單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、遼寧工業(yè)大學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)(論文電烤箱加熱控制器設(shè)計(jì)院(系:電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí):電氣082學(xué)號(hào): 080303057學(xué)生姓名:樊珂指導(dǎo)教師:(簽字 課程設(shè)計(jì)(論文任務(wù)及評(píng)語院(系:電氣工程學(xué)院 教研室:注:成績(jī):平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 課程設(shè)計(jì)(論文題目 電烤箱加熱控制器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(論文任務(wù)電烤箱由電阻絲加熱,功率達(dá)5kW 。通過傳感器測(cè)量溫度并調(diào)節(jié)加熱功率。溫度控制范圍0300,可設(shè)定恒溫值。進(jìn)度計(jì)劃第1天查閱收集資料 第2天總體設(shè)計(jì)方案的確定 第4天 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)第5天傳感器選擇及其接口電路設(shè)計(jì) 第6天 溫度顯

2、示、電熱絲驅(qū)動(dòng)電路及電源電路設(shè)計(jì) 第7天 程序流程圖設(shè)計(jì) 第8天 軟件編寫與調(diào)試 第9天 設(shè)計(jì)說明書完成 第10天 答辯 指導(dǎo)教師評(píng)語及成績(jī)平時(shí): 論文質(zhì)量: 答辯: 總成績(jī): 指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日 摘要隨著機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展,主要體現(xiàn)出了單片機(jī)和PLC兩種控制方式。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制。單片機(jī)在日常生活中的運(yùn)用越來越廣泛。溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到。從石油化工到電力生產(chǎn),從冶金到建材,從食品到機(jī)械都要對(duì)溫度進(jìn)行控制.甚至在有些產(chǎn)品生產(chǎn)過程中溫度的控制直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。單片機(jī)溫度控制無論是現(xiàn)在還是未來都會(huì)起到重要作用。本文介紹了以AT89C51單片機(jī)為核心的電烤箱溫度控制系統(tǒng)。電烤

3、箱的溫度控制系統(tǒng)有兩個(gè)部分組成:硬件部分和軟件部分。其中硬件部分包括:單片機(jī)電路、傳感器電路、放大器電路、轉(zhuǎn)換器電路、以及鍵盤和顯示電路。軟件部分包括:主程序、運(yùn)算控制程序、以及各功能實(shí)現(xiàn)模塊的程序。文章最后對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞:單片機(jī);溫度;電烤箱;控制 目錄第1章緒論 (21.1電烤箱概況 (21.2本文設(shè)計(jì)內(nèi)容 (3第2章 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) (42.1電烤箱總體設(shè)計(jì)方案 (42.2CPU的選擇 (42.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 (52.4復(fù)位電路設(shè)計(jì) (62.5時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) (72.6CPU最小系統(tǒng)圖 (7第3章電烤箱輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) (93.1電烤箱傳感器的選擇 (93.2電烤箱檢

4、測(cè)接口電路設(shè)計(jì) (103.3電烤箱輸出接口電路設(shè)計(jì) (113.4人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì) (12第4章電烤箱軟件設(shè)計(jì) (144.1軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述 (144.2流程圖設(shè)計(jì) (14程序清單 (18第5章系統(tǒng)設(shè)計(jì) (21第6章課程設(shè)計(jì)總結(jié) (22參考文獻(xiàn) (23 第1章緒論1.1電烤箱概況隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)機(jī)械的應(yīng)用也越來越廣,進(jìn)而人們對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制要求亦越來越高。機(jī)電控制實(shí)現(xiàn)了以電氣來控制機(jī)械。單片機(jī)的出現(xiàn)使機(jī)電控制技術(shù)突飛猛進(jìn)。根據(jù)溫度控制的特點(diǎn),本次設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)為控制核心,采用數(shù)字PID控制算法。實(shí)現(xiàn)對(duì)電烤箱的溫度的控制?？鞠涫抢秒姛嵩l(fā)出的輻射熱來烘烤食品的電熱

