工厂化养兔温湿度自动控制系统设计方案.doc

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 3-4 个月。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。1.1 概述由于投资少、 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。

2、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，

3、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， 1525是较为适宜成年兔子生长的温度， 3032是较为适宜幼兔生长的温度。湿度：相对湿度以6065%为宜。1.2 国内外发展情况如今，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。单就对兔舍的温湿度控

4、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。1.3 研究的内容及方法1.3.1 研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

5、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。1.3.2 研究方法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

6、）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。2 任务书2.1课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

7、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。2.2设计要求（ 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。2.3设计目的和意义(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

8、和实施机电控制系统。2.4设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， LED显示器将对转换的数字信号实时显示在显示器上。 温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

9、，为了程序正常运行，此系统还设有看门狗电路模块。3 系统总体设计方案3.1控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PLC。方案一 : PLC为主控制器PLC 控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，PLC 采用梯形图进行编程，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

10、方便，价格便宜是最为显著的特点。3.2控制器方案选择从功能上看，两种控制器都能满足要求，虽然 PLC更具有调试方便的优势。但是 PLC成本价格实在过高， 并且单片机功耗低， 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。3.3系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模块，各执行元件构成输出操作模块， 系统结构框图如图 3.1 所示。电源空调开/关按钮单接喷淋键盘管理片口制冷去湿机A/D 转换器机电L路报警装置变送器LED温湿度传感器显示器图 3.1系统结构框图

11、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 LED 显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。3.4系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 3.2 为系统工作原理图。键盘输入温湿度初始值温湿度传显示器兔感

12、器单片舍执行机报警元件装置图 3.2 系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。3.5控制方案表 3.1温度控制方案输入温度1525测的温度25采取措施空调制热空调制冷表 3.2湿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4 系统主要硬件及其电路模块设计4.1系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AT89C51单片机，图4

13、.1 所示为 AT89C51单片机实物图。 如图 4.2 为温湿度控制系统硬件框图。图 4.1 AT89C51 单片机电源单片机模块输入接口输出接口温现执湿场行度显元传示件感器器器图 4.2系统硬件框图4.2 AT89C51 单片机1、CPU的结构单片机的内部核心部分就是，CPU是单片机的指挥和执行机构。CPU决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CPU包括的两个基本部分。下面说明控制器和运算器。1 ）运算器逻辑运算部件 ALU、累加器 ACCC、 B 寄存器、暂存寄存器TMP1和 TMP2、程序状态寄存器 PSW、 BCD码运算调整电路等主要部件组成了运算器。2）控制器控

14、制器主要由程序计数器PC、指令寄存器 IR 、指令译码器 ID 等组成。2 、时钟电路AT89C51芯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 XTAL1和 XTAL2。石英晶体及两个电容构成的自激振荡器跨接在 TXAL1和 XTAL2两端，如图 4.3 所示。电容器 C1 和 C2 选用不同的电容量对振荡频率有微调作用，一般都取在 30pF 左右。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 12MHz。图 4.3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12MHZ，ALE信号频率选用 2MHZ。3、

15、I/O 口结构：P0、 P1、P2 和 P3 是 AT89C51单片机有 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 P0 P3），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 AT89C51 芯片，片内和片外程序存储器统一编址。片内有ROM/EPROM，片外可扩展 60K 字节 EPROM。4K字节有 6 个地址单元被保留用于某些特定的地

16、址在程序存储器中。如下表4.1所示。表 4.1 AT89C51的复位、中断入口地址入口地址说明0000H复位后， PC=0000H0003H外部中断入口000BH定时器 T0溢出中断入口0013H外部中断入口001BH定时器 T1溢出中断口0023H串行口中断入口2）数据存储器AT89C51单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 RAM。片内、片外 RAM空间如何区别呢？片内数据存储器寻址最大为 256 个单元，片外扩展最大可为 64K 字节 RAM，并且 MOV指令专门为片内指令所用，片外 64K ROM空间专门为 MOVX指令所用。5 、定时器AT89C51单片

