畜舍通風(fēng)換氣風(fēng)機(jī)自動控制設(shè)計

1、題 目： 畜舍通風(fēng)換氣風(fēng)機(jī)自動控制設(shè)計 學(xué)生姓名： 劉桂奇 學(xué) 號： 200817010121 專業(yè)班級： 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)08101班 同組姓名: 王國策 指導(dǎo)教師： 楊紅杰 設(shè)計時間：目錄一、設(shè)計前言 . 21.1設(shè)計目的意義 . 21.2設(shè)計任務(wù) . 21.3設(shè)計要求 . 2二、總體設(shè)計 . 22.1溫度數(shù)據(jù)采集模塊. 32.2 溫度轉(zhuǎn)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(jī)控制模塊. 4三、課程設(shè)計過程 . 53.1硬件設(shè)計 . 53.2軟件設(shè)計 . 5四、系統(tǒng)測試 . 64.1系統(tǒng)調(diào)試 . 64.2過程調(diào)試 . 6五、程序代碼清單

2、 . 7六、課程設(shè)計總結(jié) . 151一、設(shè)計前言1.1設(shè)計目的意義隨著智能畜禽農(nóng)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，環(huán)境的好壞對農(nóng)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(nóng)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(zhuǎn)換率，創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益。因此，調(diào)控好室內(nèi)空氣、濕度和溫度等環(huán)境，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)品管理的最根本問題 。1.2設(shè)計任務(wù)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(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及風(fēng)機(jī)的啟動、停止，實(shí)現(xiàn)蓄舍溫度及空氣的自動調(diào)節(jié)。1.3設(shè)計要求（1）當(dāng) 溫度18，風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)動，并且四個紅燈閃爍。（2）當(dāng)18 溫度

3、20，啟動風(fēng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動。（3）當(dāng)20 溫度 25，啟動風(fēng)機(jī)中速轉(zhuǎn)動。（4）當(dāng)25 溫度 30，啟動風(fēng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動。（5）當(dāng)溫度超過30，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(jī)帶動風(fēng)機(jī)，計算機(jī)輸出的數(shù)字量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后變?yōu)楦摺⒅?、低三種電壓，控制直流風(fēng)機(jī)的三種轉(zhuǎn)速。二、總體設(shè)計使用可編程并行接口8255對實(shí)驗(yàn)箱上的溫度檢測芯片DS18B20進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)傳輸，編寫程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行讀取并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)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(diào)用的相應(yīng)的子程序，并利用DA0832進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換來控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動。利用8255PA端口控制LED燈的顯示、2PC端口（C1

4、）進(jìn)行蜂鳴器的控制，并提取溫度轉(zhuǎn)換為非壓縮的BCD碼，顯示到八段數(shù)碼管上。該設(shè)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(shí)驗(yàn)箱自帶的數(shù)字溫度計DS18B20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(nèi)。2.2 溫度轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為BCD碼，提取溫度數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為非壓縮型BCD碼。具體轉(zhuǎn)換過程可參考附錄II的核心代碼的BCD轉(zhuǎn)換部分。轉(zhuǎn)換完后調(diào)用Display8在八段數(shù)碼管上顯示溫度。32.3 LED顯示控制模塊根據(jù)此次課程設(shè)計的目的與要求，

5、當(dāng)溫度超過30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(diào)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(shè)計的目的與要求，當(dāng)溫度值大于30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(jī)控制模塊根據(jù)此次課程設(shè)計的目的與要求，當(dāng)溫度超過20小于25時，要控制風(fēng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動。當(dāng)溫度超過25小于30時，要控制風(fēng)機(jī)中速轉(zhuǎn)動，當(dāng)溫度超過30時，要控制風(fēng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動。設(shè)計中通過不同區(qū)間數(shù)據(jù)的比較，給低、中、高三種不同的轉(zhuǎn)速賦予不同的電壓值傳送給DA0832，利用DA0832

6、控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，由于輸出高電平功率較小，導(dǎo)致無法自動驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，所以在輸出之后接試驗(yàn)箱的功放模塊，放大功率后，輸出高電平可自動驅(qū)動直流電機(jī)轉(zhuǎn)動。4三、課程設(shè)計過程3.1硬件設(shè)計表1 硬件連線3.2軟件設(shè)計軟件部分利用實(shí)驗(yàn)箱為運(yùn)行平臺，運(yùn)用匯編指令編寫?？刂瞥绦蛑饕?度數(shù)據(jù)采集模塊、溫度轉(zhuǎn)換及顯示模塊、LED顯示控制模塊、蜂鳴器控制模塊、風(fēng)機(jī)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(diào)試按照硬件連線連接電路，為方便調(diào)試，將程序內(nèi)的溫度區(qū)間作了調(diào)整。將原來設(shè)計要求里的<=10暫時設(shè)定為18到20，10到30設(shè)定為25到30。系統(tǒng)啟

