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1、西安海祿科技-西安建大培訓(xùn)項(xiàng)目名稱:室內(nèi)氣體監(jiān)控系統(tǒng)室內(nèi)氣體監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)報(bào)告總 頁(yè)第 1 頁(yè)編號(hào)1-3-1一、系統(tǒng)概述1.系統(tǒng)簡(jiǎn)述采用意法公司推出的STM32單片機(jī)作為“室內(nèi)氣體監(jiān)控系統(tǒng)”的控制核心。模擬環(huán)境時(shí)采用氣體檢測(cè)模塊MQ-2對(duì)氣體質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),利用STM32中的輸出電平對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)進(jìn)行控制。系統(tǒng)以STM32單片機(jī)為控制核心,由煙霧傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,將采集到的數(shù)據(jù)交由控制器處理,控制器將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,若超出設(shè)定指標(biāo),則通過(guò)串口將控制量發(fā)送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,改善空氣流通速度。同時(shí)在煙霧超標(biāo)時(shí)會(huì)有報(bào)警顯示,當(dāng)風(fēng)扇將煙霧降到規(guī)定指標(biāo)以下時(shí),報(bào)警取消。上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示各器件工作狀
2、態(tài)及當(dāng)前數(shù)據(jù),并通過(guò)RS232向STM32發(fā)送控制命令。硬件設(shè)計(jì)使用塑料收納盒、風(fēng)扇,系統(tǒng)整體初始保證平衡,上位機(jī)與STM32間的數(shù)據(jù)通信采用RS232?;谶@些完備而可靠的硬件設(shè)計(jì),使用了一套獨(dú)特的軟件算法,實(shí)現(xiàn)了模擬環(huán)境內(nèi)氣體的監(jiān)控與平衡控制。2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖 1 系統(tǒng)整體框圖系統(tǒng)實(shí)物模擬連接圖如圖2所示圖 2系統(tǒng)實(shí)物模擬連接圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成本系統(tǒng)主要由主控制器、煙霧檢測(cè)模塊、放大電路、穩(wěn)壓電路、繼電器、風(fēng)扇、報(bào)警電路、開(kāi)關(guān)電源等模塊組成。室內(nèi)氣體監(jiān)控系統(tǒng)期望的功能是當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)氣體質(zhì)量發(fā)生改變時(shí),安裝于模擬環(huán)境內(nèi)的MQ-2氣體檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),并將采集到的氣體
3、濃度相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至主控制器。主控制器將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,對(duì)比設(shè)定指標(biāo),得出是否需要對(duì)該環(huán)境氣體質(zhì)量進(jìn)行改善,換算為輸出的0-3.3V電平信號(hào),通過(guò)三極管放大后,將該電平信號(hào)傳送給5V RU繼電器,驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇工作,改善空氣流通速度。安裝于桶壁上的傳感器信號(hào)再次反饋到STM32單片機(jī),與設(shè)定值相比較,形成一個(gè)閉環(huán)反饋,從而使桶內(nèi)氣體質(zhì)量保持一個(gè)相對(duì)健康的指標(biāo)。2.2開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力技術(shù),控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成,開(kāi)關(guān)電源與線性電源不同的是,PWM開(kāi)關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)
