單片機溫控軟件設計溫控軟件課件

單片機應用系統(tǒng)的軟件設計

通常單片機應用系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件由主程序、定時中

斷服務程序和若干個子程序構成。根據(jù)系統(tǒng)各操作的

性質，指定哪些操作由中斷服務程序完成，哪些操作

由主程序完成。通常主程序完成顯示及鍵盤處理，實現(xiàn)人機對話功

能。其現(xiàn)場參數(shù)采樣、控制輸出等則由定時中斷完

成。下面以微電腦溫度控制器為例，介紹單片機應用系

統(tǒng)的軟件設計流程。一、溫度控制器技術要求：

1、控溫范圍：0oc~125oc

2、控溫精度：±1oc3、控溫工藝曲線：

工藝分4步 第1步:全速升溫 第2步:速率升溫 第3步:保溫 第4步:全速降溫二、軟件設計的有關參數(shù)1、鍵盤及顯示安排:命令鍵：輸入(0AH)、工作(0BH)、確認(0CH) 繼續(xù)(0DH)、顯示(0EH)、退出(0FH)數(shù)字鍵：0－9個顯示管：8個顯示符：開機符：PGood輸入符：In工作符：BE

輸入顯示：步號（2）、時間（3）、溫度（3）

設定值

工作顯示：步號（2）、時間（3）、溫度（3）顯標0：

實測值

1：PL（2）、時間（3）、溫度（3） 設定值

5、內存單元安排：

標志位：00H鍵標志09H顯示標志01H輸入標志0AH結束標志02H工作標志0BH退出標志 03H數(shù)入標志0CH 04H修改標志0DH升溫標志 05H報警標志0EH降溫標志 06H半秒標志0FH保溫標志 07H1秒標志 08H8秒標志

顯緩區(qū)：40H---47H 顯示指針：22H 計時單元：24H(100ms)25H(0.5s)26H(1s)

ΔU單元：35H實時時鐘:31H(秒)32H(分) 工藝參數(shù)：50H---5FH 工藝步號：23H 采樣值：60H－65H 實測值：38H－3AH

誤差值：3BH－3FH(ei-2,ei-1,ei) 控制輸出:36H(加熱)37H(冷卻) 堆棧區(qū)：68H－7FH三、微電腦溫度控制器軟件框圖鍵掃入口：0000H初始化.Pgood－顯緩區(qū)顯示有鍵按下否鍵數(shù)－【顯針】修改顯針顯針限值輸入符－顯區(qū)建立數(shù)入標志建立輸入標志建立顯針工作符－顯區(qū)建立數(shù)入標志建立工作標志建立顯針鍵處理1、開機引導程序允許數(shù)入否散轉到輸入或工作程序入口傳送工藝數(shù)鍵輸入工作YNNY確認初始化設置棧底(SP)置P口初值I/O口初始化關輸出置“0”工作單元及標志退出轉0000H退出取工藝.送步號初值.設置初值.初始化T0.開中斷顯示處理、燈處理、更新顯示(0.5S)有鍵按下否鍵處理鍵掃3、工作主程序關中斷返回0000HYN退出顯示處理按標志不同，將不同參數(shù)送至顯緩區(qū)報警處理入口：0800H更換顯示方式顯示確認建立退出標志4、中斷服務程序入口：000BH保護現(xiàn)場(A、B、DPH、DPL、PSW等)選另一工作寄存器區(qū)、重新置定時初值步時鐘計數(shù)、建立時間標志、溫度采樣(傳送、濾波)計算差值按控制算法計算輸出參數(shù)控制輸出步號加1、取工藝設置初值（步時鐘、輸出）工藝結束建立結束標志關輸出恢復現(xiàn)場中斷返回本工藝步結束否YN四、微電腦溫度控制器軟件清單1、開機引導程序：

A、MAIN-1:

