信息技术在检测仓储害虫中的运用

1、信息技术在检测仓储害虫中的应用Applicaation of innformaation technnologyy in ppest ttestinng of storees摘 要利用信息技术采采集仓储害虫虫的吃食和爬爬行声进行仓仓储害虫的检检测预报是一一种新技术。本本文介绍了利利用仓储害虫虫的吃食和爬爬行声进行仓仓储害虫检测测可行性设计计方案。其设设计思路是对对粮库和中草草药仓库采集集的声信号进进行傅里叶频频谱分析，根根据声信号的的强度确定害害虫种群的数数量：由基波波频率确定害害虫的种类以以及成虫还是是幼虫。计算算机技术的应应用更为仓储储害虫检测技技术的发展起起到推动作用用。关键词：信息技技

2、术 频谱谱分析 仓仓储害虫ABSTRACCTAccordiing thhe souunds oof pessts crrawlinng andd eatiing ,ttestinng pesst of storee by iinformmationn is ss kindd of nnew teechnollogy.TThis ppaper preseents iits deesign progeect too pestt crawwling.It deetermiined tthe nuumber pest throuugh Foourierr anallysis.Then the hhin

3、d oof pesst by basicc freqquencyy.Key Worrd: inndexinng Camm Dyynamiccs Moodel前 言随着近代超大规规模集成电路路的出现,微处理器及及其外围芯片片有了迅速的的发展，集成成技术的最新新进展之一是是将CPU和外围围芯片，如程程序存储器，数数据存储器，并并行，串行II/O口，定定时器/计数数器，中断控控制器及其它它控制部件集集成在一个芯芯片之中，制制成单片计算算机，而近年年来推出的一一些高档单片片机还包括许许多特殊功能能单元，如AA/D,D/A转换器，调调制解调器，通通信控制器，锁锁相环，DMMA,浮点运运算单元等，因因此只

4、要外加加一些扩展电电路及必要的的通道接口就就可以构成各各种计算机应应用系统，智智能仪表，智智能接口，功功能模块等，由由于单片机集集许多优点于于一身（例如如它集成度高高，高可靠性性，工好笑，价价格低廉，体体积小，对工工作环境无特特殊要求和使使用范围宽）得得到广泛应用用。此次我们的设计计就是利用以以8031单单片机为核心心一系列集成成电路的微机机应用系统。本本次设计单片片机来实现对对仓储害虫的的检测，分析析，显示集报报警等工作，利利用现代科技技是那些仓库库里的害虫无无所遁行，同同时由于每年年仓储害虫的的危害十分严严重，因此具具有很高的推推广和应用价价值目 录 第一章 硬件系系统介绍 11 概述-5

5、1。1 预报系系统的声学原原理-512 硬件电路设设计-6121 主主机系统芯片片性能介绍-7122 前前向通道部分分-13123 显显示部分-11413 8031定定时器-22131 概概述-22132 定定时器的控制制字-23第二章 软件件系统介绍1 指令令系统概述-242 中断断系统概述-25221 中中断源-26222 中中断控制-26223 中中断处理过程程-27723 软件程序设设计-228231 主主程序-29232 TT0中断服务务子程序-30233 AA/D转换子子程序-311234 防防脉冲干扰平平均值滤波子子程序-32235 码码制转换-33236 延延时子程序-3342

6、37显示示子程序 - 35程序硬件原理图系统调试总结与体会参考书目 硬件系统介绍概述中药和粮食在储储存中往往因因管理不善遭遭受虫害，霉霉变等，每年年造成严重的的经济损失。根根据全国中药药材协作组织织调查报告，在在四百多种中中药材中，发发现210多多种仓虫。软软，硬，有毒毒，无毒的重重要裁军收藏藏虫的侵害。全全国每年因仓仓储害虫造成成的中药材损损失达五千万万元以上。如如1997年年某仓库储存存30万咖啡啡豆被田七侵侵蚀，损失仅仅按1%计算算则达30000公斤，出出口价格每公公斤计算1660元，共折折合人民币448万元。根根据黑龙江药药材公司统计计，19899年因仓虫损损失达44万万元。因此研研制

7、出能准确确检测仓虫的的仪器，已成成为中药材和和粮食储运系系统建勤损失失的当务之急急。据联合国粮农组组织对世界收收获后粮食损损失调查初步步估计为1%，即使在美美国，每年粮粮食损失也在在十亿美元以以上。仓储害害虫是中草药药和粮食存储储损失的一个个重要原因。如如何早期发现现及准确定位位害虫发生的的部位，已成成为及时根治治害虫，安全全储药和储粮粮的重要工作作内容。结合安全储药和和储粮的迫切切需要，我们们利用信息技技术和单片机机系统设计了了仓储害虫的的预报系统。该该系统具有结结构简单，预预报准确等优优点。该系统统的功能是：可以确定已已发生仓储害害虫的数量及及危害程度；也可以对仓仓储害虫种群群的种类进行行

8、分析和预报报；并且区分分发生的仓储储害虫是成虫虫还是幼虫；该系统可以以同时检测要要哭的环境温温度和相对湿湿度。 111 预报系统的的声学原理仓储害虫产生的的最显著的信信号是其吃食食声和爬行声声。这已经被被许多科学家家得到证实。日日常生活中也也有许多例子子可以证明利利用仓储害虫虫声信号的可可行性。在农农村粮垛中因因保管不善，夏夏季由于温度度高，湿度大大，极易滋生生储粮害虫。有有经验的老人人，在环境安安静时会听到到在粮垛中有有嘘嘘的声音音，这实际上上是储粮害虫虫的吃食声和和爬行声。我我们如果能将将这些声信号号去除噪声，提提取有用的声声信号，则会会对检测仓储储害虫提供快快速准确的检检测方法。仓仓储害