5、器具,利用它我們可以制作烤雞、烤鴨、烘烤面包、糕點(diǎn)等。根據(jù)烘烤食品的不同需要,電烤箱的溫度一般可在50-300范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。電烤箱主要由箱體、電熱元件、調(diào)溫器、定時(shí)器和功率調(diào)節(jié)開關(guān)等構(gòu)成。其箱體主要由外殼、中隔層、內(nèi)膽組成三層結(jié)構(gòu),在內(nèi)膽的前后邊上形成卷邊,以隔斷腔體空氣;在外層腔體中充填絕緣的膨脹珍珠巖制品,使外殼溫度大大減低;同時(shí)在門的下面安裝彈簧結(jié)構(gòu),使門始終壓緊在門框上,使之有較好的密封性。電烤箱可以分為簡(jiǎn)易型電烤箱、全功能電烤箱和電子電烤箱。全功能電烤箱一般指的是普通型或高級(jí)型電烤箱。此類電烤箱帶有定時(shí)裝置和功率變檔裝置,使用方便。另外,此型電烤箱的電熱元件為金屬電熱管和石英電熱管兩種

6、。石英電熱管升溫迅速,穿透力強(qiáng),節(jié)電;但機(jī)械強(qiáng)度較差,體脆,碰撞時(shí)易裂。全功能電烤箱與簡(jiǎn)易型電烤箱相比價(jià)格較貴。電子電烤箱是市場(chǎng)最近出現(xiàn)的一種高檔產(chǎn)品。家電細(xì)分市場(chǎng)在過度競(jìng)爭(zhēng)的行業(yè)背景下“越行越快”,電烤箱便是行業(yè)黑馬之一。微波爐在一級(jí)城市雖然有較高的占有率,但使用率僅有5%,國(guó)內(nèi)消費(fèi)者傳統(tǒng)的明火烹飪習(xí)慣根深蒂固,無論是多少錢的微波爐買回家,最多只是用來加熱剩飯剩菜。相比電烤箱,同樣做為加熱裝置,微波爐加熱水分流失相對(duì)嚴(yán)重;對(duì)于燒烤功能,微波爐做出的食品口感無法與電烤箱比。國(guó)內(nèi)電烤箱市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速,在過去的3年里每年都實(shí)現(xiàn)50%以上的年增長(zhǎng)率,而格蘭仕和美的也在進(jìn)入后分別搶占了10%以上的市場(chǎng)份

7、額。 1.2本文設(shè)計(jì)內(nèi)容溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的控制,有些工藝過程對(duì)其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量,因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。根據(jù)溫度變化快慢的特點(diǎn),并且控制精度不易掌握等特點(diǎn),本文電烤箱的溫度控制為模型,設(shè)計(jì)了以AT89C51單片機(jī)為檢測(cè)控制中心的溫度控制系統(tǒng)。溫度控制采用PID數(shù)字控制算法,顯示采用3位LED靜態(tài)顯示。該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制算法新穎,控制精度高,有較強(qiáng)的通用性。電烤箱的具體指標(biāo)如下:a.電烤箱由5 千瓦電爐加熱,最高溫度為300。 b.電烤箱溫度可預(yù)置,烤干過程恒溫控制。c. 通過傳感器測(cè)量溫度并調(diào)節(jié)加熱功率。產(chǎn)品的工藝不同,控制溫度的精

8、度也不同,因而所采用的控制算法也不同。就溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)的特性來講,基本上都是具有純滯后的一階環(huán)節(jié),當(dāng)系統(tǒng)精度及溫控的線性性能要求較高時(shí),多采用PID算法來實(shí)現(xiàn)溫度的控制。本系統(tǒng)是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。從技術(shù)指標(biāo)可以看出,系統(tǒng)對(duì)控制精度的要求不高,對(duì)升降溫過程的線性也沒有要求,因此,系統(tǒng)采用最簡(jiǎn)單的通斷控制方式,當(dāng)烘干箱溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)斷開加熱電爐,當(dāng)溫度降到低于某值時(shí)接通電爐開始加熱,從而保持恒溫的控制。 第2章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 電烤箱總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的硬件部分包括單片機(jī)電路、A/D 轉(zhuǎn)換器、放大器、傳感器、鍵盤及顯示電路五大部分。其各部分連接關(guān)系如圖2-1所示。圖2.1 電

