關(guān)于無(wú)人機(jī)噴霧控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及仿真分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u6414第1章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) [17]。綜合三種語(yǔ)言的特點(diǎn)并結(jié)合本系統(tǒng)應(yīng)用需求，決定選用C51高級(jí)語(yǔ)言來(lái)編寫本系統(tǒng)軟件程序。C51高級(jí)語(yǔ)言既有高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)又擁有低級(jí)語(yǔ)言執(zhí)行效率高的優(yōu)點(diǎn)，有利于后續(xù)仿真調(diào)試。1.3系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件開(kāi)發(fā)選擇的是由KeilSoftware企業(yè)自主推出的Keil5軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。Keil5編輯器可以支持設(shè)計(jì)者在充分結(jié)合具體要求的前提下進(jìn)行編輯或者是調(diào)整源代碼。另外，設(shè)計(jì)者可以在文件編輯器中直接下載、編譯程序后根據(jù)錯(cuò)誤提示及時(shí)修改代碼，節(jié)約時(shí)間，提高工作效率。如圖1.1為Keil5軟件界面。圖1.1KeilVision5界面1.4系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)流程模塊的劃分有很大的靈活性，根據(jù)模塊功能的運(yùn)用，將該程序可以分成變量總控制模塊、測(cè)速模塊及顯示模塊等，以下是對(duì)各個(gè)模塊的具體介紹。1.4.1系統(tǒng)總流程圖本系統(tǒng)的主體程序流程圖如圖1.2所示，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后首先進(jìn)行初始化。系統(tǒng)在開(kāi)始啟用后首先對(duì)每個(gè)軟件主體進(jìn)行了初始碼優(yōu)化。初始化這個(gè)過(guò)程主要工作是給每個(gè)變量賦初始化值、啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器、打開(kāi)定時(shí)器和中斷，然后開(kāi)始讀取整個(gè)系統(tǒng)的所有工作狀態(tài)參數(shù)。然后進(jìn)入系統(tǒng)的主循環(huán)，速度傳感器得出無(wú)人飛行器的作業(yè)速度，無(wú)人飛行器的作業(yè)速度作為輸入傳輸給AT89C52，AT89C52接收到信號(hào)后打開(kāi)電磁閥并計(jì)算出目標(biāo)噴施流量，根據(jù)所得數(shù)據(jù)輸出一定頻率PWM信號(hào)占空比，達(dá)到精準(zhǔn)變量噴霧目的。圖1.2變量控制程序流程圖1.4.2測(cè)速模塊測(cè)速模塊用于接收采集無(wú)人機(jī)飛行的速度，并將模擬數(shù)據(jù)傳輸給主控制器，主控器再展開(kāi)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換處理。所以對(duì)于測(cè)速模塊，第一步是初始化每個(gè)模塊，并實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地收集速度傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)。在采集過(guò)程中，系統(tǒng)將為提取的每個(gè)幀形成一個(gè)中斷觸發(fā)器，幀數(shù)據(jù)將在中斷程序中讀取，并暫時(shí)存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中。速度信號(hào)采集單元負(fù)責(zé)進(jìn)行速度信號(hào)采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換，下面分別為各個(gè)信號(hào)采集與處理單元的設(shè)計(jì)過(guò)程介紹。