基于單片機(jī)的機(jī)械通風(fēng)控制器設(shè)計(jì)-資料下載頁

　　

【正文】 離不長(zhǎng)、信號(hào)易干擾等缺點(diǎn)，不能直接與多個(gè)單片機(jī)相連。RS485是美國電工業(yè)聯(lián)合會(huì)(EIA)制定的利用平衡雙絞線作傳輸線的多點(diǎn)通訊標(biāo)準(zhǔn)。它采用差分信號(hào)進(jìn)行輸：。最多可連接32個(gè)驅(qū)動(dòng)器和收發(fā)器。接收器最小靈敏可達(dá)177。200mv。由此可見，RS485協(xié)議正是針對(duì)遠(yuǎn)距離、靈敏度、多點(diǎn)通訊制定的標(biāo)準(zhǔn)。RS232C串行通信接口有25針和9針兩種形式。現(xiàn)在流行的PC機(jī)絕大多數(shù)采用9針的連接器，其引腳定義為:DCD為載波檢測(cè)、RXD為接收數(shù)據(jù)、TXD為發(fā)送數(shù)據(jù)、DTR為數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒、GND為信號(hào)地、DSR為數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備就緒、RTS為請(qǐng)求發(fā)送、CTS為清除發(fā)送、租為振鈴指示。PC機(jī)和單片機(jī)之間的串行通信通常采用RXD、TXD、GND3條線即可。在設(shè)計(jì)通信接口時(shí)，必須根據(jù)需要選擇接口，并考慮傳輸介質(zhì)、電平轉(zhuǎn)換和通信控制芯片等問題，以保證通信的可靠性、通信速度、通信距離和抗干擾能力。目前，常用的標(biāo)準(zhǔn)接口有RS23RS42RS485。本系統(tǒng)是基于跳線選擇RS232或者RS485接口標(biāo)準(zhǔn)。由于RS一2犯或者RS一485電平和TTL電平不兼容，故兩者接口時(shí)，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。常用的轉(zhuǎn)換芯片是M尤心32和MAX485，其作用除了電平轉(zhuǎn)換外，還實(shí)現(xiàn)正負(fù)邏輯電平的轉(zhuǎn)換，只需要一個(gè)+5V的供電電源。5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本章將介紹軟件的總體設(shè)計(jì)，有了各個(gè)功能塊的軟件實(shí)現(xiàn)方法，軟件的總體設(shè)計(jì)就變得清晰了，軟件設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的思想就是采用模塊化設(shè)計(jì)，把一個(gè)大的任務(wù)分解成若干個(gè)小任務(wù)，分別編制實(shí)現(xiàn)這些小任務(wù)的子程序，然后將子程序按照總體要求組裝起來，就可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)大任務(wù)了。這種思路對(duì)于可重復(fù)使用的子程序顯得尤為優(yōu)越，因?yàn)椴粌H程序結(jié)構(gòu)清晰，而節(jié)約程序存儲(chǔ)空間。系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)包括管理程序和控制程序兩部分，管理程序包括LED顯示的動(dòng)態(tài)刷新、控制指示燈、處理鍵盤的掃描和響應(yīng)。進(jìn)行掉電保護(hù)的處理、執(zhí)行中斷服務(wù)操作等。控制程序是對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行采樣、數(shù)據(jù)處理、根據(jù)控制算法進(jìn)行計(jì)算和輸出等。控制程序包括A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采樣，數(shù)字處理、上下限報(bào)警處理等。下位機(jī)程序主要包括主程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、定時(shí)器中斷服務(wù)程序、鍵盤掃描程序、顯示程序和串口通信程序，這些程序主要由KeilC5l實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)初始化程序是為了在進(jìn)入主程序循環(huán)之前，做好必要的準(zhǔn)備工作。在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，用到了4個(gè)單片機(jī)基本功能模塊:時(shí)鐘模塊、外部中斷模塊、串口通信模塊以及普通FO模塊。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了初始化配置，通過對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)寄存器或狀態(tài)寄存器的讀寫，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。