電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)

1、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)1引言溫控儀是調(diào)控一體化智能溫度控制儀表， 它采用了全數(shù)字化集成設(shè)計(jì)，具有溫 度曲線可編程或定點(diǎn)恒溫控制、多重 PID調(diào)節(jié)、輸出功率限幅曲線編程、手動(dòng)/ 自動(dòng)切換、軟啟動(dòng)、報(bào)警開(kāi)關(guān)量輸出、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、與計(jì)算機(jī)通訊等功能，將 數(shù)顯溫度儀表和ZK晶閘管電壓調(diào)整器合二為一，集溫度測(cè)量、調(diào)節(jié)、驅(qū)動(dòng)于一 體，儀表直接輸出晶閘管觸發(fā)信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)各類(lèi)晶閘管負(fù)載。YWK-CT溫度控制器采用智能PID控制，當(dāng)通過(guò)熱電偶（熱電阻）采集的被測(cè)溫度偏離所希望的給 定值時(shí)，YWK-CT溫度控制器可根據(jù)測(cè)量信號(hào)與給定值的偏差進(jìn)行比例（P）、積 分（I）、微分（D）運(yùn)算，從而控制繼電器通斷比率，促

2、使測(cè)量值恢復(fù)到給定值， 達(dá)到自動(dòng)控制的效果；控制器還具有上、下限溫度告警和繼電器輸出功能， 性價(jià) 比高，可廣泛用于電力、化工、注塑、包裝、食品等企業(yè)。此次設(shè)計(jì)溫控儀主要 想用溫度傳感器采集當(dāng)前溫度，在數(shù)碼管上顯示。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)鍛煉我們的 單片機(jī)應(yīng)用能力以及對(duì)電子設(shè)備的實(shí)際操作能力，也可以說(shuō)是為最后的畢業(yè)設(shè)計(jì) 做鋪墊。希望通過(guò)這次設(shè)計(jì)，能讓自己對(duì)電子設(shè)計(jì)有更清晰的概念， 而不是紙上 談兵。能夠讓所學(xué)與實(shí)際相結(jié)合。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1總體方案設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)流程溫控儀原理圖LED顯示制雙向可HR制設(shè)定輸.入H單片機(jī)卅控制輸出7繼電器風(fēng)扇A/D采集信號(hào)調(diào)溫控儀電路原理圖總體電路圖氐 1 ISIS IPr

3、ofcssioiial工血哲Eilt Yiiv Edit Tools： rnSQxrct Dibit Litrorv 1u厲 中傘時(shí) HlI +爭(zhēng)訊和Q陰I蹈北丨劇】工冏冏曙齊匚 3?W-l-5n?F 74(0 吋 7432 g 口測(cè)A.TB9C51 aui roM 匚 LUtX CQMFIM LED GREENLED FED0P07 ltm卩卜L7 EG h F： a 二.PHPPIJ1-HGPU1-LIMREUCTRE5-VAR &DUMERSWITCHU.N2D0H|7dmj|740417432：1?知AUWaKFIDEk他!tasAis 怛* UH3.4AI+ pa&AS Hl*陌 P

4、OT曲齊艸“心PZ.IWtzif33*11ALE2Sf 口rmroicm*:iFl.lFJIlTP1Z P1 JnvinP1.*F3 HDri jraTIrisJBrfPFM2JZLImhiETAKl!IIX2sacIB4rur-IMUTTW h ait UT -R6 r IIR710(R5 - i i 他- 01234507ININININININININADD. ADD ADD3.2 A/D轉(zhuǎn)換電路電路功能單片機(jī)只能處理二進(jìn)制信號(hào)，因此必須用A/D轉(zhuǎn)換電路將紋理電路輸出的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，供單片機(jī)處理。26280 12 - I N N N III3-NIEOC22222222blbsI

5、N-4IN-5IN-6ADD-fi ADD-B ADD-CIN-?rsfC-) refC +)291 9i a81 51 41 7?2&2423229610口 LEENABLE SThRT CLOCK/2 1AD 0808有8個(gè)通道，如下是通道選擇以及管腳圖:ABC000IN0地址所存信號(hào)ALE為上升沿有效，與80C51 的ALE相反。ENABLE(OE)為輸出允許，高有效。圖3ADC0808管腳圖CLOCK 低于 640KHzEOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束，高有效。啟動(dòng)AD變換是要給出通道地址。001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN73.3 P89L51RD2功

