基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)作者系部信息與電氣工程系專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師二0一年月曰湖南科技大學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書信息與電氣工程系電氣工程及其自動(dòng)化教研室教研室主任：（簽名）年月日學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化1設(shè)計(jì)（論文）題目及專題：?jiǎn)纹瑱C(jī)溫度控制系統(tǒng)2學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自年月日開(kāi)始至年月曰止3設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：（1）單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)流程圖（2）單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（3）protelse99軟件（4）單片機(jī)使用接口技術(shù)（5）單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（6）網(wǎng)上有關(guān)技術(shù)資料4設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：（1）某于單片機(jī)溫

2、度控制系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用（2）單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含的基本內(nèi)容（3）單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)技術(shù)（4）單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（5）全文總結(jié)5提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等）及要求：（1）程序。要求：編譯通過(guò)：基本能運(yùn)行。（2）畢業(yè)論文。要求：止確：規(guī)范：通順。（3）可供發(fā)表的研究論文（可詵）。要求：規(guī)范：新意均需提交由子版和紙質(zhì)版。6發(fā)題時(shí)間：年月日（簽名）指導(dǎo)教師:學(xué)生:（簽名）湖南科技大學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)人：（簽名）年月日指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)：湖南科技大學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)評(píng)閱人評(píng)定成績(jī):（簽名）評(píng)閱人:湖南科技大學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄日期：學(xué)生：

3、學(xué)號(hào)：班級(jí)：題目：提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：1設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書共頁(yè)2設(shè)計(jì)（論文）圖紙共頁(yè)3指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)共頁(yè)答辯委員會(huì)主任：委員:畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：（簽名）（簽名）（簽名）（簽名）（簽名）答辯成績(jī):總評(píng)成績(jī):隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們需要對(duì)各中加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。自動(dòng)控制越來(lái)越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電阻爐溫度系統(tǒng)也備受關(guān)注-。其中微機(jī)及其應(yīng)用已經(jīng)成為高、新科學(xué)技術(shù)的重要內(nèi)容和標(biāo)志之一，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域正在發(fā)揮著引人注目的作用。微機(jī)控制的電阻爐溫度控制系統(tǒng)實(shí)際上就是一個(gè)智能控制系統(tǒng)，是一種能耗相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低的溫度控制系統(tǒng)

4、。采用單片機(jī)來(lái)對(duì)他們控制不僅具有控制方便，簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。本設(shè)計(jì)采用無(wú)ROM勺8031作為主控制芯片。8031的接口電路有8155、2764。8155用于鍵盤/LED顯示器接口，2764可作為8031的外部ROM?儲(chǔ)器。其中溫度控制電路是通過(guò)可控硅調(diào)功器實(shí)現(xiàn)的。雙向可控硅管和加熱絲串聯(lián)接在交流220V,50HZ交流試點(diǎn)回路，在給定周期內(nèi)，8031只要改變可控硅管的接通時(shí)間便可改變加熱絲功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。關(guān)鍵字：溫度控制；接口電路；可控硅ABSTRACTAlongwithnationaleconomydev

5、elopment,thepeopleneedtoeachheatingfurnace、theheat-treatmentfurnaceinthereactorandtheboilerthetemperaturecarryonthemonitorandthecontrol.theautocontrolbecomesmoreandmoreimportant.Theautocontroloftheresistancefurnaceishighlyanticipated.Microcomputeranditsapplicationhasbecomeoneofthemostimportantconten

6、tsandsignsinthefieldofHigh-scientifictechnologyandnewscientifictechnology,whichplaysanattractiveroleineveryfieldinournationaleconomy.Asamatteroffact,ResistanceTemperatureControlSystemwhichisoperatedbymicrocomputerisanIntellectualControlSystem.Notonlyusesthemonolithicintegratedcircuittocometothemtoco

7、ntrolhasthecontroltobeconvenient,simpleandflexibilitybigandsoonmerits,moreovermayenhancelargescaleisaccusedthetemperaturetechnicalspecification,thuscanbigenhancetheproductthequalityandquantity.Thisdesignusesnon-ROM8031totakethemastercontrolchip.8031connectionelectriccircuitshave815s2764.8155usesinth

8、ekeyboard/LEDmonitorconnection,2764maytake8031exteriorROMmemories,onetemperature-controlcircuitisadjuststhemeritrealizationthroughthesilicon-controlledrectifier.Thebidirectionalsilicon-controlledrectifiertubeandtheheaterseriesconnectioninexchange220V,50HZexchangecityelectricityreturnroute,inassignsi

9、nthecycle,8031solongasthechangesilicon-controlledrectifiertubeputsthroughthetimethentobepossibletochangetheheaterpower,achievestheattemperationthegoal.Keywords:Temperaturecontrol;Connectionelectriccircuit;Silicon-controlledrectifier.第一章緒論1第二章單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)方案簡(jiǎn)介32.1 單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用32.2 單片機(jī)系統(tǒng)主機(jī)的選擇32.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案4第三章硬件

10、電路的設(shè)計(jì)61. 單片機(jī)簡(jiǎn)介61. 單片機(jī)內(nèi)部模塊61 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)61 MCS-51輸入/輸出端口的結(jié)構(gòu)與功能71 MCS51單片機(jī)的引腳及其功能71 8031系統(tǒng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)81. 單片機(jī)外總線結(jié)構(gòu)91. 芯片的擴(kuò)展設(shè)計(jì)101. 單片機(jī)溫控模塊111. 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)111 8155接口電路121 A/D轉(zhuǎn)換器141 溫度控制161 2764芯片161 74LS373簡(jiǎn)介171 鍵盤、顯示器接口電路181 溫度檢測(cè)電路22第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)24（1） 主程序流程圖24（1） T0中斷服務(wù)程序25（1） 采樣子程序28（1） 數(shù)字濾波程序29（1） PID算法的實(shí)現(xiàn)31（1） 如何實(shí)

