畜舍通風換氣風機自動控制

1、微機原理課程設計報告題 目:畜舍通風換氣風機自動控制設計學生姓名：劉桂奇學 號：200817010121專業(yè)班級：計算機科學與技術 08101班同組姓名：王國策指導教師：楊紅杰設計時間：2011年上學期第19周指導老師意見：評定成績：簽名：日期：年 月日目錄一、設計前言 21.1設計目的意義 21.2設計任務 21.3設計要求 2二、總體設計 22.1溫度數(shù)據(jù)采集模塊 32.2溫度轉換及顯示模塊 32.3 LED顯示控制模塊 42.4蜂鳴器控制模塊 42.5直流電機控制模塊 4三、課程設計過程 53.1硬件設計 53.2軟件設計 5四、系統(tǒng)測試 64.1系統(tǒng)調試 64.2過程調試 6五、程序代

2、碼清單 7六、課程設計總結 15、設計前言11設計目的意義隨著智能畜禽農業(yè)規(guī)模的不斷擴大，環(huán)境的好壞對農業(yè)產(chǎn)品健康的影響逐步 地體現(xiàn)出來，只有創(chuàng)造一個空氣新鮮，溫、濕度適宜，干暖舒適的環(huán)境條件，才 能讓農業(yè)產(chǎn)品更好的生長，保持旺盛，發(fā)病率降低，獲得較高的增長速度和轉換 率，創(chuàng)造較高的經(jīng)濟效益。因此，調控好室內空氣、濕度和溫度等環(huán)境，是農業(yè) 產(chǎn)品管理的最根本問題。1.2設計任務通過A/D采集并存儲蓄舍溫度，根據(jù)蓄舍溫度要求，通過D/A輸出控制信號，控制風機的轉速及風機的啟動、停止，實現(xiàn)蓄舍溫度及空氣的自動調節(jié)。1.3設計要求(1) 當 溫度W18C，風機不轉動，并且四個紅燈閃爍。(2) 當18C

3、v溫度20C,啟動風機低速轉動。(3) 當20Cv溫度25C,啟動風機中速轉動。(4) 當25Cv溫度30C,啟動風機高速轉動。(5) 當溫度超過30C，紅色發(fā)光二極管全亮、喇叭連續(xù)發(fā)聲報警。(6) 用直流電機帶動風機，計算機輸出的數(shù)字量經(jīng)D/A轉換后變?yōu)楦?、中?低三種電壓，控制直流風機的三種轉速。二、總體設計使用可編程并行接口 8255對實驗箱上的溫度檢測芯片 DS18B20進行控制和 數(shù)據(jù)傳輸，編寫程序對數(shù)據(jù)進行讀取并轉換為相應的 BCD碼，判斷從外界采集的 溫度并根據(jù)此溫度與所在的不同區(qū)間的溫度來調用的相應的子程序，并利用 DA0832進行數(shù)模轉換來控制風機的轉動。利用 8255PA端

4、口控制LED燈的顯示、PC端口（C1）進行蜂鳴器的控制，并提取溫度轉換為非壓縮的BCD碼，顯示到八段數(shù)碼管上。該設計主要分為以下幾個主要功能模塊：2.1溫度數(shù)據(jù)采集模塊本模塊利用實驗箱自帶的數(shù)字溫度計 DS18B2C測量溫度，程序通過可編程并行接口 8255的PC0口對DS18B20寫讀寫命令，并將讀到的溫度數(shù)據(jù)從 PC0口按 位讀取出來，存放在AX寄存器內。22溫度轉換及顯示模塊本模塊將數(shù)據(jù)采集模塊得到的溫度數(shù)值首先轉換為BCD碼，提取溫度數(shù)據(jù)，轉換為非壓縮型BCD碼。具體轉換過程可參考附錄II的核心代碼的BCD轉換部 分。轉換完后調用Display8在八段數(shù)碼管上顯示溫度。COM COM2

5、.3 LED顯示控制模塊根據(jù)此次課程設計的目的與要求，當溫度超過30C時，紅色發(fā)光二極管閃爍。 用8255的PA端口來控制紅燈亮，中間再調用一個延時，可以從視覺上 看出紅燈閃爍。具體過程可參考附錄中的程度代碼。2.4蜂鳴器控制模塊根據(jù)此次課程設計的目的與要求，當溫度值大于30C時，要控制蜂鳴器做出 報警。本程序是利用8255PC端口（ PC1來控制蜂鳴器發(fā)出報警聲音。2.5直流電機控制模塊根據(jù)此次課程設計的目的與要求，當溫度超過20C小于25E時，要控制風機低速轉動。當溫度超過25C小于30C時，要控制風機中速轉動，當溫度超過 30C時，要控制風機高速轉動。設計中通過不同區(qū)間數(shù)據(jù)的比較，給低、

