【導讀】行通信電路、系統(tǒng)電源、人機交互界面、控制部分及輸出部分。實踐表明，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，抗干擾能力強，具有良好的性價比。領域的溫濕度測控系統(tǒng)的設計也有著較高的參考價值。

　　

【正文】 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 28 PC 機發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的程序設計 本系統(tǒng)的 PC機通信程序部分采用 Turbo語言編寫，它可以直接對 PC機中 UA RT8250中各寄存器進行操作。 PC機有兩個串行通信接口 C OMI和 COM2。可編程串行異步通信控制器(UART)8250是 PC機串行通信接口電路的核心，通過對 8250的編程，可以控制串行數(shù)據(jù)傳送格式和速度。若選 COM1，則 8250各寄存器地址為 3F8H3FEH；而選 C OM2，則 8250各 寄存器地址為 2F8H2FEH?，F(xiàn)選C OM2作為單片機的串行通信接口。 按照通信協(xié)議，在主程序中對 8250各寄存器作如下初始化 : (1) 首先向通信線路控制寄存器 (2FBH)送 80H，即尋址波特率除數(shù)寄存器。 (2) 緊跟著向兩個波特率除數(shù)鎖存器 (LSB和 MSB)送一個除數(shù)，其計算青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 29 方法為 : 除數(shù) =1843200=(16X波特率 )=0030H (3) 則波特率除數(shù)鎖存器的 (2F9H)=00H。波特率除數(shù)鎖存器的(2F8H)=30H，其中 8250使用頻率。 (4) 按數(shù)據(jù)幀格式約定，向通信 線路控制寄存器 (2FBH)送一個00101011B,即符合 1個起始位， 8個數(shù)據(jù)位， 1個停止位，控制檢驗位 (即第 9位數(shù)據(jù) )為 1時，作為地址幀的發(fā)送和接收標志。如要發(fā)送和接收數(shù)據(jù)幀時，則應將 00111011B寫入通信線路控制寄存器 (2FBH)中，即控制檢驗位 (第 9位數(shù)據(jù) )為 0。 (5) 還要將中斷允許寄存器 (2F9H)置 00H，以禁止中斷，從而符合查詢方式通信。將 8250各寄存器初始化后，就可以通過讀取并判斷狀態(tài)寄存器 (2FDH)中的 D5位 (發(fā)送保持寄存器空 )是否為 1，來決定是否將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入發(fā)送保持寄存器 (2F8H)，為了避免 PC機出現(xiàn)死循環(huán)，在進入循環(huán)之前，先讀取一個時間 T1，進入循環(huán)后，每循環(huán)一次讀一次當時的時間 T2，并判斷此 T2與 T1兩時間的差，如超過 2秒，則不再讀取狀態(tài)，而顯示超時出錯并退出。 同單片機接受和發(fā)送數(shù)據(jù)一樣，都是 一幀一幀 進行的，為此也把 一幀一幀 的數(shù)據(jù) 傳送變成子程序，以便在一組數(shù)據(jù)的傳送和接受中調(diào)用， PC機傳送和接受一組數(shù) 據(jù)的程序框圖如圖 、圖 。 開始 設置地址并傳送 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 30 Y 計數(shù)器初值 =0 從文中取一個字符并累加 發(fā)送累加和 計數(shù)器 +1＞ 10 ？ 接受 回送碼 N 文件指針回退 10 發(fā)送地址碼 0F1H 接收回送地址 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 31 圖 4. 8 PC機傳送一組數(shù)據(jù)的程序框圖 返回 N N Y Y Y N 開始 設置地址并傳送 =0F1H? 設置數(shù)據(jù)傳送方式 打開 計數(shù)器初值 =0 接受一個字符 數(shù)據(jù)指針加 1 計數(shù)器 +1＞ 10 ？ 接受一個字符并求累加和 =累加和 ？ 發(fā)送地址碼 0F1H 接收地址碼 接受字符并求累加和 發(fā)送 00H 發(fā)送 0FFH 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 32 軟件部分的抗干擾的設計 關于本系統(tǒng)軟件部分的抗干擾設計，可參考以下方法 [ 7 ][ 8 ]： (1)數(shù)字濾波技術 通常使用的方法有 :算術平均法、中值法、抑制脈沖算術平均法、一階慣性濾波法、程序判斷濾波法和遞推平均濾波法等。 (2)添加數(shù)據(jù)冗余位 為了增加系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽?性，給重要的數(shù)據(jù)添加冗余位，延長數(shù)據(jù)一代碼之間距離以增強檢測和糾正錯誤的能力。 (3)軟件陷阱 軟件陷阱，就是用引導指令強行將捕獲到的亂飛程序引向復位入口地址，在此處將程序轉(zhuǎn)向?qū)ｉT對程序出錯進行處理的程序，使程序納入正軌。 (4)重要指令冗余 對程序流向起決定作用的指令 (如 RET、 RET、 LC ALI一 JZ、 JC、 JNC等 )某些對系 工作狀態(tài)起重要作用的指令 (如 SETB、 EA等 )的后面，重復寫上這些指圖 4. 9 PC機接受一 組數(shù)據(jù)的程序框圖 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 33 令，以確保這些程序指令的正確執(zhí)行。 (5)主動初始化 “初始化”泛指在各段程序中，對單片機片內(nèi)外擴展器件的各種 功能、端口或者方式、狀態(tài)等采取的永久的或臨時的設置。這樣不僅保證上電或復位后軟件能夠正確地實現(xiàn)各種級別的初始化，而在程序中每次使用某種功能前，都要再一次對響應的控制寄存器設定動作模式。這樣可以提高系統(tǒng)對入侵干擾的自恢復性。 (6)關于 NOP的使用 在雙字節(jié)指令和 3字節(jié)指令之后插入兩個單字節(jié) NOP指令，這可保證其后的指令不被拆散。使“亂飛”的程序即使落到操作數(shù)上，由于有兩個空操作指令 NOP，不會將其后指令當操作數(shù)執(zhí)行，從而使程序納入正軌。在起重要作用的指令之前插入兩條 NOP指令，可保證亂飛的程序迅速納入軌道， 確保這些指令正確執(zhí)行。 (7)“看門狗”技術 PC受到干擾而失控，引起程序亂飛，也可能使程序進人“死循環(huán)”，指令冗余技術、 軟 件陷阱技術不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”的困境，采用程序監(jiān)視技術，又稱“看門 狗 ”技術 (wat ch do g)，“看門狗”技術就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運行時間，若發(fā)現(xiàn)時間超過已的循環(huán)設定時間，則認為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)”，然后強迫程序返回到 0000H入口 ，在 0000H處安排出錯處理程序，使系統(tǒng)運行納入正規(guī)。 (8)數(shù)據(jù)的保護與恢復技術 在編寫程序的過程中，對于由指令改變結果性質(zhì)的數(shù)據(jù)，在每 次改變后 都把它保護起 來 ，以便必要時恢復。有時計算機在強制復位后， I/O端口 和特殊寄存器 SFR中的內(nèi)容將變成芯片出廠時的設定值，這很有可能引起系統(tǒng)的運行混亂。因此單片機在重新啟動 后 ， 應當改變 執(zhí)行數(shù)據(jù)恢復程序，把控制端口等重要寄存器被保護的內(nèi)容恢復還原。 第 五 章 結論 本設計主要為 配電房內(nèi)的溫濕度測量與控制而設計，目的是通過控制溫濕度指標而使配電房內(nèi)的電氣設備能夠正常運行。綜合以上設計得出以下結論： 1. 通過 自行設計 的 硬件部分，可以根據(jù)實際需要改變溫濕度設定指數(shù) ，其中 單片機主要用來完成數(shù)據(jù)的采集，傳感器通過 A/D轉(zhuǎn)換 將數(shù)青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 34 據(jù)傳給單片機，然后微機通過串行異步通信與單片機相連，對單片機所采集的數(shù)據(jù)進行處理、分析并發(fā)出控制信號。由于缺乏實驗設備，關于硬件部分只進行了設計。 ，本文提出了分段型控制方法，即模糊控制和 PID控制相結合，此控制方法既克服了傳統(tǒng) PID控制的缺陷，即對被控對象必須 有精確的數(shù)學模型，又彌補了模糊控制的基于經(jīng)驗基礎上的不理論性，應該可以得到 比較滿意的控制效果。 ，設計、開發(fā)、維護方便，具有抗干擾能力強、 A／ D采樣可信度高、人機界面簡單易操作和通用性強等特點，能達到有效保證配電房設備的安全運行的目的，具有較高的性能價格比，為生產(chǎn)、生活有序進行提供了重要保障。 環(huán)境的 測量與 控制， 并且對于其它領域的溫濕度測控系統(tǒng)的設計也有著較高的參考價值 ，具有較強的通用性和適應性。 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 35 致謝 本論文是在王永秀老師的悉心指導下完成的，從課題的選擇到論文的最終完成的每一個環(huán)節(jié)，自始自終得到王老師指導和幫助。她為此付出了大量的心血和精力。導師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、求實創(chuàng)新的工作作風使我受益非淺。學生不僅從導師 那里學到許多專業(yè)知識，更重要的是獲取專業(yè)科研前沿和學會了進行科研的學術方法，所有這些都是以后研究生階段甚至是今后人生生活的重大財富，在此特向王老師表示由衷的感謝和崇高的敬意。 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 36 參考文獻 ： [ 1]朱清林 ,賈轉(zhuǎn)紅 ,鄒傳云 .基于 AT89C51 的溫濕度控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) .第十七屆中國過程控制會議論文集 ,2020 [ 2]杜深慧 .溫濕度監(jiān)測裝置的設計與實現(xiàn) .華北電力大學碩士學位論文 , [ 3]何正林 ,趙望達 . 配電房溫濕度測控系統(tǒng)的設計 .計算機測量與控制 ,(7):980～ 981 [ 4]劉霞 .遠程溫濕度測控研究 . 國防科學技術大學工學碩士學位論文 , 李建民 .單片機在溫度控制系統(tǒng)中的應用 [J].江漢大學學報 ,1999. 6. 16(3) [ 5] J 阿 克曼 .采樣控制系統(tǒng)的分析與綜合 [J ]，科學出版社， 1991 [ 6]胡漢才 .單片機原理及其接口技術 .北京：清華大學出版社 ,2020 [ 7]楊劍 ,劉光斌．單片機系統(tǒng)中應用的集中數(shù)字濾波方法 [J]．微計算機應用 , (1) [ 8]趙升 .高精度溫度濕度測試系統(tǒng)研究 .合肥工業(yè)大學碩士研究論 文 , 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 37 附錄