【正文】 ACC累加器E0H*BB寄存器F0H*PSW程序狀態(tài)字D0HHSP堆棧指針81HDPTR數(shù)據(jù)指針（DPH、DPL）83H（高）、82H（低）*P0P0口鎖存器80H*P1P1口鎖存器90H*P2P2口鎖存器A0H*P3P3口鎖存器B0H*IP中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器B8H*IE中的允許控制寄存器A8HTMOD定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器C8H*TCON定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器88HTH0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（高字節(jié)）8CHTL0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（低字節(jié)）8AHTH1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（高字節(jié)）8DHTL1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（低字節(jié)）8BH*SCON串行控制寄存器98HSBUF串行數(shù)據(jù)緩沖器99HPCON電源控制寄存器97H89C51單片機(jī)的片內(nèi)RAM雖然字節(jié)數(shù)雖然不很多，但卻起著很重要的作用。對(duì)于51系列單片機(jī)安排里21個(gè)特殊功能寄存器。表4所示為89C51單片機(jī)特殊功能寄存器地址及符號(hào)表。 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)與外部設(shè)備交換信息一般采用兩種方式，即查詢方式和中斷方式。89C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)從面向用戶的角度來(lái)看，就是若干擱特殊功能寄存器：定時(shí)器控制寄存器TCON、中斷允許寄存器IE、中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP、串行口控制器SCON。有5個(gè)中斷源，即兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)外部中斷、兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行口中斷。GATE為門(mén)控位，對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)起輔助控制作用。C/T為方式選擇位。（2）MM0二位的狀態(tài)確定定時(shí)器的工作方式，詳見(jiàn)下表：表6 MM0功能說(shuō)明M1M0功能說(shuō)明00方式0，為13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01方式1，為16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器10方式2，為常數(shù)自動(dòng)重新裝入的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器11方式3，僅適用于T0，分為二個(gè)8位計(jì)數(shù)器（3）TCON定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式控制寄存器表7 TCON控制字位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H符號(hào)TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0 TR1時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器工作，TRl=0 時(shí)關(guān)閉。TF0（）：計(jì)時(shí)器 0溢出標(biāo)志，當(dāng)計(jì)時(shí)溢出時(shí)，由硬件設(shè)定為 1，在執(zhí)行相對(duì)的中斷服務(wù)程序后則自動(dòng)清 0。TR0（）：計(jì)時(shí)器 0啟動(dòng)控制位，可以由軟件來(lái)設(shè)定或清除。 ? IT1 （）：外部中斷 1工作形式選擇，IT1=1時(shí)，由下降緣產(chǎn)生外部中斷， IT1=0時(shí)，則為低電位產(chǎn)生中斷。IE0（）：外部中斷 0 工作標(biāo)志，當(dāng)外部中斷被檢查出來(lái)時(shí)，硬件自動(dòng)設(shè)定此位，在執(zhí)行中斷服務(wù)程序后，則清 0。IT0 （）：外部中斷 0工作形式選擇，IT1=1時(shí)，由下降緣產(chǎn)生外部中斷， IT1=0時(shí)，則為低電位產(chǎn)生中斷。 SM1（）：串行通訊工作方式設(shè)定位 1。SM2 （）：允許方式 2 或方式 3 多機(jī)通訊控制位。被確認(rèn)為尋址的從機(jī)復(fù)位SM2=0，才能接收 RB8=0 的數(shù)據(jù)幀；在方式 1 時(shí)，如 SM2=l，則只有在接收到有效停止位時(shí)才置位中斷請(qǐng)求標(biāo)志位RI=1；在方式0時(shí)，SM2應(yīng)為 0。REN（）：REN，允許/禁止串行接收控制位。軟件復(fù)位REN＝0，則禁止接收。TB8（）：在方式2或方式3，它為要發(fā)送的第 9位數(shù)據(jù)，按需要由軟件置位。EA＝1時(shí)，各中斷的產(chǎn)生由個(gè)別的允許位決定。 ET2（）：允許計(jì)時(shí)器 2溢出的中斷（8052使用）。 ET1（）：允許計(jì)時(shí)器 1中斷（ET1＝1允許，ET1＝0 禁止）。 ET0（）：允許計(jì)時(shí)器 0中斷（ET0＝1允許，ET0＝0 禁止）。