ORG0000HORG000BHLJMPMAIN-1LJMPIT-O

MAIN-1：MOVSP,#67HMOVP1,#FDHACALLINT-7279 MOVR7,#48H（清工作單元） MOVR0,#20H M-0:CLRA MOV@R0,A INCR0 DJNZR7,M-0 ACALLMOV-0(開機符－顯緩區(qū)） AJMPMAIN-2

a.SKEY:(數(shù)鍵處理）

SKEY:JNB03H,S-2MOVR0,22HMOV@R0,AINC22HMOVA,22HCJNEA,#48H,S-1S-1:JCS-2MOV22H,#46HS-2:RET

b.MKEY-1(輸入鍵處理）

MKEY-1：SETB01HSETB03HMOV22H,#46HMOVDPTR,#TAB-1ACALLMOV-1RETc.MKEY-2(工作鍵處理）

MKEY-1：SETB02HSETB03HMOV22H,#46HMOVDPTR,#TAB-2ACALLMOV-1RET

d.MKEY-3(確認鍵處理）

MKEY-3:JNB01H,MK-0LJMPSR-0MK-0:JNB02H,MK-1LJMPGZ-0MK-1:RET

B、SR-1：

SR-1：ACALLDIRACALLKEYCJNEA,#FFH,S-1S-5：CJNEA,#0FH,SR-1SJMPSR-1ACALLSKEY-4退出S-1：CJNEA,#0AH,S-2SJMPSR-1S-2：JNCS-3ACALLSKEY-1數(shù)鍵

SJMPSR-1S-3：CJNEA,#0CH,S-4ACALLSKEY-2確認SJMPSR-1S-4：CJNEA,#0DH,S-5ACALLSKEY-3繼續(xù)SJMPSR-1

a.SKEY-1:(數(shù)鍵處理）

SKEY-1:JNB03H,S-2MOVR0,22HMOV@R0,AINC22HMOVA,22HCJNEA,#48H,S-1S-1:JCS-2MOV22H,#42HS-2:RET

b.SKEY-2(確認鍵處理）

SKEY-2:MOVA,23HADDA,23HADDA,#50HMOVR1,AMOVR0,#42H ACALLZ10-2 MOV@R1,AINCR1MOVR0,#45HACALLZ10-2MOV@R1,AMOV22H,#42HRET

d.SKEY-4(退出鍵處理）

SKEY-4：INC23HMOVA,23H ADDA,23HADDA,#50HMOVR1,AMOV@R1,#FFH(建立結束標志）LCALLMOV-2(保存工藝）AJMPMAIN-1

3、工作主程序：

GZ-0：LCALLMOV-3(取工藝） MOV23H,#01H LCALLSBZ-0（設置升降保標志） LCALLSCZ-0(設置步工藝初值） MOVTMOD,#01H MOVTH0,#3CH MOVTL0,#B0H SETBTR0 MOVIE,#82H SETB06H CLRP1.4

GZ-1：JNB06H,G2 CLR06H LCALLDL-0(燈顯示)

JB09H,G1LCALLXS-0(實測值-顯緩區(qū))SJMPG2G1：LCALLXS-1(理論值-顯緩區(qū)) G2：LCALLDTR(顯示) LCALLKEY(鍵掃) CJNEA,#FFH,G3 SJMPG6 G3：CJNEA,#0EH,G4（顯示鍵） CPL09H SJMPG6 G4：CJNEA,#0FH,G5（退出鍵） SETB0BH SJMPG6 G5：CJNEA,#0CH,G6（確認鍵） JNB0BH,G6 SETB0AH G6：LCALLBJ-0（報警處理） SJMPGZ-1

IT-1：JNB07H,IT-3(控制處理)CLR07HLCALLAD-0采樣

LCALLLB-0濾波LCALLCZ-0計差值e(i)

JNB08H,IT-4CLR08H MOVA,52HJZIT-2LCALLJSC計ΔU

LCALLSZC-0設置輸出參數(shù)

