測(cè)畝儀的三個(gè)模塊設(shè)置及系統(tǒng)軟件功能實(shí)現(xiàn)
來(lái)源： http://www.52lvi.cn/ 類別：實(shí)用技術(shù) 更新時(shí)間：2013-04-13 閱讀次
【本資訊由中國(guó)糧油儀器網(wǎng)提供】 測(cè)畝儀現(xiàn)在應(yīng)用廣泛，其技術(shù)已經(jīng)非常嫻熟，其各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)，以及測(cè)畝儀系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，被廣泛的開(kāi)發(fā)研究，本文將通用的測(cè)畝儀中三個(gè)模塊設(shè)置及系統(tǒng)軟件功能實(shí)現(xiàn)分享給大家。
1、測(cè)畝儀中人機(jī)交互模塊：
該測(cè)畝儀裝置采用160*128黃背光液晶屏和25鍵按鍵板實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。液晶屏是由液晶顯示控制器T6963C及其周邊電路，行驅(qū)動(dòng)器組，列驅(qū)動(dòng)器組以及液晶驅(qū)動(dòng)偏壓電路組成，其具有獨(dú)特的硬件初始值設(shè)置功能。液晶屏背光電源通過(guò)三極管控制，達(dá)到節(jié)約電能的效果。按鍵面板上實(shí)際需求23個(gè)按鍵（含數(shù)字鍵等），考慮到系統(tǒng)I/O資源緊張，按鍵采用5×5矩陣鍵盤，共25個(gè)鍵，多出2個(gè)輔助功能鍵。為提高系統(tǒng)運(yùn)行速度，降低主處理器對(duì)按鍵掃描時(shí)間的開(kāi)銷，本鍵盤電路接入與門芯片74LS21，采用中斷功能擴(kuò)展單片機(jī)（外部中斷源1輸入），通過(guò)其掃描鍵盤，獲得的鍵值再通過(guò)并口發(fā)送給主處理器，更新主處理器鍵值。
2、測(cè)畝儀中通信模塊：
測(cè)畝儀系統(tǒng)除了可以使用串口通信與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸外，增加了u盤讀寫(xiě)模塊。CH375是一種USB總線的通用接口芯片，可以方便地掛接到單片機(jī)的控制總線上。同時(shí)，CH375的USB主機(jī)方式支持常用的USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)可以通過(guò)CH375按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB設(shè)備通訊。單片機(jī)可以直接調(diào)用子程序庫(kù)讀寫(xiě)U盤中的文件數(shù)據(jù)。由于CH375內(nèi)置了處理Mass-Storage海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通信協(xié)議的固件，所以嵌入式系統(tǒng)的單片機(jī)可以通過(guò)CH375將U盤作為可移動(dòng)的大容量存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)讀寫(xiě)只需要幾條指令，而不需要詳細(xì)了解USB通信協(xié)議。如果嵌入式系統(tǒng)需要將USB存儲(chǔ)設(shè)備組織為文件系統(tǒng)，可調(diào)用CH375文件級(jí)子程序庫(kù)提供的接口API，由子程序庫(kù)處理文件系統(tǒng)。
3、測(cè)畝儀中系統(tǒng)電源模塊：
本測(cè)畝儀系統(tǒng)中需要+5V、+3.3V的電壓，系統(tǒng)采用+7.5V大容量鋰電池供電。開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)后，電源經(jīng)7805穩(wěn)壓模塊后輸出+5V的電壓，用以滿足5V電平輸入的芯片的供電需求。再經(jīng)貼片ams1117穩(wěn)壓模塊輸出+3.3V電壓，供處理器使用。二極管D7是防止在電路板調(diào)試實(shí)驗(yàn)時(shí)電源接反而燒毀芯片，D3和D4二極管作用是防止電路電源供電過(guò)程中有尖端脈沖，使芯片過(guò)激損壞。電源顯示燈焊接在鍵盤電路板上，主板各功能模塊電源供給均獨(dú)立，并且各芯片電源引腳周邊增加穩(wěn)壓濾波電容。
4、測(cè)畝儀中系統(tǒng)軟件功能：
該測(cè)畝儀系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)上可分為三個(gè)層次，分別為：主界面層次、功能模塊層次、子功能層次。六大主要功能做成六大程序模塊供主程序調(diào)用，在模塊程序內(nèi)部集成了各自的子功能，如圖4所示。為了方便整體程序的編寫(xiě)，作為接口芯片的89C52程序設(shè)計(jì)完全遵循一個(gè)接口芯片通信協(xié)議編寫(xiě)，溫度傳感器讀取、鍵盤掃描和GPS數(shù)據(jù)讀取及提取集成于89C52內(nèi)。其通過(guò)中斷請(qǐng)求將數(shù)據(jù)上傳到SPCE061A單片機(jī)，因此可以防止程序流程不至于混亂。對(duì)于測(cè)量多邊形的每一個(gè)點(diǎn)時(shí)，如果選擇的是自動(dòng)錄入GPS坐標(biāo)，測(cè)畝儀會(huì)在這個(gè)點(diǎn)上接收6次該點(diǎn)GPS坐標(biāo)然后取其平均值，對(duì)于誤差較大的點(diǎn)系統(tǒng)自動(dòng)刪除該點(diǎn)。故測(cè)量每個(gè)點(diǎn)時(shí)，需等待測(cè)畝儀提示接收坐標(biāo)完成后才能移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)測(cè)量。如果是選擇手動(dòng)錄入GPS坐標(biāo)，系統(tǒng)界面上會(huì)顯示每一個(gè)點(diǎn)接收到的每一個(gè)坐標(biāo)值，以等待使用者的判定該值是否有效，并且在這種模式下可以錄入已知的坐標(biāo)點(diǎn)或刪除某個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。測(cè)畝儀系統(tǒng)主界面是開(kāi)機(jī)后首先出現(xiàn)的操作界面，主要功能對(duì)六大功能模塊的選擇調(diào)用，屬于主界面層次。當(dāng)進(jìn)入到主操作界面以后，利用鍵盤選擇要使用的功能模塊。