4、,在這兩種狀態(tài)中,加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導(dǎo)通時(shí),電壓低,電流大;關(guān)斷時(shí),電壓高,電流?。?,功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。與線性電源相比,PWM開(kāi)關(guān)電源更為有效的工作過(guò)程是通過(guò)“斬波”,即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。脈沖的占空比由開(kāi)關(guān)電源的控制器來(lái)調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波,其幅值就可以通過(guò)變壓器來(lái)升高或降低。通過(guò)增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過(guò)整流濾波后就得到直流輸出電壓??刂破鞯闹饕康氖潜3州敵鲭妷悍€(wěn)定,其工作過(guò)程與線性形式的控制器很類似。也就是說(shuō)控制器的功能塊、電壓參考和誤差
5、放大器,可以設(shè)計(jì)成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于,誤差放大器的輸出(誤差電壓)在驅(qū)動(dòng)功率管之前要經(jīng)過(guò)一個(gè)電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單2.3煙霧濃度控制分析本系統(tǒng)采用煙霧傳感器模塊進(jìn)行檢測(cè)煙霧濃度并輸出相應(yīng)的電壓,當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)大于設(shè)定值時(shí),風(fēng)扇啟動(dòng)進(jìn)行室內(nèi)氣體與外部環(huán)境氣體交換,直到達(dá)到設(shè)定值,電風(fēng)扇停止,達(dá)到氣體濃度控制的目的。2.4 放大電路本系統(tǒng)采用三極管作為系統(tǒng)的放大電路。(1) 三極管的放大原理三極管特性是基極控制集電極電流,所以一個(gè)NPN型三極管的集電極接電源正極,發(fā)射極接電源負(fù)極,基極不接電源的任何一端,或者接負(fù)極時(shí),集電集和發(fā)射極沒(méi)有電流通過(guò)。如集電極和發(fā)射極有電流通過(guò),說(shuō)明三極管漏
6、電或損壞。 基極電流在一定的范圍內(nèi)可以控制集射電流的大小,這個(gè)范圍就是放大區(qū)。當(dāng)基極電流再增大,管子集射電流會(huì)達(dá)到飽和,此時(shí)基流的再增加已經(jīng)不能使集射電流增大了,飽和電流的大小不受基極電流的控制而只受外電路的控制。當(dāng)外加電源時(shí),比如信號(hào)、直流時(shí),必須和發(fā)射極對(duì)地電位相同,正電時(shí)三極管導(dǎo)通,0.6V以下或負(fù)電時(shí)截止。由此得出:NPN型三極管在基極電壓達(dá)到0.7V時(shí),開(kāi)始導(dǎo)通有電流,隨著基極電壓增大,三極管進(jìn)入放大區(qū),集電極電流增大;基極電流增大到一定值時(shí),三極管進(jìn)入放大飽和區(qū),此時(shí)再增大基極電壓,集電極電流增加很小。而基極電壓小于0.7V,或者為0、負(fù)電時(shí),三極管沒(méi)有電流通過(guò),稱為截止。注:任何
7、時(shí)候三極管不應(yīng)該處于最大電流及最大電壓(當(dāng)然也不能在最大功率)下工作,否則極易永久性損壞。2.5 繼電器本系統(tǒng)采用HK4100F-DC5V-SHG型繼電器。繼電器主要作為系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路,繼電器引腳的示意圖如圖3所示。 圖3 繼電器引腳的示意圖2、5為線圈 1、6為公共端 3、4一個(gè)常開(kāi)一個(gè)常閉繼電器的三維視圖及電氣圖如圖4所示。圖4 繼電器三視圖模型a 繼電器正視圖 b繼電器側(cè)視圖c 繼電器電氣圖 d 繼電器俯視圖其驅(qū)動(dòng)原理如下:(1) 當(dāng)STM32單片機(jī)的引腳輸出低電平時(shí),三極管飽和導(dǎo)通,5V電源加到繼電器線圈兩端,繼電器吸合,同時(shí)狀態(tài)指示的發(fā)光二極管也點(diǎn)亮,繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,相當(dāng)于開(kāi)關(guān)
