【正文】 合電路。從而使得系統(tǒng)不至于在報警后不能回到初始狀態(tài)，系統(tǒng)功能更加完善。為了保證復(fù)位電路可靠地工作，并考慮住宅電壓波動大，將RC電路接施密特電路后再接入AT89C51單片機復(fù)位端，設(shè)計的抗干擾上電復(fù)位與開關(guān)復(fù)位電路如圖312所示。系統(tǒng)監(jiān)視模塊包含8255A接口電路、聲音報警電路、顯示電路、排氣電路及小區(qū)聯(lián)動四部分。但由ADC0809送來的八位數(shù)據(jù)占用8個端口，溫度顯示需要11個端口，矩陣鍵盤需要7個端口，加上其它輸出控制信號占用的端口，超過P0、PP2口的24個端口。 擴展單片機接口的方法很多，可用的芯片也不少，如8158258255A、8279等。8255A 是Intel公司生產(chǎn)的一種通用的可編程并行 I/O 接口芯片，又稱 “可編程外設(shè)接口芯片”(PPI，Programmable Peripheral Interface)。它具有方式0、方式方式2三種工作方式，并且這三種工作方式可以通過軟件編程來設(shè)定和改變。8255A是應(yīng)用最廣的并行 I/O 接口芯片。(1) 三個數(shù)據(jù)輸入輸出端口A、B、C，每個端口均為8位，可選擇輸入或輸出操作。端口B：一個8位數(shù)據(jù)輸入/輸出、鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。它可分為兩個4位端口使用，或用作與A口和B口配合的控制或狀態(tài)口，依工作方式而定。A組控制部件控制A口及C口高4位。(3) 數(shù)據(jù)總線緩沖器該緩沖器為雙向三態(tài)的8位數(shù)據(jù)緩沖器，它是8255與CPU系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線之間的接口，所有的輸入、輸出數(shù)據(jù)，以及CPU發(fā)出的控制字和從8255A讀回的狀態(tài)信息都通過它來傳送。8255A芯片的引腳如圖314所示。CPU通過它向8255A發(fā) 送命令、數(shù)據(jù)；8255A通過它向CPU回送狀態(tài)、數(shù)據(jù)。CPU通過發(fā)高位端口地址信號使它變成低電平時，才能對8255A進行讀寫操作。寫信號線：該信號低電平有效，CPU通過執(zhí)行OUT指令，發(fā)寫信號將命令代碼或數(shù)據(jù)寫入8255A。A1，A0：芯片內(nèi)部端口地址信號線，與系統(tǒng)地址 總線低位相連。兩位 地址，可形成片內(nèi)四個端口地址。VCC：+5V電源。8255A有兩個8位控制字：方式選擇控制字和C口按位置位／復(fù)位控制字。為了區(qū)別這兩個控制字，規(guī)定了D7位為特征位，當(dāng)D7=1時，則是方式選擇控制字；當(dāng)D7=0時，則是C口按位置位／復(fù)位控制字。從控制字格式可知：圖315 8255A方式選擇控制字本系統(tǒng)中使用AT89C51單片機的P0口作為8255A的8位數(shù)據(jù)輸入口，、。其中PA口作為LED顯示器的數(shù)據(jù)輸出口；PB(0~3)四個口作為LED顯示器的選通控制口；PC口7位數(shù)據(jù)口鍵盤值的輸入口。本系統(tǒng)設(shè)計的報警電路采用單頻音報警，實現(xiàn)單頻音報警的接口電路比較簡單，其發(fā)音元件采用壓電蜂鳴器，當(dāng)在蜂鳴器兩引腳上加3～15V直流工作電壓，就能產(chǎn)生3kHZ左右的蜂鳴振蕩音響。壓電式蜂鳴器，約需10mA的驅(qū)動電流，設(shè)計的聲音報警電路如圖316所示。圖316 聲音報警電路 鍵盤電路一個系統(tǒng)中，鍵盤是不可缺少的部分，它是系統(tǒng)的輸入設(shè)備，是人機對話不可缺少的方式之一，用于設(shè)置系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)值。實際應(yīng)用中，有單按鍵組成的鍵盤和矩陣按鍵組成的鍵盤，它們各有優(yōu)缺點，單按鍵電路簡單，但不便于人們使用，而矩陣按鍵比較直觀易懂，特別適合民用。數(shù)字鍵用于設(shè)定溫度上限報警值和煤氣濃度報警等級，*和鍵分別為溫度和煤氣濃度等級設(shè)定選擇鍵，當(dāng)按下*時，即可輸入溫度的上限報警值；當(dāng)按下時，即可設(shè)定煤氣濃度的報警等級。圖317 鍵盤電路 顯示電路顯示電路，可以對系統(tǒng)所采集的溫度進行顯示，以便住宅內(nèi)的人員可以查看發(fā)生火災(zāi)時的室內(nèi)溫度，而當(dāng)鍵盤設(shè)定溫度上限報警值或煤氣泄露等級報警值時，數(shù)碼管顯示當(dāng)前的設(shè)定值。顯示電路作為單片機系統(tǒng)中最簡單的輸出設(shè)備，用以顯示單片機系統(tǒng)的運行結(jié)果與運行狀態(tài)等。在本系統(tǒng)中，選用LED數(shù)碼顯示器顯示數(shù)字或符號。本顯示電路較為簡單，采用 3位8段LED顯示器，并與三個9012三極管連接來實現(xiàn)溫度顯示，第一位是十位、第二位是個位、第三位是十分位。單片機系統(tǒng)中通常使用8段LED數(shù)碼顯示器，其外形及引腳如圖318所示，由圖可見8段LED顯示器由8個發(fā)光二極管組成。