for(i=0;
119、i<320;i++)</p><p> for(j=96;j<240;j++) </p><p> lcd_put_pixel(i,j,WHITE);</p><p><b> }</b></p><p> int cchma(char s)</p><p><b>
120、 {</b></p><p><b> int i=-1;</b></p><p><b> switch(s)</b></p><p><b> { </b></p><p> case '0': i=0;break;</p>
121、<p> case '7': i=7;break;</p><p> case '4': i=4;break;</p><p> case '1': i=1;break;</p><p> case '2': i=2;break;</p><p> cas
122、e '3': i=3;break; </p><p> case '5': i=5;break;</p><p> case '6': i=6;break;</p><p> case '9': i=9;break;</p><p> case '8':
123、i=8;break;</p><p> default : i=-1;break;</p><p><b> }</b></p><p><b> return i;</b></p><p><b> }</b></p><p> int ml
124、in(int m)</p><p><b> {</b></p><p> int n,i=1;</p><p> for(n=m-1;n>0;n--)</p><p><b> i*=10; </b></p><p> return i; </p&
125、gt;<p><b> }</b></p><p> void zuobiao(int z,int j)</p><p><b> {</b></p><p><b> x=z;</b></p><p><b> y=j;</b>&
126、lt;/p><p><b> }</b></p><p> int shuzhi(void)</p><p><b> {</b></p><p><b> char key;</b></p><p> int mun[1][3],e=0;<
127、/p><p> int i,j=0,k=0,n=0,m=0;</p><p><b> while(1)</b></p><p><b> { </b></p><p> key=akey();</p><p> if(key=='C')</p&g
128、t;<p><b> {</b></p><p><b> m=k;</b></p><p> for(i=0;i<k;i++) </p><p><b> if(m>0)</b></p><p><b> {</b>&
129、lt;/p><p> e+=mun[0][i]*mlin(m);</p><p><b> m--;</b></p><p><b> }</b></p><p><b> if(n==1)</b></p><p><b> e=-e;&
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