8、閉合。 (2) 當(dāng)STM32單片機(jī)的引腳輸出高電平時(shí),三極管截止,繼電器線圈兩端沒(méi)有電位差,繼電器銜鐵釋放,同時(shí)狀態(tài)指示的發(fā)光二極管也熄滅,繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)釋放,相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。注:在三極管截止的瞬間,由于線圈中的電流不能突變?yōu)榱?,繼電器線圈兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較高電壓的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則可以通過(guò)二極管IN4148釋放,從而保護(hù)了三極管免被擊穿,也消除了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)其他電路的干擾,這就是二極管D1的保護(hù)作用。 3.系統(tǒng)功能及指標(biāo)3.1功能指標(biāo)該系統(tǒng)主要由控制中心,檢測(cè)裝置,驅(qū)動(dòng)裝置以及執(zhí)行裝置構(gòu)成,其各個(gè)裝置所執(zhí)行的功能如下:(1) 控制中心:采用STM32單片機(jī),主要負(fù)責(zé)對(duì)檢測(cè)裝置
9、信號(hào)的接受以及對(duì)該信號(hào)的處理;(2) 檢測(cè)裝置:由煙霧檢測(cè)傳感器組成,主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)于煙霧濃度的檢測(cè);(3) 驅(qū)動(dòng)裝置:由三極管9013NPN構(gòu)成,主要用于單片機(jī)輸出電平信號(hào)的放大;(4) 執(zhí)行裝置:由風(fēng)扇以及繼電器組成,繼電器用于控制風(fēng)扇的啟動(dòng),風(fēng)扇用于系統(tǒng)內(nèi)的排風(fēng)。3.2技術(shù)指標(biāo)本次設(shè)計(jì)所選箱體大小為70L(620*440*330),氣體濃度指標(biāo)為200ppm,將密封箱體中煙霧快速降到指標(biāo)以下,假定風(fēng)扇尺寸為80*80*25,額定電壓為12V,轉(zhuǎn)速為180010%rpm,風(fēng)量為21CFM,10s內(nèi)將箱體內(nèi)氣體進(jìn)行一次更換。二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.實(shí)驗(yàn)對(duì)象設(shè)計(jì)1.1箱體選擇:長(zhǎng)方體(1) 產(chǎn)
10、品材質(zhì):聚丙烯原料PP(2) 產(chǎn)品尺寸:620440330(mm) (3) 產(chǎn)品總?cè)萘浚?0L(4) 選擇理由:與紙箱、鐵桶等材質(zhì)的產(chǎn)品相比較,所選塑料箱子具有以下優(yōu)點(diǎn):1) 尺寸形狀模擬真實(shí)房間比列,具有較實(shí)際的試驗(yàn)意義;2) 價(jià)格適合,便于攜帶,樣式美觀; 3) 良好的耐熱性、良好的力學(xué)性能,其強(qiáng)度和硬度、彈性都比較適宜,后期方便箱子加工、打孔;4) 試驗(yàn)后,還可以重復(fù)利用,不浪費(fèi),收納一些生活小物品;5) 材質(zhì)無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)味,具有健康的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。1.2 箱體開(kāi)口位置及開(kāi)口尺寸開(kāi)口位置在箱體的上方,兩側(cè)各開(kāi)一個(gè)口安裝風(fēng)扇,分別作為排風(fēng)口。對(duì)于重力場(chǎng)中的不可壓縮均質(zhì)流體 ,方程為p+gh+
11、(1/2)*v2=c式中p、v分別為流體的壓強(qiáng)、密度和速度;h為鉛垂高度;g為重力加速度;c為常量。根據(jù)伯努利方程可以看出,流速快壓力低壓強(qiáng)小,流速慢壓力高壓強(qiáng)大。所以選擇此方法排風(fēng)不會(huì)在拐角造成氣流回旋。開(kāi)口形狀近似為八邊形,故其面積可由風(fēng)扇的尺寸減去四個(gè)邊角的面積得到,具體效果如圖5所示。排風(fēng)口尺寸大小由計(jì)算得出為:(1) 風(fēng)扇的面積為:80mm*80mm=64cm2(2) 四個(gè)邊角的面積:1/2*2.67*2.67=3.56cm2(3) 單個(gè)排風(fēng)口尺寸的大?。?4-3.56=60.44cm2(4) 總排風(fēng)口大?。?0.44*2=120.88cm2為確保箱體有足夠進(jìn)風(fēng)量,在箱體一側(cè)開(kāi)有進(jìn)風(fēng)
12、口,其尺寸大小為:107*94=100.58cm2,箱體總開(kāi)口尺寸為100.58+120.88=221.46cm2圖5 風(fēng)扇開(kāi)口效果圖1.3 風(fēng)扇的選擇 根據(jù)公式P=Q*P(壓力)/60*1000*風(fēng)機(jī)效率*傳動(dòng)效率可得到風(fēng)扇功率,進(jìn)而選擇合適的風(fēng)扇。 假設(shè)風(fēng)扇風(fēng)量為21CFM,由1CMM=60CMH=35.245CFM=1000LM可得,風(fēng)量Q為0.6CMM。由此可大致算出風(fēng)扇功率為0.9w。該風(fēng)扇的風(fēng)量可換算為:1000/35.245*21.8=618.53LM。將箱體內(nèi)氣體排出的時(shí)間為:t=70L/618.53LM*60s=6.8s, 風(fēng)扇出風(fēng)口的風(fēng)速計(jì)算公式:V=Q/F (3-1)(V