圖318 8段LED數(shù)碼顯示器引腳圖 LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱為共陽極LED顯示器；另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱為共陰極LED顯示器。 本顯示電路采用動態(tài)共陽極連接方式顯示，動態(tài)顯示要求使用11個I/O口，8段LED顯示器通過限流電阻與單片機連接，顯示方法是當(dāng)顯示第一位時，先把3位LED顯示器選通口截止，之后把要顯示的8位數(shù)據(jù)送到LED顯示器的公用數(shù)據(jù)口，再通過軟件選通第一位LED顯示器顯示。其電路如圖319所示。設(shè)計排氣電路時，由于排氣扇的工作電壓是220V，而系統(tǒng)的工作電壓是5V，如果用系統(tǒng)直接控制排氣扇工作不切實際。根據(jù)實際設(shè)計情況，系統(tǒng)使用繼電器控制排氣扇的開啟和關(guān)閉，設(shè)計電路如圖320所示。、可以實現(xiàn)雙機通信，如圖321所示。原理總圖見附錄A。僅有硬件電路系統(tǒng)是不可以可靠工作的，必須具有相應(yīng)的軟件支持。 系統(tǒng)主程序流程圖設(shè)計主程序是系統(tǒng)軟件的核心，整個軟件的設(shè)計思路是，利用外部中斷0來實現(xiàn)ADC0809的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，單片機對轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)作相應(yīng)處理，用鍵盤設(shè)定溫度上限報警值和煤氣濃度報警等級，在進行顯示、報警。開 始系統(tǒng)初始化，開中斷顯示子程序A/D轉(zhuǎn)換子程序數(shù)據(jù)處理子程序報警子程序按鍵子程序結(jié) 束圖41 系統(tǒng)流程圖 A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)要求不同以及單片機的忙閑程度，通?？刹捎?種軟件編程方式：程序查詢方式，延時方式和中斷方式。延時程序?qū)嶋H上是無條件傳送I／O方式，當(dāng)向A／D轉(zhuǎn)換器發(fā)出啟動命令后，即進行軟件延時，延時時間稍大于進行一次A／D轉(zhuǎn)換所需要的時間，之后打開A／D轉(zhuǎn)換器的輸出緩沖器讀數(shù)即為轉(zhuǎn)換好的數(shù)字量。ADC0809的通道選擇A、B、C通過地址鎖存器74LS373接AT89C51的低3位，因此，ADC0809的IN0模擬通道寄存器地址為7FF8H。開 始設(shè)置轉(zhuǎn)換通道地址啟動A/D轉(zhuǎn)換讀數(shù)據(jù)、存數(shù)據(jù)返 回圖42 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序設(shè)計系統(tǒng)通過ADC0809轉(zhuǎn)換的數(shù)字量是與實際溫度成正比的數(shù)字量，但系統(tǒng)最后顯示的是實際溫度值，因此需要對數(shù)據(jù)進行處理再通過8255輸出到LED顯示。CT176。因為μA308的放大倍數(shù)為5，則有式(42)： V1=5Vout=T (42)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置，溫度傳感器輸出電壓0～5 V對應(yīng)于轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量0～255，則有式(43)： (43)可以近似寫為式(44)： (44)這樣除以256可通過把被除數(shù)右移8位來實現(xiàn)，編程較簡單。開 始取溫度數(shù)字量X溫度值整數(shù)部分處理存溫度值整數(shù)部分溫度值小數(shù)部分處理存溫度值小數(shù)部分返 回圖43 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 按鍵子程序設(shè)計為了保證正確檢測哪個鍵按下，當(dāng)按鍵按下后延時10ms再判斷鍵號，就可以消除鍵盤機械抖動的影響。在程序中先識別鍵碼，然后根據(jù)鍵碼值跳到相應(yīng)的2個功能鍵子程序的入口執(zhí)行。開 始按鍵功能初始化清除顯示內(nèi)容鍵按下消 抖求鍵值溫度設(shè)置狀態(tài)？煤氣設(shè)置狀態(tài)？溫度設(shè)定？置溫度設(shè)置標(biāo)志位置煤氣設(shè)置標(biāo)志位存溫度鍵值存煤氣濃度等級鍵值返 回YYYNNNNY圖44 按鍵子程序流程圖 顯示子程序設(shè)計系統(tǒng)中，不僅要顯示溫度的采集值，還要在溫度設(shè)定報警或煤氣泄露設(shè)定報警時，顯示其設(shè)定的值?；谏鲜鲈O(shè)計思想，設(shè)計的顯示子程序流程圖如圖45所示，具體程序見附錄D。為了判斷某時是否在報警狀態(tài)，必須采取比較措施確定，即比較此時的溫度值或煤氣濃度等級是否大于設(shè)定的參數(shù)?；谏鲜鲈O(shè)計思想，設(shè)計的報警子程序流程圖如圖46所示，具體程序見附錄D。采用可編程并行接口芯片8255 A來擴展單片機的接口，解決單片機接口不夠用的情況。在家用安保系統(tǒng)方面，前人也做了不少工作，設(shè)計的產(chǎn)品類型各不相同，但大多數(shù)都是建立在防盜方面，如用攝像頭、紅外線等判斷是否有人進入舍內(nèi)，進而控制報警裝置。