在系統(tǒng)進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作即初始化之后，程序就進(jìn)入主循環(huán)，主循環(huán)的工作是進(jìn)行采樣時(shí)間控制、控制測(cè)量過程、LED顯示循環(huán)、按鍵檢測(cè)并且處理、數(shù)據(jù)查表處理、數(shù)據(jù)顯示，然后周而復(fù)始地進(jìn)行主循環(huán)程序。在主程序循環(huán)的過程中隨時(shí)響應(yīng)按鍵中斷，進(jìn)入中斷響應(yīng)。主程序見附錄主程序模塊包含的主要函數(shù)定義及功能:初始化部分:函數(shù)定義:voidInitial(void)。功能:對(duì)SST89E58RD2的特殊功能寄存器和全局變量賦初值，串口初始化.中斷處理部分。函數(shù)定義:void**(void)interrupt。數(shù)據(jù)采集部分:A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)定義:unsignedcharADconvert(unsignedcharaddress)。功能:讀AI、DI，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。數(shù)據(jù)采集部分的作用是將表示溫濕度等模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)，在對(duì)TLC2543編程時(shí)，最后啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)EOC=O時(shí)表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，此時(shí)可將數(shù)字信號(hào)從TLC2543中讀出，其中TLC2543有11個(gè)通道。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分:向E2PROM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)函數(shù)定義:voidDataStore(address，unsignedcharsch)。功能:向EZPROM存儲(chǔ)一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。從EZPROM中取數(shù)據(jù)函數(shù)定義:unsignedcharDataRestore(address)。在本系統(tǒng)中當(dāng)一路通道的溫度被轉(zhuǎn)換出來后，如果只保存在RAM里，其值很容易因?yàn)殡姶鸥蓴_等原因而改變，因此需要把這個(gè)量存儲(chǔ)到穩(wěn)定性高得多的片內(nèi)FLASH里，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。外圍設(shè)備接口程序主要包括:初始化并行口程序，AI處理程序，DI輸入數(shù)據(jù)處理程序DO輸出處理程序，DO報(bào)警輸出處理程序及ADC采樣轉(zhuǎn)換。MCU在采集真實(shí)世界的模擬信號(hào)時(shí)離不開前向通道中的A/D轉(zhuǎn)換器。TLC2543提供各類A/D轉(zhuǎn)換器，包括積分方式，逐次逼近方式，閃電方式(并行方式)，藝一△方式和流水線方式的A/D轉(zhuǎn)換器，TLC2543的A/D轉(zhuǎn)換器具有優(yōu)異的動(dòng)態(tài)特性和令人滿意的低功率消耗以及很小的芯片尺寸，采用串行接口結(jié)構(gòu)可以減小體積和占用MCU的FO口線，使系統(tǒng)功耗進(jìn)一步降低，如果降低采樣速率或使用其關(guān)斷功能，系統(tǒng)功耗將更低。A/D轉(zhuǎn)換的基本原理是:將參考電平按最大的轉(zhuǎn)換值量化，再利用輸入模擬電平與參考電平的比例來求得輸入電平的測(cè)量值(V測(cè)=V參*(AD量化值/AD轉(zhuǎn)換的最大值))。VoidDoADC(unsignedcharadum){registerunsignedchardataj。unsignedintxdataAinMax，AinMin，SecMax，SecMin。unsignedlongxdatasum。unsignedintxdataAinBak[20]。unsignedchardataDEAD。DEAD=0x02。for(j=0。j20。j++){AinBak[j]=GetAiValue(adum)。delayl(l)。}AinMax=AinBak[0]。AinMin=AinBak[0]。SecMax=0。SecMin=0x00fff。for(j=0。j20。j++){if(AinBak[j]AinMax){SecMax=AinMax。AinMax=AinBak[j]。}elseif(AinBak[j]SecMax){SecMax=AinBak[j]。}if(AinBak[j]AinMin){SecMin=AinMin。AinMin=AinBak[j]:}elseif(AinBak[j]SecMin){SecMin=AinBak[j]:}}for(j=0,sum=0。