【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 號(hào)，那么方式0，則只需設(shè)置C口的位置/復(fù)位控制字。因?yàn)槎家玫娇刂菩盘?hào)，所以對(duì)于方式1和方式2，必須設(shè)置兩個(gè)控制字，即設(shè)置方式選擇控制字和C口復(fù)位控制字。下面根據(jù)功能分類(lèi)說(shuō)明8255的40個(gè)引腳。1） 數(shù)據(jù)線(xiàn)D7～D0，PA7～PA0，PB7～PB0，PC7～PC0，均為雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)，其中D7～D0連接到CPU數(shù)據(jù)總線(xiàn)，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(duì)應(yīng)連接到A、B、C三個(gè)端口，用于8255A與外設(shè)之間的傳送數(shù)據(jù)。2） 尋址線(xiàn)8255的三個(gè)端口和控制寄存器選擇由尋址線(xiàn)、和組成。：片選信號(hào)，輸入，低電平有效。有效時(shí)表示選中本片。和：輸入，通常對(duì)應(yīng)連接到與系統(tǒng)地址總縣的和。當(dāng)有效時(shí)，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(gè)I/O地址。3） 控制線(xiàn)：讀取信號(hào)，低電平有效。CPU對(duì)8255A進(jìn)行讀操作時(shí)為低電平。：寫(xiě)信號(hào)，低電平有效。CPU對(duì)8255A進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)為低電平。RESET：復(fù)位信號(hào)，輸入，高電平有效。8255A內(nèi)部所有寄存器必須清零，當(dāng)RESET為高電平時(shí)。各端口都自動(dòng)設(shè)置為輸入方式，24條I/O引腳均為高租態(tài)。4） 電源和地線(xiàn)采用單一+5V電源。 8255的控制信號(hào)和傳輸動(dòng)作對(duì)應(yīng)關(guān)系 傳輸說(shuō)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(xiàn)B口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線(xiàn)C口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線(xiàn)→A口數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線(xiàn)→B口數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線(xiàn)→C口數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線(xiàn)→控制寄存器～進(jìn)入高阻態(tài)非法～進(jìn)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(xiàn)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(fù)位電路上。對(duì)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(shè)計(jì)LED顯示器連接到8255的A口B口，報(bào)警和相應(yīng)設(shè)備的啟動(dòng)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(shù)相對(duì)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(guò)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(guò)查閱常用電子元器件實(shí)用手冊(cè)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(shè)計(jì)一個(gè)固定輸出5V的直流穩(wěn)壓電源，又因?yàn)樽罱K輸出的穩(wěn)壓一般比次級(jí)線(xiàn)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?yàn)楣β视?jì)算。整流二極管所承受的最大反向電壓計(jì)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(yīng)用。搭建整流橋應(yīng)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(shí)保護(hù)三端集成穩(wěn)壓器和指示，應(yīng)選用抗擊穿能力較強(qiáng)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(yīng)用。 聲光報(bào)警電路當(dāng)傳感器所測(cè)得的某一通道的溫濕度測(cè)量值超出預(yù)先設(shè)定的安全溫濕度上、下限報(bào)值或者是系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)， 系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)自行運(yùn)作，發(fā)出聲光以提醒用戶(hù)注意。報(bào)警電路中，采用發(fā)光二極管進(jìn)行光報(bào)警，采用蜂鳴器來(lái)進(jìn)行聲報(bào)警。 聲光報(bào)警電路在報(bào)警電路中，開(kāi)關(guān)就是晶體管，輸出電壓在管腳經(jīng)過(guò)限流電阻分壓后，為使得晶體管發(fā)射結(jié)正偏，到達(dá)晶體管基極的電壓集電結(jié)反偏，晶體管導(dǎo)通， 從而蜂鳴器上電而產(chǎn)生聲響。 看門(mén)狗電路本系統(tǒng)采用了一個(gè)硬件看門(mén)狗來(lái)監(jiān)視程序的運(yùn)行，因?yàn)閱纹瑱C(jī)無(wú)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(wú)法正常運(yùn)行，因此，看門(mén)狗電路必不可少。具有“看門(mén)狗”、主電源檢測(cè)的功能具被認(rèn)可的是美信公司的MAX706P。通過(guò)I/0引腳單片機(jī)向(看門(mén)狗輸入)腳正脈沖，微機(jī)程序運(yùn)行正常時(shí)， (看門(mén)狗輸出)腳一直為高電平。一旦電路發(fā)生故障時(shí)，“看門(mén)狗”使引腳變?yōu)榈碗娖剑?腳與將會(huì)自動(dòng)相連，使RESET腳(與單片機(jī)的RST相連)產(chǎn)生高電平的復(fù)位脈沖，這樣程序便能從頭重新開(kāi)始執(zhí)行。這樣，看門(mén)狗電路就起到監(jiān)視程序運(yùn)行的作用。 注：圖中MAX706P的REST端與單片機(jī)的RST端相連接。 溫濕度控制電路及其算法實(shí)現(xiàn) 溫濕度控制電路系統(tǒng)啟動(dòng)后，系統(tǒng)提示用戶(hù)輸入溫度的上限與下限的溫度值。用戶(hù)輸入之后，系統(tǒng)自動(dòng)求出中間值，根據(jù)實(shí)際溫度的情況采取相應(yīng)的方案。