9、虫中不不同种群在粮粮食中吃食和和爬行声的基基波频率范围围大致在10000-12200Hz之间。不不同种群的仓仓储害虫声信信号由不同的的基波频率。我我们基波频率率的数值初步步确定仓储害害虫的种类；另外同一种种群的成虫和和幼虫声信号号的基波频率率也有明显的的不同，这为为我们在仓储储害虫的幼虫虫期间进行预预防提供了可可靠的依据。这这样就可以做做到早预防早早防治。检测测仓储害虫声声信号强度，对对于确定害虫虫数量及危害害程度是一个个重要的技术术指标。仓储储害虫数量越越多，声信号号强度越大，这这个道理是明明显的。因次次本预报系统统特别对声信信号强度进行行监测 以便便确定仓储害害虫种群的数数量。在适宜宜的条

10、件下，仓仓储害虫的繁繁殖速度将加加快，种群数数量增加也快快，因此声信信号强度在短短时间内会有有明显的增加加，也就是声声信号强度会会随时间的变变化加大。因因此监测声信信号强度随时时间的变化率率是发现仓储储害虫的重要要指标。适宜宜的环境温度度和相对湿度度是仓储害虫虫的发生和繁繁殖的重要条条件，本系统统也随时监测测环境温度和和相对湿度这这两个重要的的参数。键盘12 硬件件电路设计键盘系统结构框图如如图1所示CPU p08031p2INTOT1CPU p08031p2INTOT1程序存储器2764显示，键盘8279锁存器数据存储器6264程序存储器2764显示，键盘8279锁存器数据存储器6264驱动

11、驱动频谱分析仪带通滤波器低噪声放大器8通道转换开关A/D0809频谱分析仪带通滤波器低噪声放大器8通道转换开关A/D0809显示显示图1 单片机机电路框图该预报系统中选选用80311作为 CPPU，扩展一一片 27664作为成嘘嘘存储器，一一片62644作为数据存存储器，主要要存储24小小时采集的声声信号强度，基基波频率，声声信号强度变变化率等数据据，为预报仓仓储害虫提供供较多的参考考数据。我们们所研制的仓仓储害虫的预预报系统除了了单片机80031以外，还还外接压电换换能器，低噪噪声放大器，频频谱分析仪，数数模转换器，显显示器和声光光报警等外部部设备。该粮虫自动监测测系统是根据据上述原理设设计

12、的。用采采集的仓储害害虫的声信号号进行预报工工作。在一定定容积的容器器里均匀的放放置六个压电电换能器，采采集仓储害虫虫声信号。首首先由主机发发出控制信号号，确定接受受哪一个压电电换能器采集集的声信号；8031分分时接受每一一个压电换能能器采集的仓仓储害虫的声声信号，再将将其送入低噪噪声放大器进进行放大。实实行24小时时监测。然后后再通过一个个可变的带通通滤波器除去去噪声后，基基本得到没有有噪声的仓储储害虫的声信信号；再送入入频谱分析仪仪对其进行频频谱分析，确确定声信号的的基波频率和和强度。声信信号由频谱分分析仪进行频频谱分析后，在在1秒时间内内由定时器TT1进行计数数，获取基波波频率。基波波频

13、率是粮虫虫监测系统的的关键参数，我我们可以根据据基波频率的的大小确定仓仓储害虫的种种类，并且还还可以根据基基波频率的数数值确定是成成虫还是幼虫虫。将基波信信号的幅度经经过模数转换换后由计算机机进行分析，以以便确定声信信号强度，判判断仓储害虫虫种群数量的的多少等。同同时监测的还还有环境温度度和相对湿度度，在适宜仓仓储害虫繁殖殖的环境温度度和相对湿度度范围，更要要加强检测，以以便及早发现现仓储害虫。主机系统芯片性性能介绍 1 8031内内部结构介绍绍 8031包括一一个8位微处处理器CPUU，具有四个个8位并行II/O（输入入/输出）接接口P0-PP3，每个可可以作输入，也也可以作输出出，两个定时

14、时/计数器都都可以设置成成计数方式，可可以对外部事事件进行计数数，也可以摄摄制成定时方方式，并可以以根据计数或或定时的结果果实现计算机机控制，一个个全双工IUUART（通通用异步接受受发送器）的的串行I/OO口 ，可实实现单片机与与单片机或其其他微机之间间串行通信，五五个中断的中中断控制系统统，具有两个个中断优先级级，四个用来来中断控制的的寄存器IEE,IP,TTCON(用用六位)和SSCON（用用两位）用于于控制中断类类型中断的开开/关和各种种中断院的有有限级别，每每个中断源的的优先级是可可编程的还有有片内振荡器器和时钟产生生电路。8031内部有有128字节节RAM和1228字节的特特殊功能

15、寄存存器（SFRR）内部没有有ROM,在内内部RAM中开辟辟4个通用工工作寄存器区区，共32个个通用寄存器器，堆栈位置置可编程确定定，深度可达达128字节节，外部程序序存储器寻址址空间最大范范围64KBB。8031有400个引脚，是是用HMOSS工艺制造的的芯片，采用用双列直插式式（DIP）封装装。 （1） 主电电源引脚Vsss和VccVcc（40脚脚）：接+55V电源的正端端。Vss（20脚脚）：接+55V电源的地地端。（2） 外接接晶体引脚XXTAL1和和XTAL22XTAL2（118脚）：接接外部晶体和和微调电容的的一端。若需需采用外部时时钟时，该引引脚输入外部部时钟脉冲。检检查8031

