單片機20優(yōu)秀公開課課件

授課日期 班次 授課時數2

課題：任務十三可調速加熱爐控制器教學目的：熟悉I2C總線編程技術，鍵盤掃描編程技術

提高單片機綜合設計能力重點： 單片機開發(fā)項目的設計能力培養(yǎng)難點： 硬件和軟件設計教具： 多媒體作業(yè)： 附加自用參考書：《單片機應用技術》耿長清主編、《單片機應用技術》劉守義主編教學過程：復習：潛水泵自動控制保護器總體設計任務十三可調速加熱控制器1.任務描述2.總體設計結合上次課的內容來進行需求分析、方案設計、測試計劃3.詳細設計1）硬件設計（原理圖、主要元器件）2）軟件設計以其中一個程序為例講解，其他程序由學生自己完成

4.課堂小結

課后小結：任務描述：本控制器能根據用戶設定的加溫溫限（最高溫度），以及加熱時間、冷卻時間，自動調節(jié)加熱功率，從而達到可調速加熱的目的。

7.2任務十三可調速加熱控制爐總體設計需求分析需求獲取本項目最初由湘潭大學理化實驗室提出需求，在化學實驗金屬相圖實驗中，原有的實驗儀（一臺PC機、一臺加熱爐、一臺測溫儀）要做一個完整的實驗需要四五個小時以上，并且數據要學生自己記錄并自己計算和給制圖形，往往幾個小時不能完成一個實驗，為了解決這個問題，提出開發(fā)一種新的實驗設備，新的實驗儀（PC機一臺、兩臺測溫儀，每臺測溫儀可以接六路溫度傳感器，兩臺加熱爐），這樣一臺PC機可同時采集12路數據，整個過程由PC機上軟件完成，不需學生記錄數據和繪制圖形和表格，大大提高了實驗速度，實驗結果更準確和直觀。同時一個實驗室可以省下一半PC機，節(jié)約了設備成本。本項目只是該實驗儀中一部分，也就是加熱爐的控制部分。

設計開發(fā)任務書本項目開發(fā)人員如下：項目負責人一名，軟件工程師四名、硬件工程師一名、結構工程師一名、技術員一名、采購員一名。其中兩名軟件工程師負責PC軟件開發(fā)、一名軟件工程師負責測溫儀軟件開發(fā)、一名軟件工程師負責加熱爐軟件開發(fā)。

7.2任務十三可調速加熱控制器總體設計方案設計整個方案在這里就不詳述，這里只就加熱爐部分進行說明，由于一臺PC機同時控制兩臺加熱儀和兩臺測溫儀，所以本臺都有相應地址，與PC機通訊采用CAN總線，地址用24C01存儲，加溫速度由PC機根據當時室溫發(fā)送相應加熱功率百分比來控制加熱爐。加熱爐由89C1051控制。如接收到PC機發(fā)送的功率是80，則可通過控制加熱爐80%時間打開電源，20%時間關斷電源，具體通訊協議讀者可以自己制訂，并完整好程序，并在做實驗或實訓時調試。

測試計劃硬件測試：主要測試各部分硬件是否能正常工作，每部分通過簡單程序來檢測。軟件測試：加熱爐在不同室溫下能不能在相同時間加熱到指定溫度。7.2任務十三可調速加熱控制器讀寫命令字當前讀時序7.2任務十三可調速加熱控制器字節(jié)寫、頁寫時序7.2任務十三可調速加熱控制器隨機讀時序圖7.2任務十三可調速加熱控制器詳細設計軟件設計I2C總線的24C02讀寫程序：;**********************************************;*Title:AT24C02與51單片機連接讀寫程序*;*Date:2005.7.7*;*********************************************************;連線：SCL—P3.4,SDA—P3.5,WP—接地;（R3）=器件地址，（R4）=片內字節(jié)地址，;（R5）=連續(xù)讀寫字節(jié)數，（R1）=欲讀寫數據存放地址指針;*********************************************************7.2任務十三可調速加熱控制器

SCL EQU P30

SDA EQU P31;寫24C02子程序I2C_WRITE:SETB SDASETB SCLCLR SDA ;發(fā)開始信號MOV A,R3 ;發(fā)器件地址ACALL SEND ;調發(fā)送單字節(jié)子程序MOV A,R4 ;送片內字節(jié)地址ACALL SENDI2CW_AGAIN:MOV A,@R1ACALL SENDINC R1DJNZ R5,I2CW_AGAIN ;連續(xù)寫N個字節(jié)CLR SDA;SDA位置0，準備送停止信號ACALL DELAY ;延時以滿足傳輸速率要求SETB SCL ;發(fā)送停止信號ACALL DELAYSETB SDARETSEND: MOV R0,#08HI2CW_LOOP:CLRSCL ;開始[信號之后的]寫地址操作SCL清'0'RLC AMOV SDA,C

7.2任務十三可調速加熱控制器NOPSETB SCL ;寫完一位打操作后,SCL置'1'ACALL DELAYDJNZ R0,I2CW_LOOPCLR SCLCALL DELAYSETB SCL ;ACKLP: MOV C,SDAJC ACKLP ;判斷應答到否，未到則等待CLR SCLRET

;********************************;讀24C02子程序I2C_READ: SETB SDA SETB SCL7.2任務十三可調速加熱控制器 CLR SDA ;SDA位置0，準備送停止信號

ACALL DELAY ;延時以滿足傳輸速率要求SETB SCL ;發(fā)送停止信號

ACALL DELAY SETB SDA RETREAD:MOV R0,#08HI2CR_LOOP:SETB SCL ACALL DELAY MOV C,SDARLC A CLR SCL ACALL DELAY DJNZ R0,I2CR_LOOP7.2任務十三可調速加熱控制器 CJNE R5,#01H,LW SETB SDA ;若是最后一個字節(jié)，置ACK=1 AJMP SETOKLW: CLR SDA ;否則置ACK=0SETOK: ACALL DELAYSETB SCL ACALL DELAY CLR SCL ACALL DELAY SETB SDA