j20。j++){sum=sum+AinBak[j]sum=sumAinMaxAinMinSecMinSecMax。LastestAdc_In[adum]=LasterAdc_In[adum]。LasterAde_In[adum]=LastAdc_In[adum]。LasterAde_In[adum]=NextAdc_In[adum]。NextAdc_In[adum]=(unsignedint)(sum/16)if(fStart[adum]==l){fStart[adum]=O。LastAde_In[adum]=NextAdc_In[adum]。LasteAdc_In[adum]=LastAde_In[adum」。LastestAde_In[adum]=LasteAdc_In[adum]}Ade_In[adum]=((NextAdc_In[adum]*4+LastAdc_In[adum]*4+LasterAde_In[adum]*4+LastestAde_In[adum]*4)/16)if(Ade_In[adum」=DEAD)Adc_In[adum]=0。}單片機(jī)的串口收發(fā)信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)及光電隔離后與MAX4SS/MAx232的數(shù)據(jù)收發(fā)引腳對(duì)應(yīng)相連，其通信協(xié)議可根據(jù)實(shí)際情況自行定義。為提高通信效率，通信協(xié)議可定義為:l位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，波特率設(shè)為9600b/s，無奇偶校驗(yàn)。傳輸數(shù)據(jù)格式ASCH碼，發(fā)送一次數(shù)據(jù)為20B的數(shù)據(jù)塊。PC與單片機(jī)之間是雙向通信，兩個(gè)方向通信的功能不同，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也不相同:PC向單片機(jī)發(fā)送控制命令和測(cè)試數(shù)據(jù)塊。單片機(jī)則向PC反饋工作狀態(tài)并執(zhí)行功能函數(shù)。單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信由串行口完成，定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，其波特率與PC相同，采用中斷方式接收數(shù)據(jù)。定時(shí)器T1設(shè)置為工作模式2，串行口設(shè)置為工作方式l，以上設(shè)置在單片機(jī)初始化程序中完成。當(dāng)PC向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，引起單片機(jī)中斷并開始接收數(shù)據(jù)。若正確接收到起始碼，則繼續(xù)接收隨后的功能碼。否則跳出通信，中斷服務(wù)程序。通信設(shè)置為9600N81。本系統(tǒng)的上位機(jī)部分采用VisualBasic語言編寫，它是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言。編程語言可分為過程語言和非過程語言。相應(yīng)地，面向過程的程序設(shè)計(jì)關(guān)心的是程序表達(dá)對(duì)問題的求解過程，用戶可以顯式地指明一系列可執(zhí)行指令(或語句)來表達(dá)程序的處理過程。傳統(tǒng)的編程方法都是面向過程的程序設(shè)計(jì)。此方法以問題的處理過程為中心，對(duì)問題的求解步驟是根據(jù)問題所依據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來確定算法，編制程序，求得結(jié)果。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的面向過程的程序設(shè)計(jì)完全不同，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)將數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作封裝在“類”中，這樣說明抽象數(shù)據(jù)類型比較自然，對(duì)實(shí)際問題的描述、對(duì)信息的隱蔽性、結(jié)構(gòu)性和可讀性等都比面向過程程序設(shè)計(jì)好，對(duì)象間通過消息互相聯(lián)系，顯然面向?qū)ο蟪绦蚴恰皩?duì)象”的集合。本系統(tǒng)先使用調(diào)試工具EpsUtility進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，產(chǎn)品運(yùn)行前必須先設(shè)置作參數(shù)。l)地址設(shè)置設(shè)置設(shè)備地址，地址范圍1~253。2)模擬量設(shè)置設(shè)置對(duì)應(yīng)傳感器測(cè)量范圍。3)控制限值設(shè)置設(shè)置機(jī)房溫濕度控制限值，通風(fēng)系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行溫度。