16、1振荡电路是是否正常工作作，可用示波波器查看XTTAL2端是是否有脉冲信信号输出。XTAL1（119脚）：接接外部晶体和和微调电容的的另一端。采采用外部时钟钟时，该引脚脚必须接地。（3） 控制制信号引脚RRST/Vppd,ALEE/PROGG,PSENN,EA/VVppRST端/Vppd（9脚）：RST是复复位信号输入入端，高电平平有效。当输入端保持两两个机器周期期（24个时时钟振荡周期期）的高电平平时，就可以以完成复位操操作。此引脚脚的第二功能能是Vpd，即即备用电源输输入端。当主主电源Vccc发生故障，降降低到低电平平规定值时，将将+5V电源源自动接入RRST端，为为RAM提供供备用电源，

17、以以保证存储在在RAM中信信息不丢失，以以便复电后能能继续正常运运行。ALE/PROOG（30脚脚）：地址锁锁存允许信号号端。当CPPU访问片外外存储器时，AALE的输出出信号作为锁锁存低8位地地址的控制信信号。再CPPU访问片外外数据存储器器时会丢失一一个脉冲。平平时不访问片片外存储器式式ALE端也也以1/6的的震荡频率固固定输出正脉脉冲，因而AALE信号可可以用作对外外输出时钟或或定时信号。此此引脚第二功功能对本系统统没有作用。如果要看80331芯片的好好坏，可以用用示波器查看看ALE端是是否有脉冲信信号输出，如如果有，则说说明80311基本正常。ALE端的负载载驱动能力为为8个LS的的T

18、TL（低低功耗高速TTTL）PSEN（299脚）:程序存储允允许输出信号号段。在访问片外程序序存储器时，此此端定时输出出负脉冲作为为读片外存储储器的选通信信号。此引脚脚接EPROOM/ROMM取指期间，PPSEN信号号在每个机器器周期中两次次有效，不过过在访问片外外RAM时要要少产生两次次PSEN负负脉冲信号。PSEN端同样样可以驱动88个LS型的的TTL。要检查80311最小系统上上电后CPUU能否正常到到EPROMM/ROM中中毒取指令码码，也可用示示波器看PSSEN端有无无脉冲信号输输出，如果有有，说明基本本上工作正常常。EA/Vpp（331脚）：外外部程序存储储器地址允许许输入端/固固

19、化编程电压压输入端。当EA引脚接低低电平时，CCPU只访问问片内EPRROM/ROOM，并执行行内部程序存存储器中的指指令，但在PPC（程序计计数器）的值值超过0FFFFH时，将将自动传向执执行外部程序序存储器内的的程序。当输输入信号EAA引脚接低电电平时，CPPU至访问外外部EPROOM/ROMM并执行外部部程序存储器器中的指令，而而不管是否诱诱骗内程序存存储器。在此此系统中EAA/Vpp接接地。 （4） I/O（输入/输出）端口口P0-P33 P0口（P0。00-P0。77，39-332脚）：PP0口是一个个漏极开路的的8为准双向向I/O端口口。作为漏极极开路的输出出端口，每位位能驱动8个

20、个LS型的TTTL负载。当当P0口作为为输入口使用用时，应先向向锁存器（地地址80H）写写入全1，此此时P0口的的全部引脚浮浮空，可作为为高端输入。作作输入口使用用时要先写11，这就是准准双向的含义义。在CPU访问片片外存储器（88031片外外EPROMM/ROM）时时，P0口是是分时提供低低8位地址和和8位数据的的复用总线。在在此期间，PP0口内部上上拉电阻有效效。P1口（P1。00CP1。77，1-8脚脚）：P1口口是一个带内内部上拉电阻阻的8为准双双向I/O端端口，P1口口的每一位能能驱动（吸收收或输出电流流）4个LSS型的TTLL负载。P11口无输入锁锁存功能，所所以在P1口口作为输入

21、口口使用时，应应先向P1口口锁存器（地地址90H）写写入全1，此此时P1口引引脚由内部上上拉电阻拉成成高电平。P2口（P2。00-P2。77，21-228脚）：PP2口是一个个带内部上拉拉电阻的8为为准双向I/O口，P22口的每一位位能驱动4个个LS型的TTTL负载。在在接诱骗外存存储器或扩展展I/O接口口且寻址范围围超过2566个字节时，PP2用为高88位地址总线线，他送出高高8位地址。P3口（P3。00-P3。77，10-117脚）：PP3口是一个个带内部上拉拉电阻的8位位准双向I/O端口，PP3口的各位位能驱动4个个LS型的TTTL负载。PP3口与其它它的I/O端端口有很大的的区别，它除

22、除了作为一般般的准双向II/O端口外外，每个引脚脚还可独立定定义为第二功功能，见下表表口线替代的专用功能能P3。0RSD（串行输输入口）P3。1TXD（串行数数出口）P3。2INT0（外部部中断0）P3。3INT0（外部部中断1）P3。4T0（定时器00的外部输入入）P3。5T1（定时器11的外部输入入）P3。6WR（外部数据据存储器写选选通）P3。7RD（外部数据据存储器读选选通）2 A/D转换换芯片ADCC0809性性能介绍0809是多通通道8位CMMOS A/D转换器。芯芯片的主要部部分是一个88位逐次比较较式A/D转转换器。为了了能实现8路路模拟信号的的分时采集，片片内设置了88路模拟