6、中、高 三種不同的轉速賦予不同的電壓值傳送給 DA0832利用DA0832控制直流電機轉 動，由于輸出高電平功率較小，導致無法自動驅動電機轉動，所以在輸出之后接 試驗箱的功放模塊，放大功率后，輸出高電平可自動驅動直流電機轉動。三、課程設計過程3.1硬件設計 3.1.1硬件電路連線表1硬件連線E5:B、C-G5: B、CA3:CS1-B4:CSA3:CS2-B4:CSA3:CS5-E5:CSA3:A0-E5:A0A3:A1、A0-B4:A1、A0G1: TOUT-B4:PC0G6:發(fā)光二極管-B4:JP56B2:2M-G1:TCTRLE2:IN1-B3:OUTE2:OUT1-F1:CTRLB4:

7、PC1-D1:CTRL3.2軟件設計軟件部分利用實驗箱為運行平臺，運用匯編指令編寫?？刂瞥绦蛑饕囟葦?shù)據(jù)采集模塊、溫度轉換及顯示模塊、LED顯示控制模塊、蜂鳴器控制模塊、 風機控制模塊等。初始化程序包含：8255初始化程序、18B20初始化子程序。四、系統(tǒng)測試4.1系統(tǒng)調試按照硬件連線連接電路，為方便調試，將程序內的溫度區(qū)間作了調整。將原 來設計要求里的v=10C暫時設定為18C到20C, 10C到30C設定為25C到 30C。系統(tǒng)啟動后，溫度傳感器得到當前室溫，但是溫度過低。之后給溫度采集 模塊的Ctrl引腳一定的電壓，手動升溫，當溫度到20 C不超過25 C風機開始低 速轉動，當溫度到

8、了 25C但不超過30C時，風機開始中速轉動，當溫度超過30C 時，此時蜂鳴器開始發(fā)出報警聲，紅色發(fā)光二極管開始閃爍，表示溫度過高。4.2過程調試在調試過程中，雖然遇到了很多的問題，程序代碼有錯誤，線路連接的不恰 當?shù)?，通過老師和同學的幫助，出通過查一些資料，最終解決了這些問題。完成 了設計。4.2.1蜂鳴器控制問題設計中，當溫度低于20C或者溫度大于40C時，需要控制蜂鳴器報警，設 計初期想利用可編程并行接口 8255的PC1 口輸出低電平控制蜂鳴器，但是調試 過程中發(fā)現(xiàn)，由于程序運行過程中需要對8255不斷的進行初始化操作，導致PC1 口的電平不穩(wěn)定，使蜂鳴器不能很好的控制，通過查資料，修

9、改設計，利用PC1 PC2、PC3輸出高電平，接74LS138譯碼器控制蜂鳴器報警，這樣就能很好的解 決該問題。4.2.2電機控制問題調試中，由于室內的溫度過低，在要求的溫度范圍內帶動風機不能轉動，所 以決定加上一定的電壓使采集的溫度不至少于太低，經(jīng)過調試后，由于輸出的功率不高，帶動風機轉動不明顯，所以在 DA0832的輸出端口 OUT端連上了功放電路，這時當溫度在某個區(qū)間時，風機就可以明顯地看出轉速的快慢。由此解決了 電機的控制問題。433發(fā)光管問題設計中，利用可編程并行接口 8255的PA口控制發(fā)光管。當需要某一顏色的 發(fā)光管常亮時，其他的發(fā)光管需要處于熄滅狀態(tài)， 但通過調試發(fā)現(xiàn)，實際運行

10、過 程中，當某一顏色的發(fā)光管常亮時，其他發(fā)光管長時間處于熄滅狀態(tài)，但還會出 現(xiàn)一個短暫的點亮的過程，導致其他發(fā)光管出現(xiàn)閃爍，后來經(jīng)過請教老師得知， 由于程序運行過程中需要對8255不斷的進行初始化操作，每次初始化，8255的 PA 口會輸出高電平，導致某些發(fā)光管出現(xiàn)短暫的閃爍，解決方法是可以使用另 外一個可編程并行接口 8255,用這個8255的PA 口來控制發(fā)光管，程序運行過 程不會多次對這個8255初始化，所以不會再出現(xiàn)上一個問題。經(jīng)過測試，這樣 做可以解決該問題。五、程序代碼清單.MODELTINY；連線;8255CS-CS1;8255.PC.0-18B20.TOUT;A0-A0;A1-

11、A1;18B2018B20.TOUT-8255.PC.7CON_8255EQU0F003HPC_8255EQU0F002HPB_8255EQU0F001HPA 8255EQU0F000HDA0832 EQU0D000HEXTRN DISPLAY8:NEAR.STACK300.DATA08 DUP(0);溫度臨時存放區(qū)VOLTAGE DB BUFFER DB.CODESTART: MOVMOVMOVNOPCALLMAIN:CALL送讀溫度指令JBCALLCALL 換為BCD碼AX,DATADS,AXES,AXINIT8255START_TEMPERATUREMAINDELAYTIMERD_TEM

12、PERATURE;向 DS18B20 發(fā);讀出溫度值，并轉CALL TEMPERATURE_CASECALLDELAYTIMECALLDAC0832CALLBCD碼,并顯示DIS_BCD;提取溫度數(shù)據(jù)，轉換為非壓縮型JMPMAIN；判斷溫度控制電機速度TEMPERATURE_CASE PROC NEAR PUSH AX;寫 1(8255.PC.仁1)MOV DX,PC_8255;蜂鳴器不響MOV AL,03HOUT DX,ALMOV BX,AXCMP BX,0120H;18CJB CASE1CMP BX,0140H;20CJB CASE2CMP BX,0190H;25CJB CASE3CMP