如果該時(shí)刻的實(shí)際溫度值低于用戶(hù)給定的下限溫度值時(shí)，系統(tǒng)立即啟動(dòng)報(bào)警裝置，且系統(tǒng)處于升溫狀態(tài)，直到實(shí)際溫度達(dá)到用戶(hù)輸入的上下限溫度的中間值一定區(qū)間內(nèi)時(shí)停止升溫。反之，如果實(shí)際溫度值高于用戶(hù)設(shè)定的上限值時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)立即啟動(dòng)報(bào)警裝置，且系統(tǒng)處于降溫狀態(tài)，直到實(shí)際溫度達(dá)到用戶(hù)輸入的上下限溫度的中間值一定區(qū)間內(nèi)時(shí)停止降溫。該系統(tǒng)具體控制方案為：當(dāng)溫濕度超過(guò)正常范圍時(shí)，單片機(jī)發(fā)出繼電器動(dòng)作信號(hào)。該低電平信號(hào)通過(guò)光耦TLP521隔離和三級(jí)管方法，驅(qū)動(dòng)繼電器線(xiàn)圈得電，繼電器結(jié)點(diǎn)動(dòng)作。改結(jié)點(diǎn)可以控制空調(diào)、噴淋、制冷去濕機(jī)，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(hù)輸入的溫濕度與當(dāng)前溫濕度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)實(shí)時(shí)溫濕度超過(guò)極限時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)將實(shí)時(shí)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(jìn)，形成了變速積分PID—積分分離PID控制相結(jié)合的自動(dòng)識(shí)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(fù)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(gè)可設(shè)定參數(shù)，即比例放大系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)、微分時(shí)間常數(shù)。比例調(diào)節(jié)的作用是使調(diào)節(jié)過(guò)程趨于穩(wěn)定，但會(huì)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(huì)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(dòng)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(xiàn)性調(diào)節(jié)器，這種調(diào)節(jié)器是將設(shè)定值w與實(shí)際輸出值y進(jìn)行比較構(gòu)成偏差e=wy。并將其比例、積分、微分通過(guò)線(xiàn)性組合構(gòu)成控制量。其動(dòng)態(tài)方程為： 其中Kp為比例放大系數(shù)；Ki為積分時(shí)間常數(shù)；Kd為微分時(shí)間常數(shù)PID調(diào)節(jié)器的離散化表達(dá)式為： 其增量表達(dá)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(cè)出來(lái)，經(jīng)過(guò)物理量的轉(zhuǎn)換，再反饋到輸入端去與給定量進(jìn)行比較，并利用控制器形成的控制信號(hào)通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)SSR對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制的，抑制內(nèi)部或外部擾動(dòng)對(duì)輸出量的影響，減小輸出量的誤差，達(dá)到控制目的。在此控制系統(tǒng)中單片機(jī)就相當(dāng)于常規(guī)控制系統(tǒng)中的運(yùn)算器控制器，它對(duì)過(guò)程變量的實(shí)測(cè)值和設(shè)定位之間的誤差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算然后給出控制信息，單片機(jī)的運(yùn)算規(guī)則稱(chēng)為控制法則或控制算法。以上為本系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)的綜合概述，其總體電路圖見(jiàn)附錄一。 主要元件清單 元件 型號(hào) 單片機(jī) AT89C51數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 6264并行電路接口 8255A開(kāi)關(guān) 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(xué)院學(xué)士論文 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)完成以后，本節(jié)將進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)主要由三個(gè)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(jī)，單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理后，安全執(zhí)行機(jī)構(gòu)（空調(diào)、噴淋、制冷去濕機(jī)裝置等） ，進(jìn)而使兔舍內(nèi)的溫濕度達(dá)到適宜兔子生長(zhǎng)的條件。整個(gè)系統(tǒng)軟件框圖如圖 所示。LED單片機(jī)報(bào)警電路復(fù)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(duì)軟件的要求，然后進(jìn)行了軟件的總體設(shè)計(jì)，包括程序總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和對(duì)程序進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。本節(jié)將單獨(dú)設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試已被劃分成多個(gè)不同種類(lèi)的系統(tǒng)模塊。根據(jù)系統(tǒng)軟件的功能需求，將各個(gè)模塊進(jìn)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(yīng)用軟件分為主程序模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)（A/D轉(zhuǎn)換）、報(bào)警模塊設(shè)計(jì)及顯示模塊設(shè)計(jì)等五大主要程序模塊。 主程序設(shè)計(jì)將各子模塊組織起來(lái)成為一個(gè)有機(jī)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(jī)數(shù)據(jù)處理計(jì)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(bào)警操作控制啟動(dòng) 系統(tǒng)主程序流程圖主程序部分程序?yàn)椋篗AIN： 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