23、选通通开关以及相相应的通道地地址锁存及译译码电路。转转换后的数据据送入三台输输出数据锁存存器。其最大不可调误误差小于1LLSB，典型型时钟频率为为640kHHz，每通道道的转换时间间也需要666-73个始始终脉冲，约约为100/10000000s。由于ADC08809内部没没有时钟电路路，故事中ff必须由外部部提供。ADC08099的引脚及模模拟通道的地地址码如图33所示IN-0 mf2-1 IN-1 .IN-0 mf2-1 IN-1 .IN-2 .IN-3 mf2-8IN-4IN-5 EOCIN-6 ADDC-AIN-7 ADDC-A ADDC-C ALEMf(-) ENABLEMf(+)

24、START CLOCK图3 08099引脚图0809模拟通通道地址码电源电压Vccc由Vcc和和GND引入入。参考电压压V由外部参参考电压源提提供（典型值值为+5V）。如如果进行笔直直测量，则传传感器之供电电电源与参考考电压源相统统一，可消除除参考电压源源误差的影响响。EOC式A/DD转换结束的的标志信号，可可作为微处理理机中断或查查询信号，当当EOC端出出现高电平时时表示A/DD转换结束。OE为数据输出出允许控制端端，当给OEE端高电平时时控制三态数数据输出锁存存器向外部输输出转换结果果数据。8031通过地地址线P2。00和读，写控控制线，来控控制转换器的的模拟输入通通道地址锁存存，启动和输

25、输出允许，模模拟输入通道道地址的译码码输入A，BB，C由P00。0-P00。3提供，因因0809具具有通道地址址锁存功能PP0。0-PP0。3不需需经锁存器接接入A，B，CC。根据P22。0和P00。0-P00。2的连接接方式，8个个模拟输入通通道的地址，依依IN0-IIN7顺序为为FEF0HH-FEFEEH。转换器的时钟可可由80311的ALE取取得，如果AALE信号频频率过高，应应分频后送入入转换器。地址码选通模拟通道ABC000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7 3 74LLS373地地址锁存器74LS3733是透明的带带有三态门的

26、的入口锁存器器，如图4，当当三态门使信信号线CE位位低电平时，三三态门处于导导通状态，允允许Q端输出出，当CE位位高电平时，输输出三态门断断开，输出端端对外电路呈呈高阻状态，因因此74LSS373用作作地址锁存器器时首先应使使三态门的使使能信号端CCE位地点平平，这时当GG输入端位高高电平时，锁锁存器输出（11Q-8Q）状状态和输入端端（1D-88D）状态相相同；当G端端从高电平返返回低电平（下下降沿）时，输输入端（1DD-8D）的的数据锁入11Q-8Q中中。 74LS373374LS3733作为缓冲寄寄存器，I/O通道，总总线驱动器及及工作寄存器器特别有吸引引力。其功能能表如下：输出控制（O

27、EE）允许（G）D输出LLLHHHL*HL*HL维持三态设计中，74LLS373的的锁存器控制制端G可直接接与80311的锁存控制制信号端ALLE相连，在在ALE下降降沿进行地址址锁存。程序存储器27764EPRROM芯片2764是EPPROM程序序存储器，容容量为8KBB的28脚双双列直插式芯芯片 。如图图，地址范围围是00000H-1FFFFH，共88K字节。2764高5位位地址有P22口送出，PP2口有输出出锁存功能，克克直接至27764地址端端无需锁存器器，共余八位位由P0口通通过74LSS373锁存存器输出，PP0口作分时时复用的双向向总线，左向向2764输输出端低八位位地址同时，由

28、由2764把把输入指令送送出。2764 端（输输出使能端）与与8031的的相连，为低低电平时，允允许27644输出所指定27644存储单元的的内容送上PP0口线。CE ：片选信信号输入端，与与8031AALE相连。A0-A12：地址线D0-D7： 数据线数据存储器622646264是8KK*8位静态态随机存储芯芯片，采用CCMOS工艺艺制造，单一一+5V供电电，额定功耗耗200mww，典型存取取时间2000ns，288县双列直插插式封装。各引脚含义如下下：A0-A12为为地址线；CCE是片选线线；OE是读读允许线；WWE是写允许许线；6264的操作作方式如下：CE1CE2OEWE方式D0-D7

29、H*未选中高阻*L*未选中高阻LHHH输出禁止高阻LHLH读DoutLHHL写DinLHLL写Din122 前向通道单片机用于测控控系统时，总总要由于被测测对象相联系系的通道。因因此，前向通通道设计与被被测对象的状状态，特征，所所处环境密切切相关。本次次我的课题主主要测量对象象是仓储害虫虫爬行和吃食食时的音频信信号以及环境境的温度和湿湿度。针对这这些，我用到到了压电换能能器，八通道道开关，带通通滤波器，运运算放大电路路，频谱分析析仪，08009以及温度度和湿度传感感器。这一通通道可以将采采集的模拟信信号量转换为为数字信号量量输入单片机机系统进行操操作。其通道道结构为：单片机放大整形A/D单片机

30、放大整形A/D转换多路开关 。 。 。 。 。 。下面我们具体介介绍一下该前前向通道。1 压电换能器器用于进行声信号号采集，将其其放在仓库的的不同位置以以获取典型的的数据信息，该该传感器在不不同容量和环环境的仓库中中的科学放置置是整个系统统成功的关键键，需要大量量的实地试验验加以归纳。2八通道开关主要是各个传感感器与整个系系统的结合，由由单片机为每每一个数据采采集通道进行行统一编址。3带通滤波器带通滤波器由LLPF，HPPF及同相比比例电路所组组成，用来对对信号进行滤滤波处理未后后面的频谱分分析做好准备备。123 显示部分8279键盘，显显示芯片8279是一种种通用的可编编程的键盘，显显示接口