SJMPIT-4

IT-2：MOV36H,#00H設全速升降L2：JNB0DH,IT-4MOV37H,#00H溫輸出參數(shù)MOV36H,#7FHJNB0EH,L2SJMPIT-4MOV37H,#7FHSJMPIT-4

IT-3：INC23H(步結束處理)

LCALLMOV-4步工藝傳送MOVA,52HCJNEA,#FFH,L6 SETB0AH L6：JB0AH,IT-5轉工藝結束處理LCALLSBZ-0設置升降保標志 LCALLSCZ-0設置步工藝初值

IT-4：JB0AH,IT-5退出轉結束處理LCALLKSC-0控制輸出 POPDPL POPDPH POPDPB POPDPA RETI

工藝結束處理IT-5：POPDPLCLRP3.3POPDPHMOVR5,#C8H POPDPBL7：MOVR6,#C8H POPDPAL8：MOVR7,#F0HPOPAL9：DJNZR7,L9POPADJNZR6,L8MOVA,#00HDJNZR5,L7PUSHALJMP0000HMOVA,#10HPUSHARETI

ORG1000HJSCL：MOVIE,#00HMOVP1,#FDHSETBP3.2

MOVA,R1SETBP1.0ACALLSTFSINCR0

MOVR6,#04HDECR1L3:DJNZR6,L3DJNZR5,L1

MOVA,@R0RETADDA,#0DH

MOVCA,@A+PC

ACALLSTFS MOVR6,#02H

L4:DJNZR6,L4

TABDB7EH,30H,6DH,79H,33H,5BH,5FH,70H,7FH

DB7BH,77H,1FH,4EH,3DH,4FH,47H,00H,67Hc.鍵掃程序:

KEY:ACALLKEY1L3：INCR2

CJNEA,#0FFH,L1DJNZR7,L2

CLR00HL4：MOVA,R2

RETRET

L1:JB00H,L5L5:MOVA,#FFHSETB00HRETMOVB,ATABDBXXH,XXH,…MOVR2,#00H

MOVR7,#0FH

L2：MOVA,R2

ADDA,#0AH

MOVCA,@A+PC

CJNEA,B,L3

SJMPL4

d.讀鍵值子程序:所讀的鍵值保存在A中

KEY1:CLRP1.0

MOVR6,#0CH

L1:DJNZR6,L1

MOVA,#15H

ACALLSTFS MOVR6,#06H

L2:DJNZR6,L2

ACALLSTJS

SETBP1.0 RET

e.發(fā)送一字節(jié)子程序：(發(fā)送數(shù)存于A中)

STFS：MOVR7，#08H設:P1.0CS

L1：RLCAP1.1CLK

MOVP1.2，CP1.2DATA

SETBP1.1P1.3KEY

MOVR6,#02H

L2:DJNZR6,L2

CLRP1.1

MOVR6,#02H

L3:DJNZR6,L3

DJNZR7,L1

RETf．接收一字節(jié)子程序：（接收字符存于A中）

STJS:MOVR7,#08H

L1:SETBP1.1

SETBP1.2

MOVR6,#02H

L2:DJNZR6,L2

MOVC,P1.2

RLCA

CLRP1.1

MOVR6,#01H

L3:DJNZR6,L3

DJNZR7,L1

RET

B、通用子程序

a.A-@R與@R-A：A-@R：MOVR4,A@R-A：MOVA,@R0 SAWPASAWPA ANLA,#0FHINCR0 MOV@R0,AORLA,@R0 INCR0 RET MOVA,R4 ANLA,#0FH MOV@R0,A RET

b.2-10與10-2子程序：

Z2-10-0：MOVR7,#02HZ10-2：MOVR7,#02HSJMPZ1MOVA,@R0

Z2-10-1：MOVR7，#03HZ2：MOVB,#0AHZ1：MOVB，#0AHMULABDIVA，BINCR0XCHA，BADDA,@R0MOV@R0，ADJNZD7,Z2XCHA，BRETDECR0DJNZR7，Z1RETc.16位取補子程序：（R2R3取補) NEG-0：CLRC CLRA SUBBA,R3 CLRA SUBBA,R2 MOVR2,A RETd.8位乘法子程序：(R4*R3→R2R3)MUL-0：MOVA,R4（8位無符號乘）MOVB,R3 MULAB MOVR3,A MOVR2,B RET