7、動后，溫度傳感器得到當(dāng)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(dāng)溫度到20不超過25風(fēng)機(jī)開始低速轉(zhuǎn)動，當(dāng)溫度到了25但不超過30時，風(fēng)機(jī)開始中速轉(zhuǎn)動，當(dāng)溫度超過30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(diào)試在調(diào)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(dāng)?shù)?，通過老師和同學(xué)的幫助，出通過查一些資料，最終解決了這些問題。完成了設(shè)計。設(shè)計中，當(dāng)溫度低于20或者溫度大于40時，需要控制蜂鳴器報警，設(shè)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(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，由于程序運(yùn)行過程中需要對

8、8255不斷的進(jìn)行初始化操作，導(dǎo)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，修改設(shè)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。調(diào)試中，由于室內(nèi)的溫度過低，在要求的溫度范圍內(nèi)帶動風(fēng)機(jī)不能轉(zhuǎn)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(diào)試后，由于輸出的功率不高，帶動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動不明顯，所以在DA0832的輸出端口OUT端連上了功放電6路，這時當(dāng)溫度在某個區(qū)間時，風(fēng)機(jī)就可以明顯地看出轉(zhuǎn)速的快慢。由此解決了電機(jī)的控制問題。設(shè)計中，利用可編程并行接口8255的PA口控制發(fā)光管。當(dāng)需要某一顏色的發(fā)光管常亮?xí)r，其他的發(fā)光

9、管需要處于熄滅狀態(tài)，但通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)，實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)某一顏色的發(fā)光管常亮?xí)r，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(diǎn)亮的過程，導(dǎo)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(yùn)行過程中需要對8255不斷的進(jìn)行初始化操作，每次初始化，8255的PA口會輸出高電平，導(dǎo)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(yùn)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.MODEL TINY;連線;8255 CS->CS1; A0->A0;

10、A1->A1CON_8255 EQU 0F003HPC_8255 EQU 0F002HPB_8255 EQU 0F001HPA_8255 EQU 0F000HDA0832 EQU 0D000HEXTRN DISPLAY8:NEAR.STACK 300.DATAVOLTAGE DB 0BUFFER DB 8 DUP(0) ;溫度臨時存放區(qū)7.CODESTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV ES,AXNOPCALL INIT8255MAIN: CALL START_TEMPERATURE ;向DS18B20發(fā)送讀溫度指令JB MAINCALL DELAYTIMECALL

11、 RD_TEMPERATURE ;讀出溫度值,并轉(zhuǎn)換為BCD碼CALL TEMPERATURE_CASECALL DELAYTIMECALL DAC0832CALL DIS_BCD ;提取溫度數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為非壓縮型BCD碼,并顯示JMP MAIN;判斷溫度控制電機(jī)速度TEMPERATURE_CASE PROC NEARPUSH AXMOV DX,PC_8255 ;蜂鳴器不響MOV AL,03HOUT DX,ALMOV BX,AXCMP BX,0120H ;18JB CASE1CMP BX,0140H ;20JB CASE2CMP BX,0190H ;25JB CASE3CMP BX,01E0H

12、;30JB CASE4MOV DX,PC_8255 ；超過30時，驅(qū)動蜂鳴器響MOV AL,02HOUT DX,AL8JMP CASE5RETURN: POP AXRETCASE1: MOV VOLTAGE,0FHJMP RETURNCASE2: MOV VOLTAGE,0FHJMP RETURNCASE3: MOV VOLTAGE,20H ;2025間風(fēng)機(jī)開始低速轉(zhuǎn)動JMP RETURNCASE4: MOV VOLTAGE,55H ;2530間風(fēng)機(jī)中速轉(zhuǎn)動 JMP RETURNcase5:MOV DX,PA_8255 ;超過30時風(fēng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動，此時紅燈閃爍MOV AL,0CCHOUT DX,