31、器件件单片器件就就能够完成键键盘输入和LLED显示控控制功能。8279包括键键盘输入和显显示输出两部部分：键盘部分提供一一种扫描的工工作方式，可可以和具有664个触点的的键控阵列相相连接，也可可以与传感器器阵列相连，能能自动消振（区区抖动毛刺）和和实现双键同同时下按保护护或n键同时时下按保护。显示部分未LEED（七段显显示器）及其其它显示技术术提供了安扫扫描方式工作作的显示接口口，他为显示示器提供多路路服用信号，可可以显示8或或16个数码码。8279的组成成和基本工作作原理输入/输出控制制技术据缓冲冲器数据缓冲器是双双向缓冲器，用用于传送CPPU和82779之间的命命令或数据。A0用于区别信信

32、息的状态。A0=1，输入入：指令 输输出： 状态态字A0=0，输入入；数据 输输出： 数据据（2）控制与定定时器及定时时控制控制与定时寄存存器用于寄存存键盘及显示示的工作方式式，以及由CCPU编程的的其他操作方方式。定时控制包括基基本的技术链链。首级计数数器是一个可可编程的N级级计数器，NN可在2-331之间由软软件控制，以以便从外部时时钟CLK得得到内部所需需要的10000Hz市中中信号。然后后经过分频为为键盘提供适适当的主行扫扫描频率和现现实的扫描时时间。计数器扫描计数器优良良种工作方式式。按编码方方式工作时，计计数器昨二进进制计数。思思维计数状态态从扫描线SSL0-SLL3输出，经经外部

33、译码器器译码后，为为键盘和显示示器提供扫描描线。按译码码方式工作时时，扫描计数数器的最低二二违背译码后后，从SL00-SL3输输出。 （4） 回复缓冲器器，键盘消振振及控制来自RL0-RRL7 88根回复线的的回复信号，由由回复缓冲器器缓冲并储存存。在键盘工工作方式中，这这些线被接键键盘矩阵的列列线。在逐行行扫描时，回回复线用来搜搜索一行中闭闭合的键。当当某一键闭合合时，消振电电路就被置位位，延时等待待100mss之后，在检检验该键是否否是连续保持持闭合。若闭闭合，则该键键的地址和附附加的位移，控控制状态一起起形成键盘数数据被送入88279内部部的FIF00存储器。 （5） FIF0/传感器R

34、AAM及其状态态FIF0/传感感器RAM是是一个双重功功能的8X88RAM。在在键盘或选通通工作方式时时，它是FIIFO 存储储器。每次新新的输入都顺顺序写入到RRAM单元，而而每次读出时时，总是按输输入的顺序，将将最先输入的的数据读出。FFIF0状态态寄存器用来来存放FIFF0RAM的的工作状态。例例如：RAMM是满还是空空；其中存有有多少字符；是否操作出出错等等。当当FIF0存存储器不空时时，状态逻辑辑将产生IRRQ=1信号号，向CPUU申请中断。在传感器矩阵方方式时，这个个存储器又是是传感器RAAM。它存放放着传感器矩矩阵中每一个个传感器的状状态。在此方方式中，若检检索出传感器器的变化，

35、IIRQ信号变变为高电平，向向CPU强求求中断。（6）显示RAAM和显示地地址寄存器显示RAM用来来存储显示数数据。该区具具有16个子子接，也就是是最多可以存存储16个字字节的显示信信息。显示地地址寄存器用用来寄存由CCPU进行读读/写的显示示RAM地址址，它可以由由命令设定，也也可以设置成成每次读出或或写入之后自自动递增。其各引脚功能如如下：OUTA0 OUTB0OUTA0 OUTB0OUTA1 OUTB1OUTA2 OUTB2OUTA3 OUTB3DB0 BDDB1 SL0DB2 SL1DB3 SL2DB4 SL3DB5 RL0DB6 RL1 DB7 RL2IRQ RL3C8 RL4RD

36、RL5 WR RL6 A0 RL7CLK SHIFTRESET CNILSD0-D7(数数据总线)：双向，三态态总线，和系系统数据总线线相连，用于于CPU和88179间数数据/命令传传送。CLK（系统时时钟）：输入入线，为82279提供内内部时钟的输输入端。RESET(复复位)：输入入线，当REESET=11时，82779复位，其其恢复状态为为：16位字字符显示；编编码扫描键盘盘-双双键锁定；程程序时钟编程程为31。CS(片选)：输入线，当当CS=0时时，82799被选中，允允许CPU对对其读，写，否否则被禁止。A0（数据选择择）：输入线线，当A0=1时，CPPU写入数据据为命令字，读读出数据

37、为状状态字；A00=0时CPPU读，写的的字节均为数数据。WR,RD(读读，写信号)：输入线，低低电平有效，来来自CPU的的控制信号，控控制82799的读，写操操作。IRQ(中断请请求)：输出出线，高电平平有效。在键盘工作方式式中，当FIIFO/传感感器RAM存存有数据时，IIRQ为高电电平，CPUU每次从RAAM中读出数数据时，IRRQ变为低电电平，若RAAM中仍有数数据，则IRRQ再次恢复复为高电平。SL0-SL33(扫描线)：输出线，用用来扫描键盘盘和显示器，它它们可以编程程设定为编码码（4中取11）或译码输输出（16中中取1）。RL0-RL77(回复线)：输入线，它它们是键盘矩矩阵或传

