技術設計方案文檔模板V1.0.doc

微信硬件設計技術設計方案文件編號：項目編號：機密級別：絕密 機密 內部文件部 門：第四組擬 制：2016年 3月 18日校 對：年 月 日審 核：年 月 日批 準：年 月 日文檔修訂記錄日期版本說明作者2016.3.17V1.0文檔生成一、項目名稱微信硬件設計二、設計要求及性能指標設計一個單片機程序導入單片機中，通過 WiFi 模塊接入微信，將溫度度、光照度信息傳送到第三方云平臺，手機通過微信獲取這些傳感器信息1. 單片機為STC15 系列單片機 STC15W4K48S42. 溫度、濕度、光照強度通過開發(fā)板上傳感器感應，返回數(shù)據(jù)到單片機3. 通過單片機的WIFI模塊連入局域網，進而將數(shù)據(jù)傳入第三方云平臺，然后通過第三方平臺將這些信息發(fā)送至微信三、項目總體方案設計1、系統(tǒng)總體方案（分析項目要求和指標，給出總的設計方案，畫出項目設計的方框圖，詳細分析設計方案及其工作原理。）根據(jù)課程設計的要求，系統(tǒng)設計方案如下：以STC15W4K48S4單片機作為微控制器，ESP-01的WIFI模塊，TFT模塊，DHT11數(shù)字溫度傳感器，數(shù)字光照傳感器BH1750FVI各種傳感器及局域網構成。微信信息接收系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。 圖1微信信息接收系統(tǒng)結構 微信接收消息的主要是通過將TFT模塊接收的觸摸信號使WIFI模塊接入局域網，然后單片機將傳感器接受的信息處理后按要求周期性發(fā)送至TFT模塊和第三方平臺。2、關鍵技術、設計難點及其解決方案（項目中的關鍵技術是什么？可能會遇到哪些設計難點？你的解決方案是什么？） 有可能遇到的難點有TFT模塊的觸摸控制及其程序的編寫和WIFI模塊引腳接入和程序控制有難度，解決方案是網上查找資料和詢問基礎比較好的同學，然后再是一遍遍的嘗試。 四、項目詳細方案設計1、核心器件選型（分析核心器件有哪些？選型的依據(jù)和原則是什么？有哪些可以選擇的器件？為什么要選擇最終的那個器件？)STC15W4K48S4單片機，是增強型8051CPU，單時鐘周期/機器周期1T ，速度比普通8051快8-12倍，并且它具有48K字節(jié)內部Flash程序存儲器，片內大容量4096字節(jié)的SRAM；擦寫次數(shù)10萬次以上，十分耐用。DHT11數(shù)字溫度傳感器，包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連；輸出已校準數(shù)字信號，讓所測溫度濕度更為精確。光強度傳感器BH1750FVI是一種兩線式串行總線接口的集成電路，采用I2C總線與單片機通信。WiFi模塊ESP-01核心處理器 ESP8266，尺寸小，32 位微型 MCU超低功耗；可以將其添加到任何基于微控制器的設計中，連接簡單易2、硬件電路設計（給出系統(tǒng)的硬件電路設計，并分析其工作原理。)(1)微信信息接收硬件設計 微信信息硬件電路主要可分為信息采集模塊，主控模塊，觸摸控制模塊，消息發(fā)送模塊。圖2 微信信息接收系統(tǒng)電路結構(2)主控單片機模塊 圖3 主控單片機模塊(3)信息采集模塊DHT11數(shù)字溫度傳感器采用簡單的單總線通信方式，一次傳送40位數(shù)據(jù)，高位先出。光強度傳感器BH1750FVI當外部光照被高精度光敏二極管PD探測到后，通過集成運算放大器將PD電流轉換為PD電壓，由模數(shù)轉換器獲取16位數(shù)字數(shù)據(jù)，然后通過邏輯和IC接口進行數(shù)據(jù)處理與存儲。通過相應的指令操作即可讀取出內部存儲的光照數(shù)據(jù)。圖4信息采集電路(4) 信息發(fā)送信息發(fā)送由WiFi模塊ESP-01核心處理器 ESP8266實現(xiàn)，模塊負責無線上網接入承擔 WiFi 適配器的任務時，可以將其添加到任何基于微控制器的設計中，連接簡單易，只需通過SPI /SDIO接口或 I2C/UART口即可。圖5信息發(fā)送電路3、系統(tǒng)軟件設計（給出系統(tǒng)的軟件設計，畫出程序流程圖，并給出關鍵部分的程序說明。）（1）系統(tǒng)程序流程圖（畫出項目的系統(tǒng)程序流程圖并做詳細的說明）微信信息接收系統(tǒng)是先由單片機初始化電路，然后由觸摸屏控制單片機通過WIFI模塊接入局域網，再將傳感器接收的信息返回單片機，處理后傳入通過局域網接入的第三方平臺。 圖6程序流程圖（2）主要子程序流程圖（畫出主要子程序的程序流程圖并做詳細的說明） WIFI信息傳輸模塊流程圖五、項目實施計劃及說明（用甘特圖的方式將項目進行規(guī)劃，并做詳細說明。） 項目進度計劃甘特圖項目任務17號18號21號22號23號項目導入技術設計方案硬件連接設計程序流程設計程序編寫燒錄以及調制項目總結 說明：（對上述項目任務及進度計劃做詳細說明，主要是這個任務要做哪些事情，舉例如下）（1）項目導入：項目導入主要是對硬件設備有整體了解，掌握軟件的安裝步驟，初步的編程方法和程序下載的方法，對項目具體要實現(xiàn)的功能有個大概了解。（2）技術設計方案：將項目的整體進行規(guī)劃，分別從硬件和軟件著手 （3）硬件連接設計：不同模塊的硬件有層次的連接 （4）程序流程設計：程序流程設計是對程序的總體的分析與設計，將程序細節(jié)化（5）程序編寫： 通過總體設計的架構將程序編寫出來（6）燒錄以及調制：將已編寫好的程序燒錄至總體的硬件系統(tǒng)中，進行調制已達到所要的效果。（7）項目總結：項目總結主要是對