工厂化养兔温湿度自动控制系统设计方案

金陵科技学院学士论文 1 绪 论 1 1 工厂化养兔温湿度自动控制系统设计方案 1 绪 论 兔子 是恒温动物， 兔 舍内的温湿度 环境将 直接影响 兔子的繁殖和生长。 我 国气候 夏季 温度高且空气潮湿，冬季气温低且空气干燥， 持续时间 都 长达 3月 。在这样的气候条件下兔子很难正常生长发育，特别 是在夏 天 ， 炎热的天气条件导致兔子 体重减轻、进食量减少、 活力下降、 繁育 能力变差且容易死亡等， 给养殖户 造成巨大 损失。因此， 对兔舍温湿度进行自动控制，使兔舍保持恒定的温度和湿度，为兔子 营造 良好地生长 环境 ，对 缩短 兔子的 生长周期 ，增加收入起到巨大影响。 述 由于 投资少、效益高等 特点 ，养 兔生产 已经成为 现代 养殖 业的重要内容 ，越来越趋近专业化，工厂化 。 21 世纪以 来，随着 兔肉在 国内消费市场 越来越高的需求以及 国际 大 市场的畅通， 对 兔 子 的 需求越来越大 。 但 是， 实践证明 ， 兔舍内的 温湿度 环境 等 条件 密切影响着 肉 子 的生长发育 情况。 在 兔子的 养殖过程中，因 为 兔舍得不到较好的的温湿度调节，而影响 到 肉兔的 产值的情况比比皆是 。 为了避免兔子的生长受到外界恶劣气候和春夏季节交换所产生的不利影响，所以设计了兔舍温湿度自动控制系统来控制 兔舍的温度和湿度 ，从而改变兔子的生长环境，这样，就为兔子的生长和发育尽可能的创造了 适宜的条件。本文将对工厂化养兔兔舍温湿度自动控制系统进行研究，以便在不适宜兔子生长的季节里调节温湿度，为兔子生长形成适宜的环境，良好地饲养兔子，从而达到对兔子防治疾病、促进生长发育、调节产期的目的。 温度：温度过 低 或过 高 都 会 使兔 子 的生产力下降，甚至 威胁 到兔 子 的健康和生命。一般 来说， 15 25是较为 适宜成年兔 子生长 的温度， 30 32是较为 适宜 幼 兔 生长 的温度。 湿度：相对湿度以 60 65%为宜。 内外发展情况 如今，随着养殖业的不断发展，饲养环境的问题越来越受到人们的关注。国内外对于如何在饲 养的屋舍建筑、空气质量改善、粪污的处理、温湿度控制等中应用自动化技术做了大量的研究， 初步实现了自动控制 饲养屋舍 环境的 目标。但由于各种因素 ，近 些 年来， 人们 开发 的 以单片机为核心 技术 ， 对兔 舍环境的变频控制系统， 并 没有得到 大力 推广 。 金陵科技学院学士论文 1 绪 论 2 2 单就 对兔舍的温湿度 控制而言， 目前基本还停留在人工操作的水平上 。 虽然近几年出现了相关的 自动控制 设备，但 大多数 成本 较 高、损耗 太 大 、 施工麻烦 、易受干扰。对于 工厂化养殖 大面积的兔舍 而言更为 突出。 在我国，利用水蒸发吸热原理的蒸发降温技术已在工厂化饲养中得到运用，成本较低，是一种经济的降温方式。 但是，这种技术在降温的同时也增加了湿度，综合效果不太理想。所以，我们应当在已有技术上，研究开发在降温的同时又不增加湿度的技术。 究的内容及方法 究内容 本课题的题目是工厂化养兔温湿度自动控制系统设计 ，主要是设计一套自动控制的降温除湿系统以针对工厂化养兔兔舍内的温湿度的实际情况。本系统的硬件主要有：单片机，显示电路，操作系统，感应电路， A/D 转换器等。系统利用感应电路的传感器测得兔舍内的温湿度，处理转换，将传感器测得的数据，传送至单片机控制系统，控制系统自行与预设的兔子最适合生长的温 湿度进行对比，并将处理结果将在显示电路实时显示。如果测得温湿度不在输入的适宜范围上下线内，系统将自行控制操作系统进行相应的调节操作如空调、喷淋、制冷除湿机等，来调节兔舍内的温湿度环境。不同种类的兔子，不同地区的兔舍要求的适合生长的温湿度也不一样，通过键盘，修改系统预设值即可。这样就实现了对兔舍温湿度的自动控制。 究方法 1） 设定总体的设计方案 2）主体控制系统部分的设计 3）单片机软件的设计 4）传感器模块的设计 5） 显示软件的设计 6） 硬件电路的设计与分析 7）系统软件的设计 8）绘制原理图 9）整理并撰写论文，准备答辩。 