38、感器器的列（或航航）信号输入入线。SHIFT（移移位信号）：输入线，高高电平有效，该该输入信号是是8279键键盘数据的次次高位（D），通常用来来扩充间开关关的功能，可可以用作键盘盘上，下档功功能键。在传传感器方式和和选通方式中中无效。CNTL/STTB(控制/选通)：输输入线，高电电平有效。在键盘工作方式式中，该输入入信号是键盘盘数据的最高高位（D），通常用来来扩充间开关关的控制功能能，作为控制制功能键用。在选通工作方式式中，该信号号的上升沿可可以将来自RRL-RL的的数据存入FFIFO RRAM中。在传感器方式下下，该信号无无效。OUTA0-OOUTA3(A组显示信信号):输出出线。OUTB

39、0-OOUTB3(B组显示信信号)：输出出线。这两组引线都是是显示数据输输出线，与多多位数字显示示器的扫描线线SL-SLL同步，两组组可以独立使使用，也可以以合并使用。BD(显示消隐隐)：输出线线，低电平有有效，该信号号在数字切换换显示或使用用消隐命令是是将显示消隐隐。8279键盘配配置最大8*8，扫描线线由SL0-SL2通过过3-8译码码器提供接入入键盘列线（设设扫描线位列列线）查询现现有反馈输入入线RL0-RL7提供供接入键盘行行线（设定查查询线为列线线）。8279显示器器最大配置为为16位显示示，位选线由由扫描线SLL0-SL33经4-166译码器，驱驱动器提供；段选线由BB0-B3,A

40、0-A33通过驱动器器提供。信号号线可用来控控制译码器，实实现显示器的的消隐。与8031连接接我特殊要求求，除数据线线P0口，可可直接连接外外，由80331地址线选选择，时钟由由ALE提供供，A选择线线也可以由地地址线选择。8279的REESET按图图中连接，为为上电复位方方式，使用SSHIFT和和CNTL/STB时，可可按图中连接接，SHIFFT和CNTTL/STBB内部由上拉拉电阻。8279的中断断请求线须经经反相器与88031相连连。ALE可直接与与8279CCLK相连，由由8279设设置适当的分分频数，分频频至100HHz。命令格式与命令令字键盘/显示方式式设置命令字字：命令格式：D7

41、D6D5D4D3D2D1D0000DDKKK其中：D7.D6.DD5=0000位方式设置置命令特征位位。D D (D4.D33):用来设设定显示方式式，其定义如如下：00 8个字符符显示，左入入口01 16个字字符显示，左左入口10 8个字符符显示，右入入口11 16符显显示，右入口口 所谓左入口，既既显示位置从从罪作一位（最最高位）开始始，以后逐次次输入的显示示字符逐个享有顺顺序排列；所所谓右入口，既既显示位置从从最后一位（最最低位）开始始，以后逐次次输入的显示示字符逐个向向左顺序排列列。 K K K(D2,D11,D0):用来设定七七种键盘，先先是工作方式式：000 编编码扫描键盘盘， 双

42、键锁锁定001 译译码扫描键盘盘， 双键锁锁定010 编编码扫描键盘盘， N键轮轮回011 译译码扫描键盘盘， N键轮轮回100 编编码扫描传感感器矩阵101 译译码扫描传感感器矩阵110 选选通输入，编编码现实扫描描111 选选通输入，译译码现实扫描描双键锁定与N键键轮回是多键键按下时的两两种不同的保保护方式。双双键锁定为两两键同时按下下提供的保护护方法。在消消颤周期里，如如果有两键同同时按下，则则只有其中一一个键弹起，而而另一个键保保持在按下位位置时，才被被认可。N键键轮回为N键键同时按下的的保护方法。当当有若干键按按下时，键盘盘扫描能够根根据发现他们们的状态送入入FIFO RAMM中。程

43、序时钟命令命令格式：D7D6D5D4D3D2D1D0001PPPPP其中：D7.D6.DD5=0011为时钟命令令特征位。PPPPP(DD4,D3,D2,D11,D0)用用来设定对外外部输入CLLK端的时钟钟进行分频的的分频数N。NN取值为2-31。例如如外部时钟频频率为2MHHz，PPPPPP被设置置成为101100（N=20）,则对输入入的外部时钟钟20分频，已已获得82779内部要求求的100HHz的基本频频率。读FIFO/传传感器RAMM的命令命令格式：D7D6D5D4D3D2D1D0010AIXAAA其中：D7.D6.DD5=0100为读FIFFO/传感器器RAM命令令特征位。该该命

44、令字只在在传感器方式式时使用。在在CPU读传传感器RAMM之前，必须须用这条命令令来设定传感感器的8个地地址（每个地地址一个字节节）。AAA(D2,D1,D00)为传感器器RAM的88个字节地址址。AI（D4）为为自动增量特特征位。当AAI=1时，每每次读出传感感器RAM后后地址自动加加1使地址指指针指向下一一个存储单元元。这样，下下一个数据便便从下一个地地址读出，而而不必重新设设置读FIFFO/传感器器RAM命令令。在键盘工作方式式中，由于读读出操作严格格按照先入先先出顺序，因因此，不许输输用这条命令令。读显示RAM命命令命令格式：D7D6D5D4D3D2D1D0011AIAAAA其中：D7

45、.D6.DD5=0111为读显示RRAM命令特特征位。该命命令用来设定定将要读出的的显示RAMM地址。AAAA(D33,D2,DD1,D0)用来寻址显显示RAM中中的存储单元元。由位显示示RAM中116个字节单单元故需要44位寻址。AI（D4）为为自动增量特特征位。当AAI=1时，每每次读出现实实RAM后地地址自动加11使地址指针针指向下一地地址。写现实RAM命命令命令格式：D7D6D5D4D3D2D1D0100AIAAAA其中：D7.D6.DD5=1000为写显示RRAM命令特特征位。在写写显示RAMM之前用这个个命令来设定定将要写入显显示RAM地地址。AAAA(D33,D2,DD1,D0)