13、ALCALL DELAYTIMEMOV DX,PA_8255MOV AL,00HOUT DX,ALMOV VOLTAGE,99HJMP RETURNTEMPERATURE_CASE ENDPDAC0832 PROC NEARPUSH AXMOV DX,DA0832MOV AL,VOLTAGEOUT DX,ALPOP AXRETDAC0832 ENDP9;*;溫度轉(zhuǎn)換/顯示;*DIS_BCD PROC NEARMOV BX,AXLEA DI,BUFFER+7STDMOV AL,10H ;10H表示不需要顯示 STOSBSTOSBSTOSBSTOSBTESTJNZSTOSBJMPDIS_BCD1:

14、 MOVSTOSBNEGDIS_BCD2:SHLSHLSHLSHLMOVXCHGDIVCMPJNZ處理MOVXCHGSTOSBJMPDIS_BCD3: STOSBDIS_BCD4: MOVORSTOSBXORTESTJZMOVDIS_BCD5: TESTAH,08H DIS_BCD1 ;正數(shù) DIS_BCD2 AL,11H ;負(fù)數(shù) BX ;將溫度整數(shù)位轉(zhuǎn)換為ASCI BX,1 ;將溫度的個位與十位合在BH中 BX,1 BX,1 BX,1 AX,10 AL,BH BH AL,0 DIS_BCD3 ;判斷溫度的十位是否為0進(jìn)行相應(yīng) AL,10H ;十位為0 AL,DI+1 DIS_BCD4 AL,

15、AH AL,80H ;小數(shù)點(diǎn) AL,AL ;轉(zhuǎn)換小數(shù)部分 BL,10H DIS_BCD5 AL,6 BL,20H 10JZ DIS_BCD6 ADD AL,12H DAADIS_BCD6: TEST BL,40H JZ DIS_BCD7 ADD AL,25H DAADIS_BCD7: TEST BL,80H JZ DIS_BCD8 ADDDAADIS_BCD8: MOVRORANDSTOSBCLDLEACALLRETDIS_BCD ENDP;延時程序DELAYTIME PROCXORLOOPLOOPLOOPRETDELAYTIME ENDP;寫 0W_L PROCPUSHMOVMOVOUTPO

16、PRETW_L ENDP;寫 1W_H PROCPUSHMOVAL,50H CL,4 AL,CL AL,0FH SI,BUFFER ;顯示溫度DISPLAY8 NEAR CX,CX $ $ $ NEAR AX DX,CON_8255 AL,80H DX,AL AX NEAR AX DX,CON_8255 11MOV AL,01HOUT DX,ALPOP AXRETW_H ENDP;DS18B20復(fù)位初始化子程序INIT_18B20 PROC NEARCALL W_L ;主機(jī)發(fā)出501us復(fù)位低脈沖 MOV CX,136LOOP $MOV DX,CON_8255MOV AX,89HOUT DX,

17、AL ;PC輸入狀態(tài)DEC DXMOV CX,15INIT_18B20_1: IN AL,DXTEST AL,01HJZ INIT_18B20_2LOOP INIT_18B20_1STC ;置位標(biāo)志位，表示DS18B20不存在 RETINIT_18B20_2: MOV CX,136LOOP $CLC ;復(fù)位標(biāo)志位,表示DS18B20存在 RETINIT_18B20 ENDP;寫操作WRITE_18B20 PROC NEARMOV CX,8 ;一共8位數(shù)據(jù)WRI: CALL W_L ;0->PC0ROR AL,1JNB WRI1CALL W_HWRI2: PUSH CXMOV CX,12L

18、OOP $ ;延時55usPOP CXCALL W_HLOOP WRIRETWRI1: PUSH CXPOP CX12JMP WRI2WRITE_18B20 ENDP;讀操作READ_18B20 PROC NEARMOV CX,8 ;數(shù)據(jù)一共有8位 READ: MOV DX,CON_8255MOV AL,80HOUT DX,AL ;0->PC0MOV AL,89HOUT DX,AL ;輸入狀態(tài)NOPNOPNOPMOV DX,PC_8255IN AL,DXROR AL,1RCR BL,1MOV DX,CON_8255MOV AL,80HOUT DX,ALMOV AL,01HOUT DX,AL ;1->PC0LOOP READMOV AL,BLRETREAD_18B20 ENDP;*; 判斷DS18B20是否存在，啟動DS18B20 ;CY為判斷標(biāo)志 ;*START_TEMPERATURE:CALL INIT_18B20 ;先復(fù)位DS18B20 JB GET_TMOV AL,0CCH ;跳過ROM匹配 CALL WRITE_18B20MOV AL