金陵科技学院学士论文 2 任务书 3 3 2 任务书 题基本内容 由于 投资少、效益高等特点 ，养 兔生产 已经成为 现代 养殖 业的重要内容 ，越来越趋近专业化，工厂化 。 21 世纪以 来，随着 兔肉在 国内消费市场 越来越高的需求以及 国际 大 市场的畅通， 对 兔 子 的 需求越来越大 。 但我们发现，在肉兔的养殖过程中， 因 为 兔舍得不到较好的的温湿度调节，而影响 到 肉兔的 产值的情况比比皆是 。 目前人们还基本都在使用人工操作的方法对兔舍的温湿度进行管理。 工厂化养兔温湿度自动控制 系统设计是本课题的题目，本课题主要是针对工厂化养兔温湿度从而设计一套温湿度自动控制系统来满足兔舍对环境的实际需要。要求该温湿度自动控制系统能够实现的基本功能是：（ 1）能实现对室内不同位置处温湿度的检测；（ 2）能实现对室内温湿度的控制；（ 3）能够实时显示室内温湿度的数值；（ 4）能够在不同的环境条件下设定不一样的温湿度数值。 计要求 （ 1）设计图纸规范、清晰、准确，清洁。 （ 2）设计说明书详尽、完整，准确，设计计算正确，符合相应规范 。 计目的和意义 (1)通过毕业设计，学校将全面培养学生运用所学的基础理论、知识、基本进行分析和解决实际性综合问题的能力。 (2)通过毕业设计训练学生解决机电控制系统开发的综合问题的能力，从而使学生能够设计和实施机电控制系统。 计思路 在本论文系统中， A/D 转换器将经过处理和放大后的温湿度传感器所测得的环境中的检测温湿度模拟信号转换成数字信号，进入单片机内部之后 ， 湿 度测量值与安全范围经过系统自动对比后，系统会自动选择下一步操。若测量温湿度在安全温湿度范围，则表明所测环境温湿度正常，无需启动其他执行机构；若温湿度测量值不在初始的安全温湿度范围内，则系统将会自动控制相应元件进行工作。如报警系统发出报警信号（声和光）， 降温 潮湿 设备（ 空调 、喷淋、 制冷去湿机等 装置） 依 据 早金陵科技学院学士论文 2 任务书 4 4 已 制定的有效 的 控制方案，合理运 做，自动调整所测环境温湿度。同时，为了程序正常运行，此系统还设有看门狗电路模块。 金陵科技学院学士论文 3 系统总体设计方案 5 5 3 系统总体设计方案 制器方案比较 大学期间学到的电 器 控制技术的主要控制器 有 单片机和 方案 一 : 主控制器 制技术 是专为工业控制而设计的。硬件方面，抗干扰性能 好， 结构结实 ，硬件模块化 ，工作稳定可靠 。软件方面， 用梯形图进行编程，通俗易懂，形象直观，便于掌握，易于扩展。而且 内部采用循环扫描的工作方式，程序可靠性高。 方案 二 ：单片机 为主控制器 单片机系统对设计者要求高，程序 必须 用汇编语言或高级语言（如 C 语言）编写， 支持在线编写，灵活多变，程序相对复杂， 周期 较 长。 单片机的 集成度高、体积小、功耗低、功能强、可靠方便， 价格便 宜是最为显著的特点 。 制器方案选择 从功能上看，两种控制器都能满足要求，虽然 具有调试方便的优势。但是 且 单片机功耗低，灵活可靠，完全能够符合本系统要求 ，所以本次设计采用单片机为主控制器。 统结构框图 输入检测 模块， 驱动 控制模块和输出 操作 模块组成 了 本课题整个系统。其中，开关 按钮和 温湿度检测 传感器构成输入 检测 模块， 电源，单片机等 构成 驱动 控制金陵科技学院学士论文 3 系统总体设计方案 6 6 模块，各执行 元件 构成输出 操作 模块， 系统 结构 框图如图 图 统结构框图 系统 开始 工作时， 打开开关按钮，单片机 启动， 饲养 员可以 用 键盘向系统输入兔舍的温湿度 调节 范围。 安装 在兔舍 内 的温湿度传感器 将会将测得的温湿度数据处理后传输到驱动控制系统单片机中 ， 并在 示器中实时显示测的温湿度数据。此时系统将把测得数据 与 前期 设定 范围 值进行比较， 若测得值不在兔舍允许变化范围内 ， 单片机 系统就会输出指令控制 各操作元件进行 相应的 操作 。 