11、現(xiàn)P、I、D參數(shù)的小數(shù)化31（1） P、I、D參數(shù)的整定方法31（1） 數(shù)據(jù)的記錄32第五章結(jié)論34致謝35參考文獻(xiàn)36第一章緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們需要對(duì)各中加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。采用單片機(jī)來(lái)對(duì)他們控制不僅具有控制方便，簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。本設(shè)計(jì)采用無(wú)ROM8031作為主控制芯片。8031的接口電路有8155、27648155用于鍵盤/LED顯示器接口，2764可作為8031的外部ROMP儲(chǔ)器。其中溫度控制電路是通過(guò)可控硅調(diào)功器實(shí)現(xiàn)的。雙向可控硅管和加熱絲串聯(lián)接在交流220V,50H

12、及流試點(diǎn)回路，在給定周期內(nèi)，8031只要改變可控硅管的接通時(shí)間便可改變加熱絲功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，仍然有著較大的差距。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及加入WTO我國(guó)政府及企業(yè)對(duì)此都非常重視，對(duì)相關(guān)企業(yè)資源進(jìn)行了重組，相繼建立了一些國(guó)家、企業(yè)的研發(fā)中心，開(kāi)展創(chuàng)新性研究，使我國(guó)儀表工

13、業(yè)得到了迅速的發(fā)展。隨著新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，近年來(lái)單片機(jī)發(fā)展十分迅速，一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各個(gè)行業(yè)。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題能夠得到很好的解決。溫度是工業(yè)對(duì)象中的一個(gè)重要的被控參數(shù)。然而所采用的測(cè)溫元件和測(cè)量方法也不相同；產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不相同。因此對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。傳統(tǒng)的控制方式以不能滿足高精度，高速度的控制要求，如溫度控制表溫度接觸器，其主要缺點(diǎn)是溫度波動(dòng)范圍大，由于他主要通過(guò)控制接觸器的通斷時(shí)間

14、比例來(lái)達(dá)到改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。近幾年來(lái)快速發(fā)展了多種先進(jìn)的溫度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。這些控制技術(shù)大大的提高了控制精度，不但使控制變得簡(jiǎn)便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)所使用的加熱器件是電爐絲，功率為三千瓦，要求溫度在4001000Co靜態(tài)控制精度為2.43C。本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。本系統(tǒng)所使用的單片機(jī)8031有128

15、K的RAM使溫度控制大為簡(jiǎn)便。單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用。在冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各類工業(yè)中，廣泛使用著加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，因此，溫度是工業(yè)對(duì)象中一個(gè)主要的被控參數(shù)。由于爐子的種類不同，因而所使用的燃料和加熱方法也不同，例如煤氣、天然氣、油、電等；由于工藝不同，所需要的溫度高低不同，因而所采用的測(cè)溫元件和測(cè)溫方法也不同；產(chǎn)品工藝不同，控制溫度的精度也不同，因而對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和所采用的控制算法也不同。單片微型計(jì)算機(jī)的功能不斷的增強(qiáng)，為先進(jìn)的控制算法提供的載體，許多高性能的新型機(jī)種應(yīng)運(yùn)而生。本系統(tǒng)所使用的加熱爐為電加熱爐，爐絲功率為2kw,系統(tǒng)要求爐膛恒溫，

16、誤差為±VC,超調(diào)量可能小，溫度上升較快且有良好的穩(wěn)定性。單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)是以MS-51單片機(jī)為控制核心，輔以采樣反饋電路，驅(qū)動(dòng)電路，晶閘管主電路對(duì)電爐爐溫進(jìn)行控制的微機(jī)控制系統(tǒng)。具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖可表示為：系統(tǒng)采用單閉環(huán)形式，其基本控制原理為：將溫度設(shè)定值（即輸入控制量）和溫度反饋值同時(shí)送入控制電路部分，然后經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算得到輸出控制量，輸出控制量控制驅(qū)動(dòng)電路得到控制電壓施加到被控對(duì)象上，電爐因此達(dá)到一定的溫度。第二章單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)方案簡(jiǎn)介單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，以及設(shè)備向小型化、智能化發(fā)展，作為高新技術(shù)之一的單片機(jī)以其體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低

17、廉、使用靈活等優(yōu)勢(shì)，顯示出很強(qiáng)的生命力。它和一般的集成電路相比有較好的抗干擾能力，對(duì)環(huán)境的溫度和濕度都有較好的適應(yīng)性，可以在工業(yè)條件下穩(wěn)定工作。且單片機(jī)廣泛地應(yīng)用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，提高它們的測(cè)量速度和測(cè)量精度，加強(qiáng)控制功能。如Mcs-51系列單片機(jī)控制的“船舶航行狀態(tài)自動(dòng)記錄儀”、“煙葉水分測(cè)試儀”、“智能超聲波測(cè)厚儀”等。單片機(jī)也廣泛地應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，例如對(duì)下SID卜各種窯爐的溫度、酸度、化學(xué)成分的測(cè)量和控制。將測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮其數(shù)據(jù)處理功能和實(shí)時(shí)控制功能，使系統(tǒng)工作處于最佳狀態(tài)，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。從航空航天、地質(zhì)石油、冶金

