打造多參數(shù)居室氣體檢測(cè)儀，助力智能家庭

3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)

該儀器的軟件系統(tǒng)可采用C語(yǔ)言編程, 開(kāi)發(fā)軟件是AVR Studio5，這個(gè)是Atmel自己開(kāi)發(fā)的development tools，AVR Studio 5集成GCC編譯器，對(duì)AVR32的編譯支持很好。Atmel AVR Studio 5是廣受歡迎的愛(ài)特梅爾集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)的增強(qiáng)版本，支持所有8位和32位AVR MCU，能夠顯著提高開(kāi)發(fā)人員的效率，并可使客戶(hù)的應(yīng)用程序在愛(ài)特梅爾8位和32位AVR MCU之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫移植。AVR Studio 5能夠簡(jiǎn)化源代碼的編輯和調(diào)試，具備輔助代碼編寫(xiě)功能的編輯器、用于快速創(chuàng)建新項(xiàng)目的向?qū)Чぞ撸?AVR Software Framework源代碼庫(kù)、GNU C/C++編譯器、功能強(qiáng)大的模擬器，以及適用于愛(ài)特梅爾所有AVR編程器及在線調(diào)試器的前端可視化工具。AVR Studio 5將現(xiàn)有8位AVR Studio 4 和32位AVR32 Studio的功能融合, 支持所有8位和32位AVR MCU。此外，愛(ài)特梅爾的AVR Studio 5還可集成第三方的嵌入開(kāi)發(fā)工具插件。編譯好程序后通過(guò)單片機(jī)預(yù)留的JTAG接口通過(guò)配套的調(diào)試器AVR Dragon來(lái)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行在系統(tǒng)編程, 以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)試。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)可將程序分成幾個(gè)主要的功能模塊, 包括主程序和各個(gè)模塊子程序。

軟件部分采用模塊化設(shè)計(jì)，全部軟件由主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、鍵盤(pán)處理子程序、報(bào)警模塊子程序、時(shí)鐘模塊、液晶顯示子程序等組成。主程序是控制和管理的核心。系統(tǒng)上電后進(jìn)行初始化和中斷處理操作。初始化主要完成對(duì)報(bào)警值的設(shè)定和初次檢查，同時(shí)斷開(kāi)各電器的電源。初始化完成后，系統(tǒng)開(kāi)始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)行待選氣體濃度檢測(cè)和報(bào)警等操作，主程序的流程圖如下圖所示。

3.4 系統(tǒng)軟件流程

3.4.1 主程序模塊

主程序?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)便攜式居室空氣質(zhì)量檢測(cè)儀器的各個(gè)功能。主要是檢測(cè)與顯示，時(shí)間調(diào)整與顯示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，超標(biāo)報(bào)警，功能子函數(shù)的調(diào)用等（見(jiàn)圖3）。

圖3主程序流程圖

3.4.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊

A/D轉(zhuǎn)換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大器放大的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為MCU能夠處理的數(shù)字信號(hào)，并傳送給MCU，進(jìn)行下一步處理。

圖 4 A/D轉(zhuǎn)換處理子程序流程圖

3.4.3 按鍵控制模塊

按鍵能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)對(duì)話機(jī)制，通過(guò)按鍵的操作，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)送操作指令，后經(jīng)與MCU串行通信，然后在液晶上顯示。按鍵查詢(xún)式的流程圖見(jiàn)下圖:

圖 5 按鍵檢測(cè)子程序流程圖

圖 6 溫濕度數(shù)據(jù)采集子程序流程圖

3.4.4 時(shí)鐘模塊

時(shí)鐘模塊主要是用于時(shí)間顯示和與MCU通信經(jīng)LCD顯示時(shí)間。時(shí)鐘模塊子程序流程圖見(jiàn)下圖：

圖 7 時(shí)鐘模塊操作子程序流程圖