6、能作為設(shè)計(jì)核心，協(xié)調(diào)各功能模塊，是軟件載體。 管腳圖：P1.OT211u40DDP1.1fT2FX239PO.O/ADaP1.2/ECI3J8PO VAD1P13/C437PO 2/AD2P1.4；SS/CEX1536PO 3/AD3P1 5/N1OSI/CEX2635尸 d 4/AD4P1.fi/MlS0/CEX3734P0.5/AD5P1 7/SPICLK/CEX4833PQ.6XAD6RSTVPA9V51RB2FN32PO 7/AD7P3.0/RXDP8SV51RC2FN于EAP89V51RD2BN30P3 1/TXDP89VS1RD2FNALE/PROGP3.2/INT029P8ENP

7、3 一劃麗28P27/A15P3 4HC27P2 6/A14P3.&T126P2 6/A13P3 SZAB25P2 4/A12P37/RD24P2 3/A11XTAL223P2 2/A10XTfL11922P2 1/A9Vss2021P2.07A8T J單片機(jī)I/O接口功能定義：P0： AD數(shù)據(jù)采集；P1 ：數(shù)碼管段選信號(hào)（a,b,c,d,e,f,g ；P2.7、P2.7、P3.4P2.0 INTO:RD: A/D數(shù)據(jù)輸出容許信號(hào)OE WR :啟動(dòng) A/D;P3.5 :指示燈1，指示燈2 ;/ P2.3 :數(shù)碼管位選信號(hào)（1,2,3,4 ）;鍵+INT1:鍵-方案設(shè)計(jì)3.32單片機(jī)和ADC08

8、08的聯(lián)U219293031U1XTAL1XTAL2R5TPO.O/AEO P0.1/JD1 F6.2?AtiPO.S/AK PO.AMP0.5/1L6 po.e/preFQ.7/7勢(shì) DU巴3EOUT?町 口 UT23S DUT3 茗 OUT傘 辛斗 OUT占、33 tJUTBM DUPSENALE EAP2jOJWSP2 1jS P2.2/A10 P2.3JM1 P2,4?A.12 P2.5/A1 F2.S/A14 P2.7JA1SF1,QrT2 F1 1/T2EP12P13P1HP1j5FHEPITF3 .Q/RP F3.1fT7a pg .2/irrroP3 3/IMT1P3.4/T0

9、P3.5TT1PS.ftMP3.7RDUI1(；F2 O/A110ECC21 $ TART r22 SO21 S124131415 ieIT0UT7OUTS20QUT5帕Oil T4帕OUTS8UT2常 UHOU TO179tcLOCKIN0的禹R申INTIN2EOC *IN3IN4OUT1IIN5OUT2IINB0UT5IKI70UT40UT5ADD A UT8ADO BOUT?ADD CQUT3ALEVREF.f譏#3jJrtrPFt.aira.TJiMn沖尹fiP1333TTTF1押M3Hfe縮6lT1MiQI.TZN1cm QmAbVJhrracmciT?il.Lfcm THYFiBL

10、H耳 FiEfH)E 21lb門(mén)匚 exmf :j-J* iC14Eiri-ISirnr 占 rj MftTI NG DJ 00 3 61 璋U loa J 87剤C4軟件設(shè)計(jì)4.1采樣時(shí)間以及蜂鳴器定時(shí)器賦初值（定時(shí)0.1S)定時(shí)時(shí)間到flag=1從P3.1 口向蜂鳴器送方波void mai n() TMOD=0x01; 定時(shí)器工作方式TL0=0xF0;TH0=0xD8;定時(shí)器初值ET0=1;定時(shí)器中斷開(kāi)放EA=1;總允許TR0=1;啟動(dòng)定時(shí)器 T0EX1=1;/外部中斷1開(kāi)放EX0=1;外部中斷0開(kāi)放PX0=1;外部中斷0優(yōu)先級(jí)置高PX1=1;外部中斷1優(yōu)先級(jí)置高IT0=1;外部中斷0為邊

