太阳墙无线温度控制系统软件子系统(附件)
太阳墙系统（SolarWallTM Systems）是一项用于提供经济适用的采暖通风解决方案的太阳能高科技新技术。为了方便采集环境中的温度信号，本课题设计了一种基于单片机的太阳墙无线控制系统。本系统的主要功能包括实时检测当前温度信号，本系统采用多个温度传感器，利用液晶显示当前温度值，系统可以设定温度最大最小值，利用液晶显示当前温度，同时结合无线传输模块NRF2401L，将采集点的温度信号实时传送到接收端进行显示。本文主要分为六大章节，介绍了系统的设计背景意义，电路相关原理和软件编程。该系统的硬件组成部分主要有单片机控制器，继电器，时钟，DS18B20传感器，液晶显示器，按键电路等部分。软件部分主要包括系统总体流程图，无线传输流程图，液晶现实流程图等部分。同时本文还介绍了系统的软件调试和硬件调试。通过本课题设计的太阳墙无线控制系统，能够方便实时采集环境温度，并改变当前温度，这相对于传统温度检测方式，更加精确，使用起来更加方便，适合在工业和生活中使用，因此，本系统具有一定的社会和经济价值。 关键词 单片机，太阳墙，液晶显示，温度控制，DS18B20
目录
1 前言 1
1.1 课题背景和意义 1
1.2 单片机发展现状 1
1.3 软件设计工具 4
1.4 本文主要结构 4
2 总体设计方案 5
2.1 课题总体方案设计 5
2.2 主控器方案 5
2.3 显示设计方案 6
2.4 温度传感器介绍 6
2.5 单片机主控器 7
2.6 单片机最小系统 8
3 系统的软件设计 10
3.1 软件设计原理 10
3.2 系统软件总体设计 11
3.3 按键程序设计 13
3.4 液晶显示程序设计 15
3.5 时钟程序设计 16
3.6 无线传输程序设计 17
3.7 温度采集软件设计 19
4 系统调试 24
4.1 Keil概述 24
4.2 软件调试 24
4.3 调试过 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
程 25
4.4 软硬件联调 26
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 前言
1.1 课题背景和意义
太阳墙是一种新型太阳能采暖系统，它以空气为介质，是用无盖板微孔型集热板进行汲取转化成太阳墙，我们把在铝板或者钢板外表镀上一层热转换功率将近为百分之八十的高科技涂层这种技术称作为太阳墙，板缝上穿有很多细小孔缝，是通过特别设计后加工处理而成，以最大限度把太阳能转化成热能以后便可以有效地解决了通风换热的问题。太阳墙体系的外壳由太阳墙板构成，装配后与传统的金属墙面（立面）近似。太阳墙板可以选择很多色调，使建筑风格更加融入其中。太阳墙系统的作用原理：太阳墙系统将加热室外新鲜的空气后经由鼓风机泵进到室里面，把室内的污浊空气换掉，不仅有供暖还有换气的作用。简略来讲，太阳墙可以最大限度地把太阳能转换成热能，是以热空气的形式传到屋内的。经专业研究获得出口空气温度与出口质量流量类将近成反比，所以太阳辐射强度和风机抽风量会影响太阳墙的空气出口温度，在严寒的气候条件或者太阳辐射强度较低的情况下，集热板的集热装置的效率较低，风机抽风流量过大，引起空气出口温度过低，这个时候，被抽入室内的暖风量太大，从而不满足舒适性要求；而如果风机转速降低了，抽风流量却变少，会造成小孔倒流现象，集热板里空腔内的热空气逆流逸失到集热板外空气中，导致热量大量损失。因此本设计中研究太阳墙无线控制系统设计就非常有必要了。
1.2 单片机发展现状
单片机是微型计算机（microcontroller unit）的一种典型的、使用范围广的产品，其发展速度非常迅猛，并迅速赢得世界各个行业的信赖与支持。截止到目前，单片机的研发型号、品种已经达到上千万种，功能形式非常齐全、应用领域极其广泛。近些年来，学技术已经得到高速发展与创新，微型处理器在此期间也得到快速高效发展，具体可以分成如下几个阶段:
第一阶段（19731976）：单片机成长初始；单片机发展初期，由于整个工业化水平还处于比较落后的阶段，社会工艺水平还比较低，受此限制，故而当时的单片机产品普遍存在功能比较单一、应用性能较差、应用领域也比较狭窄，系统的计算速度较为缓慢，没有得到业界的广泛支持；故而，初期的系统芯片一般由两片芯片组成。
第二阶段（19761979）：低性能时期；
第三阶段（19791982）：高性能阶段；在此发展过程中，多种不同类型的单片机产品均已经具备RAM大容量、多级中断处理系统、定时系统、内置A/D转换器等特点，此外，那时的单片机已经具有串行I/O口，进而可与外界系统进行有效的数据传输、交换等。
第四阶段（1982至今）：早期低端单片机逐步退出历史舞台，16、32位微型处理器逐渐成为历史发展的主流产品。该阶段主要具有以下两个方面的特征，分别为：一是单片机系结构及系统集成化程度越来越高，功能越来越强大、完整，能够满足社会发展的各种为控制需要，广泛应用在社会各个行业及领域；16、32位单片机产品开始迅猛发展，逐渐成为核心产品，进而予以有效解决各种疑难问题。例如，Intel公司成功研制一款16位单片机的产品，并将其命名为MCS96系列单片机，应用及其广泛。当前阶段，世界范围内广泛存在的32位单片机已经具备高达20MHz的震荡频率，不仅如此，其产品的集成化程度也是极高的；显而易见，32位的单片机比16位的单片机在计算速度、应用性能等方面具备更强的优势，更加得到各个行业的认可与信赖。
当前阶段，单片机发展方向越来越多元化，发展品种也是多种多样、应用性能越来越高，并且朝着产品体积更小、产品使用性能更高、价格更低廉、能耗更低、更加环保等多个方面进行优化与发展。下面对上述多种发展方向进行简单介绍，具体如下：
CMOS化。近年来，由于CHMOS的飞速进步与优化，其CMOS化发展得到了极大程度地增长。通常情况下，CMOS芯片具备如下优势，如产品能耗大大降低、能耗可控性能加强；因此，实际应用单片机产品时，可对芯片的具体功耗进行精细化、精准化控制与管理；8051单片机之所以被80C51单片机替代，其主要原因就是80C51具备CMOS技术。通过查阅相关技术文献，了解到CMOS电路的主要特性，分别为密度高、价格低廉、能耗低等。现在这个阶段，绝大多数芯片产品的出产加工工艺均为金属栅氧化物半导体出产工艺。科技不断进步与发展，工艺范畴利用的HMOS和CHMOS生产工艺逐步登上历史的舞台，进而致使芯片性能越来越高，同时由CHMOS电路组成的单片机，其运算处理速率已经达到LSTTL运算速率。
目录
1 前言 1
1.1 课题背景和意义 1
1.2 单片机发展现状 1
1.3 软件设计工具 4
1.4 本文主要结构 4
2 总体设计方案 5
2.1 课题总体方案设计 5
2.2 主控器方案 5
2.3 显示设计方案 6
2.4 温度传感器介绍 6
2.5 单片机主控器 7
2.6 单片机最小系统 8
3 系统的软件设计 10
3.1 软件设计原理 10
3.2 系统软件总体设计 11
3.3 按键程序设计 13
3.4 液晶显示程序设计 15
3.5 时钟程序设计 16
3.6 无线传输程序设计 17
3.7 温度采集软件设计 19
4 系统调试 24
4.1 Keil概述 24
4.2 软件调试 24
4.3 调试过 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
程 25
4.4 软硬件联调 26
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 前言
1.1 课题背景和意义