18、采礦、機(jī)械電子、輕工紡織等行業(yè)的分布系統(tǒng)與智能控制以及機(jī)電一體化設(shè)備和產(chǎn)品，到郵電通信、日用設(shè)備和器械，單片機(jī)都發(fā)揮了巨大作用。其應(yīng)用大致可分為以下兒方面：.機(jī)電一體化設(shè)備的控制核心機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)備發(fā)展的方向。單片機(jī)的出現(xiàn)促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，它作為機(jī)電產(chǎn)品的控制器，充分發(fā)揮其自身優(yōu)點(diǎn)，大大強(qiáng)化了機(jī)器的功能，提高了機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。最典型的機(jī)電產(chǎn)品機(jī)器人，每個(gè)關(guān)節(jié)或動(dòng)作部位都是個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)采集單元大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要求數(shù)據(jù)采集的同步性和實(shí)時(shí)性要好。使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的前端采集單元，由主控計(jì)算機(jī)發(fā)出采集命令，再將采集到的數(shù)據(jù)逐一送到主計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。

19、如有些氣象部門、油田采油部門以及電廠等均可采用這樣的系統(tǒng)。.分布控制系統(tǒng)的前端控制器在直接控制級(jí)的計(jì)算機(jī)分布控制系統(tǒng)（DCS）中，單片機(jī)作為過(guò)程控制中每一分部操作或控制的控制器，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、反饋計(jì)算、控制輸出，并在上位機(jī)命令的指揮下進(jìn)行相應(yīng)協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)系統(tǒng)主機(jī)的選擇Intel公司的MCS-48（8位機(jī)）：8位CPU并行I/O口，8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器尋址范圍不大于4k,且無(wú)用行口，屬于初級(jí)單片機(jī)，功能小，易于控制。Intel公司的MCS-51（8位機(jī)）：多級(jí)中斷處理系統(tǒng)，8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。RAM,ROM址范圍可達(dá)64k字節(jié)，且?guī)в写蠭/O口，此類單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛。且貨源充足，其在國(guó)內(nèi)的

20、主流的地位有可能穩(wěn)定一個(gè)相當(dāng)時(shí)期。Intel公司的MCS-96（16位機(jī)）：多級(jí)中斷處理系統(tǒng)。16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。并行I/O口擴(kuò)展，且?guī)в杏眯锌?，屬于高檔單片機(jī)，功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定，是今后單片機(jī)發(fā)展的主體方向。因考慮頻率的顯示程序中需使用用行輸出，而MCS-48系列無(wú)用行口，且尋址范圍過(guò)小，故不易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能，MCS-51系列單片機(jī)功能全面，可靠性高，容易達(dá)到產(chǎn)品的性能指標(biāo)，且貨源充足，性能價(jià)格比較高。MCS-96雖功能強(qiáng)大，但本次設(shè)計(jì)頻率計(jì)軟件對(duì)單片機(jī)性能要求較低，且MCS-96價(jià)格昂貴故MCS-51系列能基本滿足要求，是首要選擇。在眾多單片機(jī)成員中，MCS-51系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能，

21、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性能價(jià)格比。迅速占領(lǐng)了工業(yè)測(cè)控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場(chǎng)，成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的主流。近年來(lái)，MCS-51系列單片機(jī)以8位機(jī)，如8031/8032,8051/8052,8751/8752尤為變得熱門由于MCS-51單片機(jī)的程序計(jì)數(shù)器為16位，因此，可尋址的地址空間為64K空間。805和8751單片機(jī)內(nèi)部有4K字節(jié)ROM/EPROW5存儲(chǔ)器，當(dāng)管腳EA=1時(shí)，低4K地址（0000H-0FFFH指向片內(nèi)，而當(dāng)EA=0時(shí)，低4K地址指向片外。8052內(nèi)部有8KROMS序存儲(chǔ)器，外部同樣可擴(kuò)展到64K。對(duì)于片內(nèi)無(wú)ROM/EPROM單片機(jī)8031/8032構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，必須

22、使EA=0,程序存儲(chǔ)器只能外部擴(kuò)展。另外，MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部有128個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（8052/8032內(nèi)部有256個(gè)字節(jié)的RAM。針對(duì)本系統(tǒng)，則只需要采用8031即可，由于EPRO的擦寫比較麻煩，給開(kāi)發(fā)制造了一定的困難，因此，我采用INTEL公司生產(chǎn)的新型單片機(jī)（8位），指令與8031完全兼容，但片內(nèi)的4KUPROMK用白是4K的FlashROM存儲(chǔ)器，這種存儲(chǔ)器可電擦寫，速度快，且擦寫次數(shù)1000余次，從而縮短了開(kāi)發(fā)周期，方便開(kāi)發(fā)者，因此，我的最終選擇是INTEL公司的8031單片機(jī)，以其高性能價(jià)格比得到用戶的信賴1。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用。在冶金

23、、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各類工業(yè)中，廣泛使用著加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，因此，溫度是工業(yè)對(duì)象中一個(gè)主要的被控參數(shù)。由于爐子的種類不同，因而所使用的燃料和加熱方法也不同，例如煤氣、天然氣、油、電等；由于工藝不同，所需要的溫度高低不同，因而所采用的測(cè)溫元件和測(cè)溫方法也不同；產(chǎn)品工藝不同，控制溫度的精度也不同，因而對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和所采用的控制算法也不同。單片微型計(jì)算機(jī)的功能不斷的增強(qiáng)，為先進(jìn)的控制算法提供的載體，許多高性能的新型機(jī)種應(yīng)運(yùn)而生。本系統(tǒng)所使用的加熱爐為電加熱爐，爐絲功率為2kw,系統(tǒng)要求爐膛包溫，誤差為士vc,超調(diào)量可能小，溫度上升較快且有良好的穩(wěn)定性6。單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)是

