一种测量数据转储器设计【字数：10080】
本文提出了一种测量数据转储器的设计， 该转储器基于一款防潮箱设计，用于解决防潮箱需要使用USB线缆来发送测量数据的缺点。该转储器充当防潮箱与上位机之间的中介，可以插在防潮箱上获取并存储防潮箱的测量数据，也可以插在上位机上通过串口读取测量数据，可以方便的将其携带在身上，有需要时使用。 本文首先介绍了转储器的设计方案与硬件选型，然后说明了其硬件设计与单片机的引脚分配，接下来详述了转储器的软件设计以及与上位机和防潮箱的通信协议，最后分析了在转储器设计中的问题和解决方案，并总结了在此次毕业设计中的收获和尚能改进的地方。
目录
1、绪论 1
1.1 引言 1
1.2 数据转储研究现状 1
1.3 本文主要工作 2
2、方案设计 3
2.1 转储器主控芯片方案 3
2.2 工作方式选择方案 4
2.3 转储器通信方案 5
2.4 测量数据存储方案 5
2.5 温湿度显示方案 5
3、硬件设计 6
3.1 转储器硬件框图 6
3.2 单元电路 7
3.2.1 工作模式选择电路 7
3.2.2 防潮箱通信电路 7
3.2.3 测量数据存储电路 8
3.2.4 温湿度显示电路 9
3.2.5 主控芯片电路 9
3.3 STM8S端口配置 10
4、软件设计 11
4.1 转储器功能模块 11
4.2 转储器系统整体流程图 11
4.3 系统初始化 13
4.3.1 全局变量声明 13
4.3.2 工作模式选择初始化 14
4.3.3 转储器通信初始化 14
4.3.4 数据读写初始化 14
4.3.5 温湿度显示初始化 15
4.4 工作模式选择模块 15
4.5 转储器通信部分 16
4.5.1 请求防潮箱数据 16
4.5.2 接收上位机指令 17
4.6数据读写部分 18
4.6.1 存储器写入数据 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
18
4.6.2 存储器读取数据 19
4.7 温湿度显示模块 20
5、系统调试分析 21
5、 总结 22
参考文献 23
1、绪论
1.1 引言
防潮箱，也被称为防潮柜，是一种用于降低空间内湿度的器械。通过确保气密的空间内，使用可以把湿气有效降低的除湿、排湿技术，防潮箱可以确保箱内空气的湿度低于一定水平。现在出现了可利用加热反复使用的干燥材料，如硅胶干燥剂等等，而将这些材料与防潮箱相结合来解决防潮箱需要频繁更换干燥包的缺点，只需将吸收水汽达到饱和的干燥剂通过加热来排除湿气，由此产生了在加入一定量的干燥剂后只需通电就可长时间使用而无需更换干燥剂的电子防潮箱。
由于犯潮，发霉、氧化、生锈、劣化、质变等现象与空气中的湿度息息相关，干燥的空气可以达到防潮、防霉、防氧化、防锈、防劣化、防质变等功能。
现如今，防潮箱的运用早已深入我们生活的身边。在生活上，防潮柜可以用于保存相机镜头、收藏品、古董、字画、衣服、鞋子、名贵皮具、贵重金属等。在办公上，防潮柜可以用于保存电子零组件、档案、重要文件、精密仪器仪表等。
1.2 数据转储研究现状
国内在数据转储采取的主要解决方案有通过USB线缆、无线局域网与上位机相连接，使用上位机获取防潮箱的测量数据。或使用嵌入式系统作为中介获取测量数据。
USB(Universal Serial Bus)是一种输入输出接口的技术规范，被大范围应用于个人计算机、移动设备以及其他计算机相关器件。使用USB线缆可以方便地将上位机与防潮箱连接，进行通信。但是在大规模使用中大量的USB线缆会导致布线困难且繁琐，上位机接口资源紧张。若是办公区域变动或网络拓扑结构变动，则需要重新布线。同时大量线缆带来的成本也不可小觑。
无线局域网具有很高的灵活性，可以在无线信号覆盖范围内的任意位置接入无线网络，加入新设备也很方便。安装便捷，只需要一个或多个设备即可覆盖整个区域。一次布置后，若是网络结构变动也无需重新布线。但是无线网络易受干扰，建筑物、树木等障碍物均会导致无线网络的性能受到影响。无线信道相比有线信道要低得多，只适合个人终端与小规模网络。
嵌入式设备同样使用USB作为接口，可以方便地与防潮箱与计算机进行对接，备份防潮箱地测量数据。即插即用，无需多余的设置，只要插入防潮箱即可定时读取防潮箱的测量数据并备份。而在需要读取测量数据时将器拔下插入个人PC机，通过专用软件即可读出测量数据。嵌入式设备的缺点在于无法实时通过计算机监控防潮箱。
1.3 本文主要工作
本文所实现的的转储器使用以上所述的嵌入式设计方案。目标为定时读取并存储防潮箱所测量到的数据，与通过上位机读取存储数据。设计分为软件与硬件两部分。
硬件选择STM8S作为系统核心控制芯片，这里选择的具体芯片型号为STM8S105C6T6，使用AT24C02作为存储设备，最后使用CH340G与USB接口与目标防潮箱与上位机进行通信。软件方面主要编程控制串口通信，通过I2C向AT24写入与读取数据，使用7段数码管显示并通过独立按键控制显示模式。本文主要安排如下：
第一章为绪论，介绍了测量数据转储器的研究背景和现状。
第二章介绍了测量数据转储器的系统设计方案。
第三章详细介绍了测量设计转储器的硬件设计方案。
第四章详细介绍了测量书记转出的的软件设计方案。
第五章对全文进行了展望与总结。
