【《单片机控制的远程辅助喂鱼应用总体设计案例》2000字】

V单片机控制的远程辅助喂鱼应用总体设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u17817单片机控制的远程辅助喂鱼应用总体设计案例 1324851.1概述 1313911.2远程辅助喂鱼应用设计要求 175561.3总体设计方案 230151.4选用的芯片和模块 3124381.4.1微控制单元的选型 3220311.4.2Wi-Fi通信模块 3168691.4.3监控模块 4250411.4.4步进电机模块 5120811.5语言工具的选取 51.1概述对于远程辅助喂鱼应用的总体设计，先要根据设计要求和预期分析它的系统可行性。因为远程辅助喂鱼应用需要利用移动终端设计的安卓App来控制投喂鱼饲料和监控鱼缸内的状况，所以总体包含硬件部分的设计、软件部分的程序设计以及移动终端的应用程序设计。1.2远程辅助喂鱼应用设计要求本次设计要完成的是对鱼缸内情况进行实时监控以及完成“随时”投喂鱼饲料的功能。所以，控制的对象是鱼缸的情况和投放的鱼饲料数量。控制信号的传输方式使用无线的通讯技术：Wi-F技术是一种低成本、高成熟的无线技术。在当今家庭中，无线网络是肯定必备的，家家户户基本都会安装Wi-Fi上网。由上可得，远程辅助喂鱼应用选择了Wi-Fi模块来达到单片机与移动终端通讯的目的是合理的。在App设计时，考虑到Android的使用者基数是庞大的，有利于App后续的普及，加之Android开源的优点，最终选用Android平台开发。1.3总体设计方案根据远程辅助喂鱼应用的预期功能，既考虑到成本的因素又要照顾移动端应用操作必须简单而且方便，本文设计出基于STC89C52芯片的远程辅助喂鱼应用的总体框架，如图2-1所示。Wi-Fi模块Wi-Fi模块投食设备投食设备STC89C52监控设备STC89C52监控设备移动终端移动终端外部设备外部设备控制中心控制中心图2-1远程辅助喂鱼应用的设计框架图图2-1远程辅助喂鱼应用的设计框架图把远程辅助喂鱼应用分成三个大模块：第一大模块是移动终端，也就是手机端，通过安卓手机App接收从控制中心和外部设备发来的数据和发送控制外部设备的命令；第二大模块是该设计的核心—控制中心部分，组成部分有STC89C52芯片以及Wi-Fi模块，负责对收到的数据进行相应的处理，并发送给外部设备让其做出合适的操作；第三大模块是由投食设备和监控设备组成的外部设备，其中投食设备为步进电机、监控设备为大华乐橙监控摄像头A2X，根据接收到的信号进行工作从而达到预期的喂食效果和监控效果。本次设计的核心部分是硬件的控制中心，包含电源、MCU控制与处理模块和Wi-Fi通信模块。每个模块相辅相成，配合完成移动终端发来的指令。Wi-Fi通信模块把控制中心和移动终端进行连接，让移动终端可以完成数据的接收发送，MCU对接收到的数据进行处理并做出相应的控制指令，控制步进电机旋转进行鱼饲料的投喂，监控模块监控鱼缸内的状况。1.4选用的芯片和模块1.4.1微控制单元的选型微控制单元又作单片机，它是将中央处理器、内存等计算机的基本单元微型化处理，形成集合在一块芯片的计算机。它在远程辅助喂鱼应用中是最重要的一部分。远程辅助喂鱼应用选用的芯片是STC89C52，它是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，使用的是经典的MCS-51内核，拥有灵巧的8位CPU

和在系统可编程Flash[6]，使用STC89C52芯片给嵌入式的开发提供了许多解决办法。其实物图如图2-2所示。图2-2STC89C52的实际图1.4.2Wi-Fi通信模块在远程辅助喂鱼应用中，完成数据的远距离传输需要使用到Wi-Fi模块，这部分也是远程辅助喂鱼应用的重要核心。远程辅助喂鱼应用中选用普中科技生产公司生产的ESP8266芯片，其通信十分稳定，能够达到自动喂鱼系统的传输要求。使用ESP8266模块，能够令远程辅助喂鱼应用接入网络。其实物图如图2-3所示图2-3ESP8266实物图1.4.3监控模块在此次设计中完成对鱼缸的监控功能的是摄像头模块，使用的是大华乐橙监控摄像头A2X，采用高性能CMOS图像传感器，分辨率高达为1920*1080，拥有200W像素，画质更清晰；同时也增强了红外夜视搭配智能算法，即使在微光的条件下，也能呈现色彩的图像；支持语音对讲，AI人形检测，Wi-Fi连接等功能。如图2-4图2-4乐橙摄像头A2X1.4.4步进电机模块步进电机基于电磁铁原理，依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩[7]。该设计选择依靠控制步进电机的旋转从而来达到投喂鱼饲料的效果。步进电机接收到脉冲信号后，会沿着顺时针或逆时针方向旋转固定的角度。所以我们可以控制脉冲的个数以此来达到控制步进电机旋转的角度。同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的[8]。28BYJ-48实物图如图2-5所示。图2-528BYJ-48步进电机1.5语言工具的选取单片机的开发中可以选择使用的编程语言有汇编语言和C语言。汇编语言是一种低级语言，又可以叫做符号语言。汇编语言一般是为某系列的机器专门而设计的，故在不同的机器中有着不一样的汇编语言，所以它能够完全发挥出机器的特性，得到质量比较高的程序。可是正是因为这样，它的可移植性就变得很低，因为不同的处理器之间，使用的汇编语言的语法和编译器都存在着差异，所以不同处理器之间的程序是不可以相互运行的。汇编语言是通过寄存器或存储器直接对数据进行操作，这虽然把程序运行的速度提升上去了，而且占用的内存又小，但同时也牺牲了程序的可读性，使其变得很差，程序的编写变得更加复杂困难。相对汇编语言而言，C语言既包含了汇编语言的特点，又具有高级语言的优点。它结合了高级