11、沿觸發(fā)方式IT1=1;外部中斷1為邊沿觸發(fā)方式while(1) if(flag)flag=0; samp();采樣標(biāo)準(zhǔn)為1時(shí)，調(diào)用采樣函數(shù)進(jìn)行采樣DisplaySec on d(s,b);/延時(shí)函數(shù)void delay(void)un sig ned int j; for(j=0;j1.65&result2.50&result3.820&resultm)P35=1;P34=0;else P35=0;P34=1;當(dāng)實(shí)際溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，紅燈亮，反之綠燈亮4.3按鍵預(yù)置溫度/*外部中斷o，預(yù)設(shè)溫度加一 */void in t0_ser() in terrupt 0 using 0 delay()

12、;if(INTO=O) P+； if(p=10)Q+;p=O;for(i=0;i50;i+) DisplaySec on d(Q,p);/*外部中斷1，預(yù)設(shè)溫度減一 */void in t1_ser() in terrupt 2 using 2 delay();if(INT1=0) p-;if(p=0)Q-;p=9;for(i=0;i50;i+) DisplaySec on d(Q,p);4.4數(shù)碼管顯示void DisplaySec ond(un sig ned char s,b)P2=0xfe;數(shù)碼管1亮P仁Tab1g;顯示溫度的百位delay();P2=0xff;P2=0xfD;數(shù)碼管2

13、亮P仁Tab1s&0x7f;顯示溫度的十位delay();P2=0xff;P2=0xfb;數(shù)碼管3亮P仁Tab1b;顯示溫度的十位delay();P2=0xff;P2=0xf7;數(shù)碼管4亮P仁0xC6;顯示Cdelay();P2=0xff;4.5主代碼void mai n() TMOD=0x01; 定時(shí)器工作方式TL0=0xF0;TH0=0xD8;定時(shí)器初值ET0=1;定時(shí)器中斷開(kāi)放EA=1;總允許TR0=1;啟動(dòng)定時(shí)器 T0EX1=1;外部中斷1開(kāi)放EX0=1;外部中斷0開(kāi)放PX0=1;外部中斷0優(yōu)先級(jí)置高PX1=1;外部中斷1優(yōu)先級(jí)置高IT0=1;外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式IT1=1;外部中

14、斷1為邊沿觸發(fā)方式while(1) if(flag)flag=0; samp();采樣標(biāo)準(zhǔn)為1時(shí)，調(diào)用采樣函數(shù)進(jìn)行采樣DisplaySec on d(s,b);/延時(shí)函數(shù)void delay(void)un sig ned int j; for(j=0;j100;j+);數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示函數(shù)void DisplaySec ond(un sig ned char s,b) P2=0xfe;數(shù)碼管1亮 P仁Tab1g;顯示溫度的百位 delay();P2=0xff;P2=0xfD;數(shù)碼管2亮P1=Tab1s&0x7f;顯示溫度的十位 delay();P2=0xff;P2=0xff;4.6系統(tǒng)總代碼#

15、in clude#in cludeabsacc.hbit flag;/采樣標(biāo)志un sig ned char coun tor;/定時(shí)器定時(shí)的循環(huán)標(biāo)志un sig ned char g,s,b,i;P2=0xfb;數(shù)碼管3亮P仁Tab1b;顯示溫度的十位delay();P2=0xff;P2=0xf7;數(shù)碼管4亮P仁0xC6;顯示Cdelay();un sig ned char Q=3,p=0; 設(shè)置預(yù)設(shè)溫度un sig ned char m,n;sbit P34=P3A4;sbit P35=P3A5;void DisplaySecond(unsigned char s,b); 數(shù)碼管顯示函數(shù)的

16、聲明 void delay(void);/延時(shí)函數(shù)的聲明float a,result=0,result1=0,T; | /*數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示*/ un sig ned char Tab1=OxCO, /00xF9,/10xA4,/20xB0,/30x99,40x92,/50x82,60xF8,70x80,/80x90,/90xC6,/C;/*定時(shí)器T0定時(shí)*/void t0_ser() in terrupt 1 using 1 TL0=0xF0;TH0=0xD8;coun tor+;if(countor=10)/循環(huán)10次達(dá)到定時(shí) 0.1秒cou ntor=0;flag=1;/定時(shí)時(shí)間到，置采樣