24、數(shù)控系統(tǒng)的一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用，單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括如下幾個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)溫度控制系統(tǒng)是以MS-51單片機(jī)位控制核心輔以采樣反饋電路，驅(qū)動(dòng)電路品閘管電路時(shí)電爐溫度進(jìn)行控制的微機(jī)控制系統(tǒng)，具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖可表示為系統(tǒng)采用單閉環(huán)形式。其控制原理為：將溫度設(shè)為定值（即輸入控制量）和溫度反饋值同時(shí)送入控制電路部分，然后經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器運(yùn)算得到控制輸出量，輸出控制量控制驅(qū)動(dòng)電路得到控制電壓施加到被控對(duì)象上，電爐因此達(dá)到一定溫度。其控制電路的設(shè)計(jì)圖2.1所示：圖2.1控制電路的設(shè)計(jì)第三章硬件電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)SCM（singlechipmicro-computer）的譯名簡(jiǎn)稱，在國(guó)內(nèi)也常簡(jiǎn)稱

25、為“單片機(jī)”。它包括中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM只讀存儲(chǔ)器ROM中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、用行和I/O等等。單片機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)、數(shù)據(jù)的采集以及對(duì)應(yīng)用對(duì)象的控制。它具有體積小、重量輕、價(jià)格低、可靠性高、耗電少和靈活機(jī)動(dòng)等許多優(yōu)點(diǎn)，單片微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱單片機(jī)）是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是一種非常活躍和頗具生命力的機(jī)種，特別適合用于智能控制系統(tǒng)。單片機(jī)內(nèi)部模塊在本設(shè)計(jì)中，從經(jīng)濟(jì)上以及性能上考慮，我選用8031作為CPU8031是MCS51系列單片機(jī)的一種型號(hào)。MCS-5俾片機(jī)的類型有：8051、8031、8751等。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)8031單片機(jī)內(nèi)部

26、結(jié)構(gòu)如圖3.1所示，它其中包含CPU震蕩器和時(shí)序電路、4KB的ROM256B的RAM兩個(gè)16定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1、4個(gè)8位I/O端口（P0、P1、P2、P3）、用行等組成。其中震蕩時(shí)序與時(shí)鐘組成定時(shí)控制部件1o震蕩鞋和時(shí)序OSC外部事件計(jì)數(shù)程序存儲(chǔ)器4KBO數(shù)據(jù)有悔磊6031CPU總黜展闞鐫V可編程1/00卜申慚PQPIP2P3并行口全雙工串并口圖3.18031單片機(jī)功能方框圖MCS-51輸入/輸出端口的結(jié)構(gòu)與功能MCS-51單片機(jī)有4個(gè)I/O端口，公32根I/O線，4個(gè)端口都是準(zhǔn)雙向口。每個(gè)口都包含一個(gè)鎖存器，即專用寄存器P0P3一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。為方便起見(jiàn)，我們把4個(gè)端口和其中

27、的鎖存器都統(tǒng)稱P0P3在訪問(wèn)片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，低8位地址和數(shù)據(jù)由P0口分時(shí)傳送，高8位地址由P2口傳送。在無(wú)片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這4個(gè)口的每一位均可作為雙向的I/O口使用。P0口：可作為一般的I/O口用，但應(yīng)用系統(tǒng)采用外部總線結(jié)構(gòu)時(shí)，它分時(shí)作低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)總線用。P1口：每一位均可獨(dú)立作為I/O口。P2口：可作為一般I/O口用，但應(yīng)用系統(tǒng)采用外部系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)時(shí)，它分時(shí)作為高8位地址線。P3口：雙功能口。作為第一功能使用時(shí)同P1口，每一位均可獨(dú)立作為I/O口另外，每一位均具有第二功能，每一位的兩個(gè)功能不能同時(shí)使用。MCS51單片機(jī)的引腳及其功能8031單片機(jī)采用40引腳雙列直插

28、封裝（DIP）形式，對(duì)于CMOS片機(jī)除采用DIP形式外，還采用方形封裝工藝。MCS-51單片機(jī)引腳如圖3.2所示：用戶i/o:控制線（P1P2P0P3ALEPSENEARST8031XTAL1VccXTAL2Vss）地址線）地址：數(shù)據(jù)線控制線圖3.28031引腳功圖由于受到引腳數(shù)目的限制，所以有一些引腳具有第二功能。在單片機(jī)的40條引腳中，有兩條專用于主電源的引腳，兩條外接晶體的引腳，四條控制和其它電源復(fù)用引腳，32條輸入/輸出引腳。下面分別說(shuō)明這些引腳的名稱和功能：.主電源引腳：Vcc和VssVcc（40腳）：正常操作、對(duì)EPRO編程和驗(yàn)證時(shí)接+5V電源。Vss（20腳）：接電源地。.時(shí)鐘電