统工作原理 工厂化养兔温湿度自动控制 系统由检测系统（温度、湿度传感器）、 单片机控制 系统（含文本显示、输入输出）、执行系统（ 空调 、喷淋 、 制冷去湿机 等装置）等部分组成。图 统工作原理图。 温湿度传感器 开 /关按钮 键盘管理 A/D 转换器 电源 单片机 L 空调 喷淋 制冷去湿机 报警装置 示器 变送器 接口电路 金陵科技学院学士论文 3 系统总体设计方案 7 7 图 统工作原理图 该工厂化养 兔温湿度 自动控制系统把传感器采集的 温度、湿度 测量值， 将模拟信号 转换为数字信号，存储在 单片机 数据缓冲区。按算法， 算 得温湿度的实际值。 再将算得值与 相应的 输入 值 进行对比 ， 由对比结果 ，得 知相对应的应对措施 ，从而控制执行机构 对应实施 。 制方案 表 度控制方案 输入温度 15 25 测的温度 25 采取措施 空调制热 空调制冷 表 度控制方案 输入湿度 60% 65% 测的湿度 65% 采取措施 喷淋工作 制冷去湿机工作 键盘输入温湿度初始值 兔 舍 温湿度传感器 单 片 机 显示器 执行 元件 报警 装置 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 8 8 4 系统主要硬件及其电路模块设计 统结构框图 根据系统的功能需求 ， 系统的控制核心选择目前市场上性价比较高的 如图 图 4 系统主要硬件及其电路模块设计 9 9 图 统硬件框图 片机 1、 结构 单片机的内部核心部分 就 是， 单片机的指挥和执行机构 。 定了单片机的主要功能特性。从功能上看，运算器和控制器 是 两个基本部分。下面说明控制器和运算器。 电源 单片机模块 输入接口 输出接口 温湿度传感器 现场显示器器 执行元件 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 10 10 1） 运算器 逻辑运算部件 累加器 B 寄存器、暂存寄存器 序状态寄存器 运算调整电路等 主要部件组成了 运算器。 2）控制器 控制器主要由程序计数器 令寄存器 指令译码器 组成。 2、 时钟电路 片内部有一个用于构成振荡器 的 高增益反向放大器。反向放大器的输入输出端 分别 为 英晶体及两个电容构成的自激振荡器跨接在 端，如图 容器 用不同的电容量对振荡频率有微调作用 ，一般 都取 在 30右。但单片机振荡频率的决定因素是石英晶体本身的标定频率。其振荡频率范围是 1 12 A L 1X T A L 2M C S - 石英晶体图 时钟电路 本设计选用内部时钟方式， 来实现 系统的独立完整性 。 石英震荡频率 为12用 2 3、 I/ 片机有 4 个 8位并行 I/O 接口 。 8个接口 每个都是 8位准双向口，共占 32根引脚。 I/O 线每一条都能独立地用作输入或输出。锁存器（即特殊功能寄存器 ， 输出驱动器和输入缓冲器， 在 每个端口 中都有 一个 。 输出驱动器和输入缓冲器一个作输出时数据可以锁存， 一个 作输入时数据可以缓冲，功能完全不同。 4 、 程序存储器及数据存储器 1）程序存储器 对 于 片，片内和片外程序存储器统一编址。片内有 4K 字节外可扩展 60 有 6个地址单元被保留用于某些特定的地址在程序存储器中 。 如下表 示。 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 11 11 表 复位、中断入口地址 2）数据存储器 片机 数据存储器空间也分为内 、 外片两大部分，即片内和片外数据存储器 内、片外 间如何区别呢？片内数据存储器寻址最大 为 256个单元，片外扩展最大可 为 64且 令专门为片内指令所用 ，片外 64K 间专门为 令所用。 5 、 定时器 片机的内部有两个 16位 用于 定时或是事件计数的可变成定时器0（ 定时器 1（ 在 定时控制、延时、对外部事件计数和 检测等场 使用 。 定时器 0（ 定时器 1（ 有计数和定时两种工作方式 和 四种工作模式。