9、烤箱總體設(shè)計(jì)框圖2.2 CPU 的選擇隨著社會(huì)發(fā)展,單片機(jī)以其體積小、可靠性高、使用方便的特點(diǎn)在社會(huì)生活中達(dá)到廣泛應(yīng)用。根據(jù)溫度控制特點(diǎn),本次設(shè)計(jì)采用AT89C51。AT89C51單片機(jī)是美國(guó)Intel 公司的8位高檔單片機(jī)的系列。也是目前應(yīng)用最為廣泛的一種單片機(jī)系列。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化框圖如下所示。AT89C51系列單片機(jī)主要有CPU 、存儲(chǔ)器,IO 接口電路及時(shí)鐘電路等部分組成。中央處理器CPU 是單片機(jī)的核心,是計(jì)算機(jī)的控制指揮的中心,同一般微機(jī)的CPU 類似。AT89C51單片機(jī)內(nèi)部CPU 包括控制器和運(yùn)算器。AT89C51系列單片機(jī)的封裝形式有兩種:一種是雙列直插方式的封裝;另一種是方形

10、的封裝。由于AT89C51單片機(jī)是高性能的單片機(jī)。同時(shí)受到引腳數(shù)目的限制,所以有部分引腳具有第二功能。如圖2.1單片機(jī)引腳圖。溫度顯示鍵盤主 機(jī)A/D 轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)器光耦可控硅調(diào)功器變送器熱電阻電爐本科生課程設(shè)計(jì)(論文 P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6 RESET RXD,P3.0 TXD,P3.1 P1.7INT0,P3.2 INT1,P3.3 T0,P3.4 T1,P3.5 WR,P3.6 RD,P3.7 XTAL2 XTAL1 VSSVCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7

11、PSEN ALE/PROGEA/VPP89C51.圖2.2 AT89C51引腳圖2.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展89C51片內(nèi)有128B的RAM存儲(chǔ)器,在實(shí)際應(yīng)用中僅靠著128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這種情況下可利用89C51單片機(jī)所具有的擴(kuò)展功能,擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。89C51單片機(jī)最大可擴(kuò)展64KB RAM。常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,由于在實(shí)際應(yīng)用中,需要擴(kuò)展的容量不大,所以一般采用靜態(tài)RAM,如SRM6116,6264等。本設(shè)計(jì)采用6116靜態(tài)RAM。引腳功能:具有11條地址線,8條數(shù)據(jù)總線,一條片選線及寫允許線,讀允許線。 I/O0I/O1I/O2I/O3I/O4

12、I/O5I/O6W EO EI/O7A10A9A8C EP S E NP3.6(WRP3.7(RDD0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7S T B828289C516116圖2.3 CPU 與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的硬件原理圖2.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位是通過某種方式,使單片機(jī)內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌踔禒顟B(tài)操作,AT89C51單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后,在RST/VPD 端持續(xù)給出兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可以完成復(fù)位操作。復(fù)位分為上電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。AT89C51單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)如下所示:寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H ACC 00H B 00H PSW 00

13、H SP 07H DPTR 0000H P0-P1 OFFH IP XXX00000B IE 0XX00000B TMOD 00H TCON 00H TL0、TL1 00H TH0、TH1 00H SCON 00H SBUF 不定 PCON 0XXX0000B 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)如下復(fù)位電路: C22u FR 1KVC CR ESETVS S89C 51VC CC1C2XTAL2XTAL189C51圖2.4復(fù)位電路原理圖2.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)工作時(shí),是在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖控制下一拍一拍的進(jìn)行的,這種脈沖是由單片機(jī)控制器中的時(shí)序電路發(fā)出的。AT89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生:一種是

14、內(nèi)部的方式,一種是外部的方式。圖2.5時(shí)鐘電路原理圖2.6 CPU 最小系統(tǒng)圖 I/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6W EO EI/O7A10A9A8C ED0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7S T B82826116C 22uFR 1KA L EP S E NP3.7(RDP3.6(WRXTAL2XTAL1VCCVSSRESET89C51VCCC1C1VCC晶振圖2.6 CPU 最小系統(tǒng)圖 第3章電烤箱輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)3.1電烤箱傳感器的選擇根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),傳感器定義是:能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定得規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)器件或裝置。傳感器一