13、為風(fēng)扇的風(fēng)速,Q為風(fēng)扇的風(fēng)量,F(xiàn)為箱體的橫截面積,代入數(shù)據(jù)可得,V=0.515m/s)綜上選擇XFAN80型風(fēng)扇,該風(fēng)扇為電壓12V,電流0.08A,轉(zhuǎn)速為1800npm,風(fēng)量21.8CFM。兩個(gè)風(fēng)扇同時(shí)工作可在7s將箱體內(nèi)氣體更換,考慮開(kāi)口及其他影響時(shí)間或許有出入,但滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求。2.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1電源電路的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的電源選用S-75-12型開(kāi)關(guān)電源。開(kāi)關(guān)電源功耗小,效率高;體積小,重量輕;穩(wěn)壓范圍寬。(1) 需要供電的器件為:負(fù)載風(fēng)扇12v,繼電器、傳感器以及STM32單片機(jī)各5V,所以電源電路供電分為以下三部分:1) 風(fēng)扇部分:本系統(tǒng)使用外部220V交流供電,利用S-75-12
14、型開(kāi)關(guān)電源將220V交流電壓轉(zhuǎn)換為風(fēng)扇工作的連續(xù)直流12V電壓。2) 三極管部分:經(jīng)過(guò)L7805CV三端穩(wěn)壓集成電路將12V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓以供C9013型三極管放大電路工作使用。3) 傳感器部分:經(jīng)過(guò)L7805CV三端穩(wěn)壓集成電路將12V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓同時(shí)供MQ-2型煙霧傳感器工作使用。(2) 開(kāi)關(guān)電源對(duì)器件的供電方式開(kāi)關(guān)電源可以對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行直接供電,對(duì)于繼電器、傳感器以及STM32單片機(jī)所需要的5v電壓可通過(guò)芯片7805將其轉(zhuǎn)換成5v。這里繼電器由相應(yīng)的三極管來(lái)驅(qū)動(dòng),開(kāi)機(jī)時(shí),單片機(jī)初始化后的端口為高電平,5伏電源通過(guò)電阻使三極管導(dǎo)通,所以開(kāi)機(jī)后繼電器始終處于吸合狀態(tài),如果我們?cè)诔绦蛑薪o
15、單片機(jī)一條:CLRPn或者CLRPn的指令的話,相應(yīng)三極管的基極就會(huì)被拉低到零伏左右,使相應(yīng)的三極管截至,繼電器就會(huì)斷電釋放,每個(gè)繼電器都有一個(gè)常開(kāi)轉(zhuǎn)常閉的接點(diǎn),便于在其他電路中使用,繼電器線圈兩端反相并聯(lián)的二極管是起到吸收反向電動(dòng)勢(shì)的功能,保護(hù)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)三極管,這種繼電器驅(qū)動(dòng)方式硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。2.2 MCU最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用STM32 PZ6806L型開(kāi)發(fā)板,其中STM32F103ZET為核心板,其管腳圖如圖6所示。并分別應(yīng)用了蜂鳴器、RS232模塊、LCD液晶顯示屏、ADC模塊、DAC模塊等。(1) 該最小系統(tǒng)具有的功能:1) 具有LCD彩屏顯示功能。2) 具有蜂鳴器來(lái)完成系統(tǒng)報(bào)
16、警的功能。3) 可以利用串行下載完成編程。4) 具有復(fù)位功能。5) 具備據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。6) 數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換。(2) 功能分析1) 顯示功能,我們可以利用開(kāi)發(fā)板上LCD液晶顯示屏來(lái)現(xiàn)這個(gè)功能;2) 報(bào)警功能可以采用P2.0這個(gè)引腳接一蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)。3) 利用單片機(jī)的第25腳可以設(shè)計(jì)成復(fù)位系統(tǒng),并采用按鍵復(fù)位;4) 利用單片機(jī)的23、24腳可以設(shè)計(jì)成時(shí)鐘電路,利用單片機(jī)的內(nèi)部振蕩方式設(shè)計(jì)的。圖6 STM32管腳圖2.3三極管放大模塊的設(shè)計(jì)系統(tǒng)利用C9013型三極管將3.3V電壓放大到5V電壓來(lái)控制繼電器工作,從而控制風(fēng)扇的運(yùn)行與停止,其結(jié)構(gòu)圖如圖7所示
