單片機寵物喂食系統(tǒng)的軟件設計案例1.1編程語言、開發(fā)環(huán)境及燒寫軟件1.1.1編程語言由于整個程序比較復雜，且計算量較大，用到了較多的邏輯運算，所以程序的編寫采用了C語言。使用C語言相對使用匯編語言而言，有如下優(yōu)點:(1)不需要學習單片機的指令集，也不用了解單片機的存儲器結構。(2)其中的關鍵字和操作函數(shù)與人的思維更接近，有利于實現(xiàn)程序編程。(3)程序的開發(fā)、調(diào)試時間與匯編語言相比大大減短。(4)C語言比起匯編語言在功能、結構性、可讀性、可移植性、可維護性上優(yōu)勢上更加明顯。1.1.2開發(fā)環(huán)境本設計中單片機程序的編譯鏈接軟件是Keil，Keil是51系列單片機C語言開發(fā)編程必不可少的一款軟件。它的使用步驟主要為以下幾點：(1)在桌面編程軟件keil，新建一個工程文件；(2)創(chuàng)建并添加新的C文件到上面的工程文件下；(3)在C文件下設計與實現(xiàn)進行程序的主函數(shù)、子函數(shù)等。(4)對Keil配置相關重要參數(shù)；(5)編譯整個工程文件，生成可執(zhí)行的hex后綴文件。1.1.3燒寫軟件STC-ISP是一款簡單的單片機程序燒寫軟件，由宏晶公司出品，具備hex文件下載，在線仿真調(diào)試和串口預覽等一系列功能，是目前51系列單片機應用不可或缺的軟件。單片機可以通過下載模塊(如：CH340等串口燒寫模塊)與計算機通信，從而下載可執(zhí)行文件到單片機，同時需要在STC-ISP軟件中選擇使用的單片機型號以及下載模塊插入計算機的串口號，一般串口號會自動識別。然后在文件地址中找到hex為后綴的可執(zhí)行文件，點擊下載就可以將程序下載到STC89C52單片機里了。1.2程序流程圖設計1.2.1總體流程圖當你按下電源開關后，先后進行LCD1602，WT588D語音模塊，步進電機的初始化，接下來會在LCD屏幕上的第一行顯示實時時間，第二行顯示第一次自動喂食時間。通過按鍵掃描若檢測到有第一個按鍵即K1按下后，會直接進入按鍵設置，在這里可以更改實時時間和喂食時間；若按下K4，K5則為手動喂食開和關。按鍵設置退出后系統(tǒng)會自動比較實時時間和喂食時間，當前者等于后者時，電機旋轉，同時語音播報吸引寵物進食。系統(tǒng)總體流程圖如下圖3-1所示：圖3-SEQ圖_3-\*ARABIC1系統(tǒng)總體程序流程圖1.2.2LCD1602液晶顯示 按下電源開關，LCD1602液晶顯示屏通電，LCD1602首先進行初始化操作，屏幕清零，并清空內(nèi)部存儲。之后LCD1602和STC89C52單片機進行通信，將想要顯示的內(nèi)容通過單片機顯示LCD屏幕上，延時一定時間后，將實時時間和喂食時間等內(nèi)容顯示在LCD1602液晶顯示屏上。在設置好時間后，根據(jù)按鍵按下后響應的實際操作，及時響應并變換數(shù)值。單片機控制寫入引腳，然后又執(zhí)行寫入數(shù)據(jù)的命令。最后才是LCD1602顯示屏執(zhí)行指令，將修改后的內(nèi)容實時顯示出來。LCD1602的顯示流程圖如圖3-2所示：圖3-SEQ圖_3-\*ARABIC2LCD1602初始化流程圖1.2.3按鍵子程序按鍵共有5個，其中k1進入設置開關，可以直接進入設置模式，循環(huán)按下12次后退出當前模式。k2，k3實現(xiàn)按鍵的加減，按鍵k4，k5為手動喂食開關。按鍵流程圖如3-3所示：圖3-SEQ圖_3-\*ARABIC3按鍵流程圖1.2.4WT588D語音播報WT588D語音芯片為本次設計中用到的語音模塊，當前需要播報當前的內(nèi)容是由STC89C52單片機控制WT588D語音模塊來實現(xiàn)的，這就是而進行寵物自動喂食時需要語音播報的時候。WT588D語音芯片，是通過外部的USBminu下載器下載需要的語音文件，如想要播報語音“寵物開飯了”，只需要通過USBminu下載器編輯下載這段語音“寵物開飯了”，之后生成一個相應的地址并等待單片機調(diào)用，當STC89C52單片機檢測到喂食時間到達后，即會判斷是否播報，播報時單片機就會發(fā)送指令給WT588D，WT588D接受來自單片機的指令后，被控制執(zhí)行語音播報。語音播報流程如圖3-4所示:圖3-SEQ圖_3-\*ARABIC4語音播報流程圖1.2.5步進電機驅動首先，假設我們讓B線導通，此時轉子0和3都對應B有一個吸引力；可以看到的是，A和2之間有一個很小的夾角，當我們導通A時，轉子就會順時針轉動對齊A，此時我們D和4之間的夾角也減到了最?。ㄔ傩【褪钦龑Γ?，為了讓轉子向一個方向旋轉，我們可以先關閉A，導通D，此時4和D之間產(chǎn)生的吸引力，使電機又順時針轉動了一點。步進電機有紅，橙，黃，粉，藍5根線，其中紅色為公共端，接5v電源。A,B,C,D分別對應橙，黃，粉，藍4根線;根據(jù)電路的設計原理，電機每次轉動一個微小角度的值可以計算出來，分別是：0xe,0xc,xd,0x9,0xb,0x3,0x7,0x6;在開發(fā)過程中，可以直接按照順序，依次給控制電機的IO口給這幾個值即可。電機驅動流程圖如圖3-5所示。圖3-SEQ圖_3-\*ARABIC5步進電機驅動流程圖2系統(tǒng)調(diào)試2.1LCD1602初始化按下電源開關屏幕會顯示兩行數(shù)據(jù)，第一行顯示當前時間，第二行顯示第一次喂食時間。圖4-SEQ圖_4-\*ARABIC1LCD初始化顯示圖2.2按鍵功能按鍵1：設置當前時間和喂食時間按鍵2：加按鍵3：減按鍵4：手動喂食開按鍵5：手動喂食關圖4-SEQ圖_4-\*ARABIC2按鍵1設置圖4-SEQ圖_4-\*ARABIC3按鍵