IP 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器表10 IP控制字位地址－－BDBCBBBAB9B8符號(hào)－－PT2PSPT1PX1PT0PX0－（）：保留位，無(wú)定義。 PT2（）：設(shè)定計(jì)時(shí)器 2的優(yōu)先次序（8052使用）。 PT1（）：設(shè)定時(shí)／計(jì)時(shí)器 1的優(yōu)先次序。 PT0（）：設(shè)定計(jì)時(shí)器 0的優(yōu)先次序。 上述每位IP.*＝1時(shí)，則定義為高優(yōu)先級(jí)中斷，IP.*＝0 時(shí)，則定義為低優(yōu)先級(jí)中斷。 8155芯片8155芯片　　描 述：2048Bit Static MOS RAM with I/O Ports and Timer 　　中文描述：2048位靜態(tài)內(nèi)存與I/O端口和定時(shí)器 　　8155各引腳功能說(shuō)明如下： 　　RST：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。 　　AD0～AD7：三態(tài)的地址/數(shù)據(jù)總線。單片機(jī)與8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過(guò)這個(gè)總線口傳送的。 　　WR：寫(xiě)選通信號(hào)，控制對(duì)8155的寫(xiě)操作，低電平有效。 　　IO/M ：8155的RAM存儲(chǔ)器或I/O口選擇線。 　　ALE：地址鎖存信號(hào)。因此，P0口輸出的低8位地址信號(hào)不需外接鎖存器。 　　PB0～PB7：8位通用I/O口，功能同A口。 　　TIMER IN：定時(shí)/計(jì)數(shù)器脈沖輸入端。 　　VCC：＋5V電源。 　　當(dāng) CE＝0，IO/M ＝0時(shí)，選中8155片內(nèi)RAM，這時(shí)8155只能作片外RAM使用，其RAM的低8位編址為00H～FFH；當(dāng) CE＝0，IO/M ＝1時(shí)，選中8155的I/O口，其端口地址的低8位由AD7～AD0確定，如表66所示。 　　表66 8155芯片的I/O口地址 　　 A7A6A5A4A3A2A1A0選擇I/O口 0 0 0 0 1 10 0 1 1 0 00 1 0 1 0 1命令/狀態(tài)寄存器 A口 B口 C口 定時(shí)器低8位 定時(shí)器高6位及方式　　8155的A口、B口可工作于基本I/O方式或選通I/O方式。當(dāng)C口作為狀態(tài)控制信號(hào)時(shí)，其每位線的作用如下： 　　PC0：AINTR（A口中斷請(qǐng)求線） 　　PC1：ABF（A口緩沖器滿信號(hào)） 　　PC2： （A口選通信號(hào)） 　　PC3：BINTR（B口中斷請(qǐng)求線） 　　PC4：BBF（B口緩沖器滿信號(hào)） 　　PC5： （B口選通信號(hào)） 　　8155的I/O工作方式選擇是通過(guò)對(duì)8155內(nèi)部命令寄存器設(shè)定控制字實(shí)現(xiàn)的。 　　在ALT1～ALT4的不同方式下，A口、B口及C口的各位工作方式如下： 　　ALT1：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸入方式。 　　ALT3：A口為選通輸入/輸出，B口為基本輸入/輸出。 　　ALT4：A口、B口為選通輸入/輸出。 　　8155內(nèi)還有一個(gè)狀態(tài)寄存器，用于鎖存輸入/輸出口和定時(shí)/計(jì)數(shù)器的當(dāng)前狀態(tài)，供CPU查詢用。所以可以認(rèn)為8155的I/O口地址00H是命令/狀態(tài)寄存器，對(duì)其寫(xiě)入時(shí)作為命令寄存器；而對(duì)其讀出時(shí)，則作為狀態(tài)寄存器。 　　8155的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 　　8155內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)際上是一個(gè)14位的減法計(jì)數(shù)器，它對(duì)TIMER IN端輸入脈沖進(jìn)行減1計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束（即減1計(jì)數(shù)“回0”）時(shí)，由TIMER OUT端輸出方波或脈沖。 　　定時(shí)/計(jì)數(shù)器由兩個(gè)8位寄存器構(gòu)成，其中的低14位組成計(jì)數(shù)器，剩下的兩個(gè)高位（M2，M1）用于定義輸出方式。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開(kāi)關(guān)和電源部分，單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖5圖5 單片機(jī)最小系統(tǒng)由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 振蒎電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接119腳。 復(fù)位引腳：。 至此，一個(gè)單片機(jī)就接好，通上電，單片機(jī)就開(kāi)始工作了。MCS51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTALl和XTAL2分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時(shí)，電路簡(jiǎn)單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際使用中常采用這種方式，如圖5所示在其外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱晶振)或陶瓷諧振器就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。復(fù)位電路：為了初始化單片機(jī)內(nèi)部的某些特殊功能寄存器，必須采用復(fù)位的方式，復(fù)位后可使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開(kāi)始正常工作。