太阳墙是一种新型太阳能采暖系统，它以空气为介质，是用无盖板微孔型集热板进行汲取转化成太阳墙，我们把在铝板或者钢板外表镀上一层热转换功率将近为百分之八十的高科技涂层这种技术称作为太阳墙，板缝上穿有很多细小孔缝，是通过特别设计后加工处理而成，以最大限度把太阳能转化成热能以后便可以有效地解决了通风换热的问题。太阳墙体系的外壳由太阳墙板构成，装配后与传统的金属墙面（立面）近似。太阳墙板可以选择很多色调，使建筑风格更加融入其中。太阳墙系统的作用原理：太阳墙系统将加热室外新鲜的空气后经由鼓风机泵进到室里面，把室内的污浊空气换掉，不仅有供暖还有换气的作用。简略来讲，太阳墙可以最大限度地把太阳能转换成热能，是以热空气的形式传到屋内的。经专业研究获得出口空气温度与出口质量流量类将近成反比，所以太阳辐射强度和风机抽风量会影响太阳墙的空气出口温度，在严寒的气候条件或者太阳辐射强度较低的情况下，集热板的集热装置的效率较低，风机抽风流量过大，引起空气出口温度过低，这个时候，被抽入室内的暖风量太大，从而不满足舒适性要求；而如果风机转速降低了，抽风流量却变少，会造成小孔倒流现象，集热板里空腔内的热空气逆流逸失到集热板外空气中，导致热量大量损失。因此本设计中研究太阳墙无线控制系统设计就非常有必要了。
1.2 单片机发展现状
单片机是微型计算机（microcontroller unit）的一种典型的、使用范围广的产品，其发展速度非常迅猛，并迅速赢得世界各个行业的信赖与支持。截止到目前，单片机的研发型号、品种已经达到上千万种，功能形式非常齐全、应用领域极其广泛。近些年来，学技术已经得到高速发展与创新，微型处理器在此期间也得到快速高效发展，具体可以分成如下几个阶段:
第一阶段（19731976）：单片机成长初始；单片机发展初期，由于整个工业化水平还处于比较落后的阶段，社会工艺水平还比较低，受此限制，故而当时的单片机产品普遍存在功能比较单一、应用性能较差、应用领域也比较狭窄，系统的计算速度较为缓慢，没有得到业界的广泛支持；故而，初期的系统芯片一般由两片芯片组成。
第二阶段（19761979）：低性能时期；
第三阶段（19791982）：高性能阶段；在此发展过程中，多种不同类型的单片机产品均已经具备RAM大容量、多级中断处理系统、定时系统、内置A/D转换器等特点，此外，那时的单片机已经具有串行I/O口，进而可与外界系统进行有效的数据传输、交换等。
第四阶段（1982至今）：早期低端单片机逐步退出历史舞台，16、32位微型处理器逐渐成为历史发展的主流产品。该阶段主要具有以下两个方面的特征，分别为：一是单片机系结构及系统集成化程度越来越高，功能越来越强大、完整，能够满足社会发展的各种为控制需要，广泛应用在社会各个行业及领域；16、32位单片机产品开始迅猛发展，逐渐成为核心产品，进而予以有效解决各种疑难问题。例如，Intel公司成功研制一款16位单片机的产品，并将其命名为MCS96系列单片机，应用及其广泛。当前阶段，世界范围内广泛存在的32位单片机已经具备高达20MHz的震荡频率，不仅如此，其产品的集成化程度也是极高的；显而易见，32位的单片机比16位的单片机在计算速度、应用性能等方面具备更强的优势，更加得到各个行业的认可与信赖。
当前阶段，单片机发展方向越来越多元化，发展品种也是多种多样、应用性能越来越高，并且朝着产品体积更小、产品使用性能更高、价格更低廉、能耗更低、更加环保等多个方面进行优化与发展。下面对上述多种发展方向进行简单介绍，具体如下：
CMOS化。近年来，由于CHMOS的飞速进步与优化，其CMOS化发展得到了极大程度地增长。通常情况下，CMOS芯片具备如下优势，如产品能耗大大降低、能耗可控性能加强；因此，实际应用单片机产品时，可对芯片的具体功耗进行精细化、精准化控制与管理；8051单片机之所以被80C51单片机替代，其主要原因就是80C51具备CMOS技术。通过查阅相关技术文献，了解到CMOS电路的主要特性，分别为密度高、价格低廉、能耗低等。现在这个阶段，绝大多数芯片产品的出产加工工艺均为金属栅氧化物半导体出产工艺。科技不断进步与发展，工艺范畴利用的HMOS和CHMOS生产工艺逐步登上历史的舞台，进而致使芯片性能越来越高，同时由CHMOS电路组成的单片机，其运算处理速率已经达到LSTTL运算速率。
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