17、標(biāo)志為 1，進(jìn)行采樣/*采樣函數(shù)*/void samp()un sig ned int c;XBYTE0x7FF8=0;進(jìn)行一個(gè)寫(xiě)操作，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換delay();a=XBYTE0x7FF8;將A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果保存為變量aresult=a*5/256;/將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果換算成十進(jìn)制數(shù) if(result1.65&result2.50&result3.820&resultm)P35=1;P34=0;else P35=0;P34=1;當(dāng)實(shí)際溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，紅燈亮，反之綠燈亮/*外部中斷0，預(yù)設(shè)溫度加一 */void in t0_ser() in terrupt 0 using 0 delay

18、();if(INT0=0) P+;if(p=10)Q+;p=0;for(i=0;i50;i+) DisplaySec on d(Q,p);/*外部中斷1，預(yù)設(shè)溫度減一 */void in t1_ser() in terrupt 2 using 2 delay();if(INT1=0) p-;if(p=0)Q-;p=9;for(i=0;i50;i+)DisplaySec on d(Q,p); void mai n() TMOD=0x01; 定時(shí)器工作方式TL0=0xF0;TH0=0xD8;定時(shí)器初值ET0-1;/定時(shí)器中斷開(kāi)放EA=1;總允許TR0=1;啟動(dòng)定時(shí)器 TOEX1=1;外部中斷1開(kāi)放

19、EX0=1;外部中斷0開(kāi)放PX0=1;外部中斷0優(yōu)先級(jí)置高PX1=1;外部中斷1優(yōu)先級(jí)置高IT0=1;外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式IT1=1;外部中斷1為邊沿觸發(fā)方式while(1) if(flag)flag=0; samp();采樣標(biāo)準(zhǔn)為1時(shí)，調(diào)用采樣函數(shù)進(jìn)行采樣DisplaySec on d(s,b);/延時(shí)函數(shù)void delay(void)un sig ned int j; for(j=0;j100;j+);數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示函數(shù)void DisplaySec ond(un sig ned char s,b) P2=0xfe;數(shù)碼管1亮P仁Tab1g;顯示溫度的百位 delay();P2=0x

20、ff;P2=0xfD;數(shù)碼管2亮P1=Tab1s&0x7f;顯示溫度的十位 delay();P2=0xff;P2=0xfb;/數(shù)碼管3亮P仁Tab1b;顯示溫度的十位 delay();P2=0xff;P2=0xf7;數(shù)碼管4亮P仁0xC6;顯示C delay();P2=0xff;5系統(tǒng)測(cè)試5.1系統(tǒng)功能通過(guò)傳感器對(duì)溫度的感知，測(cè)試得到電阻量，再由紋理電路轉(zhuǎn)換成電壓量，進(jìn)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閱纹瑱C(jī)能夠處理的二進(jìn)制。在單片機(jī)處理中，將實(shí)際測(cè)得的溫度與設(shè)置的預(yù)設(shè)溫度都能在 數(shù)碼管上顯示，通過(guò)按鍵可以改變預(yù)置溫度。如果實(shí)際溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，綠燈會(huì)亮；如 果實(shí)際溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，紅燈會(huì)亮，蜂鳴器同時(shí)響起