MUL-1：MOVA,R4（帶符號R4*R3→R2R3） MOVR5,A JNBACC.7,L1 CPLA INCA L1：ACALLMUL-0 MOVA,R5 JNBACC.7,L2 ACALLNEG-0 L2：RETe.8位除法子程序：(R2R3÷R4→R3,余數(shù)R2) DIV-0：MOVR7,#08H（無符號除） L0：CLRC MOVA,R3 RLCA MOVR3,A MOVA,R2 RLCA MOVR2,A CLRC SUBBA,R4 JCL1 MOVR2,A INCR3 L1：DJNZR7,L0 RET

DIV-1：MOVA,R2（帶符號R2R3÷R4→R3,余數(shù)R2） MOVR5,A JNBACC.7,L1 ACALLNEG-0 L1：ACALLDIV-0 MOVA,R5 JNBACC.7,L2 MOVA,R3 CPLA INCAMOVR3,A L2：RETC、傳送子程序a.傳送顯示符子程序：

MOV-0:MOVDPTR,#TAB_0

MOV-1:MOVR7,#08HMOVR0,#40HMK_0:MOVXA,@DPTRMOV@R0,AINCDPTRINCR0DJNZR7,MK_0RETORG07E0HTAB_0DBPGOOdTAB_1DBIN__TAB_2DBBE__TAB_3DBPL__

b.傳送工藝子程序：

MOV-2：MOVR7,#0EH(存工藝）MOVR0,#52H MOVDPTR,#0400HL1：MOVA,@R0 MOVX@DPTR,A INCR0 INCDPTR DJNZR7,L1 RET

MOV-3：MOVR7,#0EH(取工藝）

MOVR0,#52H MOVDPTR,#0400HL2：MOVXA,@DPTR MOV@R0,A INCR0 INCDPTR DJNZR7,L2MOV51H,#00H RET

MOV-4：MOVR7,#0EH(步工藝傳送）MOVR0,#52H MOVR1,#50HL1：MOVA,@R0 MOVX@R1,A INCR0 INCR1 DJNZR7,L1 RETD、溫度采樣濾波子程序a.采樣子程序：

AD-0:MOVDPTR,2000H MOVR6,#06H MOVR0,#60H L0：MOVX@DPTR,A MOVR7,#1EH L1：DJNZR7,L1 MOVXA,@DPTR MOV@R0,A INCR0 DJNZR6,L0 RETb.濾波子程序： FMAX：MOVR7，#05HLB-0：CALLFMAX MOVR0，#60H

CALLFMINL1：MOVA，@R0HCALLAVEINCR0

RET CLRC SUBBA,@R0

JCl2

MOVA,@R0

DECR0 XCHA,@R0 INCR0 MOV@R0,A l2：DJNZR7,L1 RET

FMIN：MOVR7,#04H

MOVR0,#60H

L1：MOVA,@R0

INCR0

CLRC

SUBBA,@R0

JNCl2

MOVA,@R0

DECR0

XCHA,@R0

INCR0

MOV@R0,A

l2：DJNZR7,L1

RET

AVE：MOVR7,#04HMOVR0,#60

MOVR3,#00MOVR4,#00

L1：MOVA,@R0

ADDA,R4

MOVR4,A

MOVA,R3

ADDCA,#00

MOVR3,AINCR0

DJNZR7,L1MOVA,R4MOVR7,#03HRRCAL2：CLRCMOVR4,AMOVA,R3DJNZR7,L2RRCAMOV67H,R4MOVR3,ARET

E、計算輸出參數(shù)子程序a.計算公式：

采用數(shù)字PID增量式控制算法計算輸出參數(shù)ΔU.