29、路弓|腳：XTAL1和XTAL2XTAL1（19腳）：內(nèi)部晶體振蕩電路的反相放大器的輸入端。使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)接外部石英晶體和微調(diào)電容的一端；使用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳接地XTAL2（18腳）：內(nèi)部晶體振蕩電路的反相放大器的輸出端。使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端；使用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳用于輸入外部時(shí)鐘脈沖。.控制信號(hào)引腳：RST/Vpd（9腳），RST為復(fù)位信號(hào)輸入端，在該引腳上保持兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)部RAM&用電源輸入端。當(dāng)主電源Vcc一旦發(fā)生掉電或電壓降低到一定值時(shí)，可通過(guò)Vpd是為單片機(jī)內(nèi)部RAM是供電源，以保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不丟失，使主電源恢復(fù)后能繼續(xù)正

30、常運(yùn)行。.ALE/（30腳）：地址鎖存器使能輸出/編程脈沖端。當(dāng)CPUJ問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)ALE的輸出作為外部鎖存地址的低位字節(jié)的控制信號(hào)，當(dāng)不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端仍以1/6的時(shí)鐘振蕩頻率固定地輸出正脈沖。另外，在對(duì)MCS805升內(nèi)EPROMS?（固化）時(shí)，此引腳用于輸入編程脈沖。.（29腳）：程序存儲(chǔ)允許輸出。是片外部程序存儲(chǔ)器ROM勺讀選通信號(hào)。從片外程序存儲(chǔ)器取數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)激發(fā)兩次（然后，當(dāng)執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器存取時(shí)，在每次存取片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，有兩個(gè)脈沖是不出現(xiàn)的）。從內(nèi)程序存取時(shí)不激發(fā)。對(duì)8031而言，訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，將PC的十六位地址輸出到P2口和P0口外部的地址寄存

31、儲(chǔ)器后，產(chǎn)生負(fù)脈沖選通片外程序存儲(chǔ)器。相應(yīng)的存儲(chǔ)單元的指令字節(jié)送到P0口，供8031讀取。.Vpp（31腳）：外部訪問(wèn)允許/編程電源輸入。當(dāng)端輸入高電平時(shí)，CPIB行程序。低4KB（0000H-0FFFH地址范圍內(nèi)，訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，在程序計(jì)數(shù)器PC的值超過(guò)4KB地址時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)EA輸入低電平時(shí)，CPUR訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器1o3.2.48031系統(tǒng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)通常情況下，采用MCS-51系列單片機(jī)的最小系統(tǒng)只能用于一些很簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合，在此情況下直接使用單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)功能、中斷功能、I/O端口等，組成的應(yīng)用系統(tǒng)的成本較低。單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展的方法有并

32、行擴(kuò)展法和申行擴(kuò)展法兩種。并行擴(kuò)展法是利用單片機(jī)的三種線（ARDBCB進(jìn)行的系統(tǒng)擴(kuò)展；串行擴(kuò)展法是利用SPI三線總線或I2C雙總線的串行系統(tǒng)擴(kuò)展。但是，一般用行接口器件速度慢，在需要高速應(yīng)用的場(chǎng)合，還是并行擴(kuò)展法占主導(dǎo)地位。在本設(shè)計(jì)中，由于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)比較少，單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器能滿足需要，故不需再擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器1o單片機(jī)外總線結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)大多數(shù)CPU外部有單獨(dú)的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，而MCS-51單片機(jī)因受到芯片管腳的限制，數(shù)據(jù)線和地址線（低8位）是復(fù)用的，而且是I/O口兼用。為了將它們分離開(kāi)來(lái)，以便同單片機(jī)外的芯片正確地相連，在單片機(jī)外部加地址鎖存器來(lái)構(gòu)成與一般CPU®類

33、似的三總線，如圖所示3.3所示:P01控制鎖存器MCS-51ALEPSEN1服RIT圖3.3三總線圖.地址總線：地址總線寬度為16位。.數(shù)據(jù)總線：總線寬度為8位，由P0口提供P0.0-P0.7o.控制總線：由P3口第二功能狀態(tài)和4根獨(dú)立控制線組成。主要性能：內(nèi)部程序存儲(chǔ)器：4KB內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：128B外部程序存儲(chǔ)器：可擴(kuò)展到64KR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：可擴(kuò)展到64KB并行口輸入/輸出線：32根（4個(gè)端口，每個(gè)端口8根）。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：2個(gè)16位可編程的定時(shí)計(jì)數(shù)器。用行口：全雙工，二根。寄存器區(qū)：在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的128KB中劃出一部分作為寄存器區(qū)，分為四個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)8個(gè)通用寄存器。中斷源：5個(gè)中

34、斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)別。布爾處理機(jī)：即位處理機(jī)，對(duì)某些單元的某位做單獨(dú)處理。指令系統(tǒng)（系統(tǒng)時(shí)鐘為12MH2W）:大部分指令執(zhí)行時(shí)間為1us；少部分指令執(zhí)行時(shí)間為2us;只有乘、除指令的執(zhí)行時(shí)間為4uso芯片的擴(kuò)展設(shè)計(jì)程序存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介常見(jiàn)的EPROMI:2716（容量2Kx8位）、2732（容量4Kx8位）、2764（容量8Kx8位）、27128（容量16Kx8位）、27256（容量32Kx8位）、27512（容量64Kx8位）。EPROM卜引腳功能如下：A0A15地址輸入線；O0O7三態(tài)數(shù)據(jù)總線，讀或編程校驗(yàn)時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線，編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。維持或編程禁止時(shí)O0O4高阻抗；CE:片選信號(hào)輸入線，“