它比具有防盜功能的安保系統(tǒng)的好處在于其剛剛起步，因此，具有較大的研究價值。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對住宅的要求也會越來越高，因而需要監(jiān)測的物理參數(shù)也會越來越多(例如室溫的監(jiān)測、室內(nèi)空氣的清潔度監(jiān)測、濕度的監(jiān)測、電磁波污染的監(jiān)測等)，在實際使用中，本系統(tǒng)可以增添更多的探測器/傳感器，這樣基本可以滿足一般用戶的需求。本系統(tǒng)中主控單片機留有與上位機進行串行通訊線，以便在以后進行系統(tǒng)升級聯(lián)網(wǎng)時完成將各類報警信息傳送給中央報警主機，進行集中管理。在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意! 作者：盧靖 2010年6月6 日附錄: 英文技術(shù)資料及翻譯英文技術(shù)資料原稿Study on an Intelligent Monitoring Application System of Construction Machinery Qinghui, JianminAbstract：In order to monitor construction machinery’s performance and quality, an intelligent monitoring application system is presented in the paper. The system makes site monitoring cell installed on every construction machinery as its terminal, GPRS (general packet radio service) as its network carriers, intelligent monitoring center as controller. The system can supervise the running status and alarm when its works take place abnormality on line on the basis of GPRS network, ARM embeddedsystem and database design based on Lab Windows/CVI.Keywords：Intelligent monitoring。ARM 。1. INTRODUCTIONThe performance and quality of the construction machinery has a very important influence on the construction schedule. But construction machinery has a higher failure rate because of its plex structure, uncertain load and poor working environment[1]. Therefore, the supervision of the construction machinery’s performance is a sticking point for the stabilization, safety and reliability of construction work. With the social development and the advancement of technology, people have bee increasingly demanding on the performance monitoring and fault diagnosis of construction machinery in order to get a higher efficiency and lower consumption of construction project. The newgeneration construction machinery not only need integrating operation and intelligent control, but also need cooperating with the whole construction machinery group whose control system is based on network. At present, the traditional construction machinery which is only designed by general electronic control techniques and its traditional regular maintenance can not meet the requirements. So a new construction machinery monitoring system, which can finish the local centralized control, supervision and maintenance, and can also carry out re