17、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（ T0）和定时器 1（ T1），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（T0）和定时器 1（T1）具有计数和定时两种工作方式和四种工作模式。定时器 T1 具有方式 0、方式 1 和方式 2 三种工作方式， 而 T0 具有方式 0、方式 1、方式 2 和方式 3 四种工作方式。6、中断系统AT89C51单片机具有两个外部中断源；两个片内定时器 / 计数器（ T0、T1）的溢出中断源 TE0 和 TF1 以及一个片内串行口接受或发送中断源 RI 或 TI ，共五个中断请求源。单片机的特殊功能寄存器 TCON和 SCON

18、分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 CPU请求中断，要求 CPU提供服务的时候出现的问题。4.3 AT89C51 的复位电路上电自动复位和开关手动复位两种方式是AT89C51 单片机通常采用的两种复位方式。如图 4.4 所示，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， RST端出现正脉冲，用以复位。图 4.4复位电路4.4数据存储器的扩展AT89C51单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 RAM。用它存放运

19、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 RAM。本设计采用大量温湿度传感器， 因此，选用 RAM6264数据存储器一片对 AT89C51的数据存储器进行扩展。 RAM6264数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 WE 与 AT89C51的 WR相连接，读选通信号 OE与 AT89C51的 RD相连接。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 4.5 所示为具体的连接：29PSENWR163017 OEAL E/PRD11T

20、XD109RXDRESETVO3GNDX2181819VO4VO28DX1P617128VO5VO119 A77D P51427P2731VO6VO0A016 A68Q6D P413526P26EA/VPVO7A0A1153A57Q5DP38A12 25P2514OE1A16Q4DP24T07CA10A23P27A11 2415A1A212 A45Q3DP23T1S9OEA3LA3P14A10 23OEA394Q2DP2248A11A47A2P03A92212A11A463Q1DP21INT0TA9A9A5A55 A12Q11A821P20INT113A8A8A6A62A01QCA7132P7

21、8OE2A7OCP07P17A1233P67WEA1234P5P06P166VCCNCP05P1535P45626436P3P04P14437P2P03P133P02P1238P1239P0P01P11/T1P00P10/T图 4.5 AT89C51与地址 6264 的连接4.5温度检测电路4.5.1数字温度传感器的选择1. DS18B20 的主要特性DS18B20主要有下列特性 :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 DS18B20 共享 ;3 ）无需外部元器件 ;4 ）供电可以通过数据线 ;5 ）可以检测 - 55 + 125 C范围内的温度 , 精度在

22、 0. 5 度 ;6 ）表示温度用 9bit 数字量 ;7 ）只需 200ms 就能将温度转换成数字量 ;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PR35 T和 SSOP 两种。2. DS1820 内部结构DS18B20 内部结构框图如图4.16 所示。存储器控制逻辑64bitROM和单线高温度触发接口电存储温度传感器源检器测低温度触发8位 CRC 触发器图 4.6 DS18B20 内部结构图从图 4.13 中可以看出 ,DS18B20 由以下几个重要组成部分:1 ）64 位激光只读存贮器。 DS1820 的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

23、个器件的唯一的序号 是接下去的共 48 位，前 56 位的 CRC 校验码是最后 8 位，这也是多个 DS18B20 可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）DS18B20的存贮器。 DS18B20 的存贮器包含高速存贮器RAM和 EERAM(高温 TH和低温 TL 报警触发器）, 首先在高速存贮器 RAM 中写入数据 , 然后将数据复制写入 EERAM中。高速存贮器 RAM 头两个字节存放检测温度的值 , 存放温度的值 为 0 号 (LSB ）, 存放温度值的符号为 1 号 (MSB）。9bit 可用来表示温度的原因是： 1 号存贮器全为 1, 则说明

