【文章內(nèi)容簡介】 號，那么方式0，則只需設置C口的位置/復位控制字。因為都要用到控制信號，所以對于方式1和方式2，必須設置兩個控制字，即設置方式選擇控制字和C口復位控制字。下面根據(jù)功能分類說明8255的40個引腳。1） 數(shù)據(jù)線D7～D0，PA7～PA0，PB7～PB0，PC7～PC0，均為雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，其中D7～D0連接到CPU數(shù)據(jù)總線，用于傳遞CPU與8255之間的命令和數(shù)據(jù)；PA7～PA0，PB7～PB0，PC7～PC0，分別相對應連接到A、B、C三個端口，用于8255A與外設之間的傳送數(shù)據(jù)。2） 尋址線8255的三個端口和控制寄存器選擇由尋址線、和組成。：片選信號，輸入，低電平有效。有效時表示選中本片。和：輸入，通常對應連接到與系統(tǒng)地址總縣的和。當有效時，和有 00、011分別選擇A、B、C、口和控制寄存器的四種組合。所以一片8255A共有4個I/O地址。3） 控制線：讀取信號，低電平有效。CPU對8255A進行讀操作時為低電平。：寫信號，低電平有效。CPU對8255A進行寫操作時為低電平。RESET：復位信號，輸入，高電平有效。8255A內(nèi)部所有寄存器必須清零，當RESET為高電平時。各端口都自動設置為輸入方式，24條I/O引腳均為高租態(tài)。4） 電源和地線采用單一+5V電源。 8255的控制信號和傳輸動作對應關系 傳輸說明0 0 00 0 10 1 00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 1 10 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 11 1A口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線B口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線C口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線→A口數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線→B口數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線→C口數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線→控制寄存器～進入高阻態(tài)非法～進入高阻態(tài)： 8255A引腳圖AT89C51和8255A的接口：8255A可以直接連接到MCS51總線接口，：， 、A1。所以，6000H、6001H、6002H、6003H分別為8255A的A口、B口、C口及控制口的地址。8255A的、分別連接到AT89C51的、AT89C51的RST連接到8255A的RESET。都接到AT89C51的復位電路上。對8255初始化的程序如下：MOV A ，80H ；置方式控制字 方式0MOV DPTR，6003H ；指向8255口地址MOVX @DPTR A本設計LED顯示器連接到8255的A口B口，報警和相應設備的啟動電路連接到8255的C口。所以6000H，6001H和6002H分別為PA口PB口PC口的地址。 8255A和AT89C51的連接 電源穩(wěn)壓電路常用的變壓整流電是路電源穩(wěn)壓電路，技術相對成熟，成本較低。變壓器輸入220V/50HZ交流電，首先變壓器變壓后獲得9V交流電，接著經(jīng)橋式整流電路和濾波電路處理后，得到約等9V直流電，最后經(jīng)過直流穩(wěn)壓電路CW7805處理，最終得到+5V的直流電，這樣便得到系統(tǒng)的電源，： 電源穩(wěn)壓電路通過查閱常用電子元器件實用手冊可知CW7805集成穩(wěn)壓器輸出，CW7805的輸入電壓為，所以首先用集成穩(wěn)壓器設計一個固定輸出5V的直流穩(wěn)壓電源，又因為最終輸出的穩(wěn)壓一般比次級線圈的電壓至少低，所以輸入電壓取。也就是交流輸入后經(jīng)整流和濾波后變成。所以電壓變壓后為于是變壓器原繞組與副繞組的匝數(shù)比可以選擇（變壓比）。變壓器選用變壓器，因為功率計算。整流二極管所承受的最大反向電壓計算為。反向擊穿電壓的整流二極管（按最大反向工作電壓的二倍選?。┛梢赃x擇應用。搭建整流橋應選擇二極管（最大反向工作電壓，最大正向整流電流）。