单片机在电子技术中的应用和开发

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　　摘要：单片机技术已经被广泛应用到电子技术的各个行业。和其他技术相比，单片机技术在低功耗、稳定性和可靠性方面具有很大的优势。本文主要探索了单片机技术在电子技术的相关应用情况，从而更好促进单片机技术的发展。
　　关键词：单片机技术;电子技术;应用;开发
　　中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）03-0100-01
　　1 单片机应用背景介绍
　　随着经济的不断的发展，生活水平的不断提高，人们对生活的质量要求越来越高。人们渴望自己居住的环境越来越舒适，很多家庭都会在室内选择培育了许多盆栽植物。一方面可以让人赏心悦目，另一方面可以净化房间内的空气。
　　2 单片机技术具体应用的意义
　　为解决现代生活中人们不能全力照顾家中或办公室盆栽的问题，本文设计了一种自动浇水、补光的系统，与花盆安装为一体，能够根据用户培育的植物的土壤湿度需求不同，对浇水的限值参数进行设置，完成自动浇水的控制。并且根据盆栽在建筑物里所处环境不同，对光照的需求也不同，依据当前光照情况或定时为植物补充成长所需光照。另外，还可以通过手机无线传输方式像本设计的模块发送短信指令，系统按照指令完成工作。本设计将单片机控制技术领域应用到花盆植物的管理中去，系统能够解决绝大读书需要人工浇水且浇水不科学的问题，为植物的生长提供一个健康的生长环境，同时也使花盆管理工作更加轻松。本系统结构简单、操作方便，方便推广，是传统花盆很好的替代品。
　　3 基于单片机技术的自动浇水、补光系统具体方案实现
　　3.1 系统功能介绍
　　本系统主要是有四模块组成，分別是控制模块、传感器采集数据输入模块、执行模块、电源模块组成的。STM32F103C8T6单片机最小系统电路是本系统的控制模块，湿度传感器DHT11数据采集电路、GSM远程网络控制电路、光敏电路采集数据电路构成了传感器采集输入模块，液晶显示模块电路、继电器控制电路、以及LED补光电路构成了系统的执行模块。如图1所示。
　　本系统主要实现以下对的功能：（1）通过温湿度传感器和热敏电阻检测盆栽植物的温度、湿度和光照强度的信息，并将这些信息在液晶模块上显示。（2）通过GSM无线接收电路远程接受用户的指令来控制继电器和LED灯对植物进行浇水和补光。（3）如果传感器采集的湿度数据低于阈值35%的话，主控芯片立刻控制继电器进行自动浇水，如果光敏电阻采集的数据显示光照较暗的话，主控控制LED进行自动补光。
　　3.2 本项目的创新点
　　（1）本套系统是不但能够对植物进行浇水的操作而且当光照不足的时候还能对植物进行补光的操作，这是市面上大多数智能花盆不具备的功能。（2）本系统分为两个模式，第一模式是智能模式。第二模式人为控制的方式，通过发短信指令来控制主控，对植物进行浇水和补光的操作的。（3）软件的编程采用的是多文件的编程方式，这样方便程序的移植和修改，而且便于用户的阅读。
　　3.3 单片机的作用
　　单片机控制电路是系统最核心的部分，它是系统的CPU，数据的采集、处理、以及发出控制指令都是要通过它完成的。本系统的控制电路需要完成这些功能：通过不断的采集温湿度传感器的数据、光敏电阻的数据、以及用户通过GSM发送过来的指令，控制器在数据之后，来对继电器模块、LED补光模块发出控制命令、来执行相关的动作。同时控制液晶模块进行相关的显示。
　　4 系统调试
　　4.1 硬件测试
　　板子在焊接完成之后，最重要的就是测试工作，采用的方法就是验证的方法和分模块测试的方法。焊接完成之后最重要的就是检查主电源正极和负极是否短路，这个一定是最重要的，而且保证安全的。
　　第一步，用测试所有的电源的正极和负极是否短路，保证电源没有短路之后我们才能做下面的工作。
　　第二步，我们一定要检测所有正负极的元器件是否焊接正确，尤其是一些电容。否则发生爆裂导致危险。这一步很关键。
　　第三步，根据原理图，我们用万用表来测试实际的pcb和原理图是不是相一致，具体的方法就是哪些节点应该导通，那么PCB也应该是导通的。但是我们可以使用分模块测试的方法，可以把一个模块测试完了再去测试另一个模块，如果哪些线路有问题我就可以立刻知道是哪个模块有问题，这样就很节约时间而且便于测试。
　　第四步，我们就可以上电就行测试，看看各个模块的供电是否正常，然后我们就可以写程序分别测试各个模块看是否能够正常工作的。
　　4.2 软件测试
　　完成硬件测试之后我们就可以就行软件测试了，我的主要思想就是分模块编程和多文件编程的思想。在进行测试的时候我首先确保液晶模块显示是没有问题的，因为之后的一些传感器参数信息可以在上面进行显示，这样就可以看出传感器采集的数据是否正确。
　　在测试各个模块的时候我的思路是多文件编程，将各个文件写成一个.h和.c文件，这样方便调试和进行维护，然后一个个模块进行调试，并将调试信息在液晶模块上显示。就比如在调试温湿度模块的时候，我先编写一个dht.h和dht.c，然后在主函数里面只采集温湿度数据放在液晶模块上进行显示，然后改变温度和湿度，看液晶模块显示是否正常。
　　5 结语
　　单片机技术已经被广泛应用到各个行业当中了，大大促进了各个行业的发展。本文主要是通过单片机技术的一个具体应用情况来说明单片机技术在电子技术开发和应用中发挥的作用，希望对于相关读者有一定启示作用。
　　参考文献
　　[1] 王洪喆.单片机在电子技术中的应用和开发技术探析[J].电子技术与软件工程，2018，136（14）：257.
　　[2] 蒋宜军，胡仁杰.单片机在电子技术中的应用和开发技术[J].电子技术与软件工程，2018，136（14）：259.
　　Abstract：Single-chip microcomputer technology has been widely used in various industries of electronic technology. Compared with other technologies， microcontroller technology has great advantages in terms of low power consumption， stability and reliability. This article mainly explores the related application of single-chip technology in electronic technology， so as to better promote the development of single-chip technology.
　　Key words：MCU technology; electronic technology; application; development
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