35、0"（即TTL低電平）有效；PGM編程脈沖輸入線；其值因芯片型號(hào)和制造廠商不同而異；Vpp：編程電源輸入線，其值因芯片型號(hào)和制造廠商不同而異；OET:讀選通信號(hào)輸入線，“0”有效；U主電源輸入線，一般為+5V;擴(kuò)展方法擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器時(shí)，一般擴(kuò)展容量大于256字節(jié)，因此，除了由P0口提供低8位地址線外，還需由P2口提供若干地址線，最大的擴(kuò)展范圍位64K字節(jié)，即需16位地址線。具體方法是CPUS向EPROM1供三種信號(hào)線。A:數(shù)據(jù)總線：P0口接EPROMfcOO-O7（D7D0）B:地址總線：P0口經(jīng)鎖存器向EPROM1供地址低8位，P2口提供高8位地址以及片選線。擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器究竟需

36、要多少位地址線，應(yīng)根據(jù)程序存儲(chǔ)器容量和選用的EPROM片容量而定。C:控制總線：PSEV一片外程序存儲(chǔ)器取指令控制信號(hào)，接EPROIMJ“OE。ALE-接鎖存器的CEAT接地。（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)由于算法的需要，在存儲(chǔ)器中需要存儲(chǔ)24個(gè)從A/D片出來(lái)的數(shù)據(jù)，即需要24單元的存儲(chǔ)單元。在8031的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)低128字節(jié)RAMfr30H7FH#80個(gè)存儲(chǔ)單元使用戶RAhM,完全可以容納下24個(gè)數(shù)據(jù)以及其運(yùn)算過(guò)程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)，故不需要在另外擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1。我選用的EPRO跛片為2764。連接如圖3.4所示:圖3.42764與8031連接圖單片機(jī)溫控模塊溫度檢測(cè)元件和變送器的選擇和被控溫度及

37、精度等級(jí)有關(guān)。本設(shè)計(jì)采用鍥銘/鍥鋁熱電偶，此電偶用于0c1000c的溫度測(cè)量范圍，相應(yīng)的輸出電壓為0mV-41.32mV.變送器由毫伏變送器和電流/電壓變送器組成：毫伏變送器用于把熱電偶輸出的0-41.32mV變換成0-10mA范圍內(nèi)的電流；電流/電壓變送器用于把毫伏變送器輸出的0-10MA電流變換成0-5V范圍的電壓。為了提高精度，變送器可以進(jìn)行零點(diǎn)遷移。如：若溫度測(cè)量范圍400c1000C,則熱電偶輸出為16.4mV-41.32mV,毫伏變送器零點(diǎn)遷移后輸出0-10mV范圍電流。這樣，采用8位A/D轉(zhuǎn)換器就可以使量化誤差達(dá)到正負(fù)2.34度以內(nèi)。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制主電路是由8031及其外圍

38、芯片，及一些輔助的部分構(gòu)成的，系統(tǒng)原理圖如圖3.5所示：圖3.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖8155接口電路8155芯片內(nèi)具有256個(gè)字節(jié)的RAM兩個(gè)8位、一個(gè)16位的可編程I/O和一個(gè)14位計(jì)數(shù)器。它與51型單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用的芯片。8155用作鍵盤/LED顯示器接口電路，當(dāng)IO/M為高電平時(shí)，8155選通片內(nèi)的I/O端口。AB、C三個(gè)口可以作為擴(kuò)展的I/O口使用，MCS-51單片機(jī)的POH8155的AD3AD7ffi連。帶有I/O接口和計(jì)時(shí)器的靜態(tài)RAM815凱圖3.6所示：5432107654321076543210pcpcpcpcpcpcPBPBPBPBPBPBPBPBPAP

39、APAPAPA_PAPAPARESETTMRINq436IDq8igi8"Tr161314TF12TMROUTALE10/IffWRDCEAD?AD6AD5AD4AD3AD2ADIADO圖3.6帶有I/O接口和計(jì)時(shí)器的靜態(tài)RAM8155此時(shí)P0輸出的低8位地址只有3位有效，用于片內(nèi)選址，其他位無(wú)用。使用A,B,C三個(gè)口時(shí)，首先向命令寄存器寫入一個(gè)控制字以確定三個(gè)口的工作方式。如果寫入的控制字規(guī)定他們工作于方式I或方式R下，則這三個(gè)口都是獨(dú)立的基本I/O口?？梢灾苯永肕OVXA,DPTRMOVXDPTRA令完成這三個(gè)口的讀/寫（輸入/輸出）操作。工作在方式田或方式IV時(shí)，C用作控制口

40、或部分用于控制。MCS-51單片機(jī)可以和8155直接連接，不需要任何外加電路，給系統(tǒng)增加了256個(gè)字節(jié)的RAM22位I/O線及一個(gè)計(jì)數(shù)器。當(dāng)P2.0=0且P2.1=0時(shí)，選中8155的RAMT作；在P2.0=1和P20=0時(shí)，8155選中片內(nèi)三個(gè)I/O端口。相應(yīng)地址分配為：0000H-00FFH0100H0101HA0102HB0103HC0104H0105H8155內(nèi)部RAM命令/狀態(tài)口口口口定時(shí)器低八位口定時(shí)器高八位口A/D轉(zhuǎn)換器ADC080更帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMO組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。ADC0809勺內(nèi)部邏輯

41、結(jié)構(gòu)ADC080的一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。ADC0800I腳結(jié)構(gòu)ADC080略腳功能如下：D7-D0:8位數(shù)字量輸出弓I腳。IN0-IN7:8位模擬量輸入引腳。VCC+5V工作電壓。GND地。REF(+):參考電壓正端。REF(-):參考電壓負(fù)端。STARTA/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。ALE地址鎖存允許信號(hào)輸入端。(以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換).EOC轉(zhuǎn)換結(jié)