15、般由敏感元件,轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。其組成框圖如圖3.1所示。圖3.1 傳感器組成框圖敏感元件:它是直接感受被測(cè)量并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系某一種量的元件。轉(zhuǎn)換元件:敏感元件的輸出就是它的輸入,它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。轉(zhuǎn)換電路,上述電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路,便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,需要用熱電阻傳感器。熱電阻常用接入電橋使用引出線有兩、三線式和四線式三種形式。四線式接線方式更能精確測(cè)量溫度變化,所以本次設(shè)計(jì)采用四線式熱電阻傳感器,接線圖如圖所示:電位差記r r r rR t圖3.2 四線熱電阻傳感器 3.2 電烤箱檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì)ADC0809是最常用的8位A/D 轉(zhuǎn)換器,屬逐次型。

16、ADC0809由一+5V 電源供電,片內(nèi)帶有鎖存功能8路摸擬電子開關(guān),可對(duì)0+5v 8路的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,完成一次轉(zhuǎn)換,完成一次轉(zhuǎn)換約需100S ,輸出具有TTL 三態(tài)鎖存緩沖器,可直接與MCS-51系列單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相接,通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐?還可以對(duì)0+5V 的雙極性模擬信號(hào)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。IN-026msb 2-1212-220IN-1272-3192-418IN-2282-582-615IN-312-714ls b 2-817IN-42EOC7IN-53ADD-A 25IN-64ADD-B 24ADD-C 23IN-75ALE22ref(-16ENABLE9ST ART

17、6ref(+12CLOCK 10圖3.3 ADC0809引腳圖 IN026IN127IN228IN31IN42IN53IN64IN75REF+12REF-16CLK 10OE 9EOC 7D017D114D215D38D418D519D620D721A025A124A223START 6ALE 22ADC0809P0P1P2P3P4P5P6P7ALEP2.7WRRD INT89C51+5變送器熱電阻圖3.4傳感器、CPU 、AD 轉(zhuǎn)換連線圖3.3 電烤箱輸出接口電路設(shè)計(jì)EA/VP 31X119X218RESET 9RD 17WR 16INT012INT113T014T115P101P112P1

18、23P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN 29ALE/P 30TXD 11RXD108031+5v電爐220+12v圖3.5 電烤箱接口電路圖 3.4人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或能入數(shù)據(jù)的,鍵的斷合與否,反映在電壓上就是呈高電平或低電平,如果高電平表示斷開的話,那么低電平就是表示閉合,所以通過電平的高代狀態(tài)的檢測(cè),使可以確認(rèn)按鍵接下與否。按鍵的抖動(dòng)處理:當(dāng)按鍵被迫按下或釋放時(shí),通

19、常伴隨有一定的時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng),然后其獨(dú)占才穩(wěn)定下來,抖動(dòng)時(shí)間一般為510ms,在使用過程,必須去抖措施。去抖有硬件和軟件兩種方法,硬件方法通常采用通過RS觸發(fā)器連接按鍵除抖,軟件方法采用昝方法除抖,其過程是在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí),進(jìn)行一個(gè)10ms左右的昝程序后,若該鍵仍保持閉合狀態(tài),則確認(rèn)該鍵處于討債狀態(tài),同理,在檢測(cè)到該鍵釋放后,也應(yīng)珠步驟進(jìn)行確認(rèn),從而可消除抖動(dòng)的影響。由于電烤箱按鍵較少,本設(shè)計(jì)使用獨(dú)立式按鍵。常用LED顯示器有LED狀態(tài)顯示器(俗稱發(fā)光二極管、LED七段顯示器(俗稱數(shù)碼管和LED十六段顯示器,發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài),用于系統(tǒng)的顯示;數(shù)碼管用于數(shù)字的顯示;LED十六段的

20、顯示器,用于字符顯示。本設(shè)計(jì)使用有74LS164構(gòu)成的靜態(tài)LED驅(qū)動(dòng)接口電路。 MR CLK B AGND VCC Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q774LS164N MR CLK BAGND VCC Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q774LS164NMRCLK B AGND VCC Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q774LS164Na bf cg d e DPY 1234567ab c d e fg8dpdp a bf cg d e DPY 1234567ab c d e fg8dpdp a bf cg d e DPY 1234567ab c d e fg8dpdp EA/VP 31X119X21