21、。5.2理論與實(shí)際對(duì)比通過(guò)實(shí)際溫度計(jì)讀數(shù)與數(shù)碼管顯示溫度對(duì)比，存在1度左右的誤差。6設(shè)計(jì)小結(jié)6.1體會(huì)這次電子線路做的簡(jiǎn)易溫控儀，在接近兩周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中，在一開(kāi)始的時(shí)候硬件電路根據(jù)電路仿 真圖，我發(fā)現(xiàn)芯片是要加電源的正負(fù)極，這個(gè)問(wèn)題圍繞著我，煩著我兩天，后來(lái)的電路還蠻順的，再者是 要將程序燒到芯片內(nèi)，在夜幕降臨的時(shí)候，終于完成了我的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，雖然驗(yàn)收的時(shí)候沒(méi)有完全 達(dá)到設(shè)計(jì)要求，主要是 A/D芯片一直沒(méi)有找到合適的，一直無(wú)法采集到數(shù)據(jù)，數(shù)碼管的數(shù)據(jù)一直在閃爍, 老師說(shuō)可能是程序的問(wèn)題，仔細(xì)看了程序，考核的時(shí)候還問(wèn)了我芯片引腳的含義，沒(méi)答出來(lái)！但實(shí)驗(yàn)的過(guò) 程特別開(kāi)心，也學(xué)到了很多東

22、西。在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問(wèn)題。這次的設(shè)計(jì)主要涉及到單片機(jī)的知識(shí)，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于軟件算法的設(shè)計(jì)，需要有很巧妙的程序算法。實(shí)驗(yàn)中需要同學(xué)之間互相幫助。實(shí)驗(yàn)特別考驗(yàn)人， 要讓我們動(dòng)手，需要我們思考。從這次的課程設(shè)計(jì)中，我真真正正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián) 系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，這就是我在這次課程設(shè)計(jì)中的最大收獲。6.2系統(tǒng)完善采用RS232接口，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)的發(fā)送功能；實(shí)現(xiàn)多通道溫度數(shù)據(jù)采集和顯示功能; 可以利用兩片單片機(jī)之間的串行通信實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象的遠(yuǎn)程控制。7參考文獻(xiàn)胡晏如，狄蘇燕。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：高等教育出版社，2004.閏玉德,葛

23、龍，俞虹。單片微型計(jì)算機(jī)原理與設(shè)計(jì)。北京：中國(guó)電力出版社 朱蘊(yùn)璞.傳感器原理與應(yīng)用.國(guó)防工業(yè)出版社.黃錦安.電路.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. 謝自美電子線路綜合設(shè)計(jì)武漢：華中科技大學(xué)出版社.2006郭勇余小平電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)北京：北京大學(xué)出版社.2007蔣立平數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì).：北京：電子工業(yè)出版社.2008高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)（2版）.北京：電子工業(yè)出版社.2005 20032004周文良.電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐.北京：國(guó)防工業(yè)出版社.2011.12010. 52009.42005.7附錄:1系統(tǒng)原理圖C半軋p m寸呵半軋p m寸呵3系統(tǒng)總程序#in clude#in

24、cludeabsacc.hbit flag;/采樣標(biāo)志un sig ned char coun tor;/定時(shí)器定時(shí)的循環(huán)標(biāo)志un sig ned char g,s,b,i;un sig ned char Q=3,p=0; 設(shè)置預(yù)設(shè)溫度un sig ned char m,n;sbit P34=P3A4;sbit P35=P3A5;sbit P30-P3A0;/為蜂鳴器提供一定頻率的方波void DisplaySecond(unsigned char s,b);/ 數(shù)碼管顯示函數(shù)的聲明void delay(void);/延時(shí)函數(shù)的聲明float a,result-0,result1-0,T;/*

25、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示*/un sig ned char Tab1=OxCO, 00xF9,10xA4,20xB0,30x99,40x92,50x82,60xF8, 70x80,80x90,90xC6,C;/*定時(shí)器T0定時(shí)*/void t0_ser() in terrupt 1 using 1 TL0=0xF0;TH0=0xD8;P30=!P30;蜂鳴器產(chǎn)生的方波coun tor+;if(countor=10)/循環(huán)10次達(dá)到定時(shí) 0.1秒cou ntor=0;flag=1;/ 定時(shí)時(shí)間到，置采樣標(biāo)志為1，進(jìn)行采樣/*采樣函數(shù)*/void samp()un sig ned int c;XBYTE0x7FF8=0;進(jìn)行一個(gè)寫(xiě)操作，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換delay();a=XBYTE0x7FF8;將A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果保存為變量aresult=a*5/256;/將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果換算成十進(jìn)制數(shù)if(result1.65&result2.50&result3.820&resultm)P35=1;P34