17、。三極管各極所需電壓如下:(1) 集電極-發(fā)射極電壓:25V; (2) 集電極-基極電壓:45V; (3) 發(fā)射極-基極電:5V;三極管放大電路中,3.3V不能直接加到三極管B極,應(yīng)當(dāng)在基極串一個(gè)限流電阻限制基極電流,以達(dá)到保護(hù)三極管的作用;C極也應(yīng)該串一個(gè)10K上拉電阻達(dá)到輸出電壓5V的目的。圖7 9013-NPN型三極管結(jié)構(gòu)圖2.4煙霧傳感器模塊的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用MQ-2型煙霧傳感器模塊,用于檢測(cè)系統(tǒng)空間內(nèi)的煙霧濃度值,其工作原理圖如圖8所示。煙霧傳感器將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)所輸出的0-5V至STM32進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后輸出控制信號(hào)進(jìn)行風(fēng)扇控制。與設(shè)定值進(jìn)行比較,以確定風(fēng)扇工作與否。MQ-2型煙霧傳感器
18、模塊采用優(yōu)質(zhì)雙面板設(shè)計(jì),具有電源指示和TTL信號(hào)輸出指示;雙路信號(hào)輸出;(模擬量輸出及TTL電平輸出)TTL輸出有效信號(hào)為低電平,可接直接接單片機(jī)IO口;模擬量輸出05V電壓,濃度越高電壓越高;對(duì)液化氣、丁烷、甲烷、煙霧等有較好的靈敏度;使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好;具有快速響應(yīng)恢復(fù)特性。圖8 工作原理圖煙霧傳感器工作要求:(1) 煙霧傳感器模塊正常工作需提供5V直流電。(2) 當(dāng)傳感器檢測(cè)被測(cè)氣體時(shí),當(dāng)濃度值超過(guò)電位器RP設(shè)定的閥值時(shí),比較器2腳的點(diǎn)位高于3腳的點(diǎn)位,此時(shí),比較器1腳輸出低電平,LED燈亮,傳感器輸出低電平。反之,當(dāng)沒(méi)有信號(hào)的時(shí)候,傳感器輸出高電平,等于電源電壓。(3) 在正常環(huán)境中
19、,沒(méi)有被測(cè)氣體的環(huán)境,設(shè)定傳感器輸出電壓值為參考電壓,這時(shí),AOUT端的電壓在1V左右,當(dāng)傳感器檢測(cè)到被測(cè)氣體時(shí),電壓每升高0.1V,實(shí)際被測(cè)氣體的濃度增加200ppm。特別提醒:傳感器通電后,需要預(yù)熱20S左右,測(cè)量的數(shù)據(jù)才穩(wěn)定。三、上位機(jī)設(shè)計(jì)隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的普及與外圍設(shè)備技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備之間的通信就顯得越來(lái)越重要了。智能機(jī)器人少不了一個(gè)控制的遙控器,這就需要設(shè)計(jì)上位機(jī)來(lái)控制機(jī)器人。現(xiàn)在設(shè)計(jì)上位機(jī)的軟件一般有l(wèi)abview、matlab、vc、vb、vs、java等。對(duì)于labview來(lái)說(shuō)虛擬儀器沒(méi)有常規(guī)儀器的控制面板,而是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形環(huán)境,采用可視化的圖形編程語(yǔ)言和平臺(tái)
20、,以在計(jì)算機(jī)屏幕上建立圖形化的軟面板來(lái)替代常規(guī)的傳統(tǒng)儀器面板。軟面板上具有與實(shí)際儀器相似的旋鈕、開(kāi)關(guān)、指示燈及其他控制部件。在操作時(shí),用戶通過(guò)鼠標(biāo)或鍵盤操作軟面板,來(lái)檢驗(yàn)儀器的通信和操作。對(duì)于matlab來(lái)說(shuō)主要存在優(yōu)勢(shì)是:1、編程效率高;2、高效方便的矩陣和數(shù)組運(yùn)算; 3、用戶使用方便 ; 4、擴(kuò)充性強(qiáng),交互性好 。 缺點(diǎn)是:1、循環(huán)運(yùn)算效率低 ;2、封裝性不好。對(duì)于上位機(jī)設(shè)計(jì)需要用到MATLAB提供了一定量的交互界面制作途徑如GUI等,但是作為一件真正的商品,最終的代碼將不可避免的移植到較為“低級(jí)”的語(yǔ)言中,例如C、C+。對(duì)于vc,要求執(zhí)行效率和穩(wěn)定的程序,在Win平臺(tái)下,一般都是VC開(kāi)發(fā)