21、8RESET 9RD 17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P 30TXD 11RXD 1089C51VCCVCCVCCVCC+5VK3K0K1K2圖3.6 人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)圖 第4章電烤箱軟件設(shè)計(jì)4.1軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述烤箱在上電復(fù)位后先處于停止加熱的狀態(tài),這時(shí)可以用“+1”鍵設(shè)定預(yù)置溫度,顯示器顯示預(yù)定溫度;溫度設(shè)定好后就可以按啟動(dòng)鍵啟動(dòng)系統(tǒng)

22、工作了。溫度檢測(cè)系統(tǒng)不斷定時(shí)檢測(cè)當(dāng)前溫度,并送往顯示器顯示,達(dá)到預(yù)定值后停止加熱并顯示當(dāng)前溫度;當(dāng)溫度下降到下限(比預(yù)定值低2時(shí)再啟動(dòng)加熱。這樣不斷重復(fù)上述過程,使溫度保持在預(yù)定溫度范圍之內(nèi)。啟動(dòng)后不能再修改預(yù)置溫度,必須按復(fù)位/停止鍵回到停止加熱狀態(tài)再重新設(shè)定的預(yù)置溫度。根據(jù)上面對(duì)工作流程的分析,系統(tǒng)軟件可以分為以下幾個(gè)功能模塊:a.鍵盤管理:監(jiān)測(cè)鍵盤輸入,接收溫度預(yù)置,啟動(dòng)系統(tǒng)工作;b.顯示:顯示設(shè)置溫度及當(dāng)前溫度;c.溫度檢測(cè)及溫度值變換:完成A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)字濾波;d.溫度控制:根據(jù)檢測(cè)到的溫度控制電爐工作;為了便于閱讀程序,首先給出單片機(jī)資源分配情況。如表4.1所示。表4.1地址功能名

23、稱初始植50H-51H當(dāng)前檢測(cè)溫度,高位在前TEMP1 TEMP000H52H-53H預(yù)置溫度,高位在前ST1ST000HT100T10T00H54H-56H BCD碼顯示緩沖區(qū),百位、十位、個(gè)位57H-58H二進(jìn)制顯示緩沖區(qū),高位在前BT1BT000HI/O口:P1.0P1.3鍵盤輸入;P1.7為電爐控制。A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809:通道0 7的地址為7FF8H7FFFH,使用通道0。4.2流程圖設(shè)計(jì)主程序采用中斷嵌套方式設(shè)計(jì),各功能模塊可直接調(diào)用。主程序完成系統(tǒng)初始化,溫度預(yù)置,預(yù)置溫度的顯示及定時(shí)器0設(shè)置。定時(shí)器0中斷服務(wù)子程序是 溫度控制體系主體,用于溫度檢測(cè)和控制(包括啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換

24、、讀入采樣數(shù)據(jù)、數(shù)字濾波、越限溫度報(bào)警和越限處理、輸出可控硅的控制脈沖等。中斷由定時(shí)器0產(chǎn)生,根據(jù)需要每隔15 s中斷一次,即每15 s采樣控制一次。但系統(tǒng)采用6 MHz 晶振,最大定時(shí)為130 ms,為實(shí)現(xiàn)15 s定時(shí),這里另行設(shè)了一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器。主程序和中斷服務(wù)子程序的流程圖如圖所示: 圖4.1主程序和中斷服務(wù)程序流程圖A/D轉(zhuǎn)換采用查詢的方式。為提高數(shù)據(jù)采樣可靠性,對(duì)采樣溫度進(jìn)行數(shù)字濾波。數(shù)字濾波的算法很多,這里采用4次采樣取平均值的方法。如前面所述,本系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果乘2正好是溫度值,因此,4次采樣的數(shù)字量之和除以2就是檢測(cè)的當(dāng)前溫度。檢測(cè)結(jié)果高位存入50H,低位存入51H。溫度檢測(cè)