定时器 、方式 1和方式 2 三种工作方式 ，而 、方式 1、方式 2和方式 3四种工作方式。 6、 中断系统 片机 具 有两个外部中断源；两个片内定时器 /计数器（ 溢出中断源 个片内串行口接受或发送中断源 I，共 五个中断请求源。单片机的特殊功能寄存器 别 相应位的锁存这些中断请求。一些微处理器和单片机规定了每个中断源的优先级别 ，以解决 当几个中断 源同时向 求中断，要求 现的问题 。 复位电路 上电自动复位和开关手动复位两种方式 是 片机通常采用 的两种复位方式 。 如图 本 系统 采用上电复位电路 。 上电复位是指单片机只要一上电，便自动进入复位状态。电容 C 通过电阻 R 在通电瞬间充电， 出现正脉冲，用以复位。 入口地址 说明 0000H 复位后， 000H 0003H 外部中断 入口 000时器 出中断入口 0013H 外部中断 入口 001定时 器 出中断口 0023H 串行口中断入口 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 12 12 0 p u u K 1+ 5 S E 位电路 据存储器的扩展 片机 片内 还 有主要用工作寄存器、堆栈、软件标志和数据缓冲器 的 28 字节的数据存储器 它存放运算的中间结果对 于简单的测控系统，容量是 足 够的 ， 但对于大量数据采集处理系统，则需要在片外扩展 设计采用大量温湿度传感器，因此，选用 据存储器一片对 据地址线可以并联连接 ，也 可以直接和存储器的地址线并联。 6264 的写选通信号 读选通信号 这样程序采集来的数据 就能被 单片机 ， 经过变换最终转换成数字温湿度量存放到 6264中 。 也可以 从 6264 中读取数据，图 具体的连接： 2 0V O 1V O 2G N 3V O 4V O 5V O 6V O 7O E 1 1 2 /V S E T 012I N T 113 0 / 1 / 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E E / 0A 1 1A 1 2 0A 1 1A 1 2地址 6264 的连接 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 13 13 度检测电路 数字温度传感器的选择 1. 要有下列特性 : 1）完成通信只需 要有 一根 I/ O 线 ; 2）一线进行通信 可以由 多个分散的 享 ; 3） 无 需外部元器件 ; 4）供电可以通过数据线 ; 5） 可以 检测 - 55 + 125C 范围 内的 温度 ,精度在 0. 5度 ; 6）表示温度用 9字量 ; 7） 只 需 200温度转换成数字量 ; 8）报警温度可 以 定义 为 一个不变化的温度 量 ; 9）封装型式有 和 种。 2. 部结构 部结构框图如图 6 4 b i 线接 口电源检测存 储 器 控 制 逻 辑存储器温 度 传 感 器高 温 度 触 发低 温 度 触 发8 位 C R C 触 发 器图 部结构图 从 图 以看 出 ,以下几 个重要组成部分 : 1） 64 位激光只读存贮器。 每个唯一的序号 都 存放在这里 , 产品类型的编号 为前 8 位 ,每个器件的唯一的序号 是接下去的 共 48 位 ， 前 56 位的 验码 是 最后 8 位 ， 这也是多个 以采用一线进行通信的关键所在 。 2）温度传感器。它 能将温度转化成客观的数值 。 3） 存贮器。 存贮器 包含 高速存贮器 温 ,首先 在 高速存贮器 写入数据 ,然后将数据复制 写入 。高速存贮器 两个字节存放检测温度的值 ,存放温度的值 为 0号 (, 存放温度值的符号 为 1 号 (。 9用来表示温度金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 14 14 的原因 是： 1号存贮器全为 1,则 说明 温度为负 ,否则全为 0。 先从 最低位 开始 读。若 低位为 1 ,则表示为 。 