ΔU=A*e(i)-B*e(i-1)+C*e(i-2)設：A=18,B=3,C=1b.計算程序：JSC：MOVR4,3FHACALLADD-0 MOVR3,#12HACALLXZ-0（限值) ACALLMUL-1RET MOV28H,R2 MOV29H,R3 MOVR4,3DH MOVR3,#03H ACALLMUL-1 ACALLSUB-0 MOVR4,3BH MOVR3,#01H ACALLMUL-1

c.16位加減子程序：SUB-0：CLRC(28H,29H-R2,R3→28H,29H) MOVA,29H SUBBA,R3 MOV29H,A MOVA,28H SUBBA,R2 MOV28H,A RETADD-0：MOVA,29H(28H,29H+R2,R3→28H,29H) ADDA,R3 MOV29H,A MOVA,28H ADDA,R2 MOV28H,A RETd.限值子程序：XZ-0：MOVA,28H（限值為60H-A0H) JBACC.7,L4 JNZL2 MOVA,29H CJNEA,#60H,L1 L1：JCL3 L2：MOVA,#60H L3：MOV35H,A RETL4：CJNEA,#FFH,L6 MOVA,29H CJNEA,#A0H,L5 L5：JNCL7 L6：MOVA,#A0H L7：MOV35H,A RETF、控制輸出子程序a.設置輸出參數(shù)： SZC-0：MOVA,35H JBACC.7,L1 MOV36H,A MOV37H,#00H RET L1：CPLA INCA MOV37H,A MOV36H#00H RETb.控制輸出：KSC-0：MOVA,36H JZL1 DEC36H CLRP1.4 SETBP1.5 RET L1：SETBP1.4 MOVA,37H JZL2 DEC37H CLRP1.5 RET L2：SETBP1.5 RETG、計算差值子程序a.計算差值：CZ-0：ACALLMOV-5(傳送差值） MOVA,53H CJNEA,51H,L1 MOVA,3AH（保溫） CLRC SUBBA,53H ACALLXZ-1（限值為10H-F0H) MOV3FH,A RETL1：ACALLJTL-0(計算T理） MOVA,3AH（升降溫） CLRC SUBBA,R3 ACALLXZ-1（限值為10H-F0H) MOV3FH,A RET

b.傳送差值：

MOV-5：MOVR7,#04H MOVR0,#3CH L1：MOVA,@R0 DECR0 MOV@R0,A INCR0 INCR0 DJNZR7,L1 RET

c.計算升降溫T理：T理＝T初＋【（T終－T初）*C實】÷C總

JTL-0：MOVA,53H CLRC SUBBA,51H MOVR4,A MOVR3,32H INCR3 ACALLMUL-1 MOVR4,52H ACALLDIV-1 MOVA,51H ADDA,R3 MOVR3,A RET

d.限值：

XZ-1：JBACC.7,L3 CJNEA,#10H,L1 L1：JCL2 MOVA,#10H L2：RET L3：CJNEA,#F0H,L4 L4：JNCL5 MOVA,#F0H L5：RET

H、設置工藝參數(shù)初值子程序a.設置升降保標志 SBZ-0：MOVA,21H ANLA,#1FH MOV21H,A MOVA,53H CLRC SUBBA,51H JNZL1 SETB0FH RET L1：JCL2 SETB0DH RET L2：SETB0EH RETb.設置步工藝初值SCZ-0：MOV31H,#00H MOV32H,#00H SETBP1.4 SETBP1.5 SETB07H SETB08H MOV25H,#00H MOV26H,#00H JNB0FH,L1(保溫） RET L1：JNB0EH,L2（降溫)CLRP1.5