25、子程序流程圖 如圖所示: 圖4.2 溫度檢測(cè)子程序流程圖將當(dāng)前溫度與預(yù)置溫度比較,當(dāng)前溫度小于預(yù)置溫度時(shí),繼電器閉合,接通電阻絲加熱;當(dāng)前溫度大于預(yù)置溫度時(shí),繼電器斷開,停止加熱;當(dāng)二者相等時(shí)電爐保持原來的狀態(tài);當(dāng)前溫度降低到比預(yù)置溫度低2時(shí),再重新啟動(dòng)加熱。模塊流程見下圖: 圖4.3 溫度控制流程圖上電或復(fù)位后系統(tǒng)處于鍵盤管理狀態(tài),其功能是監(jiān)測(cè)鍵盤輸入,接收溫度預(yù)置和啟動(dòng)鍵。當(dāng)預(yù)置溫度超過300時(shí)溫度設(shè)定在300。鍵盤管理子程序流程圖如圖所示: 圖4.4鍵盤管理程序流程圖程序清單主程序MAIN :(數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的定義和初始化部分略O(shè)RG 0000HAJMP MAINORG 000BHAJMP

26、PT0ORG 0030HMAIN: MOV SP,#59H ;設(shè)定堆棧指針 MOV TMOD,#01H ;定時(shí)器0初始化MOV TL0,#0B0H ;定時(shí)器定時(shí)時(shí)間100 ms MOV TH0,#3CHMOV R7,#150 ;置15 s軟計(jì)數(shù)器初值A(chǔ)CALL KIN ;調(diào)鍵盤管理子程序SETB ET0 ;允許定時(shí)器0中斷SETB EA ;開中斷SETB TR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器0SJMP $定時(shí)器0中斷服務(wù)子程序PT0:PT0: MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#3CH ;重置定時(shí)器0初值DJNZ R7,BACK ;15 s到否,不到返回MOV R7,#150 ;重置軟計(jì)數(shù)器初值A(chǔ)CA

27、LL TIN ;溫度檢測(cè)MOV BT1,TEMP1 ;當(dāng)前溫度送顯示緩沖區(qū) MOV BT0,TEMP0ACALL DISP ;顯示當(dāng)前溫度 ACALL CONT ;溫度控制LCALL ALARM ;溫度越限報(bào)警BACK: RETITIN: MOV TEMP1,#00H ;清檢測(cè)溫度緩沖區(qū)MOV TEMP0,#00HMOV R2,#04H ;取樣次數(shù)送R2MOV DPTR,#7FF8H ;指向A/D轉(zhuǎn)換器0通道LTIN1: MOVX DPTR,A ;啟動(dòng)轉(zhuǎn)換HERE: JNB IE1,HERE ;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOVX A,DPTR ;讀轉(zhuǎn)換結(jié)果ADD A,TEMP0 ;累加(雙字節(jié)加法 MOV

28、 TEMP0,AMOV A,#00HADDC A,TEMP1MOV TEMP1,ADJNZ R2,LTIN1 ;4次采樣完否,未完繼續(xù) CLR C ;累加結(jié)果除2(雙字節(jié)除法RRC AMOV TEMP1,AMOV A,TEMP0RRC AMOV TEMP0,ARETCONT: MOV A,TEMP0 ;當(dāng)前溫度-預(yù)置溫度(雙字節(jié)減 CLR CSUBB A,ST0MOV B,A ;低8位相減的差值暫存BMOV A,TEMP1SUBB A,ST1JNC LOFF ;無借位,表示當(dāng)前溫度預(yù)置溫度,轉(zhuǎn)LOFFJNB F0,LON ;當(dāng)前溫度<預(yù)置溫度,判是否達(dá)到過預(yù)置的溫度。MOV A,B;若達(dá)

29、到過預(yù)置溫度,判二者差值是否大于2CLR CSUBB A,#02HJNC ACC.7,LOFF ;差值不大于2,轉(zhuǎn)LOFF LON: CLR P1.7 ;開電爐SJMP EXIT ;返回LOFF: SETB P1.7 ;關(guān)電爐EXIT:RET 第5章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖圖5.1 系統(tǒng)原理總圖XTAL1XTAL2VCC RESET VSSRXD TXDP1.7INT1RD P2.7WRALE+5A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7A10A9A8WEOE CE6116、D0D1D2D3D4D5D6D7CLK ALE START IN7IN0B AOE EOCREF+REF-C AD