求值的方法 ：由 的值将 的二进制数求补再转换成十进制数除以 2 即得被测温度的值 ，即 1 取补仍为 1，转化为十进制还是 1 除以 2便是 是 第二和第三字节 ;接下来 是 两 个若读应全为 1 的无用 字节 ; 计数寄存器 表示为 第六和第七字节 ; 验 在 最后一个字节 上 。 3. 引脚排列如图 示。漏极开路输出 I/O 位数据输入 /输出端（即单线总线）外接上拉电阻后，常态下 便 呈高电平。 外部 +5 大 地 ， 空脚 图 引脚图 使用特有的温湿度测量技术 来 测量温湿度 的 ，图 示 为 其测量温湿度框图。内部 有 一个受温湿度影响的振荡器，低温时振荡器的脉冲可以冲过门电路， 内部的 计数器对 脉冲进行 计数 ， 而当 温度 达到某一设置 的 高温时，振荡器的脉冲 就 无法 再 通过门电路。 I/O C C 2 3 1 8 2 7 3 6 4 5 C ： 测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等，但在实际应用中也应 不少的 的问题 ，以下一一列出 ： 1）需要 用 相对复杂的软件 对 较小的硬件开销进行 补偿 。 在对 行读写编程时，由于 微处理器间采用串行数据传送， 因此 必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。 2） 有 一点在进行多点测温系统设计时要加以注意 ，那便是如果 单总线上所挂超过 8个 的 那本 微处理器的总线驱动问题就 必须 要 得到 解决。 3） 如果 在 温程序设计，程序 在 等待向 出温湿度转换命令的返回信号 时 ，某个 触不好或断线，程序进入死循环 ，重复不断地 读 取 该 有的 返回信号 。 八路温度 采集电路 本系统中采用八路温度采集，即在所测环境中放八个温度传感器。八路温度采集电路图如图 示。 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 16 16 图 路温度采集电路 图中 别为放到所测环境的 8 个不同位置上的 8 个传感器，由性质得出 0 至 7 端口输出电压0然后 0 至 7 端口再接到温湿度选择电路中。 路温度选择电路 本系统中采用一个八路模拟选择开关 便八路温度巡回检测，其电路图如下图 2103 6V E 4 0 5 1 4 05 1图 路温度选择电路 图中引脚框中 0 8 个传感器信号输入端，某一刻哪一个端口被选通由 A、B、 C 三个端口的模拟组合决定。 口分别由 B、 通。 3 口 信号输出口 ， 口与信号的处理及放大电路相连接。 a 10K 1B 0K 81C 0K D 1D 0K 1E 0K 1F 0K 1G 0K 1H 0K 0 1 2 3 4 5 6 7 +5V 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 17 17 开关 图 度检测电路 度传感器的选择 本例中转换 通过 8255 来实现。积分电路、基准电路、频率转换电路及频率 电压（ F/V）转换电路等组成 了 从 5脚送至 8脚 的 一定频率的脉冲信号 由 积分电路及 生。湿度传感器的线性和灵敏度处于较好状态 是通过 调节 该脉冲信号频率调整 达成的 ；线性的电压 在 进行 A/D 转换以转换成数字信号 之前，要经过 基准电路和频率转换 电路可将湿度传感器的电容变化转换成频率变化， 然后由 频率 电压转换电路从 9脚输出 ，之后才能 经 滤波后送入 A/D 转换器 进行转换 。本设计 采用 电容式湿敏传感器， 6%00电容相对变化率为 1.7 。当湿度 在 0% 100%范围内 时， 9 脚输出精度为 2%的相应信号 01000 频率， F/V 电路输出 0 5V 的输出电压。 