用于短路時保護三端集成穩(wěn)壓器和指示，應選用抗擊穿能力較強的發(fā)光二極管。為了防止電容被擊穿，我們?nèi)?，由公式算得防止低頻干擾的電容 所以確定=由三端集成穩(wěn)壓器的規(guī)格得=， =。由， 得所以，取向擊穿電壓為的電解電容濾波電容可以在系統(tǒng)中應用。 聲光報警電路當傳感器所測得的某一通道的溫濕度測量值超出預先設定的安全溫濕度上、下限報值或者是系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障時， 系統(tǒng)報警系統(tǒng)就會自行運作，發(fā)出聲光以提醒用戶注意。報警電路中，采用發(fā)光二極管進行光報警，采用蜂鳴器來進行聲報警。 聲光報警電路在報警電路中，開關就是晶體管，輸出電壓在管腳經(jīng)過限流電阻分壓后，為使得晶體管發(fā)射結(jié)正偏，到達晶體管基極的電壓集電結(jié)反偏，晶體管導通， 從而蜂鳴器上電而產(chǎn)生聲響。 看門狗電路本系統(tǒng)采用了一個硬件看門狗來監(jiān)視程序的運行，因為單片機無操作系統(tǒng)，所以一旦程序出現(xiàn)異常情況(如死循環(huán))系統(tǒng)便無法正常運行，因此，看門狗電路必不可少。具有“看門狗”、主電源檢測的功能具被認可的是美信公司的MAX706P。通過I/0引腳單片機向(看門狗輸入)腳正脈沖，微機程序運行正常時， (看門狗輸出)腳一直為高電平。一旦電路發(fā)生故障時，“看門狗”使引腳變?yōu)榈碗娖剑?腳與將會自動相連，使RESET腳(與單片機的RST相連)產(chǎn)生高電平的復位脈沖，這樣程序便能從頭重新開始執(zhí)行。這樣，看門狗電路就起到監(jiān)視程序運行的作用。 注：圖中MAX706P的REST端與單片機的RST端相連接。 溫濕度控制電路及其算法實現(xiàn) 溫濕度控制電路系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)提示用戶輸入溫度的上限與下限的溫度值。用戶輸入之后，系統(tǒng)自動求出中間值，根據(jù)實際溫度的情況采取相應的方案。如果該時刻的實際溫度值低于用戶給定的下限溫度值時，系統(tǒng)立即啟動報警裝置，且系統(tǒng)處于升溫狀態(tài)，直到實際溫度達到用戶輸入的上下限溫度的中間值一定區(qū)間內(nèi)時停止升溫。反之，如果實際溫度值高于用戶設定的上限值時，系統(tǒng)也會立即啟動報警裝置，且系統(tǒng)處于降溫狀態(tài)，直到實際溫度達到用戶輸入的上下限溫度的中間值一定區(qū)間內(nèi)時停止降溫。該系統(tǒng)具體控制方案為：當溫濕度超過正常范圍時，單片機發(fā)出繼電器動作信號。該低電平信號通過光耦TLP521隔離和三級管方法，驅(qū)動繼電器線圈得電，繼電器結(jié)點動作。改結(jié)點可以控制空調(diào)、噴淋、制冷去濕機，以控制溫濕度范圍。12341 Anode2 Cathode3 Emitter4 Collector TLP521 引腳圖此模塊的功能是用戶輸入的溫濕度與當前溫濕度進行對比，當實時溫濕度超過極限時，執(zhí)行機構(gòu)將實時溫濕度調(diào)整到所需的溫濕度。 溫濕度控制PID算法系統(tǒng)算法控制采用工業(yè)上常用的位置型PID數(shù)字控制，并且結(jié)合特定的系統(tǒng)加以算法的改進，形成了變速積分PID—積分分離PID控制相結(jié)合的自動識別的控制算法。該方法不僅大大減小了超調(diào)量，而且有效地克服了積分飽和的影響，使控制精度大大提高。PID控制適用于負荷變化大、容量滯后較大、控制品質(zhì)要求又很高的控制系統(tǒng)。PID調(diào)節(jié)器有三個可設定參數(shù)，即比例放大系數(shù)、積分時間常數(shù)、微分時間常數(shù)。比例調(diào)節(jié)的作用是使調(diào)節(jié)過程趨于穩(wěn)定，但會產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差；積分作用可消除被調(diào)量的穩(wěn)態(tài)誤差，但可能會使系統(tǒng)振蕩甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定；微分作用能有效的減小動態(tài)偏差。tTTTtY 比例積分微分控制由圖4可知PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，這種調(diào)節(jié)器是將設定值w與實際輸出值y進行比較構(gòu)成偏差e=wy。