13、BX,01E0H ;30C JB CASE4;寫 0(8255.PC.仁0)MOV DX,PC_8255;超過30C時，驅動蜂鳴器響MOV AL,02HOUT DX,ALJMP CASE5RETURN: POP AXRETCASE1:MOV VOLTAGE,0FHJMP RETURNCASE2:MOV VOLTAGE,0FHJMPRETURNCASE3:MOV VOLTAGE,20H;20C 25C間風機開始低速轉動JMPRETURNCASE4:MOV VOLTAGE,55H;25C 30C間風機中速轉動JMPRETURNcase5:MOVDX,PA_8255;超過30 C時風機咼速轉動，此時

14、紅燈閃爍MOVAL,0CCHOUTDX,ALCALLDELAYTIMEMOVDX,PA_8255MOVAL,00HOUTDX,ALMOV VOLTAGE,99HJMPRETURNTEMPERATURE_CASE ENDPDAC0832 PROC NEARPUSHAXMOVDX,DA0832MOVAL,VOLTAGEOUTDX,ALPOPAXRETDAC0832 ENDP.*;溫度轉換/顯示.*DIS_BCDPROCNEARMOVBX,AXLEADI,BUFFER+7STDMOVAL,10HSTOSBSTOSBSTOSBSTOSBTESTAH,08HJNZDIS_BCD1STOSBJMPDIS_

15、BCD2MOVAL,11HSTOSBNEGBXSHLBX,1SHLBX,1SHLBX,1SHLBX,1MOVAX,10XCHGAL,BHDIVBHCMPAL,0JNZDIS BCD3DIS_BCD1:DIS_BCD2:;10H表示不需要顯示；正數(shù)；負數(shù);將溫度整數(shù)位轉換為ASCI;將溫度的個位與十位合在BH中；判斷溫度的十位是否為 0進行相應處理MOVAL,10H；十位為0XCHGAL,DI+1STOSBJMPDIS_BCD4STOSBMOVAL,AHORAL,80H；小數(shù)點STOSBXORAL,AL；轉換小數(shù)部分TESTBL,10HJZDIS_BCD5MOVAL,6TESTBL,20HDIS

16、_BCD3:DIS_BCD4:DIS_BCD5:22JZADDDAADIS_BCD6: TESTJZADDDAADIS_BCD7: TESTJZADDDAADIS_BCD8: MOVRORAND STOSBCLDLEACALL RETDIS_BCD ENDP；延時程序DELAYTIME PROC XOR LOOPLOOPLOOP RETDELAYTIME ENDP;寫0W_L PROCPUSHMOVMOVOUTPOPRETW_L ENDP;寫1W_H PROC PUSH MOVDIS_BCD6AL,12HBL,40HDIS_BCD7AL,25HBL,80HDIS_BCD8AL,50HCL,4A

17、L,CLAL,0FHSI,BUFFER;顯示溫度DISPLAY8NEARCX,CX$NEARAXDX,CON_8255AL,80HDX,ALAXNEARAXDX,CON_8255MOVAL,01HOUTDX,ALPOPAXRETW_H ENDPQS18B20復位初始化子程序INIT_18B20PROCNEARCALLW_L;主機發(fā)出501us復位低脈沖MOVCX,136LOOP$MOVDX,CON_8255MOVAX,89HOUTDX,AL;PC輸入狀態(tài)DECDXMOVCX,15INIT_18B20_1:INAL,DXTESTAL,01HJZINIT_18B20_2LOOPINIT_18B20

18、_1STC;置位標志位，表示 DS18B20不存在RETINIT_18B20_2:MOVCX,136LOOP$CLC;復位標志位，表示DS18B20存在RETINIT_18B20ENDP;寫操作WRITE_18B20PROCNEARMOVCX,8;一共8位數(shù)據(jù)WRI:CALLW_L;0-PC0RORAL,1JNBWRI1CALLW_HWRI2:PUSHCXMOVCX,12LOOP$;延時55usPOPCXCALLW_HLOOPWRIRETWRI1:PUSHCXPOPCXJMPWRI2WRITE_18B20 ENDP；讀操作READ_18B20 PROC NEARMOVCX,8；數(shù)據(jù)一共有8位READ: MOVDX,CON_8255MOVAL,80HOUTDX,AL;0-PC0MOVAL,89HOUTDX,AL;輸入狀態(tài)NOPNOPNOPMOVDX,PC_8255INAL,DXRORAL,1RCRBL,1MOVDX,CON_8255MOVAL,80HOUTDX,ALMOVAL,01HOUTDX,AL;1-PC0LOOPREADMOVAL,BLRETREAD_18B20 ENDP.*判斷DS18B20是否存在，啟動 DS18B20*;CY為判斷標志START_TEMPERATURE:CALLINIT_18B20 ;先復位DS18B20JBGE