21、的。一般是VC開(kāi)發(fā)核心組件,其它平臺(tái)開(kāi)發(fā)界面。就是有些數(shù)據(jù)庫(kù)程序,如果要求特別穩(wěn)定,也是VC+開(kāi)發(fā)的。VC+使用微軟的編譯器,對(duì)微軟的操作系統(tǒng)支持的最好。VC+用C+,保證了強(qiáng)大的執(zhí)行效率。對(duì)于vb,優(yōu)點(diǎn)是可視化界面,操作簡(jiǎn)單,易學(xué)。缺點(diǎn)是隱藏了許多 Windows 內(nèi)部和底層的知識(shí),也就是說(shuō),VB 的許多功能是靠調(diào)用已經(jīng)編輯好的 Windows 模塊或 dll 實(shí)現(xiàn)的,VB 本身無(wú)法編輯這些東西,對(duì)底層操作極其不便。另外,運(yùn)行速度較 C 或其他 語(yǔ)言慢。Java一般用于手機(jī)平臺(tái)的軟件開(kāi)發(fā)。本次設(shè)計(jì)使用較為簡(jiǎn)便的VS2103,下面簡(jiǎn)單介紹一下VS模塊。Visual Studio 2013 是一
22、個(gè)基本完整的開(kāi)發(fā)工具集,它包括了整個(gè)軟件生命周期中所需要的大部分工具。創(chuàng)建滿足關(guān)鍵性要求的多層次的智能客戶端、Web、移動(dòng)或基于Microsoft Office的應(yīng)用程序。Visual Studio能夠使改進(jìn)后的可視化設(shè)計(jì)工具、編程語(yǔ)言和代碼編輯器,享受高效率的開(kāi)發(fā)環(huán)境,在統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)環(huán)境中,開(kāi)發(fā)并調(diào)試多層次的服務(wù)器應(yīng)用程序。本項(xiàng)目是一個(gè)基于vs2013平臺(tái)的室內(nèi)氣體檢測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)設(shè)計(jì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)主要達(dá)到以下目的: 掌握串行口的的編程、查表和查詢程序的設(shè)計(jì)方法;了解STM-32串行口的應(yīng)用; 掌握usart串口硬件線路設(shè)計(jì)方法;熟悉電風(fēng)扇的工作特性;掌握VC的編程,以及人際界面的設(shè)計(jì)。 主要
23、設(shè)計(jì)內(nèi)容 : 1、基于Visual Studio語(yǔ)言的人機(jī)界面設(shè)計(jì)和通信軟件程序設(shè)計(jì); 2、重點(diǎn)掌握在Visual Studio語(yǔ)言環(huán)境下如何通過(guò) MSComm控件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的操作。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)方案為:第一步設(shè)計(jì)好可視化界面,并且界面設(shè)計(jì)合理美觀,了解各個(gè)按鍵的屬性和功能,界面上有基本的開(kāi)始、停止、調(diào)節(jié)設(shè)定值等基本功能。第二步進(jìn)行界面的復(fù)雜化,在實(shí)現(xiàn)基本功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展,提高其應(yīng)用的普遍性。第三步用vs2012軟件對(duì)各個(gè)功能按鈕進(jìn)行程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)各部分功能,完成調(diào)試,實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)的串行通信,最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的交互。 上位機(jī)系統(tǒng)的組成主要有PC人機(jī)界面、usart串口組成。 所謂人機(jī)界面,就是將窗體、命令按鈕、文本框、選擇框等對(duì)象按照用戶的需要有機(jī)的組合在一起。VC人機(jī)界面用到的元素主要包括:窗體、控件和菜單。窗體:是人機(jī)界面的基礎(chǔ),是一個(gè)容器,控件和菜單都安放在窗體的適當(dāng)位置。 控件是人機(jī)界面的主要對(duì)象。通過(guò)RS232
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