并將其比例、積分、微分通過線性組合構(gòu)成控制量。其動態(tài)方程為： 其中Kp為比例放大系數(shù)；Ki為積分時間常數(shù)；Kd為微分時間常數(shù)PID調(diào)節(jié)器的離散化表達式為： 其增量表達形式為（T為采樣周期）： 控制方式該控制系統(tǒng)是把輸出量檢測出來，經(jīng)過物理量的轉(zhuǎn)換，再反饋到輸入端去與給定量進行比較，并利用控制器形成的控制信號通過執(zhí)行機構(gòu)SSR對控制對象進行控制的，抑制內(nèi)部或外部擾動對輸出量的影響，減小輸出量的誤差，達到控制目的。在此控制系統(tǒng)中單片機就相當于常規(guī)控制系統(tǒng)中的運算器控制器，它對過程變量的實測值和設定位之間的誤差信號進行運算然后給出控制信息，單片機的運算規(guī)則稱為控制法則或控制算法。以上為本系統(tǒng)硬件的設計的綜合概述，其總體電路圖見附錄一。 主要元件清單 元件 型號 單片機 AT89C51數(shù)據(jù)存儲器 6264并行電路接口 8255A開關 CD4051A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809顯示器 LED溫度傳感器 DS18B20溫度傳感器 MXS光耦 TLP521金陵科技學院學士論文 5 系統(tǒng)軟件設計5. 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)軟件框圖本課題在系統(tǒng)主要硬件及其電路模塊設計完成以后，本節(jié)將進行系統(tǒng)軟件設計。本系統(tǒng)主要由三個部分組成信息采集系統(tǒng)、 智能控制系統(tǒng)和執(zhí)行操作系統(tǒng)。 由兔舍內(nèi)的溫濕度傳感器組成信息采集系統(tǒng)， 并將采集到的信息傳送至單片機，單片機進行相應的處理后，安全執(zhí)行機構(gòu)（空調(diào)、噴淋、制冷去濕機裝置等） ，進而使兔舍內(nèi)的溫濕度達到適宜兔子生長的條件。整個系統(tǒng)軟件框圖如圖 所示。LED單片機報警電路復位電路執(zhí)行元件溫濕度傳感器信息采集系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)安全操作系統(tǒng)圖 系統(tǒng)軟件框圖分析系統(tǒng)對軟件的要求，然后進行了軟件的總體設計，包括程序總體結(jié)構(gòu)設計和對程序進行模塊化設計。本節(jié)將單獨設計、編程、調(diào)試已被劃分成多個不同種類的系統(tǒng)模塊。根據(jù)系統(tǒng)軟件的功能需求，將各個模塊進行裝配聯(lián)調(diào)，組裝成為完整的整體系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)應用軟件分為主程序模塊設計、數(shù)據(jù)采集模塊設計、數(shù)據(jù)處理模塊設計（A/D轉(zhuǎn)換）、報警模塊設計及顯示模塊設計等五大主要程序模塊。 主程序設計將各子模塊組織起來成為一個有機的整體的便是主程序。系統(tǒng)初始化輸入初始數(shù)據(jù)選擇通道采集數(shù)據(jù)輸入到單片機數(shù)據(jù)處理計算偏差偏差是否在安全范圍內(nèi)Y顯示數(shù)據(jù)N聲光電路報警操作控制啟動 系統(tǒng)主程序流程圖主程序部分程序為：MAIN： LCALL INITIAL MOV DPTR ， 1F00H MOV A ， 01HLOOP300：MOVX @DPTR， A MOV R1 ， 25H MOV TEMPL0， 2FHLOOPNI： LCALL READTEMP LCALL DELAYIS CLAL READTEMP1 MOV @R1 ， TEMPH INC R1 MOV @R1 CJNE R1 ， TEMPL0 ， LOOPN1 CLALL SUMDIV5TEMP CLALL ALARMTEMP CLALL SAVEDS18B20 CLALL CONVTEMP CLALL DISPBCD CLALL DISP1 MOV DPTR ，1F00H MOVX A ，@DPTR INC A JB C300 ，LOOP300 SETB C30LOOP45： MOV DPTR ，1F00H MOVX @DPTR , A INC A CJNE A ， 2DH ， LOOP300 CLR C300 LCALL SUNDIV300 MOV 7DH ， 01H LCALL