1、測(cè)畝儀中人機(jī)交互模塊：
該測(cè)畝儀裝置采用160*128黃背光液晶屏和25鍵按鍵板實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。液晶屏是由液晶顯示控制器T6963C及其周邊電路，行驅(qū)動(dòng)器組，列驅(qū)動(dòng)器組以及液晶驅(qū)動(dòng)偏壓電路組成，其具有獨(dú)特的硬件初始值設(shè)置功能。液晶屏背光電源通過(guò)三極管控制，達(dá)到節(jié)約電能的效果。按鍵面板上實(shí)際需求23個(gè)按鍵（含數(shù)字鍵等），考慮到系統(tǒng)I/O資源緊張，按鍵采用5×5矩陣鍵盤，共25個(gè)鍵，多出2個(gè)輔助功能鍵。為提高系統(tǒng)運(yùn)行速度，降低主處理器對(duì)按鍵掃描時(shí)間的開(kāi)銷，本鍵盤電路接入與門芯片74LS21，采用中斷功能擴(kuò)展單片機(jī)（外部中斷源1輸入），通過(guò)其掃描鍵盤，獲得的鍵值再通過(guò)并口發(fā)送給主處理器，更新主處理器鍵值。
2、測(cè)畝儀中通信模塊：
測(cè)畝儀系統(tǒng)除了可以使用串口通信與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸外，增加了u盤讀寫(xiě)模塊。CH375是一種USB總線的通用接口芯片，可以方便地掛接到單片機(jī)的控制總線上。同時(shí)，CH375的USB主機(jī)方式支持常用的USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)可以通過(guò)CH375按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB設(shè)備通訊。單片機(jī)可以直接調(diào)用子程序庫(kù)讀寫(xiě)U盤中的文件數(shù)據(jù)。由于CH375內(nèi)置了處理Mass-Storage海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通信協(xié)議的固件，所以嵌入式系統(tǒng)的單片機(jī)可以通過(guò)CH375將U盤作為可移動(dòng)的大容量存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)讀寫(xiě)只需要幾條指令，而不需要詳細(xì)了解USB通信協(xié)議。如果嵌入式系統(tǒng)需要將USB存儲(chǔ)設(shè)備組織為文件系統(tǒng)，可調(diào)用CH375文件級(jí)子程序庫(kù)提供的接口API，由子程序庫(kù)處理文件系統(tǒng)。
3、測(cè)畝儀中系統(tǒng)電源模塊：
本測(cè)畝儀系統(tǒng)中需要+5V、+3.3V的電壓，系統(tǒng)采用+7.5V大容量鋰電池供電。開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)后，電源經(jīng)7805穩(wěn)壓模塊后輸出+5V的電壓，用以滿足5V電平輸入的芯片的供電需求。再經(jīng)貼片ams1117穩(wěn)壓模塊輸出+3.3V電壓，供處理器使用。二極管D7是防止在電路板調(diào)試實(shí)驗(yàn)時(shí)電源接反而燒毀芯片，D3和D4二極管作用是防止電路電源供電過(guò)程中有尖端脈沖，使芯片過(guò)激損壞。電源顯示燈焊接在鍵盤電路板上，主板各功能模塊電源供給均獨(dú)立，并且各芯片電源引腳周邊增加穩(wěn)壓濾波電容。
4、測(cè)畝儀中系統(tǒng)軟件功能：
該測(cè)畝儀系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)上可分為三個(gè)層次，分別為：主界面層次、功能模塊層次、子功能層次。六大主要功能做成六大程序模塊供主程序調(diào)用，在模塊程序內(nèi)部集成了各自的子功能，如圖4所示。為了方便整體程序的編寫(xiě)，作為接口芯片的89C52程序設(shè)計(jì)完全遵循一個(gè)接口芯片通信協(xié)議編寫(xiě)，溫度傳感器讀取、鍵盤掃描和GPS數(shù)據(jù)讀取及提取集成于89C52內(nèi)。其通過(guò)中斷請(qǐng)求將數(shù)據(jù)上傳到SPCE061A單片機(jī)，因此可以防止程序流程不至于混亂。對(duì)于測(cè)量多邊形的每一個(gè)點(diǎn)時(shí)，如果選擇的是自動(dòng)錄入GPS坐標(biāo)，測(cè)畝儀會(huì)在這個(gè)點(diǎn)上接收6次該點(diǎn)GPS坐標(biāo)然后取其平均值，對(duì)于誤差較大的點(diǎn)系統(tǒng)自動(dòng)刪除該點(diǎn)。故測(cè)量每個(gè)點(diǎn)時(shí)，需等待測(cè)畝儀提示接收坐標(biāo)完成后才能移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)測(cè)量。如果是選擇手動(dòng)錄入GPS坐標(biāo)，系統(tǒng)界面上會(huì)顯示每一個(gè)點(diǎn)接收到的每一個(gè)坐標(biāo)值，以等待使用者的判定該值是否有效，并且在這種模式下可以錄入已知的坐標(biāo)點(diǎn)或刪除某個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。測(cè)畝儀系統(tǒng)主界面是開(kāi)機(jī)后首先出現(xiàn)的操作界面，主要功能對(duì)六大功能模塊的選擇調(diào)用，屬于主界面層次。當(dāng)進(jìn)入到主操作界面以后，利用鍵盤選擇要使用的功能模塊。
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