24、温度为负 , 否则全为 0。先从最低位开始读。若 LSB最低位为 1 , 则表示为 0.5 度 。求值的方法：由 MSB中的值将 LSB中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 0.5 。从 TH和 TL 中复制的值便是第二和第三字节 ; 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 ; CRC 校验在最后一个字节上。3. DS18B20 的工作原理DS18B20的引脚排列如图 4.7 所示。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。 U

25、 DD 是可供选用的不用时需接地的外部 +5V电源端。 GND为大地，空脚 NC。DS18B20DS18B20NC8NC1213NC7NC2GND6NC3I/O5UDDGNDI/O4UCC图 4.7 DS1B820 的引脚图DS18B20是使用特有的温湿度测量技术来测量温湿度的， 图 4.8 所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。斜率累加器预置低温度系数振荡器高温度系数振荡器比较计数器预置加1=0温度寄存器计数器停止=0图 4.8 DS18B20

26、 测温原理框图4. DS18B20 使用中注意事项DS18B20的优点是：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DS18B20进行读写编程时，由于 DS1820与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 DS18B20，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 DS18B20测温程序设计，程序在等待向 DS18B20发出温湿度转换命令的返回信

27、号时， 某个 DS18B20接触不好或断线， 程序进入死循环， 重复不断地读取该 DS18B20没有的返回信号。4.5.2八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 4.9 所示。+5VM1AM1BM1CM1DM1EM1FM1GM1HDS18B20DS18B20DS 18B20D S18B20DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20RaRaRaRaRaRaRaRa10K10K10K10K10K10K10K10K01234567图 4.9八路温度采集电路图中 M1A至 M1H分别为放到所测环境的 8 个不同位置上的 8 个

28、传感器，由DS18B20的性质得出 0 至 7 端口输出电压 U OUT =10mV ，然后 0 至 7 端口再接到温湿度选择电路中。4.5.3八路温度选择电路本系统中采用一个八路模拟选择开关 CD4051，以便八路温度巡回检测，其电路图如下图 4.10 所示。图 4.10 八路温度选择电路图中引脚框中 0-7 为 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。 AT89C51的 P1.4、P1.5 、P1.6 端口分别由 AA、BB、CC接通。3 口 OUT为信号输出口， OUT端口与信号的处理及放大电路相连接。开关 CD4051实图4.6湿度检测电路4

29、.6.1湿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EL7556。从 5 脚送至 8 脚的一定频率的脉冲信号由积分电路及R1、R2、C1 产生。湿度传感器的线性和灵敏度处于较好状态是通过调节 R2 来对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C3 等滤波后送入 A/D 转换器进行转换。本设计采用MXS型电容式湿敏传感器， MXS型电容式湿敏传感器湿度为76%RH时的电容值

30、为500pF。电容相对变化率为1.7pF/%。当湿度在0% 100%RH的范围内时， 9 脚输出精度为2%的相应信号01000Hz 的频率， F/V 电路输出 05V 的输出电压。在调整时，先将湿度设定为5%RH，再调节 R2，保持 9 脚输出 100mV电压即可。MXS型电容式湿敏传感器主要特性：1）与 MCS-51 兼容 ；2）可编程闪烁的4K 字节存储器； 3） 1000 写/ 擦循环的寿命； 4）能保存 10 年数据传 传 传传 传 传I/OUDD图 4.11湿度传感器外观和内部结构图4.6.2 A/D转换电路在设计数据采集系统、 测控系统和智能仪器仪表时， 应在种类繁多、 特性各异的

31、 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 ADC0809。 ADC0809是 8 路 8 位逐次逼近型 A/D 转换 CMOS器件，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 ADC是 0809 与单片机 AT89C51的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 CPU的等待时间， 则采用中断方式。 下面介查询方式和中断方式。ADC0809实