復(fù)位后系統(tǒng)將輸入/輸出(1/0)端口寄存器置為FFH，堆棧指針SP置為07H, SBUF內(nèi)置為不定值，其余的寄存器全部清0，內(nèi)部RAM的狀態(tài)不受復(fù)位的影響，在系統(tǒng)上電時(shí)RAM的內(nèi)容是不定的。本系統(tǒng)采用上電復(fù)位方式。通常所用的并行外圍接口芯片有可編程芯5IntelSl55，8255A和8243等，本系統(tǒng)選用815516型I／O芯片即可。 數(shù)據(jù)采集處理電路ADC0809是一種8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部具有鎖存控制的8路模擬開(kāi)關(guān)，外接8路模擬輸入端，可同時(shí)對(duì)8路05V的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)只用到INO和INl兩路輸入通道。由于ADC0809轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)寄存器具有可控的三態(tài)輸出功能，輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，故其8位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連。本系統(tǒng)中，由于選用SHT11傳感器，其模塊自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，其輸出直接為數(shù)字量，固采用模塊與單片機(jī)直接連接，從而省去采用ADC0809轉(zhuǎn)換器。這兩種顯示器都具有線路簡(jiǎn)單、耗電少、成本低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)輸出結(jié)果選用4個(gè)LED顯示。LED數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)如圖6，外部有10個(gè)引腳，其中3, 8腳為公共端也稱位選端，其余8個(gè)引腳稱為段選端，當(dāng)要使某一位數(shù)碼管顯示某一數(shù)字((09中的一個(gè))必須在這個(gè)數(shù)碼管的段選端加上與數(shù)字顯示數(shù)字對(duì)應(yīng)的8位段選碼(也稱字形碼)，在位選端加上低電平即可。LED有共陰極和共陽(yáng)極兩種。二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽(yáng)極則將發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，接入+5V的電壓。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。動(dòng)態(tài)掃描顯示方式需要解決多位LED數(shù)碼管的“段控”和“位控”問(wèn)題，本電路的通過(guò)P1口實(shí)現(xiàn)：而每一位的公共端，即LED數(shù)碼管的“位控”，則由P3口控制。在這一瞬時(shí)，只有這一位在顯示，其他幾位則暗。因AT89C51單片機(jī)I/O口資源有限，必須對(duì)其Il0口進(jìn)行擴(kuò)展才能滿足實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，如圖7所示為用8155擴(kuò)展1/0口的4個(gè)8位LED動(dòng)態(tài)顯示器，顯示掃描由程控實(shí)現(xiàn)，其中PA口輸出字型碼，PC口輸出位選信號(hào)即掃描信號(hào)，IO/ ，= =1時(shí)，選中8155芯片內(nèi)三個(gè)I/O口?？梢栽黾涌刂瓶? 在74HC373的輸出口接驅(qū)動(dòng)器、光電隔離、放大電路和電磁閥。圖4　灌溉控制電路在單片機(jī)應(yīng)用的設(shè)計(jì)上，很多方案都會(huì)用到蜂鳴器，大部分都是使用蜂鳴器來(lái)做提示或報(bào)警。，三極管Q1飽和導(dǎo)通，蜂鳴器通電鳴響。電阻是限流電阻，限制流入片機(jī)的電流。圖412 蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電路第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的程序統(tǒng)一使用C語(yǔ)言編程，程序主要包括主程序、采集子程序、鍵盤(pán)子程序、控制子程序和顯示子程序組成。單片機(jī)主程序主要功能為完成數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示及控制繼電器工作。特別是對(duì)于溫度、成份等變化緩慢的過(guò)程，這一現(xiàn)象將更嚴(yán)重。 　　另外積分分離的閾值應(yīng)視具體對(duì)象和要求而定。 　　離散化公式： 　　Δu(t) = q0e(t) + q1e(t1) + q2e(t2) 　　當(dāng)|e(t)|≤β時(shí) 　　q0 = Kp(1+T/Ti+Td/T) 　　q1 = Kp(1+2Td/T) 　　q2 = Kp Td /T 　　當(dāng)|e(t)|＞β時(shí) 　　q0 = Kp(1+Td/T) 　　q1 = Kp(1+2Td/T) 　　q2 = Kp Td /T 　　u(t) = u(t1) + Δu(t) 　　注：各符號(hào)含義如下 　　u(t)。 控制器的輸出值。 　　Kp。 比例系數(shù)。 　　Td。 微分時(shí)間常數(shù)。 β。 積分分離閾值 流程圖開(kāi)始讀入A/D轉(zhuǎn)換值本次偏差=期望值—采樣A/D值本次偏差與上次積分符號(hào)相同否？積分=上次積分+本次偏差微分=本次偏差—上次偏差調(diào)整量=偏差*KP+微分*KD+積分*KI調(diào)整量賦給控制部分返回上次積分清零NY 程序（見(jiàn)附錄） 顯示部分LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低