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基于51单片机的温室测试系统设计

时间:09-28 来源:本站整理 点击:

端Vcc,使得信号传送范周为O-Vcc,即0~+5V,INH,A,B,C四端连接四根地址线,控制信号的选通,其真倩表见表4。选通的信号从COMMON端送到A/D电路。

 

  2.2.1 通道的分配

  七路环境因子的测量信号各占一个通道。通道分配如表5所列。

 


  2.3 A/D转换电路

  MC14433采用8位数据输出,转换精度为1/2000,相当于11位二进制A/D转换器的精度。它还具有抗干扰性好、自动校零、自动极性输山、自动量程控制信号输出、单基准电压、外接元件少等特点。MC14433的引脚及外接元件如图3所示。

 


  MC14433的转换速度较慢,不宜用查询方式。系统采用如图3中所示的中断方式。每次A/D转换结束,EOC都输出一个正脉冲,其宽度为0.5个内部时钟振荡周期,如图3所示。将EOC端接入89C51的外部中断1引脚,利用EOC脉冲的下降沿触发中断。单片机处理中断服务程序,接收数据。动态分时输出 BCD码的QO-Q3和DSi-DS;与89C51的PI口相连。
 
      2.4 扩展电路与地址分配

  2.4.1 扩展电路

  89C51芯片上带有扩展功能引脚。

  -EA/VPP端:系统中该引脚接+5V高电平,程序计数器PC先访问内部程序存储器,当PC值超过OFFFH(4k)时,转向 
执行外部程序存储器内的程序。

  -PSEN端:外部程序存储器读选通信号。本系统未扩展外部程序存储器,此引脚空。

  ALE/-PROD端:系统扩展外部存储器时ALE输出锁存信号。

  89C51内部有128个字节的RAM存储器。存实时数据采集和处理时,仅靠片内的RAM是不够的,还需要利用89C51的扩展功能扩展外部数据存储器。常用的数据存储器有静态SRAM和动态DRAM。由于DRAM需要不断刷新,设计时要增加刷新电路,电路复杂,可靠性差。因此SRAM在单片机测控系统中应用更普遍。

  木系统采用常用的2KX8位SRAM6116。它采用CMOS工艺制造,单一+5V电源,典型存取时间200ns。与89C51硬件连接如图4所示。74LS373是带三态门的8D锁存器,用作地址锁存器。

  2.4.2 端口及地址分配

  端口及地址分配如表6所列。


  根据以上端口分配,可以确定外设地址为:

  多路开关CD4051:XO-X7对应BOH-B7H;B8H-BFH全不通;

  外部扩展RAM:0800-OFFFH,共2k;

  执行信号输出依靠P2.5线选锁存器74LS373,后将控制字从PO口输山到74LS373来完成。

  2.5 执行信号输出

  本系统的执行信号输出电路为试验性的仿真电路。系统模拟八路执行信号,针对七路环境因子信号的监视情况,主控机发出控制指令,控制单片机开启一路或多路执行信号电路,以实现对环境因子状态的调控。执行输出电路由控制字锁存器、发光二极管、电阻组成。各路执行信号所代表的执行机构或系统如表7所列。

 


  2.6 通信方式

  本系统是温室群的监控系统,它是由多台前沿机和主控机构成的网络组成的。因此系统的状态监视、环境控制等都是通过网络通信来实现的。所以,前沿机的通信电路是系统重要组成部分。

  温室群环境监控系统的实时性要求不高,传输的信息量也不太大,因此串行异步通讯可以满足其通讯需求,并且具有线路简单,易于实现的优点。本系统采异步通讯。温室群环境监控系统要求远距离数据传送,对数据传送速率要求不太高并要有一定的抗干扰能力,因此RS-422最适合系统的要求。适当降低传输速率,如9600bit/s,可以使传送距离达到1200m以上,完全满足系统要求。主控机口通信采用主机板上空闲的标准25芯COM2 口,进行电平转换后挂接RS-422总线。使用这种转换器时可以使用与RS-232相同的通讯软件而无需进行修改。其引脚定义如表8所列。

 


  本系统采用RS-422与TTL电平转换常用芯片:传输线驱动器SN75174;传输线接收器SN75175,SN75174是一具有三态输出的单片四差分线驱动器。SN75175是具有三态输山的单片四差分接收器。它们的设计符合EIA标准RS-422规范,适用于噪声环境中总线线路较长的多点传输。芯片采用+5V电源,与其他芯片一致。通信线路采用标准RS-422九芯插接件。电路如图5所示。

  2.7 监控网络

  本系统采用总线型监控网络。总线型拓朴结构如图6所示。在总线型控制网络中,主控站通过总线来访问各个前沿机。只有主控站有权控制总线,而各前沿机则不可以,并且各个前沿机之间不能直接进行通信。这种拓朴结构的特点是:数字化的数据通过串行输入/输出总线进行传送;通讯协议采用RS232,RS422,RS485等;系统扩展较为灵活:通信速率较低。

 

  2.8 44780显示模块

本系统采用44780驱动的LCD

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