速度采集單元可以按照單片機(jī)執(zhí)行部門下達(dá)的指令來(lái)進(jìn)行一系列的相關(guān)速度采集操作，包括接受起始信號(hào)和發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)兩個(gè)過(guò)程。當(dāng)該模塊接收到單片機(jī)的起始采集信號(hào)后，它們會(huì)通過(guò)固定頻率地針對(duì)速度傳感器輸入的三個(gè)多通道模擬量進(jìn)行實(shí)施AD轉(zhuǎn)換，同時(shí)，結(jié)果暫時(shí)存儲(chǔ)在芯片的實(shí)時(shí)內(nèi)存中。在接收到發(fā)送指令后，分發(fā)到存儲(chǔ)區(qū)域的數(shù)據(jù)將被發(fā)送和處理，測(cè)速模塊的程序可參考圖1.4。其中A/D轉(zhuǎn)換程序如圖1.3圖1.3A/D轉(zhuǎn)換程序圖1.4速度采集程序流程圖1.4.3顯示模塊為了有效地對(duì)試驗(yàn)時(shí)的各種控制量信息進(jìn)行觀察分析和數(shù)據(jù)分析，要利用液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)，將所需要的信息進(jìn)行顯示、保存。液晶顯示主要目的就是為了給現(xiàn)場(chǎng)的工作人員提供一個(gè)人機(jī)交互的界面，使現(xiàn)場(chǎng)的工作人員都能夠更清楚地看到系統(tǒng)正常工作的情況，并按所產(chǎn)生的不同工作情況自動(dòng)調(diào)整其他相關(guān)的工作，使得變量式噴藥系統(tǒng)能夠達(dá)到其工作的最優(yōu)狀態(tài)。液晶顯示程序執(zhí)行的第一步要初始化液晶屏，再通過(guò)設(shè)定其功能，則當(dāng)接收到數(shù)據(jù)后，顯示屏里會(huì)被寫入接收到的數(shù)據(jù)并顯示，如圖1.4為顯示模塊程序流程圖。圖1.5顯示程序流程圖液晶顯示程序如下圖組1.6：圖1.6液晶顯示程序1.4.4無(wú)線模塊單片機(jī)通過(guò)SPI對(duì)NRF24L01進(jìn)行配置，首先要進(jìn)行初始化，本系統(tǒng)要利用將數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶模塊LCD，即設(shè)置為發(fā)送模式并配置自動(dòng)應(yīng)答通道使能，則要配置NRF24L01的發(fā)送程序，發(fā)送程序如下：1.5本章小結(jié)本章對(duì)系統(tǒng)軟件展開(kāi)合理設(shè)計(jì)，結(jié)合系統(tǒng)功能需求利用Keil軟件編寫程序使各個(gè)模塊之間建立起聯(lián)系，完成了噴霧裝置實(shí)時(shí)采集、轉(zhuǎn)換并控制執(zhí)行模塊的目標(biāo)。第2章系統(tǒng)的調(diào)試仿真2.1概述前面章節(jié)已經(jīng)完成了系統(tǒng)的硬件和軟件初步設(shè)計(jì)，而本章就要將兩者結(jié)合起來(lái)，仿真出整個(gè)系統(tǒng)，測(cè)試系統(tǒng)整體性能，主要通過(guò)proteus軟件仿真完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的軟件調(diào)試，使其能夠到達(dá)目的功能和要求。2.2程序調(diào)試在KeilμVision5環(huán)境下，根據(jù)第五章軟件設(shè)計(jì)完成程序編寫，依次點(diǎn)擊編譯、下載和運(yùn)行按鈕，出現(xiàn)如圖所示，表示程序沒(méi)有錯(cuò)誤可以執(zhí)行。圖2.1Keil編譯正常2.3電路調(diào)試?yán)胮roteus完成電路圖繪制并運(yùn)行檢查電路是否有錯(cuò)誤，如圖所示該電路可以連通。圖2.2proteus運(yùn)行正常2.4聯(lián)調(diào)在proteus中進(jìn)行模擬仿真，用滑動(dòng)變阻器分別模擬速度傳感器，壓力傳感器和流量傳感器，變阻器的阻值即傳感器實(shí)時(shí)采集到的信息，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值模擬仿真?zhèn)鞲衅鞑杉男畔?。調(diào)試過(guò)程如圖所示。圖2.3生成.hex文件雙擊芯片添加hex文件到芯片，再次點(diǎn)擊proteus運(yùn)行按鈕，此時(shí)KeilVisio