32、图1）查询方式ADC0809与单片机 AT89C51的硬件接口如图4.12 所示：ALEAT8 F 0.09C5 F 0.71 F 3.3WRP2.7RDD触发ADDACLRADDBVREFADDCVREF74LS373ADD 7CIN 708IN 0D 00EOC974LS02ALESTMRT74LS02OE图 4.12 ADC0809 与单片机 AT89C51的硬件接口电路因为 ADC0809具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ADDA、 ADDB、 ADDC分别连接到 AT89C51地址总线的低三位 A0 、 A1 、 A2 上，用于选通 IN

33、 0 IN 7 中的某一个通道。 ALE和 START连在一起，ALE=START=WRP2.7 ，ADC0809在锁存通道地址的同时启动A/D 转换。在读取A/D 转换结果时，三态输出锁存器由 OE=RD P2.7 产生的正脉冲信号来打开。ADC0809的 EOC信号连接到 AT89C51的 P1.0，作为 A/D 转换是否结束的状态信号供 T89C51查询。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：MOVTEMPL0 ， #08H；设置通道个数MOVR1， 2AH；置数据区首地址MOVDPTR， #5000H ；指向通

34、道 0START： MOVXDPTR ， A；启动 A/D 转换MOVR3， #32；设置延时时间LOOP100：DJNZR3， LOOP100 ；延时完成？TEST： NBP3.3， TEST；标志位为 1？不为等待MOVXA， DPTR ；取出 A/D 转换值MOVR1， A；送入数据区INCR1；指针加 1CJNER1， #2FH，START；判断数据区满？2）中断方式AT89C51单片机的一个外部扩展并行口I/O 口 -ADC0809，所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

35、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。4.7显示电路4.7.1 LED 显示器LED 显示器也称为数码管，是由发光二极管显示字段的显示器件。图4.13所示为其外形结构如，图中所示，它由 8 个发光二极管（以下简称字段）构成， 0-9 、 A、 B、 C、 D、E、F 以及小数点“ . ”等字符通过不同的组合来显示出。afbh g f e d c b ah g f e d c b agecd公共阳极公共阴极图 4.13 LED 显示器的结构LED显示器的数字、字符和对应的段码关系都在共阴极来显示。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

36、反，便是共阳极显示器的段码。LED显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 B口，显示器的各个阳极经同相驱动器7407连接。表 4.2数字对应的段码表示字符DPgf edcba段码（ H）0001111113F100000110062010110115B3010011114F401100110665011011016D6011111017D700000111078011111117F9011011116FA0111011177b011111007Cc0011100

37、139d010111105EE0111100179F0111000171P0111001173.1000000080空格0000000000在 AT89C51RAM存储器中对于 6 位显示器，设置 70H76H7 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 74LS245 做驱动数码管的电路。数码管7SEG-M

38、AX4可以动态显示 4 位数字，由于前已经详细介绍过了74LS245芯片及数码管 7SEG-MAX4，所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“ 6-15 ”，“ 6”的含义代表为第 6 个传感器，“- ”是表示温湿度为零下， “-15 ”表示是零下 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

39、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4.14 所示。7SEG-MAX4 -CC-BLUE7SEFG -MA X 4-C C-BLU E2A01 8P00P0. 0B0P013A11 7P0. 1B1P024A21 6P0. 2B2P035A31 5P0. 3B3P04P6A41 4A BC D E12 3 4P0. 4B4P05F GD7A51 3P0. 5B5P068A61 2P0. 6B6P07012345679A71 1P0. 7B70000000019PPPPPPPPCE3012.1DIY222274LS 245PPPPVCC74LS2 45图 4.14 显示电路

40、4.7.2并行电路接口 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C 口的某些位为联络信号，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D7 D0，PA7PA0，PB7 PB0，PC7PC0，均为双向三态数据线， 其中 D7D0连接到 CPU数据总线，用于传递CPU与 8255 之间的命令和数据； PA7 PA0，PB7 PB0，PC7