在 调整时，先 将 湿度设定为5%再 调节 保持 9脚输出 100 电容式湿敏传感器主要特性： 1）与 容 ； 2） 可编程闪烁的 43） 1000写 /擦循环 的 寿命； 4） 能保存 10年 数据 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 18 18 传 传 传传 传 传图 度传感器外观和内部结构图 、测控系统和智能仪器仪表时，应 在 种类繁多、特性各异 的 A/D 转换器 中 选择性能合适、性能价格比高的 A/D 转换器芯片。 本设计选择的 A/D 转换器芯片为 8路 8位逐次逼近型 A/D 转换 件， 应用在 过程控制和机床控制等应用 时 ，能对 多路模拟信号进行分时采集和 A/D 转换，输出数字信号通过三态缓冲器，可直接与微处理器的数据总线相连接。 查询方式、中断方式和等待延时方式 0809 与单片机 硬件接口 的三种 方式。如果 A/D 转换时间较短，可以用程序查询方式和等待查询延时方式 ，为了 不浪费 等待时间 ，则 采用中断方式。下面介查询方式和中断方式。 I/O 陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 19 19 图1） 查询方式 单片机 硬件接口如图 示： L S 3 7 3D 触 发 7 4 L S 0 27 4 L S 0 2M R E O D 7单片机 硬件接口电路 因为 有三态输出数据锁存器，其 8位数据输出端可以 直接连接到 数据总线。地址选通端 别 连接到 址总线的低三位0A、1A、2用于选通0 ， 锁存通道地址的同时启动 A/读取 A/D 转换结果时 ， 三态输出锁存器 由 产生的正脉冲信号 来 打开。 号 连接到 为 A/D 转换是否结束的状态信号供 询。 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 20 20 对 8 路模拟信号顺序采样分别采用查询方式 生成 ，并依次把 A/D 转换结果转存到数据存储区，其采样转换程序如下： #08H ；设置通道个数 ， 2 ；置数据区首地址 ， #5000H ；指向通道 0 ， A ；启动 A/D 转换 ， #32 ；设置延时时间 ， 延时完成？ ， ；标志位为 1？不为等待 A ， ；取出 A/D 转换值 ， A ；送入数据区 ；指针加 1 ， #2判断数据区满？ 2） 中断方式 片机的一个外部扩展并行口 I/O 口 连接的中断口 决定 口地址，地址地位 决定 选通通道 。 将转换完成信号接在单片机的中断口上 ，转换完成 A/D 转换器发出信号单片机把它当作一个中断来处理 是 中断方式的主要特点。所以本设计中 A/D 转换器连接成查询方式。 示电路 示器 示器也称为数码管 ， 是由发光二极管显示字段的显示器件。图 其 外形结构如，图 中所示， 它由 8个发光二极管（以下简称字段）构成， 0A、 B、 C、 D、 E、 F 以及小数点 “.” 等字符通过不同的组合来显示出。 阳 极d 阴 极示器的结构 示器的数字、字符和对应的 段码关系 都在 共阴极 来 显示。 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 21 21 共阳极显示器的段码与共阴极显示器的段码 具有 逻辑非的关系，共阴极显示器的段码求反， 便是 共阳极显示器的段码。 示器的显示方法 本设计显示的接口电路需要使用 2855和 7 位共阳极显示器的接口电路 。位扫描口为 8255 的 A，显示器公共阴极经反向驱动器 75452 连 接；段数据口 为 示器的各个阳极经同相驱动器 7407 连 接。 表 字对应的段码 表示字符 g f e d c b a 段码（ H） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b c d E F P . 空格 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3F 06 5B 4F 66 6D 7D 07 7F 6F 77 7C 39 5E 79 71 73 80 00 在 储器中对于 6位显示器，设置 70H76H 7个显示缓冲单元，显示数据分别存放 于 7位显示器 中 。