單片機(jī)控制水族箱的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u14783單片機(jī)控制水族箱的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)案例 1122451.1設(shè)計(jì)要求 1190701.2系統(tǒng)特點(diǎn) 1259111.3方案選擇 2288351.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 31.1設(shè)計(jì)要求隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化的技術(shù)也在不斷提高，本設(shè)計(jì)從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，為的就是切實(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)生活中的問(wèn)題。智能水族控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)和人們的日常生活息息相關(guān)，已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會(huì)必備的智能控制技術(shù)裝置設(shè)備。智能水族控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外得到廣泛使用的一種準(zhǔn)確性、兼容性、準(zhǔn)確性比較高的水族箱設(shè)備。隨著人們生活水平的不斷發(fā)展和提高，傳統(tǒng)的水族箱系統(tǒng)設(shè)備沒(méi)有辦法得到社會(huì)和人們的需求滿(mǎn)足。通過(guò)我們對(duì)市場(chǎng)的調(diào)查和用戶(hù)們的需求，詳細(xì)的了解了系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)硬件的需求，設(shè)計(jì)出智能水族控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。我們按照充分考慮好的設(shè)計(jì)思路建立起完整的電路，同時(shí)根據(jù)預(yù)想的流程編寫(xiě)軟件程序。沒(méi)有錯(cuò)誤后，對(duì)電路和程序進(jìn)行調(diào)試、檢查，檢驗(yàn)系統(tǒng)是否可以正常工作，以及需要改進(jìn)和提高的地方。按照我們課題的研究的設(shè)計(jì)要求來(lái)說(shuō)，本次設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)智能水族控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)溫度檢測(cè)、渾濁度檢測(cè)和光照度檢測(cè)水族箱的環(huán)境質(zhì)量，如果檢測(cè)的數(shù)據(jù)超出設(shè)定的范圍值，就要報(bào)警提醒用戶(hù)，而且要在顯示器上顯示當(dāng)前水族箱內(nèi)的水質(zhì)狀況以及環(huán)境質(zhì)量。通過(guò)電源將系統(tǒng)開(kāi)啟，通過(guò)檢測(cè)水族箱內(nèi)的溫度、光照度和渾濁度等等，確定水族箱內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量，如果所檢測(cè)的數(shù)據(jù)超出程序設(shè)定的范圍值，要進(jìn)行報(bào)警提示用戶(hù)。但前提是要保證程序沒(méi)有錯(cuò)誤，也要保證程序的邏輯功能正確。完成這些工作以后，進(jìn)行調(diào)試檢測(cè)，檢查系統(tǒng)是否可以準(zhǔn)確的執(zhí)行工作。1.2系統(tǒng)特點(diǎn)本次智能水族控制系統(tǒng)主要由溫度檢測(cè)電路，渾濁度檢測(cè)電路，光照度檢測(cè)電路，時(shí)鐘芯片電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電源電路，報(bào)警器電路等等和系統(tǒng)最核心的單片機(jī)作為核心處理器。本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最主要的結(jié)構(gòu)是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)。除了單片機(jī)以外，其他的硬件部分都可以看作是單片機(jī)的外設(shè)部分。在本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，通過(guò)對(duì)水族箱內(nèi)的溫度、渾濁度、光照度進(jìn)行有效的檢測(cè)和分析，記錄對(duì)水族箱內(nèi)各個(gè)數(shù)據(jù)值的檢測(cè)結(jié)果，所檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的記錄，在顯示器上進(jìn)行顯示，數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。中央處理器（CPU）不直接參與控制過(guò)程，對(duì)操作過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何影響。本次設(shè)計(jì)中的智能水族控制系統(tǒng)是在封閉式的方式進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，以單片機(jī)為核心，通過(guò)分析水族箱內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量和對(duì)控制器的要求，用溫度檢測(cè)、渾濁度檢測(cè)、光照度檢測(cè)法解決水族箱環(huán)境的問(wèn)題。將智能控制技術(shù)分成分段，對(duì)每一個(gè)分段都要采用不同的控制方式，就可以解決不同檢測(cè)系統(tǒng)和不同時(shí)間的控制，讓水族箱內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，讓系統(tǒng)的準(zhǔn)確性提高。1.3方案選擇方案一：使用STM32單片機(jī)作主要的水族箱控制設(shè)備技術(shù)，通過(guò)使用開(kāi)關(guān)和其他部件的開(kāi)關(guān)使用檢測(cè)模塊檢測(cè)水族箱內(nèi)的質(zhì)量，然后進(jìn)行智能控制水族箱內(nèi)的溫度、光照度等，以此來(lái)達(dá)到控制目的。