基于AVR单片机的监测系统设计

刘红梅，谭传武

（湖南铁道职业技术学院电务学院，湖南株洲 412001）

随着物联网技术及5G 移动通信技术的不断商用及人们生活水平的不断提高[1-2]，在工业、农业等实际生产场景中，温湿度、光照、噪声等因素能直接影响工农业生产的效果[3-4]，市场上各类传感器能实时准确地监测环境参数[5]，但往往监测的环境参数单一[6]，且成本较高[7-8]，鉴于监测与控制在日常生活中不断普及，比如空调、冰箱、教学用物理实验装置等都需要对各类参数进行监测与控制[9-10]，该文结合现有监测装置的优缺点，采用AVR 单片机改进和设计了一种结构简单、成本低廉的监测系统，系统能实时、高效、准确地采集各类信息，在物联网、移动互联网及5G 商用的背景下，研究监测系统具有一定的实践意义[11]。

1 系统总体设计

系统硬件包括ATmega128 系统电路、液晶显示接口电路、电压电流模数转换电路和串行通信接口电路。所有的这些电路部分组合在一起构成一个下位机的硬件系统。系统硬件模块连接框图如图1所示。

图1 系统硬件模块框图

2 关键电路设计

1）主控模块

如图2所示，ATmega128选用了外部14.745 6 MHz的晶振，其工作频率既快又稳定[12]，电源的+5 V 端与芯片的VCC 和AVCC 引脚相连、而0 V 端则连接到GND 和PEN 引脚，VCC 与GND 之间还连接有去耦电容，以滤除电源中的纹波[13]，屏蔽外部干扰。

图2 ATmega128的最小系统电路图

2）显示模块

系统液晶显示接口电路设计如图3 所示。

图3 中电路的引脚与液晶屏引脚相连，外部复位引脚9与一个自动复位电路相连，当启动硬件时，可以对电路进行自动复位。……