42、束信號(hào)輸出弓I腳，開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。OE輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK時(shí)鐘信號(hào)輸入端(一般為500KHz。A、B、C:地址輸入線。ADC0809寸輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05V,若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A,B,C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A,B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入

43、。數(shù)字量輸出及控制線：11條。ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOE轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC»高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。巳1,輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；。巳0,輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7-D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809勺內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHzVREF(+),VREF(-)為參考電壓輸入。ADC0809應(yīng)用說(shuō)明ADC080的部帶有輸出鎖

44、存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平。送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A,B,C端口上。在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOCW號(hào)來(lái)判斷。當(dāng)EO嘎為高電平時(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了，A/D轉(zhuǎn)換電路如圖3.7所示：圖電路IKOIK1IN-2IN-3IN-4IN-5IN-6IN-7«fr+)<1ADD-AADD-BADD-CALEENABLESTARTCLOCK41-2345878C22>2-2-2-22-OrebbbE3.7A/D轉(zhuǎn)換圖ADC0809的IN0和變送器輸出端相連，

45、故IN0上輸入的0V-+5V范圍的模擬電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后可由8031通過(guò)程序從P0口輸入到它的內(nèi)部RAMI元。首先輸入地址選擇信號(hào)，在ALE信號(hào)作用下，地址信號(hào)被鎖存，產(chǎn)生譯碼信號(hào)，選中一路模擬量輸入。然后輸入啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)START啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束，數(shù)據(jù)送三態(tài)緩沖鎖存器，同時(shí)發(fā)出EOCJ號(hào)。在允許輸入信號(hào)OE的控制下，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入到外部數(shù)據(jù)總線。溫度控制8031對(duì)溫度的控制是通過(guò)可控硅調(diào)控器實(shí)現(xiàn)的。可控硅功輸出與通斷時(shí)間關(guān)系如圖3.8所示：圖3.8可控硅功輸出與通斷時(shí)間關(guān)系雙向可控硅管和加熱絲串聯(lián)接在交流220V,50Hz交流試點(diǎn)回路。單片機(jī)的P1.7口通過(guò)光電隔離器和驅(qū)動(dòng)電路送到可

46、控硅的控制端，由P1.7口的高低電平來(lái)控制可控硅的導(dǎo)通與斷開(kāi)，從而控制電阻絲的通電加熱時(shí)間。在給定的周期T內(nèi)，8031只要改變可控硅管的接通時(shí)間便可改變加熱絲功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。圖2-7示出了可控硅管在給定周期T內(nèi)具有不同接通時(shí)問(wèn)的情況。顯然，可控硅在給定周期T的100%寸間內(nèi)接通的功率最大?？煽毓杞油〞r(shí)間可以通過(guò)可控硅控制板上控制脈沖控制。該觸發(fā)脈沖由8031用軟件在P1.3引腳上產(chǎn)生，受過(guò)零同步脈沖后經(jīng)光偶管和驅(qū)動(dòng)器輸送到可控硅的控制極上。通常，電阻爐爐溫控制采用偏差控制法。偏差控制的原理是先求出史冊(cè)爐溫對(duì)所需爐溫的偏差值，然后對(duì)偏差值處理而獲得控制信號(hào)去調(diào)節(jié)電阻爐的假熱功率，以實(shí)

47、現(xiàn)對(duì)電阻爐的爐溫控制16o2764芯片2764芯片是一個(gè)常見(jiàn)的EPROM片,EPRO的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是可以擦除重寫，而且允許擦除的次數(shù)超過(guò)上萬(wàn)次。一片新的或擦除干凈EPROM5片，其每一個(gè)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容都是FFH要對(duì)一個(gè)使用過(guò)的EPRO進(jìn)行編程，則首先應(yīng)將其放到專門的擦除器上進(jìn)行擦除操作。擦除器利用紫外線光照射EPROM勺窗口，一般經(jīng)過(guò)1520min即可擦除干凈。擦除完畢后可讀一下EPRO附每個(gè)單元，若其內(nèi)容均為FFH就認(rèn)為擦除干凈了。這是一塊8Kx8bit的EPRO跛片，它白引線與SRAM5片6264是兼容的。這給使用者帶來(lái)很大方便。因?yàn)樵谲浖{(diào)試過(guò)程中，程序經(jīng)常需要修改，此時(shí)可將程序先放在6

48、264中，讀寫修改都很方便。調(diào)試成功后，將程序固化在2764中，由于它與6264的引腳兼容，所以可以把2764直接插在原6264的插座上。這樣，程序就不會(huì)由于斷電而丟失。下面介紹2764各引腳的含義：A0A12:13根地址輸入線。用于尋址片內(nèi)的8K個(gè)存儲(chǔ)單元。DO-D7:8根雙向數(shù)據(jù)線，正常工作時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線。編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。OE輸出允許信號(hào)。低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為0時(shí)，芯片中的數(shù)據(jù)可由DO-D7端輸出。CE選片信號(hào)。低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為0時(shí)表示選中此芯片。.PGM編程脈沖輸入端。對(duì)EPRO蝙程時(shí)，在該端加上編程脈沖。讀操作時(shí)該信號(hào)為1。VPP編程電壓輸入端。編程時(shí)應(yīng)在該端加上編程高電壓