46、为将要写入入的RAM中中的存储单元元地址。AI(D4)为为自动增量特特征位AI=1时，每次次写入后地址址自动加1，指指向下一次写写入地址。显示禁止写入/消隐命令特特征位。命令格式：D7D6D5D4D3D2D1D0101XIWAIWBBLABLB其中：D7.D6.DD5=1011为显示禁止止写入/消隐隐命令特征位位。IW/A,IWW/B(D33,D2)为为A,B组显显示RAM写写入屏蔽位。由由于现实寄存存器分成A,B两组，可可以单独送数数，故用两位位来分别屏蔽蔽。当A组的的屏蔽位D33=1时，AA组的显示RRAM禁止写写入。因此，从从CPU写入入显示器RAAM数据时，不不会影响A的的显示。这种种

47、情况通常在在采用双4位位显示器时使使用。因为两两个四位显示示器时相互独独立的。为了了给其中一个个四位显示器器输入数据而而又不影响另另一个四位显显示器，因此此必须对另一一组的输入实实行屏蔽。BL/A,BLL/B(D11,D0)为为消隐设置位位。用于对两两组显示输出出消隐。若BBL=1,对对相应的显示示输出被消隐隐。当BL=0,则恢复复显示。清除命令 命令令格式：D7D6D5D4D3D2D1D0110CDCDCDCFCA其中：D7.D6.DD5=1100为清除命令令特征位。CD,CD,CCD(D4,D3,D22)用来设定定清除显示RRAM方式。共共有四中校出出访时，清除除显示RAMM约需要1660

48、。在此期期间FIFOO状态的最高高位D0=11,表示显示示无效。CPPU不能向显显示RAM写写入数据。结束终端/错误误方式设置命命令命令格式：D7D6D5D4D3D2D1D0111E*D7,D6,DD5=1111为该命令的的特征位。此此命令由两种种不同的作用用。作为结束中断命命令作为特定错误方方式设置命令令。上述八种用于确确定82799操作方式的的命令皆由DD7，D6，DD5特征位确确定，输入88279后自自动寻址相应应的命令寄存存器。因此，写写入命令字是是唯一的要求求是使数据选选择信号A00=1.八段LED显示示器八段LED显示示器由8个发发光二极管组组成，其中77个长条形的的发光管排列列成

49、“日”字形，另一一个贺点形的的发光管在显显示器的右下下角作为显示示小数点用，它它能显示各种种数字机部份份英文字母。LLED显示器器由两种不同同的形式：一一种是8个发发光二极管的的阳极都连在在一起的，称称之为共阳极极LED显示示器;另一种种是8个发光光二极管的阴阴极都连在一一起的，称之之为共阴极LLED显示器器。如下图所所示。 共阴和共阳结构构的LED显显示器各笔划划段名和安排排为制式相同同的。当二级级管导通时，相相应的笔划段段发亮，由发发亮的笔划段段组合而显示示的各种字符符。8个笔划划段对应一个个字节的D77D6D5DD4D3D22D1D0.于是用8位位二进制码就就可以表示欲欲显示字符的的字形

50、代码。例例如：对于共共阴LED显显示器，当公公共阴极接地地，而阳极hhgfedccba各段为为01110011时，显显示器显示“P”字符，即队队共阴极LEED显示器，“P”字符的字形码是73H。如果是共阳LED显示器，公共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为10001100（8CH）。8031定时器器概述8031单片机机片内有两个个16位定时时器/计数器器：定时器00（T0）和和定时器（TT1）。他们都有有定时或事件件计数的功能能，可用于定定时控制，延延时，对外部部事件计数和和检测等场合合。定时器T0和TT1实际上都都是16位加加1计数器。其其中，T0有有两个8位特特殊功能寄存存器TH0

51、和和TL0构成成。每个定时时器都可以由由软件设置为为定时工作方方式或技术工工作方式及其其它灵活多样样的可控功能能方式。这些些功能都是有有特殊功能寄寄存器TMOOD设置和TTCON所控控制。设置为定时工作作方式时，定定时器计数88031片内内振荡器输出出经12分频频后的脉冲，即即每个机器周周期是定时器器（T0或TT1）的数值加11直至计满溢溢出。当80031采用112MHz晶晶振时，一个个机器周期为为1，计数频频率为1MHHz。设置为技术工作作方式时，通通过引脚T00(P3.44)和T1(P3.5)对外部脉冲冲信号计数。当当输入脉冲信信号产生由11至0的下降降沿时，定时时器的值加11。在每个机机

52、器周期的SS5P2期间间采样T0和和T1引脚的的输入电平，若若前一个机器器周期采样值值为1，下一一个机器周期期采样值为00，则计数器器加1。此后后的机器周期期S3P1期期间，新的数数值装入计数数器，所以，检检测一个1至至0的跳变需需要二个机器器周期，故最最高计数频率率为震荡频率率的二十四分分之一。虽然然对输入信号号的占空比无无特殊要求，但但为了确保某某个电平在变变化之前至少少被采样一次次，要求电平平保持时间至至少是一个完完整的周期。不管是定时工作作还是计数方方式，定时器器T0或T11在对内部时时钟或对外部部事件计数时时，不占用CCPU时间，除除非定时器/计数器溢出出，才可能中中断CPU的的当前