如果小数点位固定可以通过对指定位进行置位或者清零来实 现，那么 8255 的 A 口扫描输出总是只有 1位高电平， 也就是说在 7 位显示器中 有且 仅有 1 位公共阳极为高电平， 8255 的 B 口输出相应位然后对其他 6位巡回显示其他位低电平。 为保证数码管的供电，本系统采用 74驱动数码管的电路。数码管7以 动态显示 4位数字，由于前已经详细介绍过了 74片及金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 22 22 数码管 7以这里不再过多赘述。这里着重说明一下数码管显示数字 4位数从左向右数的含义为：传感器的通道号是第一个数码管显示的，“ -”号或者当温湿度高于 100时显示百位数字是第二个数码管显示的，所测温湿度数字分别是第三个数码管和第四个数码管依次显示的。例如，若是数码管显示为“ 6 “ 6”的含义代表为第 6个传感器，“ -”是表示温湿度为零下，“ 示是零下 15 摄氏度，它 表示的整体含义便是第六个传感器的测得温度为零下15摄氏度。若数码管显示数字为“ 8030” ，则表示第八个传感器的测得温湿度为30摄氏度。其硬件电路如图 L S 2 4 57 4 L S 2 4 5A B C D E F G 2 3 47 S E F G X 4 U E G X 4 - B L U . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7V C 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7示电路 行电路接口 8255A 由于 8255A 中的控制寄存器很少，所以初始化程序设计简单。如果不要设定 C 口的联络信号， 那么 对于方式 0，则只需要设置方式控制字；如果要设定 那么 方式 0，则只需设置 C 口的位置 /复位控制字。因为都要用到控制信号，所以对于方式 1和方式 2，必须设置两个控制字，即设置方式选择控 制字和 C 口复位控制字。 下面根据功能分类说明 8255 的 40个引脚。 1） 数据线 为双向三态数据线，其中接到 据总线，用于传递 8255 之间的命令和数据； 分别相对应 连接到 A、 B、 C 三个端口，用于 8255 2） 寻址线 8255 的三个端口和控制寄存器选择 由 寻址线 1 片选信号 ，输入， 低电平有效。有效时表示选中本片。 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 23 23 1入，通常对应 连接到 与系统地址总县的1 效时，100、 01、 10、 11 分别选择 A、 B、 C、 口和控制寄存器 的 四种组合 。所以一片 8255个 I/O 地址。 3） 控制线 取 信号，低电平有效。 8255A 进行读操作 时 信号，低电平有效。 8255A 进行写操作 时 位信号，输入，高电平有效。 8255A 内部所有寄存器 必须 清零 ，当 高电平时。各端口都自动设置为输入方式， 24条 I/O 引脚均为高租态。 4） 电源和地线 采用单一 +5 表 8255A 的控制信号和传输动作之间的关系 表 255 的控制信号和传输动作对应关系 1A 0A 输说明 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 A 口数据 数据总线 B 口数据 数据总线 C 口数据 数据总线 数据从数 据总线 A 口 数据从数据总线 B 口 数据从数据总线 C 口 数据从数据总线 控制寄存器 0D7非法 0D7图 8255A 的引脚信号： 金陵科技学院学士论文 4 系统主要硬件及其电路模块设计 24 24 P A 3P A 2P A 1P A 0 7 6P C 5P C 4P C 0 S E 7P A 6P A 5P A 4V C 1P C 2P C 3P B 0P B 1 7P B 6P