49、，不同的芯片對(duì)VPP的值要求的不一樣，可以是+12.5V,+15V,+21V,+25V等。2764是8K*8字節(jié)的紫外線繪除、電可編程只讀存儲(chǔ)器，單一+5V供電，工作電流為75mA維持電流為35mA讀出時(shí)間最大為250nS,28腳雙列直插式封裝。A0-A12為13根地址線，可尋址8K字節(jié)；O0-O7為數(shù)據(jù)輸出線；CE為片選線；OE為數(shù)據(jù)輸出選通線；PG岫編程脈沖輸入端；Vpp是編程電源；Vcc是主電源。正常工作（只讀）時(shí)，Vpp=Vcc=+5V,PGM=+5V編程時(shí)，Vpp=+25V（高壓），PGMB加入寬度為50ms的負(fù)脈沖74LS373簡(jiǎn)介單片機(jī)系統(tǒng)中常用的地址鎖存器芯片74LS373以及

50、coms的74hc373。是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，具引腳圖原理圖如圖3.9所示：圖3.9引腳圖原理圖74ls373是常用的地址鎖存器芯片，74LS373的真值表如表3.1所示:表3.174LS373功能EG00直通Qi=Di01保持（Qi保持/、艾）1XEGDQLHHHLHLLLLXQL低電平;H局電平；X不定態(tài)；Q0建立穩(wěn)態(tài)刖Q的電平;G輸入端，與8031ALE連高電平：暢通無(wú)阻低電平：關(guān)門鎖存。圖中OE-使能端，接地。當(dāng)G="1”時(shí)，74LS373輸出端1Q-8Q與輸入端1D-8D相同；當(dāng)G為下降沿時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)鎖存。74ls373是常用的地址鎖存器芯片，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)是帶三

51、態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，在單片機(jī)系統(tǒng)中為了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，通常需要一塊74ls373芯片,鎖存端LE由高變低時(shí)，輸出端8位信息被鎖存，直到LE端再次有效。當(dāng)三態(tài)門使能信號(hào)OE為低電平時(shí)，三態(tài)門導(dǎo)通，允許Q0Q7俞出，OE為高電平時(shí)，輸出懸空。當(dāng)74LS373用作地址鎖存器時(shí)，應(yīng)使OE為低電平，此時(shí)鎖存使能端C為高電平時(shí)，輸出Q0Q7狀態(tài)與輸入端D1D7犬態(tài)相同；當(dāng)C發(fā)生負(fù)的跳變時(shí)，輸入端D0D7數(shù)據(jù)鎖入Q0Q751單片機(jī)的ALE信號(hào)可以直接與74LS373的C連接。在MCS-5俾片機(jī)系統(tǒng)中，常采用74LS373作為地址鎖存器使用，其中輸入端1D8眼至單片機(jī)的P0口，輸出端提供的是低8位地址，G

52、端接至單片機(jī)的地址鎖存允許信號(hào)ALE輸出允許端OE接地，表示輸出三態(tài)門一直打開(kāi)。鍵盤、顯示器接口電路（1）顯示器接口電路顯示器的種類很多，從液晶顯示、發(fā)光二極顯示到CRT顯示器，都可以與微機(jī)配接。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器主要有發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器簡(jiǎn)稱LED顯示器以及液晶顯示器LCD等。LEDLCD顯示器具有耗電省、成本低廉、配置簡(jiǎn)單靈活、安裝方便、耐振動(dòng)壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)要求顯示數(shù)字所以選擇LED顯*口口zKWroLED顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的輸出器件。它是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)亮?？刂撇煌M合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。常用

53、的LED顯示器有7段和米字段之分。這種顯示器有共陽(yáng)極和共陰極兩種。共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極相連接在一起，通常公共陰極接地。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽(yáng)極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，通常此公共陽(yáng)極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)得段被顯示。兩個(gè)顯示器都有dp顯示短，用于顯示小數(shù)點(diǎn)。7段LED的字型碼（段選碼），由于只有7個(gè)段（如有dp段，則為8個(gè)段）發(fā)光二極管，所以字型碼為一個(gè)字“米”，7段LED斷碼如表3,2所示：表3.271殳LED共陽(yáng)極字共陰極字顯示字符共陽(yáng)極字共陰極符符碼符碼符碼字

54、符碼03FHC0HAc39HC6H106HF9Hd5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99HP73H8CH56DH92HU3EHC1H67DH82HT31HCEH707HF8HY6EH91H87FH80HH76H89H96FH90HL38HC7HA77H88H灰00HFFHb7CH83H,（2）靜態(tài)顯示接口在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示器顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字

55、形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中CPU的開(kāi)銷小。在本系統(tǒng)中采用了靜態(tài)顯示方法。選用串并*$換電路74LS164靜態(tài)顯示電路。MCS-51單片機(jī)用行口方式移位寄存器方式，外接3片74LS164作為3位顯示器的靜態(tài)顯示接口,把8031的RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD作為移位時(shí)鐘脈沖。74LS164為TTL單向5位移位寄存器，可實(shí)現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中A、B（第1、2腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，2個(gè)引腳按邏輯與運(yùn)算規(guī)律輸入信號(hào)，公一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)可并接。T（第8腳）為時(shí)鐘輸入端，可連接到用行口的TXD端。每一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿加到T端時(shí)，移位寄存器移一位，5個(gè)時(shí)鐘脈沖過(guò)后，8位二進(jìn)制數(shù)全部移入74LS164中。R（第9腳）為復(fù)位端，當(dāng)R=0時(shí)，移位寄存器各位復(fù)0,只有當(dāng)