53、操作。由由此可见，定定时器是单片片机中效率高高而且工作灵灵活的部件。除了可以选择定定时器或计数数器工作方式式外，每个定定时器/计数数器还有四种种工作模式，也也就是每个定定时器可构成成四种电路结结构模式。其其中，0-22模式对T00和T1都是是一样的，模模式3对两者者是不同的。定时器的控制字字定时器有两个控控制字，由软软件写入TMMOD和TCCON两个88位寄存器，用用来设置T00和T1的操操作模式和控控制功能。当当8031系系统复位时，两两个寄存器所所有位都被清清0。工作模式TMOOD(89HH)TMOD用于控控制T0和TT1的操作模模式，其各位位的定义模式式如下：D7 D6 DD5 D44

54、D3 D2 D1 DD0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0(2)控制寄存存器TCONN(88H)定时器控制寄存存器TCONN除可字节寻寻址外，各位位还可以位寻寻址各位定义义如下：8FH 8EH 8DDH 8CHH 8BH 8AH 889H 888HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0软件系统介绍一台计算机只有有硬件（称为为裸机）是不不能工作的，必必须配备各种种功能的软件件才能发挥其其运算，测控控等功能。软软件中最基本本是指令系统统，不同类型型的CPU有有不同的指令令系统，在这这里我们用的的视MCS-51系列单单片机指令系系统，在变成成过程中，由由于汇编语言言与硬件结合合得

55、很密切，对对于定时器和和终端机特殊殊功能寄存器器的使用时十十分重要的。指令系统概述指令是指挥计算算机执行某种种操作的命令令。一条指令令可用两种语语言形式表示示，即机器语语言和汇编语语言指令。机机器语言指令令是用二进制制代码表示，称称指令码，又又称机器码，计计算机能直接接识别并加以以分析和执行行。汇编语言言指令用助记记符表示，称称汇编语言指指令。它便于于程序员编写写，阅读和识识别程序，但但不能为计算算机识别和理理解，必须会会变成机器语语言指令才能能为计算机所所认识，并执执行。一台计算机所有有指令的集合合，成为该计计算机的指令令系统。它是是表征计算机机性能的重要要标志。每台台计算机都有有它自己特有

56、有的指令系统统。 8051汇编语语言需用400多种助记符符来表征300多种指令功功能。由于功功能助记符需需定义诸如内内部数据存储储器，程序存存储器，外部部数据存储器器等，同一种种功能需用几几个助记符来来表示(如MMOV,MOOVX,MOOVC等)。通通过这些助记记符，与指令令中的源，目目的地址组合合成MCS-51的1111条指令。按指令的功能，归归纳为5大类类:数据传送指令（228条）；算术传送指令（224条）；逻辑操作指令（225条）；控制转移指令（117条）；位操作指令（117条）；MCS-51指指令系统是用用户比较熟悉悉的MCS-48指令系系统的扩充。扩扩充后的指令令系统可扩展展片内CP

57、UU的外围接口口功能，并优优化字节效率率和执行速度度。MCS-51指令系系统由49条条单字节指令令，45条双双字节指令，117跳三字节节指令组成，这这样可提高程程序存储器的的使用效率。对对于大多数算算数，逻辑运运算和转移操操作，可选用用短地址或长长地址指令来来实现，以提提高运算速度度，编程效率率和节省存储储器单元。在在111条指指令中，644条指令的执执行时间为112个震荡器器周期，455条为24个个振荡器周期期，只有乘，除除法指令需88个震荡周期期。当主频为为12MHzz时，典型指指令的执行时时间为1USS,运算速度度是比较快的的。用汇编语言表示示的指令格式式（与典型微微型计算机相相似）为：

58、标号：操作码助助记符 （目的的操作数），（原原操作数）;注释中断系统概述现代计算机都具具有及时处理理功能，能够够对外界异步步发生的的事事件做出及时时的处理。这这是靠中断技技术来实现的的。当CPU正在处处理某件事情情的时候，外外部发生的某某一事件请求求CPU迅速速去处理，于于是CPU暂暂时终止当前前的工作，转转出处理发生生的事件。中中断服务处理理完该事件以以后，再回到到原来被终止止的地方继续续原来的工作作，这样的过过程称为中断断。实现这种种功能的部件件叫做中断系系统，产生中中断的请求源源叫做中断源源。中断源向向CPU提出出的请求叫做做中断请求或或者中断申请请。CPU暂暂时终止自身身的事务转去去处

59、理事件的的过程，称为为CPU的中中断响应过程程。对事件的的整个处理过过程称为中断断服务。处理理完毕，再回回到原来被终终止的地方，称称为中断返回回。8051单片机机有5个中断断源，4个用用于中断控制制的寄存器IIE，IP,TCON,和SCONN,用来控制制中断的类型型，中断开关关和各种中断断源的优先级级别，可实现现二级中断服服务程序嵌套套。中断是计算机的的一项重要功功能。采用中中断技术可以以实现以下的的功能：分时操作。计算算机的中断系系统可以使CCPU与外设设同时工作。CCPU在启动动外设后，便便继续执行主主程序；而外外设被启动时时，开始进行行准备工作。当当外设准备就就绪时，就向向CPU发出出中

60、断请求，CCPU相应中中断请求并为为其工作完毕毕后，返回到到原来的断点点处，继续运运行主程序。实时处理。当计计算机用于实实时控制时，请请求CPU提提供服务是随随即发生的，有有了中断系统统，CPU就就可以立即响响应并加以处处理。故障处理。计算算机在运行时时往往会出现现一些故障，如如电源断电，存存储器奇偶校校验出错，运运行溢出等。有有了中断系统统，当出现上上述情况时，CCPU可及时时转去执行故故障处理程序序，自行处理理故障而不必必停机。8051中断源源8051中断系系统的五个中中断源为INT0外部部中断0请求求，低电平有有效。通过PP3.2引脚脚输入。INT1外部部中断1请求求，低电平有有效。通过