2、方案设计
/
图21 系统方案框图
在本设计中，转储器需要与防潮箱或用户PC机连接。在与防潮箱连接时，转储器需要读取防潮箱的测量数据，将测量数据显示给用户，存储测量数据。
目录
1、绪论 1
1.1 引言 1
1.2 数据转储研究现状 1
1.3 本文主要工作 2
2、方案设计 3
2.1 转储器主控芯片方案 3
2.2 工作方式选择方案 4
2.3 转储器通信方案 5
2.4 测量数据存储方案 5
2.5 温湿度显示方案 5
3、硬件设计 6
3.1 转储器硬件框图 6
3.2 单元电路 7
3.2.1 工作模式选择电路 7
3.2.2 防潮箱通信电路 7
3.2.3 测量数据存储电路 8
3.2.4 温湿度显示电路 9
3.2.5 主控芯片电路 9
3.3 STM8S端口配置 10
4、软件设计 11
4.1 转储器功能模块 11
4.2 转储器系统整体流程图 11
4.3 系统初始化 13
4.3.1 全局变量声明 13
4.3.2 工作模式选择初始化 14
4.3.3 转储器通信初始化 14
4.3.4 数据读写初始化 14
4.3.5 温湿度显示初始化 15
4.4 工作模式选择模块 15
4.5 转储器通信部分 16
4.5.1 请求防潮箱数据 16
4.5.2 接收上位机指令 17
4.6数据读写部分 18
4.6.1 存储器写入数据 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
18
4.6.2 存储器读取数据 19
4.7 温湿度显示模块 20
5、系统调试分析 21
5、 总结 22
参考文献 23
1、绪论
1.1 引言
防潮箱，也被称为防潮柜，是一种用于降低空间内湿度的器械。通过确保气密的空间内，使用可以把湿气有效降低的除湿、排湿技术，防潮箱可以确保箱内空气的湿度低于一定水平。现在出现了可利用加热反复使用的干燥材料，如硅胶干燥剂等等，而将这些材料与防潮箱相结合来解决防潮箱需要频繁更换干燥包的缺点，只需将吸收水汽达到饱和的干燥剂通过加热来排除湿气，由此产生了在加入一定量的干燥剂后只需通电就可长时间使用而无需更换干燥剂的电子防潮箱。
由于犯潮，发霉、氧化、生锈、劣化、质变等现象与空气中的湿度息息相关，干燥的空气可以达到防潮、防霉、防氧化、防锈、防劣化、防质变等功能。
现如今，防潮箱的运用早已深入我们生活的身边。在生活上，防潮柜可以用于保存相机镜头、收藏品、古董、字画、衣服、鞋子、名贵皮具、贵重金属等。在办公上，防潮柜可以用于保存电子零组件、档案、重要文件、精密仪器仪表等。
1.2 数据转储研究现状
国内在数据转储采取的主要解决方案有通过USB线缆、无线局域网与上位机相连接，使用上位机获取防潮箱的测量数据。或使用嵌入式系统作为中介获取测量数据。
USB(Universal Serial Bus)是一种输入输出接口的技术规范，被大范围应用于个人计算机、移动设备以及其他计算机相关器件。使用USB线缆可以方便地将上位机与防潮箱连接，进行通信。但是在大规模使用中大量的USB线缆会导致布线困难且繁琐，上位机接口资源紧张。若是办公区域变动或网络拓扑结构变动，则需要重新布线。同时大量线缆带来的成本也不可小觑。
无线局域网具有很高的灵活性，可以在无线信号覆盖范围内的任意位置接入无线网络，加入新设备也很方便。安装便捷，只需要一个或多个设备即可覆盖整个区域。一次布置后，若是网络结构变动也无需重新布线。但是无线网络易受干扰，建筑物、树木等障碍物均会导致无线网络的性能受到影响。无线信道相比有线信道要低得多，只适合个人终端与小规模网络。
嵌入式设备同样使用USB作为接口，可以方便地与防潮箱与计算机进行对接，备份防潮箱地测量数据。即插即用，无需多余的设置，只要插入防潮箱即可定时读取防潮箱的测量数据并备份。而在需要读取测量数据时将器拔下插入个人PC机，通过专用软件即可读出测量数据。嵌入式设备的缺点在于无法实时通过计算机监控防潮箱。
1.3 本文主要工作
本文所实现的的转储器使用以上所述的嵌入式设计方案。目标为定时读取并存储防潮箱所测量到的数据，与通过上位机读取存储数据。设计分为软件与硬件两部分。
硬件选择STM8S作为系统核心控制芯片，这里选择的具体芯片型号为STM8S105C6T6，使用AT24C02作为存储设备，最后使用CH340G与USB接口与目标防潮箱与上位机进行通信。软件方面主要编程控制串口通信，通过I2C向AT24写入与读取数据，使用7段数码管显示并通过独立按键控制显示模式。本文主要安排如下：
第一章为绪论，介绍了测量数据转储器的研究背景和现状。
第二章介绍了测量数据转储器的系统设计方案。
第三章详细介绍了测量设计转储器的硬件设计方案。
第四章详细介绍了测量书记转出的的软件设计方案。
第五章对全文进行了展望与总结。
2、方案设计
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图21 系统方案框图
在本设计中，转储器需要与防潮箱或用户PC机连接。在与防潮箱连接时，转储器需要读取防潮箱的测量数据，将测量数据显示给用户，存储测量数据。
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