4)設(shè)備使用狀態(tài)設(shè)置設(shè)置傳感器及相關(guān)設(shè)備是否使用。未選擇的設(shè)備將被禁用，選擇使用的設(shè)備建議配置相對(duì)應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)傳感器，否則會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警。5)設(shè)置控制參量可以遠(yuǎn)程設(shè)置下列室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)控制限值:表51參數(shù)表參數(shù)默認(rèn)值通風(fēng)系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行溫度10濾網(wǎng)阻塞風(fēng)壓180濾網(wǎng)阻塞風(fēng)壓280串口通信實(shí)現(xiàn)VB主要采用MSColnm控件來進(jìn)行串口通訊，MSColnm控件提供了兩種理通信的方式:一種為事件驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng)串口發(fā)生事件或錯(cuò)誤時(shí)，MSCollun件會(huì)觸發(fā)onComm事件，程序可以在此事件中進(jìn)行相應(yīng)的處理。另一種為查詢方式，在用戶程序中設(shè)計(jì)定時(shí)或不定時(shí)查詢MSColnm控件的某些屬性是否發(fā)生變化，從而進(jìn)行相應(yīng)處理。在糧庫的測(cè)控系統(tǒng)中經(jīng)常是2種方式結(jié)合起來用，比如在讀取下位機(jī)返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，如果已知返回?cái)?shù)據(jù)的長(zhǎng)度時(shí)可采用事件驅(qū)動(dòng)方式如果返回?cái)?shù)據(jù)為不定長(zhǎng)時(shí)多采用查詢方式。l)，一是直接調(diào)用WindowsAPI，另一種方式是使用通信控件MicrosoftCommControl，使用通信控件方式實(shí)際上是通過通信組件間接的調(diào)用了WindowsAPI函數(shù)，其過程要比直接調(diào)用API要復(fù)雜，但是在程序的實(shí)現(xiàn)上要比前一種方式簡(jiǎn)單的多。在操作系統(tǒng)方面，以便于應(yīng)用程序能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的WindowsAPI函數(shù)來傳遞和接收數(shù)據(jù)。串行外圍設(shè)備的制造商則提供硬件驅(qū)動(dòng)程序，以便讓其硬件能與Windows連接。使用MSComm控件時(shí)，實(shí)際上就是使用了API函數(shù)，以驅(qū)動(dòng)API函數(shù)的接口完成工作。下圖是串行通信程序的執(zhí)行過程。2)MSComm通信控件MSComm提供了兩種處理通信問題的方法，一是事件驅(qū)動(dòng)方法，一是查詢法。其中事驅(qū)動(dòng)法是在使用事件驅(qū)動(dòng)法設(shè)計(jì)程序時(shí)，每當(dāng)有新字符到達(dá)或端口狀態(tài)改變，或發(fā)生錯(cuò)誤MSCommm控件將觸發(fā)OnComm事件，而應(yīng)用程序在捕獲該事件后，通過檢查MSComm控件CommEvent屬性可以獲知所發(fā)生的事件或錯(cuò)誤，從而采取相應(yīng)的操作。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是序響應(yīng)及時(shí)，可靠性高。查詢法適合于較小的應(yīng)用程序，在這種情況下，每當(dāng)應(yīng)用程序執(zhí)完某一串行口操作后，將不斷檢查MSComm以控件的CommEvent屬性，以檢查執(zhí)行結(jié)果或某一事件是否發(fā)生。串行通信的兩種格輸方式:字符形式和二進(jìn)制形式。字符形式通常以小于ASCII碼的字符碼來傳遞，通常用于傳送指令。二進(jìn)制形式是將數(shù)據(jù)以二進(jìn)制編碼的方式傳遞，它能含有ASCll碼128以上的字符碼，通常用來傳送數(shù)據(jù)，以提高速度。MSComm控件的常用屬性和方法:Commport:設(shè)置或返回串口號(hào)。Settings:以字符串的形式設(shè)置或返回串口通信參數(shù)。Portopen:設(shè)置或返回串口狀態(tài)。InputMode:設(shè)置或返回接收數(shù)據(jù)的類型。Inputlen:設(shè)置或返回一次從接收緩沖區(qū)中讀取字節(jié)數(shù)。InBuffersize:設(shè)置或返回接收緩沖區(qū)的大小，缺省值為1024字節(jié)。InBufferCounte:設(shè)置或返回接收緩沖區(qū)中等待計(jì)算機(jī)接收的字符數(shù)。InPut:從