但是因?yàn)镾TM32單片機(jī)的相關(guān)設(shè)備和仿真軟件程序較為復(fù)雜，所以我們放棄STM32單片機(jī)方案。方案二：該方案采用的是模擬元件，例如，晶體管，溫度傳感器、光照系統(tǒng)等非線(xiàn)性的元件進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這個(gè)方案的設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單，方便易懂，成本較低。但是采用模擬元件的話(huà)，分散性大，只能控制性不易集成，而且測(cè)量設(shè)定值所產(chǎn)生的誤差比較大。所以不建議這個(gè)方案。方案三：該系統(tǒng)采用的是CPU單片機(jī)部件。以單片機(jī)為核心，用溫度檢測(cè)器，渾濁度檢測(cè)器、光照檢測(cè)器以及顯示屏，報(bào)警裝置組合而成的智能水族控制系統(tǒng)。主要檢測(cè)水族箱內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量是否適宜生長(zhǎng)。要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)工作，如果檢測(cè)到水族箱內(nèi)溫度過(guò)高就要進(jìn)行降溫處理，如果溫度過(guò)低，要進(jìn)行升溫處理；如果檢測(cè)到渾濁度過(guò)重，就要對(duì)水族箱進(jìn)行清理?yè)Q水的處理；如果水族箱內(nèi)的光照強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)，要進(jìn)行減弱光源處理，如果光照強(qiáng)度過(guò)弱，就要加強(qiáng)光源處理。并且要將檢測(cè)到的溫度值、渾濁度值、光照值在顯示器上進(jìn)行顯示，這樣才能夠?qū)λ逑溥M(jìn)行正確的處理辦法，而且要進(jìn)行報(bào)警提示，提醒用戶(hù)當(dāng)前水族箱內(nèi)檢測(cè)的狀況，以便智能水族控制系統(tǒng)的發(fā)展。這個(gè)方案設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，電路設(shè)備齊全，成本比較低，而且容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的需求和控制操作技術(shù)。所以我們采用的是第三個(gè)方案。以CPU單片機(jī)為主控元件，不僅設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，而且簡(jiǎn)單易懂，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案。我們首先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的模塊提出詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，然后才能完成各個(gè)模塊電路的設(shè)計(jì)，而且在設(shè)計(jì)的同時(shí)要隨時(shí)檢查系統(tǒng)的硬件和軟件，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試。隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)輸入控制命令。然后設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心部分，CPU單片機(jī)就是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，接收命令并處理電路反饋的數(shù)據(jù)信息，然后將控制命令傳輸給各個(gè)模塊進(jìn)行工作。1.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隨著現(xiàn)在智能化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，人們開(kāi)始漸漸使用智能化控制系統(tǒng)。智能水族控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，無(wú)污染，自動(dòng)化水平高，控制能力強(qiáng)。與傳統(tǒng)的水族箱控制的產(chǎn)品相比，現(xiàn)在智能水族控制系統(tǒng)具有成本比較小，功能性比較強(qiáng)，操作比較簡(jiǎn)單，檢測(cè)率比較強(qiáng)等非常突出的優(yōu)點(diǎn)。在我國(guó)近幾年的發(fā)展中，智能水族控制系統(tǒng)已然成為了水族箱控制系統(tǒng)的主要設(shè)備。本次研究設(shè)計(jì)就是針對(duì)水族箱內(nèi)的溫度，渾濁度和光照度進(jìn)行有效的檢測(cè)，并且進(jìn)行報(bào)警。要開(kāi)發(fā)一種以單片機(jī)為控制的智能水族控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，智能水族控制系統(tǒng)技術(shù)正在以快速發(fā)展的速度走進(jìn)人們的視線(xiàn)，進(jìn)入人們的生活。我們要對(duì)智能水族控制系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性、可靠性、準(zhǔn)時(shí)性對(duì)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這對(duì)智能水族控制技術(shù)來(lái)說(shuō)是非常重要的，可以更加有效的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，完善系統(tǒng)。智能水族控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由CPU單片機(jī)、溫度檢測(cè)模塊、渾濁度檢測(cè)模塊、光照度檢測(cè)模塊、時(shí)鐘芯片模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、報(bào)警模塊等電路組成。主要實(shí)現(xiàn)的是利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)水族箱內(nèi)的環(huán)境狀況，如果溫度過(guò)低，要進(jìn)行升溫處理；如果檢測(cè)到渾濁度過(guò)重，就要對(duì)水族箱進(jìn)行清理?yè)Q水的處理；如果水族箱內(nèi)的光照強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)，要進(jìn)行減弱光源處理，如果光照